So sánh chất lượng nhạc DSD với các định dạng nhạc số thông thường

Tỏ ra vượt trội hoàn toàn so với các định dạng nhạc số thông thường về mặt thông số, tuy nhiên, những giá trị thực về chất lượng âm thanh mà nhạc DSD đem lại như thế nào, có cần thiết đầu tư thiết bị để khai thác định dạng nhạc số cao cấp này không?

KỸ THUẬT

Như chúng ta đã biết, Direct Stream Digital (DSD) là thương hiệu của Sony và Philips dùng trong hệ thống tái tạo tín hiệu âm thanh kỹ thuật số được sử dụng cho Super Audio CD (SACD). Kỹ thuật chuyển đổi DSD được phát triển bởi Andreas Koch và Ed Meitner của EMM Labs. Sau đó Koch thành lập AKDesign và tiếp tục nghiên cứu về sự chuyển giao tập tin DSD qua kết nối USB. Công nghệ DSD tiếp tục được phát triển và thương mại hóa bởi Sony và Philips, sau đó năm 2005 Philips bán lại cho Sonic Studio để phát triển hơn nữa

DSD dùng công nghệ mã hóa tín hiệu bằng mật độ xung nhịp (pulse-density modulation encoding) - một công nghệ dùng để lưu trữ tín hiệu âm thanh trên phương tiện lưu trữ kỹ thuật số sử dụng cho SACD. Tín hiệu sẽ được lưu trữ giống như âm thanh kỹ thuật số với nắn âm delta-sigma; một chuỗi các giá trị 1-bit với sampling rate 2.8224MHz (gấp 64 lần CD Audio là 44.1kHz, nhưng chỉ bằng khoảng 1/32768 so với 16-bit). Nắn nhiễu âm được tạo ra trong tín hiệu gấp 64 lần tín hiệu gốc giúp giảm tiếng ồn và biến âm gây ra do sự thiếu chính xác của lượng âm trong tín hiệu 1-bit. Đây cũng là một chủ đề thảo luận rằng chúng ta có thể loại bỏ biến âm thông qua chuyển đổi 1-bit Delta-Sigma hay không.

So sánh chất lượng nhạc DSD với các định dạng nhạc số thông thường

Một máy ghi DSD sử dụng điều chế âm sigma-delta (sigma-delta modulation). DSD là 1-bit, với sampling rate 2.8224MHz. Đầu ra của máy ghi DSD là một chuỗi bit (bitstream). Mức truyền tải trung bình của tín hiệu này tỷ lệ thuận với tín hiệu ban đầu. DSD dùng kỹ thuật nắn nhiễu âm làm cho tiếng ồn phát triển thành tần số siêu âm không nghe được. Về nguyên tắc, việc lưu trữ bitstream trong DSD cho phép máy phát SACD sử dụng một DAC cơ bản (1-bit) kết hợp với bộ lọc analog cấp thấp. SACD có khả năng cung cấp dải tần với phạm vi khoảng 120 dB từ 20Hz đến 20kHz với khả năng khuếch đại lên đến 100kHz, mặc dù hiện nay hầu hết các máy phát chỉ có giới hạn từ 80-90kHz và 20kHz là giới hạn của tai người.

Do được "đóng gói" trong một cấu trúc phức tạp và chứ đựng một lượng dữ liệu âm thanh cực lớn, các file nhạc DSD có dung lượng lớn hơn rất nhiều so với các file nhạc số thông thường. Ngoài định dạng DSD tiêu chuẩn sử dụng trên đĩa SACD (DSD64 - 2,8MHz), DSD còn có thêm nhiều biến thể cao cấp với độ phân giải lớn hơn rất nhiều như Double-rate DSD (DSD128 - 5,6MHz), Quad-rate DSD (DSD256 - 11,2MHz) và Octuple-rate DSD (DSD512 - 22,6MHz).

So sánh chất lượng nhạc DSD với các định dạng nhạc số thông thường

Trong khi đó, PCM (Pulse-code Modulation - Tên gọi chung của các định dạng nhạc số không nén) và các định dạng nhạc nén khác sử dụng các thuật toán "đóng gói" đơn giản và ít tốn dung lượng lưu trữ hơn. Kỹ thuật PCM cố gắng sử dụng dữ liệu kỹ thuật số để mô phỏng lại tín hiệu âm thanh analog dạng sóng SIN, do đó, tần số lấy mẫu và bit dữ liệu càng cao thì việc mô phỏng càng chính xác, cho âm thanh gần với bản gốc nhất. Các định dạng nhạc số này hiện nay rất phổ biến và được sử dụng một cách rộng rãi, thường bắt gặp như: WAV, FLAC, ALAC, AIFF, M4A, ... Các file PCM có độ phân giải cao thường gặp hiện nay là 24bit/192kHz, 24bit/384kHz, 32bit/384kHz, 32bit/768kHz...

GIÁ TRỊ THỰC TẾ

Lý thuyết là như vậy, DSD tỏ ra vượt trội hoàn toàn so với PCM và các định dạng nhạc số nén cả về mặt thông số và các ưu điểm lý thuyết. Tuy nhiên, những lợi thế này thể hiện ở chất lượng âm thanh thực tế ra sao? Trên thực tế, các bài testlab, nghe thử, trải nghiệm & so sánh giữa DSD với PCM và các định dạng nhạc nén đều cho thấy một kết quả rất rõ ràng về chất lượng âm thanh vượt trội của DSD với phần còn lại.

So sánh chất lượng nhạc DSD với các định dạng nhạc số thông thường

Đầu tiên, việc "đóng gói" một lượng cực lớn dữ liệu âm thanh của bản thu vào mỗi file nhạc giúp cho DSD có nhiều "tài nguyên" để tái tạo lại bản thu đó hơn rất nhiều lần so với các định dạng nhạc số thông thường. Do đó, âm thanh được tái tạo lại ở mức chính xác gần như tuyệt đối, tiệm cận với chất lượng của những bản thu gốc được lưu trữ trên đĩa vinyl. Các khía cạnh của một bản thu từ dải tần, độ động, âm sắc, độ chi tiết, không gian và pha thời gian đều được tái hiện lại một cách nguyên bản và đầy đủ nhất, cho ra âm thanh có được sự đầy đặn, hoàn chỉnh.

Khác biệt đễ nhận thấy nhất ở nhạc DSD với các định dạng nhạc số thông thường chính là DSD cho ra âm thanh có độ chi tiết rất cao, các thành phần khó tái tạo nhất như các chi tiết nhỏ và ngắn, các hài âm và những quãng ngân vang được tái hiện lại nguyên vẹn và chân thực. Cũng nhờ đó, khi nghe nhạc DSD, chúng ta sẽ có được cảm giác âm thanh trung thực, rất gần với nhũng buổi biễu diễn trực tiếp.

Thêm nữa, việc DSD có mức tần số lấy mẫu rất cao nên chỉ cần sử dụng các bộ lọc đơn giản ở mức tần số thấp trong quá trình xử lý và giải mã tín hiệu, tương tự như các bộ lọc trong phân tần của loa. Giảm thiểu được mức độ lọc sẽ ít làm sai khác âm thanh so với bản gốc hơn. Việc chỉ thực hiện lọc tín hệu ở mức tần số thấp cũng giúp quá trình giải mã đạt được độ chính xác rất cao, ít phát sinh tiếng ồn, nhiễu và méo tiếng, từ đó cho ra âm thanh với độ sạch nhiễu cao, gần như không có ồn nền, cùng một nền âm tĩnh.

THIẾT BỊ

Tất nhiên, để khai tác được những ưu thế vượt trội về chất lượng âm thanh của DSD so với các định dạng nhạc số khác chúng ta cũng buộc lòng phải đầu tư mạnh tay và chuyên sâu hơn cho hệ thống thiết bị xử lý, từ nguồn nhạc, lưu trữ, đầu phát cho tới giải mã. Nếu như nguồn nhạc DSD chúng ta có thể mua và lưu trữ dễ dàng trên những ổ cứng dung lượng lớn, thì khía cạnh thiết bị phát và giải mã cần có sự chuyên sâu hơn rất nhiều. Thương hiệu hi-end nước Đức T+A là một trong những nhà sản xuất tích cực nhất hiện nay trong việc cho ra đời những thiết bị âm thanh cao cấp được thiết kế tối ưu cho việc chơi nhạc DSD.

Các thiết bị âm thanh của T+A từ dòng đầu bảng HV-Series (SD 3100 HV, SDV 3100 HV...), cho tới các dòng phổ thông hơn như R-Series (MP 2000 R MKII, MP 2500 R...), E-Series (R 1000 E, MP 1000 E...), hay dòng mini Series 8 (DAC 8 DSD, MP 8...) đều hỗ trợ cực tốt cho nguồn nhạc DSD với các bộ xử lý và giải mã chuyên dụng. Hầu hết các thiết bị này đều được trang bị mạch giải mã DSD cao cấp tích hợp trên DAC 8 DSD, hoặc thậm chí là những bo mạch giải mã cao cấp hơn, cho phép giải mã trực tiếp (không chuyển đổi về PCM) tín hiệu DSD tối đa DSD1024 - 49,2MHz (gấp 1024 lần độ phân giải của đĩa CD), tái tạo lại những bản thu âm thanh số với chất lượng vào loại tốt nhất hiện nay.