Những điều chưa biết về định dạng nhạc MP3

Tuy hiện nay đã có rất nhiều định dạng âm thanh được sử dụng thường xuyên nhưng MP3 vẫn là một định dạng tập tin âm thanh rất phổ biến. Vậy nhưng định dạng MP3 chính xác là gì? Nó được tạo ra khi nào? ...

Chúng ta sẽ có một cái nhìn sâu sắc hơn về MP3 trong nội dung bài viết này.

MP3 là gì?

MP3 là viết tắt của MPEG-1 Audio Layer 3. Thoạt nhìn thì trông những từ ngữ này có vẻ phức tạp nhưng đơn giản mà nói thì MP3 chỉ là phần mở rộng của một tập tin âm thanh. Hay chính xác hơn là một định dạng mã hóa âm thanh kỹ thuật số, được dùng để tạo ra các tập tin với dung lượng được giảm đi rất nhiều, trong khi chất lượng thu được vẫn gần giống như những gì thể hiện trên một máy nghe đĩa CD.

Các tập tin MP3 thường được chúng ta tải về từ internet hoặc được tạo ra từ việc sử dụng những chương trình chuyên dụng. Nó có thể được phát bằng những phần mềm nghe nhạc thông dụng ngay trên máy tính hay đa số các thiết bị di động ngày nay.

MP3 được tạo ra khi nào? Ai là người tạo ra MP3?

Như chúng ta vẫn biết, đa số các định dạng phổ biến ngày nay vẫn thường được tạo ra bởi một tổ chức nào đó trên thế giới và MP3 cũng không phải là một trường hợp ngoại lệ. Nó được thiết kế bởi Moving Picture Experts Group (MPEG), đây là một tập đoàn chịu trách nhiệm về thiết lập tiêu chuẩn mã hóa cho các loại âm thanh hay video.

Thật sự thì rất khó để xác định chính xác ngày mà MP3 được tạo ra cũng như ngày mà nó bắt đầu trở nên phổ biến trong xã hội. Nhưng chúng ta vẫn có thể biết được rằng, các tập tin MP3 đầu tiên bắt đầu xuất hiện vào khoảng những năm 1990 và được công bố chính thức vào năm 1993. Khi mà Internet và mạng ngang hàng (peer to peer) đang dần trở nên phổ biến thì MP3 cũng nhanh chóng trở thành định dạng âm thanh được lựa chọn nhiều nhất bởi chất lượng tốt và kích thước nhỏ.

Vậy tại sao nó lại phổ biến?

Trong những ngày đầu của máy tính và truyền thông, không gian lưu trữ trong ổ cứng còn rất hạn chế. Bên cạnh đó, dưới sự xuất hiện của Internet thì nhu cầu chia sẻ thông tin của con người cũng được nâng cao, nhất là nhu cầu chia sẻ những nội dung giải trí. Người dùng không thể nào gửi cả một CD nhạc với dung lượng lên đến 700 MB qua mạng chỉ bằng việc sử dụng đường truyền Dial-Up 56 Kbps.

Do đó, các nhà nghiên cứu và các tổ chức lớn đã cố gắng tìm ra những định dạng âm thanh mới, sử dụng những thuật toán riêng nhằm giảm bớt dung lượng dữ liệu của các tập tin âm thanh, trong khi vẫn giữ cho âm thanh được tạo ra gần với âm thanh gốc nhất. Chính vì những lý do đó mà MP3 ra đời, và đương nhiên, nó trở thành một định dạng phổ biến trong lĩnh vực định dạng và mã hóa âm thanh. MP3 đã chứng tỏ mình là một sự lựa chọn hàng đầu khi có khả năng làm giảm kích thước tập tin gấp nhiều lần so với kích thước ban đầu. Thêm vào đó là việc tạo ra các tập tin MP3 cũng rất dễ dàng mà vẫn không làm mất đi tính rõ ràng của âm thanh.

Mp3 giảm dung lượng như thế nào?

Các thuật toán mã hóa MP3 làm việc dựa trên các quy tắc về mức độ cảm nhận âm thanh của tai người. Tai con người chỉ có khả năng cảm nhận được những âm thanh nằm trong khoảng tần số từ 16 Hz - 20 KHz, âm thanh nằm ngoài dải tần số đó coi như vô nghĩa. Hơn nữa tại cùng một thời điểm, khi nghe những âm thanh với âm lượng lớn, người dùng sẽ khó có thể cảm nhận được những âm thanh có âm lượng rất nhỏ. Bằng cách sử dụng các thuật toán riêng giúp MP3 có thể phân biệt được các đoạn âm thanh có tần số quá cao hay quá thấp, và loại bỏ những tạp âm không cần thiết.

Nói một cách khái quát hơn là nó có thể nén các tập tin bằng cách loại bỏ đi những âm thanh dư thừa bao gồm cả tiếng ồn, âm tầng quá cao hoặc quá thấp và âm nhiễu của sóng điện do dụng cụ thu âm gây ra. Đây cũng là những âm thanh chiếm khá nhiều dung lượng của bản nhạc.

Một thông số quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh của tập tin MP3 đó chính là bit rate. Luôn có một sự liên quan tỷ lệ thuận giữa bit rate và kích thước tập tin khi tạo ra một file MP3. Tỷ lệ bit rate càng lớn cũng đồng nghĩa với việc dung lượng của file MP3 được tạo ra cũng lớn. Các bit rate thường thấy trên những tập tin Mp3 có giá trị vào khoảng 128 Kbps, 192 Kbps, 256 Kbps, 320 Kbps. Đây vẫn là con số khá thấp so với 1411 Kbps trên các CD có âm thanh chuẩn. Chính việc giảm bit rate xuống thấp cũng góp phần làm giảm kích thước của các tập tin MP3.

Song, bên cạnh quá trình loại bỏ những âm thanh không cần thiết, MP3 vẫn có một số thuật toán để bù đắp lại những chỗ mất mát mà nó đã lược bỏ bằng cách tạo ra những âm thanh méo mó so với âm gốc, mà vẫn không làm giảm chất lượng cảm nhận khi so sánh với các tập tin chưa qua nén MP3. Tuy nhiên, với những tập tin được nén với bit rate càng thấp thì hiện tượng méo mó âm thanh xảy ra càng nhiều.

Chính việc loại bỏ đi những âm thanh ở tần số cao hoặc thấp cũng làm cho MP3 trở nên yếu thế hơn so với các chuẩn nhạc lossless. Nhất là trong việc thể hiện âm thanh của nhạc cụ trong các buổi biểu diển nhạc hoà tấu hay nhạc cổ điển vì những âm thanh do nhạc cụ này phát ra thường rất trầm (tần số cực thấp) hoặc rất bổng (tần số cực cao). Và khi chúng được nén bằng MP3, dãy tần số này bị loại bỏ hoặc điều chỉnh khác đi so với thực tế, đối với một số người thì điều này thực sự không thể chấp nhận được.

MP3 giảm được bao nhiêu dung lượng?

Nếu một tập tin MP3 được tạo ra bằng cách sử dụng bit rate ở mức 128 kbps với thời lượng 4 phút sẽ có dung lượng khoảng 3,5 MB so với 40 MB trên các tập tin gốc. Điều này có nghĩa là dung lượng của nó sẽ được giảm xuống 11 lần. Nói đơn giản hơn là với những tập tin này, người dùng có thể tăng số lượng bài hát lưu trữ trên thiết bị lên thêm 11 lần. Hoặc giảm thiểu thời gian download xuống 11 lần so với việc sử dụng các tập tin trên đĩa CD được tạo ra từ nguồn âm thanh ban đầu.

Lời kết

Sự thành công của MP3 cũng tạo nên một "cơn ác mộng" cho ngành công nghiệp âm nhạc khi các tập tin này được chia sẻ một cách bất hợp pháp. Đôi khi người dùng chia sẻ các tập tin MP3 cho nhau nhưng họ không hề biết rằng chính bản thân họ lại đang vi phạm bản quyền âm nhạc. Và vì lẽ đó, có thể sẽ làm mất đi vị thế độc tôn của MP3 trong tương lai, khi các chuẩn định dạng mới ra đời. Ngoài việc nén dữ liệu tốt hơn, các chuẩn mới sẽ có khả năng chống sao chép. Tuy nhiên, việc MP3 có bị thay thế hay không đó là chuyện của tương lai, còn bây giờ chúng ta vẫn phải cần đến nó.