Ngày nay, Âm thanh lập thể đa kênh không còn là điều mới lạ với nhiều người nhưng không phải lúc nào chúng ta cũng có điều kiện để trang bị hệ thống âm thanh để có thể truyền âm lập thể đa kênh: 4.1; 5.1; 7.1; 20.1 hoặc Lập thể đa kênh theo từng cặp Stereo (Multi Stereophony).
Và quan trọng hơn đó là “nguồn dữ liệu” phù hợp với trang thiết bị có thể truyền âm lập thể đa kênh và làm thế nào để “tái tạo” lại các nguồn âm thu được rồi truyền qua hệ thống loa: 2 kênh, đa kênh? Muốn như vậy chúng ta phải nắm vững quá trình thu thanh lập thể, điều chế âm thanh lập thể:
-Điều chế mức và điều chế tín hiệu (xét về mặt âm lượng, mức dải động)
-Pha trộn các tín hiệu đơn thành tín hiệu nhóm & tín hiệu tổng.
-Xử lý âm sắc (với các bộ lọc, bộ xử lý tần số (âm sắc) Equalizer – EQ,….)
-Xử lý phương vị: Balance/Panorama
-Biến đổi lập thể & tạo tín hiệu tương thích
-Tạo vang
-Tạo trễ & hiệu ứng
Chúng ta sẽ dần làm rõ từng phần cần thiết để hiểu & biết cách điều chế các nguồn tín hiệu đơn thành tín hiệu tổng cho việc truyền âm lập thể.
Như chúng ta đã biết, Âm thanh lập thể 2 kênh hay đa kênh cũng đều phục vụ đôi tai của con người. Vậy, đôi tai của con người có điều gì cần bàn trong việc thu thanh & truyền âm lập thể này?
I. SỰ CẢM THỤ ÂM THANH TRONG KHÔNG GIAN KHI NGHE TRONG TRƯỜNG ÂM TỰ NHIÊN
1. Cảm thụ về hướng
Định hướng bằng 2 tai: khả năng định hướng nguồn âm của con người là nhờ vào sự cấu toạ thành đôi của 2 tai để đón nhận hướng tới các trực âm. Nếu ta nghe bằng 1 tai thì khả năng định hướng hâu như suy giảm hết. Khả năng nghe định hướng giới hạn chủ yếu trong mặt phẳng nằng ngang với góc +/- 90 độ so với trục đối xứng của đầu người. Khả năng định hướng trong mặt phẳng đứng cũng tồn tại (do sự khác biệt về âm sắc), nhưng khi nghiêng đầu đôi chút thì nó tăng lên rõ hơn, vì làm như vậy là ta đã đưa những nguồn âm vào mặt phẳng nằm ngang.
Tương tự như vậy, khả năng phân định những nguồn âm theo hướng “trước mặt – sau lưng” chủ yếu cũng dựa vào sự khác biệt về âm sắc.
Nếu có một sóng âm nào đó đến tai ta chếch về một phía (bên phải hoặc bên trái), thì sẽ xảy ra hiện tượng giữa 2 tai có một sự chênh lệch về thời gian (delta t) (hoặc về pha – delta Pha) và một sự chênh lệch về cường độ (delta I) – (hoặc về âm sắc).
-Như đã nói ở trên, khi sóng âm đến tai ta từ một phía nào đó, thì do sự chênh lệch về quãng đường (Delta S) từ nguồn âm đến hai tai, sẽ dẫn đến sự chênh lệch về thời gian (Delta t).
–Nếu coi đầu người là một cầu thì có thể tính được độ lệch thời gian giữa 2 tai theo công thức gần đúng.
–Định hướng nhờ sự chênh lệch về cường độ
Khi nguồn âm nằm lệch về một phía nào đó so với trục đối xứng của đầu người, thì ngoài độ lệch về thời gian, giữa 2 tai còn có một sự khác biệt về cường độ tham gia vào quá trình định hướng của thính giác.
Nguyên nhân của sự khác nhau về cường độ là do hiện tượng nhiễu xạ của sóng âm qua đầu & sự che chắn hướng đi của sóng âm. Những tác động này bắt đầu có ảnh hưởng từ tần số 300…500Hz trở lên, tức là ở những tần số có bước sóng tương đương với kích thước của đầu người.
–Định hướng nhờ sự chênh lệch tổng hợp về cường độ & thời gian
Thực tế khi nghe những nguồn âm thực trong tự nhiên thì khả năng định hướng đều do ảnh hưởng đồng thời của cả hai yếu tố là độ chênh lệch về thời gian & cường độ. Do đó ta có thể khẳng định rằng, tai người đã xử lý cả 2 yếu tố đó cho mục đích xác định phương hướng của nguồn âm. Góc định vị trên mặt phẳng nằm ngang sẽ là một hàm của độ lệch thời gian Delta t & độ chênh cường độ Delta L.
Về cơ bản, sự định hướng nguồn âm tuân theo định luật của mặt sóng thứ nhất: Một nguồn âm sẽ được xác định theo hướng từ phía có mặt sóng thứ nhất đến tai người. Sự định hướng đó sẽ tồn tại trong ý thức, cho dù sau đó từ 3 đến 30ms có các sóng âm từ phía khác tới với cường độ mạnh hơn mặt sóng thứ nhất tới 10dB. Định luật “mặt sóng thứ nhất” này còn gọi là “hiệu ứng HAAS”.
Định hướng bằng 1 tai? Chỉ có nghe bằng 2 tai thì khả năng định hướng mới chính xác.
Trong một chừng mực nhất định nào đó, khả năng định hướng bằng 1 tai vẫn có thể thực hiện được )thí dị với người bị điếc 1 tai). Tiên đề cho khả năng đó tất nhiên là phải có kinh nghiệm trong việc xử lý âm sắc trong cơ quan thính giác, hoặc bằng cách so sánh cường độ của sóng âm khi ta quay đầu đi một góc nào đó so với hướng nguồn âm. Thực tế là ta đã tận dụng đặc tính hướng của mỗi tai trong việc xác định Phương vị của nguồn âm, trong đó hiệu quả rõ nhât là phân định hướng về phía trước.
Cảm thụ về khoảng cách
Bên cạnh khả năng cảm thụ về hướng, tai người còn khả năng cảm thụ về độ xa, tức là khoảng cách từ người nghe đến nguồn âm. Do vậy, “chiều sâu” của hình ảnh âm thanh được định hình rõ nét: Ví dụ về bố cục chiề sâu của một dàn nhạc giao hưởng.
Điều cơ bản đầu tiên giúp ta xác định khoảng cách chính là cường độ của tín hiệu âm thanh (trực âm), thuường dùng nó để xác định sự thay đổi khoảng cách của các nguồn âm chuyển động. Nhưng cường độ cũng lại là 1 đại lượng biến đổi ngay cả khi khaongr cách không đổi (trong trường hợp này chính là dải động của nguồn âm), vì thế điểm tựa của lý thuyết này không thật vững chắc.
Luận điểm thứ 2 là dựa vào sự thay đổi âm sắc. Những nguồn âm ở xa khi truyền tới tai người nghe thuường mất tiếng bổng (tần số cao) do sự hấp thụ năng lượng âm của không khí đối với những tần số cao.
Một luận điểm rõ ràng, logich hơn nữa giúp ta xác định khoảng cách khi nghe âm thanh trong một căn phòng, đó chính là tỷ lệ năng lượng giữa Phản âm & Trực âm (tỷ số R/D; sẽ nói ở phần khác). Càng tới gần nguồn âm thì mức năng lượng của trực âm sẽ càng lớn, trong khi mức năng lượng của phản âm (âm vang) hầu như không đổi. Tuy vậy, trong trường hợp này sự xác định khoảng các chỉ chính xác khi ta biết được các đặc tính âm học của phòng. Cơ sở quan trọng nhất để hình thành sự cảm thụ về khoảng cách là những quá trình ở vùng tần số thấp trong dao động khởi đầu và dao động kết thúc của các sự kiện âm thanh. Vì chính ở đây có sự khác biệt rõ rệt giữa thanh áp & tốc độ dao động của những dao động âm thanh ổn định bình thường với những dao đọng không ổn định ở tần số cao hơn.
Theo Vienacoustics
