Sự khác nhau giữa âm thanh 16 bit, 24 bit và 32 bit là gì? – HD Audio

Bài viết này sẽ giải thích vì sao quảng cáo về bit depth và sample rate chỉ là một ví dụ về cách mà ngành công nghệ âm thanh đã đánh vào sự thiếu hiểu biết của người tiêu dùng hay cả những audiophile như thế nào.

Một DAC 32 bit hỗ trợ âm thanh 192kHz trên thông số nhìn có vẻ rất tuyệt, nhưng việc tăng dung lượng của bộ sưu tập nhạc của bạn lên thực sự chẳng đem lại mấy ích lợi. Bài viết này sẽ là câu trả lời mà HD Audio muốn gửi tới bạn đọc cho câu hỏi “sự khác nhau giữa âm thanh 16 bit, 24 bit và 32 bit là gì?”

Bit-depth thường được liên hệ với độ chính xác, nhưng thực sự thì nó mô tả hiệu suất nhiễu của hệ thống. Nói cách khác, tín hiệu nhỏ nhất có thể nhận biết hay tái tạo.

Trước khi đi sâu vào chi tiết, mục đầu tiên này sẽ đưa ra những thông tin cơ bản về hai khái niệm chính của âm thanh số, bit-depth và sample rate.

Bit depth, sample rate là gì?

Sample rate là số lần lấy mẫu hay tái tạo thông tin biên độ của một tín hiệu. Về cơ bản, ta chia một dạng sóng thành rất nhiều phần nhỏ để hiểu rõ hơn về nó tại một thời điểm nhất định. Định lý Nyquist chỉ ra rằng tần số cao nhất có thể để lấy mẫu hay tái tạo bằng chính một nửa sample rate. Rất dễ hiểu, khi ta cần biên độ cho đỉnh và đáy của dạng sóng (vốn sẽ cần tới hai mẫu) để có thể biết chính xác tần số của nó.

Có lẽ ta sẽ ngay lập tức nghĩ bit-depth như là độ chính xác trong biên độ, nhưng khái niệm quan trọng hơn cần hiểu ở đây là nhiễu và độ méo. Với độ phân giải rất thấp, ta có thể sẽ bỏ qua phần thông tin biên độ thấp hay cắt hẳn phần đỉnh của dạng sóng, sẽ gây ra sự thiếu chính xác và méo (lỗi lượng tử). Thú vị là, phần đó thường nghe giống như nhiễu nếu như bạn bật một file độ phân giải thấp, bởi ta đã tăng cường dung lượng của tín hiệu nhỏ nhất có thể đã được lấy mẫu hay tái tạo. Điều này cũng giống như việc thêm nguồn nhiễu vào dạng sóng. Nói cách khác, giảm bit-depth cũng sẽ giảm sàn nhiễu (mức độ nhiễu chung của thiết bị). Vì thế, bit-depth cao hơn sẽ cho ta sàn nhiễu lớn hơn, nhưng vẫn có một giới hạn nhất định.

Liệu có sự khác biệt âm thanh giữa file nhạc 16-bit, 24-bit và 32 bit hay không?

Trong một thời gian dài thì tín hiệu 16 bit từ đĩa CD đã trở thành chuẩn phổ biến, tuy nhiên hiện nay chúng ta vẫn dễ dàng tìm kiếm những bản ghi âm có độ phân giải lên tới 24-bit hay kinh khủng hơn là 32-bit.

Khi nói đến nghe nhạc, bạn sẽ muốn có ít nhất âm thanh 16-bit. Ngay cả âm thanh 8-bit cũng có rất nhiều tạp âm. Mặc đã có khá nhiều thay đổi với đĩa CD, nhưng âm thanh 16-bit vẫn là tiêu chuẩn phổ biến. Rất nhiều nội dung media vẫn được phân phối dưới dạng file âm thanh 16-bit. Nghe âm thanh 16-bit vẫn ổn, nhưng chỉnh sửa nó có thể là một vấn đề, và đó là lúc cần bit depth cao hơn.

Âm thanh 24-bit là một bước tiến từ âm thanh 16-bit. Mọi người thường kết hợp bit depth với chất lượng âm thanh thực tế. Vì vậy, khi thấy âm thanh 24-bit, họ sẽ tự động cho rằng âm thanh đó rõ ràng hơn hoặc có độ phân giải cao hơn, nhưng thực tế không phải vậy. Âm thanh 24-bit có dải động cao hơn (16.777.216 kết hợp nhị phân) và giảm tiếng ồn. Câu hỏi đặt ra là: Nếu chúng ta không thể nghe thấy toàn bộ phổ nhiễu trong âm thanh 16-bit, thì âm thanh 24-bit có ích lợi gì?

Mặc dù tiếng ồn về cơ bản là không tồn tại giữa cả hai bit depth này, nhưng âm thanh 24-bit sẽ tốt hơn cho việc chỉnh sửa âm thanh phòng thu. Ở mức âm lượng cao hơn, âm thanh bắt đầu bị bóp méo. Dải động cao hơn có nghĩa là âm thanh có thể đạt đến âm lượng lớn hơn trước khi có hiện tượng méo tiếng. Âm thanh 24-bit là chuẩn tối ưu để chỉnh sửa.

Việc lựa chọn 24-bit hay 16-bit đôi khi giống như việc lái chiếc container hay chiếc xe bán tải để chở một cái tủ lạnh vậy. Với 24-bit bạn sẽ tốn kém hơn trong việc sắm sửa thiết bị, bao gồm cả khoản ổ cứng để lưu trữ nữa.

Âm thanh 16 -bit loại bỏ tiếng ồn và âm thanh 24-bit cho khả năng chỉnh sửa tốt hơn, vậy âm thanh 32-bit thì sao? Bạn nhận được 4.294.967.296 sự kết hợp khác nhau của các chữ số nhị phân với âm thanh 32-bit, nhưng điều đó có thực sự cần thiết? Thành thật mà nói, câu trả lời là không.

Thử so sánh, mẫu 16 bit sẽ có signal to noise ratio (sự khác biệt giữa tín hiệu và nhiễu nền) 96,33dB, trong khi 24 bit là 144,49dB, vượt qua giới hạn của lấy mẫu phần cứng và nhận thức của con người. Nên DAC 32 bit của bạn thực sự sẽ chỉ có thể cho ra nhiều nhất lượng dữ liệu hữu dụng như 21 bit và những bit khác sẽ bị che đi bởi nhiễu mạch. Trong thực tế, linh kiện với giá thành trung bình sẽ có SNR khoảng 100 tới 110dB, khi mà hầu hết những thành phần của mạch sẽ sinh ra nhiễu bởi chính chúng. Rõ ràng, file 32 bit có vẻ khá dư thừa.

Một số hãng thu âm thậm chí phát hành các bản thu âm 32-bit nữa. Đó có thể là những thứ vô nghĩa nhưng lại là mánh khóe quảng cáo tuyệt vời, bởi hầu hết người tiêu dùng đều nghĩ rằng âm thanh có độ phân giải càng cao thì càng chất lượng.

–

Xem thêm: So sánh bộ chuyển đổi quang và DAC giải mã