Dynamic Range là gì ? Dynamic Range ảnh hưởng thế nào đến âm thanh ? Dynamic Range của các thiết bị phát âm thanh, Dynamic Range của các bản ghi âm là gì ?

Dynamic Range là gì ?

Trước tiên chúng ta cần tìm hiểu khái quát thuật ngữ Dynamic Range là gì khi nghe 1 bản nhạc được phát ra trên hệ thống âm thanh.

Dynamic Range phiên âm ra tiếng Việt là dải động, anh em Audiophile thường gọi là độ động.

Dynamic Range là sự khác biệt giữa mức âm thanh tối thiểu và tối đa trong 1 bản ghi âm.

Trong âm nhạc dải động (dynamic Range)  có vai trò quan trọng trong việc tạo ra sự phong phú, đa dạng và sắc thái của âm thanh. Một bản ghi âm có dải động rộng cho phép tái hiện đầy đủ các chi tiết ở mức tín hiệu nhỏ cho giai điệu nhẹ nhàng cũng như phần nền âm thanh có nhịp độ chậm rãi, ngược lại ở mức tín hiệu lớn sẽ có năng lượng cao, âm thanh có lực mạnh mẽ. Nếu dải động quá hẹp các chi tiết sẽ bị mất dẫn đến âm thanh trở nên nhạt nhòa và ít sống động. Tuy nhiên nếu dải động quá rộng mà hệ thống phát và loa không đủ dải động cho phép dẫn đến tình trạng âm thanh sẽ bị méo không còn hay nữa.

Qua khái niệm dải động (dynamic Range) vừa nêu trên ta thấy bắt nguồn là do sự trình diễn của các tác phẩm âm nhạc từ nhạc công, từ giọng hát của các ca sỹ khi trình diễn, có lúc nhạc công họ đánh 1 nốt nhạc với cường độ rất mạnh để âm thanh ở nhạc cụ phát ra lớn hơn, cũng có lúc để trình diễn sắc sái của bản nhạc họ đánh rất khẽ khiến nhiều khi chúng ta phải căng tai ra mới nghe được, và bản ghi âm chuẩn sẽ là bản ghi thu được những đoạn âm thanh lúc tĩnh lặng nhất cũng như lúc âm thanh bùng nổ nhất, với 2 đầu giới hạn nhỏ nhất và lớn nhất tạo ra 1 khoảng cách đó chính là dải động của bản ghi âm.

Khi chúng ta có 1 bản ghi âm suất sắc với dải động tuyệt vời lúc đó chúng ta sẽ lại cần phải có thiết bị (đầu phát, ampli & loa) cũng phải thể hiện được chính xác dải động như bản ghi đó.

Có nghĩa khi chúng ta nghe một nốt nhạc ví dụ từ nghệ sỹ Piano họ gõ xuống phím đàn và ta cảm nhận được họ gõ rất khẽ hoặc ngược lại lúc cao trào họ gõ phím đàn với 1 lực rất mạnh vào phím đàn khiến tiếng đàn vang lên ở mức lớn nhất, nếu ai từng học nhạc và biết đọc bản nhạc sẽ thấy trên bản nhạc từng đoạn nhạc người sáng tác bản nhạc họ đánh dấu sắc thái từng đoạn nên đánh mạnh hay nhẹ với các ký tự chữ p là nhẹ rồi pp hay ppp là cực nhẹ hoặc f là mạnh rồi ff hay fff là cực mạnh.

Yếu tố mạnh và nhẹ trong âm nhạc nếu thiết bị phát nhạc thể hiện được khiến người nghe có cảm giác mạnh nhẹ trong từng nốt nhạc của nghệ sỹ có thể tạm gọi đó là 1 hệ thống âm thanh có độ động tốt.

Thiết bị âm thanh không có độ động tốt là thiết bị không tạo được sự tương phản giữa các sắc thái thể hiện của các nốt nhạc hay của giọng hát ca sỹ, cụ thệ hơn là lúc nào nó cũng bằng bằng khiến người nghe không cảm nhận được sắc thái của người nghệ sỹ lúc họ thể hiện bản nhạc.   

Độ động là 1 trong những thành phần thiết yếu cùng với những thứ như giai điệu, hòa âm và nhịp điệu giúp âm nhạc trở nên thú vị và hấp dẫn hơn với người nghe. 1 bản nhạc với các sắc độ khác nhau chắc chắn sẽ hấp dẫn hơn rất nhiều với bản nhạc cứ giống nhau từ đầu đến cuối.

Tuy nhiên dải động cũng chỉ có giới hạn của nó, một bản nhạc có dải động quá rộng cũng khiến người nghe không nghe rõ phần yên tĩnh nhất cũng như sẽ bị quá ồn và bị rè khi nghe những đoạn âm thanh lớn khiến chúng ta nghe lâu sẽ bị mệt mỏi.

Dynamic Range trong hội họa là sự tương phản của ánh sáng và bóng râm, nơi tối nhất người xem vẫn thấy được 1 anh chàng mặc quần áo đen thấp thoáng trong đó, hay giữa trời nắng gắt vẫn thấy 1 cô nàng trên tay với chiếc ô che nắng màu trắng. Tóm lại dù ở điều kiện nào thì người nghe hay người xem vẫn nhận thấy sự chênh lệch và chính nó là thứ tạo nên cảm xúc.

Ở cấp độ chi tiết hơn độ động là 1 phần quan trọng của kỹ thuật thanh nhạc và nhạc cụ. Ví dụ 1 tay trống chơi kiểu vê trống, họ sẽ tác động dùi trống vào mặt trống với tốc độ rất nhanh và lúc thì mạnh lên lúc lại nhẹ đi nếu bộ dàn âm thanh nghe nhạc không thể hiện được kỹ thuật này của họ, lúc nào người nghe cũng chỉ thấy tốc độ của dùi trống nhanh chứ không cảm nhận được độ mạnh ,độ nhẹ hay độ nảy của dùi trống, đó là bộ dàn âm thanh có độ động chưa tốt.

Anh em sở hữu thiết bị âm thanh cao cấp thường không bỏ qua bản Jazz Variants đây là bản nhạc có tiết tấu cũng như kỹ thuật Trống của nghệ sỹ rất tốt dùng để test độ động của hệ thống âm thanh rất chuẩn. Mời anh em âm thanh nghe lại bản nhạc này tại đây qua Video Clip.

Bản Jazz Variants dùng để test độ động thiết bị âm thanh rất tốt 

Trên thiết bị âm thanh dải động đo lường khả năng của thiết bị để tái hiện các mức âm thanh khác nhau. Dải động được đo bằng đơn decibel (dB) và được tính toán bằng cách lấy mức âm thanh tối đa mà thiết bị có thể tái hiện được trừ đi mức âm thanh tối thiểu mà thiết bị phát ra được. Cụ thể nếu mức âm thanh tối đa đo được trên đôi loa là 100dB và mức âm thanh tối thiểu đo được 10dB thì dải động của loa đó là 90dB.

Đặc tính kỹ thuật của Dynamic Range

Độ động của bất cứ bản ghi âm nào cũng được định nghĩa là tỷ lệ giữa âm lượng lớn nhất và nhỏ nhất được biểu thị bằng decibel (dB).

Thính giác chúng ta có dải động khoảng từ 20dB đến 120dB. Một người có thính giác khỏe mạnh có thể cảm nhận được tiếng thì thầm (khoảng 30dB) hoặc tiếng máy bay phản lực cất cánh (120dB) . Tuy nhiên dải động này phụ thuộc vào từng cá nhân và tình trạng thích lực của họ.

Khi thiết kế âm thanh nhà sản xuất thường cố gắng giảm dải động âm thanh xuống mức phù hợp để dảm bảo rằng người nghe có thể nghe được âm thanh thanh ở mức an toàn và không bị tổn thương tới màng nhĩ, họ sẽ cố gắng giữ lại đủ độ phong phú để trong dải động đó âm thanh vẫn sống động và chi tiết phù hợp với ý tưởng của người sáng tác.

Lưu ý thang đo decibel là thang logarit không phải thang đo tuyến tính.

Ví dụ:

❌Dải động của CD là 16bit/44.1Khz là trên 96dB lớn hơn 1 chút so với dải nghe của con người.

❌Dải động của File nhạc Hi-Res Audio 24Bit/96Khz trên các bộ giải mã âm thanh DAC có dải động trên 144dB thực ra là quá ngưỡng nghe của con người vì tai người chịu đựng được mức 120dB đã là ngưỡng cực đại. 

❌Dải động của đĩa than Vinyl trong khoảng 70dB tần số đáp ứng tùy từng loại có thể đạt từ 20Hz đến 20Khz thậm chí có 1 số loại tần số lên tới 50Khz, tuy nhiên giới hạn tai người về mặt vật lý với người trẻ cũng chỉ nghe được ở khoảng 20Khz, giới hạn thính giác của con người sẽ giảm dần xuống khi ở lứa tuổi cao niên chỉ còn khoảng 12Khz đến 16Khz.

❌Dải động của băng Catsette có khác nhau ở từng cách ghi băng đó theo định dạng nào, thí dụ băng Cassette ghi ở chế độ normal cho độ động trong khoảng 52dB, nếu ghi ở Chế độ Dolby C đạt được 72dB, ghi ở chế độ DBX đạt được 90dB.

❌Dải động của băng cối Reel ở mức 72dB và nếu thu ở chế độ NR có thể đạt 105dB .

Biểu đồ so sánh dải động của các loại băng từ cũng như file nhạc lossless và DSD

Qua ví dụ trên về các bản ghi với các phương tiện Media khác nhau như CD, file nhạc Hi-Res, các bản ghi Analog Vinyl, Cassette, Băng cối Reel chúng ta thấy mỗi loại đều có đặc tính dải động khác nhau.

Quan sát các bản ghi Analog (đĩa than, băng Cassette, băng cối) chúng ta thấy độ động rõ ràng không cao bằng các bản ghi kỹ thuật số, vậy với độ động đặc trưng của từng loại Media này liệu có phải là yếu tố mang đến chất âm khác nhau không ?
 

Vì sao nhiều người chỉ thích nghe Analog có phải vì ở dải động này nó rất phù hợp với khả năng nghe tốt nhất của tai người không?

Vì sao nhạc kỹ thuật số có dải động rõ ràng là vượt trội nhưng tai người lại cảm thấy nó có gì đó không hay bằng khi nghe các phương tiện Media từ nguồn Analog có độ động thấp hơn?

Thiết bị tái tạo âm thanh như đầu phát , Ampli, loa cũng có dải động khác nhau, cũng có thiết bị tái tạo được những âm thanh nhỏ nhất và mạnh nhất. Ngược lại cũng nhiều thiết bị không thể tái tạo được đặc tính động này, khi ở mức nhỏ nhất người nghe không nghe thấy bất cứ âm thanh nào mà khi mở lớn trên phạm vi thì âm thanh lại bị biến dạng.

Độ động ảnh hưởng với từng thể loại âm nhạc

Dải động trong các thể loại âm nhạc đề cập đến mức độ phong phú và đa dạng của các âm lượng trong bản nhạc. Trong sản xuất âm nhạc việc cân bằng dải động để tạo ra trải nghiệm rốt nhất cho người nghe là rất quan trọng.

Nhạc Pop, Rock, R&B, Hip Hop hay Country Music độ động thường bị giảm bớt để tạo âm thanh ồn ào, vui nhộn phù hợp với âm nhạc đại chúng có dải độ động tầm 10dB, nhạc Techno có dải động nhỏ nhất thường chỉ nằm trong khoảng 6dB.

Mũi tên màu trắng cho thấy dải động của nhạc Pop rất hẹp 

Nhạc Jazz và Cổ điển có dải động rất rộng, một nghiên cứu về dải động trong các thể loại âm nhạc khác nhau được thực hiện năm 2016 cho thấy dải động của nhạc Jazz thay đổi rất rộng trong khoảng 13 đến 23dB.

Các nghệ sỹ Jazz thường sử dụng dải động để truyền tải các cảm xúc và ý nghĩa bản nhạc của họ. Dynamic Range cho phép các nghệ sỹ Jazz thể hiện kỹ năng và tài năng của học trong việc kiểm soát âm thanh của họ, chính điều này làm cho mỗi bản Jazz độc đáo và mang tính cá nhân cao và tất nhiên là tạo ra trải nghiệm âm nhạc sống động và thú vị cho người nghe.

So với mũi tên màu trắng ở hình phía trên của Nhạc Pop thì nhạc cổ điển có mũi tên trắng dài hơn nhiều do dộ động của nhạc cổ điển rộng hơn

Các bản ghi nhạc cổ điển có dải động rộng nhất trong khoảng 20dB đến 32dB, tuy nhiên nó vẫn nhỏ hơn so với buổi biểu diễn của dàn nhạc giao hưởng trực tiếp có thể lên đến 90dB. Với dải động rộng nên nhạc cổ điển khi thì nhẹ nhàng yên tĩnh thậm chí yên lặng khi thì mạnh mẽ cao trào do dynamic range được nâng lên, những mức độ âm lượng khác nhau này mang đến trải nghiệm âm thanh đa dạng và sống động.

Việc sử dụng dải động rộng trong nhạc cổ điển đòi hỏi các nhạc công phải có kỹ năng và kinh nghiệm để kiểm soát âm lượng của mỗi nhạc cụ của mình cũng như sự phối hợp của nhà sản xuất âm nhạc để đưa ra 1 bản ghi âm có dải động phù hợp với mọi thiết bị âm thanh khác nhau.

Những yếu tố ảnh hưởng đến dải động trong âm thanh

❌Thiết bị thu âm: thiết bị thu âm là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến dải động. Nếu thiết bị thu âm không đủ tốt dải động sẽ bị hạn chế và bản nhạc sẽ không được thu âm 1 cách chất lượng.

❌ Thiết bị phát lại: Thiết bị phát lại như Ampli, loa hay tai nghe cũng ảnh hưởng đến dải động. Nếu thiết bị không đủ tốt người nghe sẽ không có được trải nghiệm âm thanh tốt nhất.

❌Kinh nghiệm của người thu âm: Người thu âm có thể ảnh hưởng đến dải động của âm thanh bằng cách điều chỉnh âm lượng và âm sắc của các phần trong bản nhạc. Thu âm lớn quá hoặc nhỏ quá cũng sẽ làm giảm dải động của bản nhạc.

❌Phong cách và thể loại nhạc hoàn toàn ảnh hưởng đến dải động của âm thanh như Nhạc cổ điển, Jazz, Pop, Rock... Ngoài ra tính chất của bản nhạc cũng ảnh hưởng đến dải động khi phần nhạc nền phức tạp, đòi hỏi sự thay đổi giữa âm lượng tối đa và âm lượng tối thiểu sẽ có dải động lớn hơn những bản nhạc đơn giản.

Kinh nghiệm nào để biết thiết bị âm thanh có dải động tốt?

Để biết thiết bị âm thanh có dải động tốt hay không ta có thể tham khảo 1 số thông số kỹ thuật như: Độ nhạy, tần số đáp ứng, tỷ lệ nhiễu tạp âm (SNR), tỷ lệ méo tiếng (THD). Ngoài ra cần phải thử nghiệm trực tiếp bằng cách nghe các bản nhạc có sư đa dạng về âm lượng và âm sắc đó là cách tốt nhất để đánh giá thiết bị có dải động tốt.

Một số kinh nghiệm cụ thể để đánh giá độ động của thiết bị âm thanh:

❌Sử dụng các bản nhạc có dải động lớn, các bản nhạc có dải động lớn sẽ là  thử thách cho thiết bị âm thanh, nghe đa dạng về âm lượng và âm sắc để đánh giá thiết bị.

❌Tìm kiếm một số bản nhạc test mẫu trên Internet hoặc của bạn bè để kiểm tra độ tương phản giữa âm thanh tối đa và tối thiểu khi thể hiện trên thiết bị

❌Kiểm tra tỷ lệ nhiễu tạp âm (SNR) thể hiện mứ tín hiệu âm thanh và mức tạp âm. Thiết bị có SNR cao sẽ cho chất lượng âm thanh tốt hơn và dải động tốt hơn.

❌Kiểm tra tỷ lệ méo tiếng (THD) được phát sinh trong quá trình nghe nhạc, thiết bị có THD thấp sẽ có dải động tốt hơn.

Kết luận:

Tóm lại dải động (dynamic range) là 1 phần không thể thiếu trong trải nghiệm âm nhạc khiến cho bản nhạc khi được nghe có nhiều sắc thái thể hiện cá tính của nhạc công, thể hiện được ý đồ của người sáng tác và tất nhiên là làm hài lòng người nghe nhạc.

❌Truyền tải cảm xúc: là yếu tố quan trọng để truyền tải cảm xúc của bản nhạc. Khi có sự khác biệt đáng kể giữa âm lượng tối đa và tối thiểu bản nhạc sẽ có thể truyền tải được sự đồng cảm, phấn khích, vui buồn hay những cảm xúc khác theo thể loại nhạc.

❌Tạo ra sự đậm đà: Dải động đa dạng giúp cho sự khác biệt của bản nhạc, giữ cho bản nhạc không bị đơn điệu.

❌Giúp người nghe nhạc có thể điều chỉnh âm lượng phù hợp với môi trường và sở thích của mình

❌Dynamic Range là yếu tố quan trọng cho việc tái tạo âm thanh chất lượng cao, khi được điều chỉnh đúng cách người nghe sẽ có trải nghiệm chất lượng âm thanh tốt hơn, sống động hơn.

Theo: Vinhstudio

Vinhstudio thế giới âm thanh & nhạc số
VINHSTUDIO là đơn vị chuyên tư vấn và bán các sản phẩm nghe nhìn phục vụ nhu cầu giải trí gia đình. Với trên 15 năm hoạt động đầy kinh nghiệm và đam mê VINHSTUDIO đã mang lại nhiều niềm vui cho nhiều khách hàng có nhu cầu mua sắm thiết bị giải trí nghe nhìn. Lĩnh vực chính gồm: Dàn nghe nhạc Hifi, Chuyên gia Setup Music Server chơi nhạc số (nhạc Lossless), bộ giải mã âm thanh DAC, dàn âm thanh xem phim 5.1 & 7.1,  đầu phát HD Player, đầu Android TV BOX, lắp đặt phòng xem phim nghe nhạc với máy chiếu 4K 3D. Showroom có tất cả các sản phẩm để quý khách thực tế và điều quan trọng nhất là được tư vấn nhiệt tình & chân thành, giá cả mua tại Vinhstudio luôn mềm hơn rất nhiều so với nhiều cửa hàng khác vì Vinhstudio kinh doanh tại nhà riêng trong ngõ nên không phải trả chi phí thuê mặt bằng, tất cả những chi phía này sẽ trực tiếp giảm vào giá mua thiết bị.