LOADING...

Category "Audio"

22Th5

Bài 3: DSD (Direct Stream Digital) Những điều cần biết

by SmartHome SIG
Nhạc số độ phân giải cao chạy trên nền máy tính – Computer Audio là một đề tài nóng trong những năm gần đây. Những file nhạc số có tần số lấy mẫu từ 76,4kHz đến 192kHz/24-bit ngày càng phổ biến và được xem là một trong những nguồn phát chính thống đối với các audiophile bên cạnh đĩa CD Redbook và LP. Tuy nhiên, có vẻ như các file hi-res cũng sẽ sớm lỗi thời khi mà định dạng DSD (Direct Stream Digital) với ưu điểm vượt trội về chất âm đã và đang được các nhà sản xuất thiết bị digital và audiophiles rất quan tâm.

Hiện nay việc một DAC có độ phân giải 192kHz/24bit rất phổ biến, bên cạnh đó, một số đầu giải mã đã được tích hợp khả năng hỗ trợ các file có tần số lấy mẫu cao hơn lên đến 384kHz/32Bit. Kể từ đầu năm nay, với dốc mốc triển lãm CES 2014, nền công nghiệp hi-end audio chứng kiến một bước thay đổi lớn khi các hãng âm thanh giới thiệu nhiều phần cứng hỗ trợ chạy trực tiếp định dạng DSD (Direct Stream Digital ) mà không cần chuyển đổi thành PCM như trước đây. Thêm vào đó các nguồn nhạc DSD được bán ra ngày càng nhiều đã giúp định dạng này có những bước phát triển cực nhanh và thu hút được sự quan tâm đáng kể của người chơi âm thanh trên khắp thế giới. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu những vấn đến cơ bản liên quan đến định dạng DSD.

DSD là gì?

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 chuẩn đĩa SACD (Super Audio CD). 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

Có rất nhiều lý do khách quan và chủ quan, định dạng đĩa SACD đã không đạt được thành công như mong đợi, tuy nhiên, rất nhiều các kỹ sư thu âm đã chọn và ứng dụng kỹ thuật ghi âm DSD trong công việc của họ. Việc phát trực tiếp định dạng DSD quả thực không dễ dàng trừ khi bạn có được các thiết bị chuyên nghiệp. Sony đã đưa ra phương pháp để có thể phát các file DSD từ máy tính VAIO và các đầu đọc SACD player. Đĩa SACD được mã hóa chống sao chép do đó các đầu đọc dù có khả năng xử lý file DSD cũng thể phát trực tiếp các tập tin lưu trong các đĩa định dạng SACD.

PCM (Pulse Code Modulation)

Có thể xem chuẩn PCM (Pulse-code Modulation) là chuẩn định dạng kỹ thuật số không nén, một hệ thống mã hóa tín hiệu digital nhạy theo dạng sóng SIN của tín hiệu analog. Tần số lấy mẫu và số bit càng cao tương đương với việc tín hiệu analog được mô phỏng lại càng chính xác. Hiện nay, tần số lấy mẫu của các file định dạng PCM có thể lên đến 352,8kHz hoặc hơn nữa tuy nhiên, các đầu DAC thường chỉ giới hạn ở mức 192kHz.  Trên máy tính, thông thường có thể nhìn PCM dưới định dạng WAV, FLAC, AIFF, M4A.

Chuẩn DSD có khả năng lấy mẫu lên rất cao 2.8224MHz (2.822,400 mẫu/giây). Khả năng lấy mẫu của DSD nhanh hơn gấp 64 lần so với CD nhưng độ dài mẫu chỉ là 1 bit. Nếu bit đó là 1 thì biên độ tín hiệu tăng dần, bit là 0 thì biên độ tín hiệu giảm dần. Tất cả các sóng âm nhạc được mã hóa thành các xung 0 và 1 có mật độ khác nhau để mô phỏng tạo các sóng SIN analog. Khi được lưu trữ trong máy tính, DSD có dạng file là *.DFF hoặc *.DSF. Ngoài tỉ lệ lấy mẫu 2.8224Mhz trước đây thì với sức mạnh tính toán hiện tại, DSD cho phép lấy mẫu cao hơn gấp 2, nghĩa là mức lấy mẫu sẽ là 5.6448 Mhz , và một số bản ghi âm đã được thực hiện tại tần số lấy mẫu đó. Đôi khi bạn có thể thấy DSD được ghi là DSD64, DSD128 (Double-DSD) hay DSD256 (Quad-DSD), các số 64,128 và 256 được xem là bội số so với tỉ lệ mẫu của CD (44.1khz). Một số DAC hiện nay thậm chí có khả năng chơi các file DSD lấy mẫu tại 22,5792MHz tương đương DSD512, tuy nhiên các bản thu được ghi âm ở tần số lấy mẫu trên có thể nói là cực hiếm gặp. Tuy nhiên, với sự thay đổi công nghệ liên tục trong các năm gần đây thì việc công nghệ ghi âm tiến đến chuẩn DSD256 hay DSD512 là rất gần.

 

Ưu điểm định dạng DSD

Các hãng thu âm đã đưa ra giải pháp ghi và phát lại tại chuẩn PCM ở độ phân giải rất cao và âm thanh của họ cũng đã rất tốt. Như vậy, tại sao chúng tại lại cần một chuẩn định dạng khác có tên DSD. Câu trả lời hợp lý duy nhất đó là DSD có chất lượng tốt hơn PCM. Như vậy vì sao DSD lại có thể cho chất lượng trình diễn tốt hơn chuẩn PCM? Câu trả lời không phải ở vấn đề mã hóa khi thu âm mà nằm ở qua trình giải mã âm thanh khi phát. Nhìn về khía cạnh kỹ thuật thì định dạng PCM cần một bộ lọc phức tạp để có thể tái tạo lại sóng âm thanh tốt hơn, nếu tần số lấy mẫu càng cao thì bộ lọc sẽ càng “nhẹ” hơn. Đối với DSD do bản chất có mức tần số lấy mẫu rất cao nên chỉ cần sử dụng các bộ lọc đơn giản ở mức tần số thấp, tương tự như các bộ lọc trong phân tần của loa. Giảm thiểu được mức độ lọc sẽ ít làm sai biệt âm thanh so với bản gốc hơn.

 

Chuẩn DoP (DSD-Over-PCM)

Các hệ điều hành của Microsoft Windows và Apple MAC OS chỉ có thể phát lại âm thanh thông qua định dạng PCM. Vì vậy để phát lại một tập tin DSD mà không chuyển đổi thành PCM là một vấn đề cần phải được giải quyết. Một nhóm các chuyên gia đã nghĩ ra một cách đánh lừa hệ thống máy tính để PC có thể phát được DSD ở định dạng gốc mà không phải chuyển đổi. Giải pháp này được gọi là DoP(DSD-Over-PCM). Để chơi DSD (không chuyển đổi thành PCM) bạn cần có một DAC và một máy tính phù hợp. Phần mềm máy tính cần phải đọc được các tập tin DSD ở dạng dữ liệu, sau đó chuyển đổi thành DoP rồi gửi đến DAC. DAC phải nhận tín hiệu DoP và chuyển đổi nó ra tín hiệu âm thanh analog và phát ra hệ thống audio của bạn.

Thiết bị phát DSD

Tương tự như câu hỏi đặt ra giữa con gà và quả trứng, vậy liệu các file phần mềm (nhạc) DSD có trước hay thiết bị giải mã phần cứng DSD có trước? Thực chất, phần cứng đã phát triển trước, các website cung cấp các file nhạc DSD thương mại tiếp bước theo sau.

Phần cứng để xử lý DSD có một bộ giải mã riêng biệt với các dữ liệu âm nhạc có thể được lưu trữ bên trong ổ cứng nằm tại đầu phát hoặc bên ngoài thông qua hệ thống chia sẻ dữ liệu NAS. Có rất nhiều phương pháp cấu hình cho hệ thống phát DSD. Ví dụ như đầu phát LUMIN Audiophile Network Music, được thiết kế với bộ chuyển đổi DSD và DAC trong một khối duy nhất, việc nạp phần mềm và dữ liệu nhạc được lưu trên ổ cúng NAS chia sẻ thông qua kết nối mạng.

Một số máy phát nhạc khác như Wyred4Sound MS-1, MS-2 lại lưu trữ các dữ liệu nhạc bên trong ổ cứng của đầu phát và sử dụng một DAC bên ngoài, với dạng này các bạn có thể hiểu giống như một cơ CD có HDD bên trong vậy. Một dạng khác như Auraliti PK100 và PK 90 sử dụng DAC bên trong và nhận dữ liệu từ HDD thông qua cổng USB.

Đối với một hệ thống sử dụng máy tính kết hợp với USB DAC, người sử dụng cần trang bị phần mềm để phát nhạc có chức năng chuyển đổi dữ liệu DSD (sang DoP). Trên nền tảng của Macintosh thì chúng ta có Audivana Plus, Channel D Pure Music, HQPlayer, và JRiver Media Center có thể chơi DSD ở định dạng gốc. Đối với Windows thì có Foobar2000, JRiver Media Center, JPLAY, the Teac HR Audio Player, and HQPlayer.

Kết luận

•  Mặc dù việc thương mại hóa đã được bắt đầu nhưng nguồn nhạc DSD vẫn chưa có nhiều, chủ yếu vẫn là dòng nhạc cổ điển. Các hãng Sony Music, Universal, Warner đang giới thiệu nhiều hơn các nguồn nhạc DSD.

•  Tuy có rất nhiều phần cứng có thể chơi DSD nhưng đòi hỏi người dùng phải có những kỹ năng và hiểu biết trong quá trình thiết lập.

•  Các định dạng phổ biến nhất cho DSD vẫn là tập tin DFF. Các dạng file DSF có khả năng mở rộng dữ liệu rất lớn nhưng DFF vẫn là một giải pháp an toàn nếu bạn muốn mua file DSD.

•  Tương tự như đĩa SACD, các file DSD luôn có giá bán cao hơn sơ với file hi-res PCM.

•  DSD không quyết định tất cả chất lượng của một bản ghi âm, một bản thu tốt phụ thuộc rất nhiều và chính yếu là kỹ thuật của kỹ sư thu âm.

•  Tóm lại, nếu bạn sẵn sàng chi trả mạnh tay và không gặp khó khăn trong việc thiết lập các phần cứng thì DSD sẽ cho bạn một âm thanh chuẩn mực và tốt nhất tính cho đến thời điểm hiện tại.

  ( Nguồn Nghe nhìn Việt Nam )

22Th5

Bài 2: Đi tìm âm thanh số chất lượng cao

by SmartHome SIG

Kỷ nguyên chia sẻ qua Internet đã khiến cho âm thanh nén trở nên quá đại trà, nhưng không vì thế dập tắt được dòng chảy âm thanh chất lượng cao.

Trào lưu trở lại mối quan tâm về chất lượng âm thanh số thực ra đã manh nha từ trước rất lâu. Ngay từ những năm 1970, thuật ngữ “độ trung thực cao – high fidelity” đã ra đời nhằm diễn tả chất lượng của bản ghi âm. Khi bước sang thiên niên kỷ mới (thế kỷ 21) khái niệm này một lần nữa được khơi lại với sự ra đời của các định dạng âm thanh mới SACD và DVD-A với độ phân giải lên tới 24-bit cùng các hệ thống âm thanh vòng lập thể, mặc dù các định dạng này chưa thực sự nổi bật tại thời điểm ra mắt.

Vậy vấn đề ở đây là gì? Ngắn gọn lại, tất cả đều liên quan đến dữ liệu âm thanh. Càng nhiều dữ liệu, chất lượng âm thanh càng cao, nhưng theo đó dung lượng các bài nhạc lại càng lớn, khó phù hợp đối với phần lớn người tiêu dùng. Đối với những người nghe bình thường, các bài nhạc MP3 trên Amazon hay AAC trên iTunes của Apple là đủ có chất lượng tốt bởi chúng được ghi với bit-rate cố định 256 Kb/giây. Amazon cũng có một số lượng bài nhạc ghi theo phân giải tùy biến, nhưng tựu trung cũng nằm trong khoảng 224 Kb/giây tới 256 Kb/giây. Cùng một bit-rate, nhưng định dạng AAC thông thường được cho là có chất lượng tốt hơn chút đỉnh so với MP3, nhưng những cải tiến trong thuật toán mã hóa MP3 gần đây cũng đang ngày càng xóa đi quan niệm này.

Nhưng khi xét đến vấn đề chất lượng, có vẻ như ngay cả 256 Kb/giây vẫn chưa đủ. Các bài nhạc không nén độ phân giải cao 16-bit mới thực sự đạt chất lượng như CD (với bit-rate 1411 Kb/giây). Thậm chí ngày nay giới audiophile còn yêu cầu các bài nhạc với độ phân giải 24-bit mới đủ chỗ thể hiện đầy đủ những sáng tạo của các nghệ sĩ.

Tuy nhiên, để có các bài nhạc đạt “chất lượng CD”, do không nén nên dung lượng các bài này lại khá lớn, thường gấp 10 lần các file nhạc MP3 hay AAC tùy thuộc vào bit-rate (khoảng 10MB cho mỗi phút âm nhạc so với chỉ chưa đầy 1MB của MP3 hay AAC), chưa kể các bài nhạc 24-bit còn tốn dung lượng nhiều hơn (khoảng 30MB/mỗi phút âm nhạc). Các bài nhạc không nén này có thể tồn tại dưới nhiều định dạng như FLAC, WAV, AIFF, hay Apple Lossless (mặc dù cả FLAC và Apple Lossless cũng nén dữ liệu nhưng không ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh).

Như vậy, ở thời điểm hiện tại, để có chất lượng, hiện có hai vấn đề đối với các định dạng không nén: đó là dung lượng và băng thông. Mặc dù ổ cứng cơ đang ngày càng rẻ, nhưng các thiết bị di động vẫn còn những hạn chế nhất định bởi vẫn phụ thuộc vào ổ cứng thể rắn vốn có giá thành rất đắt đỏ, nhất là sự trở lại của các ổ này trong các thế hệ ultrabook hiện nay. Thời gian tải nhạc cũng là một vấn đề cần quan tâm bở lẽ tải một album nhạc không nén mất thời gian hơn nhiều so với việc tải MP3, và dung lượng lớn của các bài nhạc không nén sẽ làm hạn chế băng thông nhất là trên các dịch vụ trên nền điện toán đám mây từ Amazon, Google hay Apple như hiện nay.

Rõ ràng bài nhạc có dung lượng càng lớn, chất lượng âm thanh càng được cải thiện. Các nghệ sĩ cho rằng khi tạo ra bản nhạc gốc có chất lượng tới 100% thì người tiêu dùng chỉ nhận được 5% chất lượng nếu họ nghe bằng nhạc MP3. Xét về kỹ thuật đơn thuần điều này cũng đúng, bởi lẽ một bài nhạc MP3 128 Kb/giây dài 3 phút chỉ tốn hơn 3MB, có thể mang đi khắp nơi do dung lượng chỉ bằng 1/10 tới 1/20 dung lượng âm thanh gốc không nén từ CD (30MB cho chất lượng CD 16-bit hay 100MB với chất lượng 24-bit của một bài nhạc 3 phút).

Trong thực tế, dù đã được nén và loại bỏ khá nhiều dữ liệu, hầu hết các dữ liệu cơ bản của một bài nhạc vẫn hiện hữu, đủ để tái hiện lại bản ghi âm. Phần lớn đối với hầu hết người nghe, nhất lại là khi họ vừa nghe nhạc vừa làm việc khác thì chất lượng 256Kbps hay thậm chí 128 Kb/giây cũng đã là quá đủ. Chính thuật toán mã hóa MP3 với tối ưu giữa chất lượng và dung lượng đã tạo một bước tiến đột phá khi nó ra đời vào khoảng giữa những năm 1990, đưa MP3 trở thành một tiêu chuẩn nhạc nén xuất sắc nhất thời đó.

Nhưng khi đầu tư một bộ loa hay một headphone đủ tốt, nếu nghe kỹ, bạn sẽ thấy ngay vấn đề chất lượng giữa nhạc nén và nhạc trên đĩa gốc. Bạn sẽ nhận thấy ngay sự khác biệt trên bài nhạc MP3: âm trầm yếu hơn, bị lẫn âm giữa tiếng trống và tiếng guitar bass nếu chơi cùng nhau; tiếng chũm chọe nghe loãng… và nếu bài nhạc được nén với bit-rate thấp, sự khác biệt sẽ còn rõ rệt hơn. Rất nhiều chi tiết nhỏ nhặt của âm thanh được người nghệ sĩ và kỹ sư âm thanh đặt vào bài nhạc sẽ gần như bị biến mất hoàn toàn trong các file MP3, kể cả với chất lượng 256 Kb/giây hay 320 Kb/giây đi nữa.

Nếu chuyển sang các bài nhạc dùng định dnạg không nén như FLAC, các nhược điểm trên sẽ không còn. Tất nhiên là với cá máy tính có loa tích hợp hay một bộ loa chỉ trên dưới một triệu, âm thanh nhạc không nén cũng chả có ý nghĩa gì vì không tạo được gì khác biệt. Các tai nghe nhạc đi kèm sản phẩm, kể cả iPod cũng vậy cũng không đủ để hỗ trợ tái hiện đầy đủ chi tiết của một bài nhạc không nén. Nhưng nếu bạn nâng cấp tai nghe lên những phiên bản cao cấp hơn, bạn sẽ bắt đầu nghe được những chi tiết bạn chưa nghe thấy từ trước tới giờ. Trường âm dù chỉ stereo cũng như được nâng cấp lên 3 chiều với cảm nhận độ sâu và không gian rõ rệt hơn. Trải nghiệm âm nhạc của bạn sẽ như thể tấm màn bao phủ lên cái gọi là chất lượng đã được dỡ bỏ, âm thanh trở nên tự nhiên và trung thực hơn, tiếng chũm chọe biệt lập với tiếng trống nện, tiếng tay miết trên đàn guitar cũng như từng chuyển động mỗi khi chuyển gam hay độ ấm của thùng guitar gỗ trở nên rõ rệt hơn.

Để nâng cấp chất lượng, một số các trang dịch vụ hiện đã bán các bài nhạc không nén FLAC trực tiếp như HDTracks, Magnatune, Zunior hay The Classical Shop… Một số nghệ sĩ cũng bắt đầu tạo ra các phiên bản không nén âm nhạc của mình trên các website, chẳng hạn như Beatles hiện đang bán cả bộ 14 album nhạc không nén trong một USB với định dạng FLAC 24-bit với giá 300 USD, hay Trent Reznor ra mắt phiên bản không nén album Ghost gồm 4 phần của mình thông qua BitTorrent, cơ chế chia sẻ dữ liệu dung lượng cao thông dụng nhất hiện nay.

Mặc dù xu hướng nhạc chất lượng đang dần trờ lại, nhưng nhạc số không nén vẫn chưa thực sự hòa chung vào dòng chảy phổ cập âm nhạc thời đại Internet. Với sự tiện dụng và gọn nhẹ của nhạc nén, các nghệ sĩ, các chuyên gia hòa âm hay các audiophile lo sợ rằng mọi người rồi sẽ không nhận ra được là mình đang nghe cái gì, đang bỏ lỡ cái gì, và rất có thể vì thế mà âm nhạc hi-end rồi sẽ biến mất mãi mãi.

Tuy nhiên, không thể phủ nhận số người tìm đến với âm thanh số chất lượng cao đang ngày càng nhiều, và với những công nghệ hiện đại, việc tiếp cận đến các nguồn âm thanh nguyên gốc ngày một dễ dàng hơn. Rõ ràng xu hướng mua và nghe những nguồn nhạc số không nén chất lượng cao đang phát triển, và xu hướng rày sẽ tiết kiệm thời gian và tiền của hơn nhiều so với việc người mua đi mua một đĩa CD, mang về nhà rồi lại nén ra ổ cứng, để sau đó đĩa CD trở thành vô dụng.

Các thiết bị di động thế hệ mới nhất như iPhone hay Samsung cũng đã được hỗ trợ phát âm thanh chất lượng cao, theo đó nếu đầu tư một tai nghe cỡ 2 đến 3 triệu đồng, người nghe cũng có thể trải nghiệm được chất lượng âm thanh tuyệt hảo từ nhạc không nén. Các bộ loa dân dụng cũng vậy, có những bộ loa chỉ 2.1 và ở mức 3 đến 4 triệu đồng như Harman/Kardon SoundSticks III cũng có thể cho chất lượng âm thanh trong và rõ không ngờ khi chơi những bản nhạc số không nén chất lượng cao. Những nhà làm nhạc có thể không cần phải lo lắng về sự xuống cấp thị hiếu âm nhạc bởi dòng chảy âm thanh chất lượng cao dù lúc thăng, lúc trầm nhưng vẫn luôn tiếp diễn.

Nguyễn Hà

 Bài tiếp theo: DSD (Direct Stream Digital) Những điều cần biết

18Th5

Bài 1: Sự lựa chọn hợp lý giữa các định dạng nhạc số

by SmartHome SIG

Trong vài thập kỷ trở lại đây, cuộc cách mạng công nghệ số trên thế giới đã làm thay đổi phương thức sống, cách thức làm việc và thay đổi hình thức tổ chức sản xuất, các sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt đời sống vui chơi giải trí trên bình diện toàn cầu.
Công nghệ mới đang và sẽ mang đến những tiến bộ vượt bậc về năng suất, hiệu quả trong làm việc,sản xuất và kinh doanh. Đồng thời, cũng dẫn đến sự thay đổi toàn diện: Từ các công việc chủ yếu là thủ công, giản đơn sang các công việc yêu cầu kỹ năng và trình độ chuyên môn kỹ thuật cao hơn; từ các công việc truyền thống sang các công việc hiện đại, đòi hỏi những kỹ năng mới ( IT, Điều khiển – Tự động hóa…);
Trong lĩnh vực giải trí,nghệ thuật cũng không ngoại lệ: Công nghệ số đã chiếm lĩnh toàn bộ và thay thế cho các công nghệ cũ ( Analog ) trước đây, như chụp ảnh kỹ thuật số, phim ảnh kỹ thuật số ( DVD, Bluray..) Truyền hình kỹ thuật số…vv… với chất lượng vượt trội. Thưởng thức âm nhạc cũng không ngoại lệ trong xu thế chung đó.
Smarthome SIG xin giới thiệu với các bạn loạt bài khái quát về âm thanh kỹ thuật số và sự lựa chọn của bạn trong tương lai.

SỰ LỰA CHỌN HỢP LÝ GIỮA CÁC ĐỊNH DẠNG NHẠC SỐ

Khi nói đến định dạng nhạc số hiện nay thì có rất nhiều loại khác nhau cũng như mỗi định dạng của file sẽ có dung lượng và chất âm mang đến cũng sẽ khác nhau. Hiện nay định dạng MP3 là một trong những định dạng file được nhiều người dùng biết đến và lựa chọn sử dụng nhiều nhất, vậy còn những định dạng khác như AAC, FLAC, OGG hay WMA thì sao?
Trong thời đại công nghệ phát nhiển như vũ bão, thúc đẩy sự đa dạng các loại định dạng âm thanh cho phép người sử dụng ngày càng có nhiều sự lựa chọn và bạn đã bao giờ tìm hiểu đâu là định dạng file tối ưu, phù hợp với mình ?
Hiện nay để nghe những bài hát, bản nhạc có chất lượng âm tốt, các định dạng file âm thanh được phân ra làm 3 định dạng cơ bản. Tùy theo nhu cầu sử dụng mà bạn sẽ lựa chọn được cho mình định dạng phù hợp nhất.

1. Chuẩn định dạng file không nén (Uncompress)
Chất lượng âm thanh khi nghe bằng định dạng này sẽ giống chính xác khi bạn nghe thực tế ở môi trường xung quanh, tức các sóng âm thanh nguyên bản ở bên ngoài khi được thu sẽ được chuyển đổi sang định dạng kỹ thuật số mà không hề qua bất kỳ công đoạn chỉnh sửa nào. Kết quả là các file âm thanh chuẩn định dạng không nén mang đến cho người nghe những trải nghiệm âm thanh chính xác nhất. Tuy nhiên nhược điểm của định dạng file này chính là dung lượng của file rất lớn, đồng nghĩa với việc chiếm rất nhiều không gian lưu trữ và các không gian đĩa – khoảng 34 MB mỗi phút cho 24-bit 96 KHz stereo

Định dạng file PCM
PCM viết tắt của cụm từ Pulse-Code Modulation.. Ra đời năm 1937, PCM là một trong những công nghệ đầu tiên hỗ trợ chuyển tín hiệu sóng âm (analog) thành kĩ thuật số (digital). Nôm na là nhờ PCM, chúng ta mới có thể nghe nhạc trên máy tính, đầu đĩa CD,DVD thay vì đĩa than, vinyl hay băng cát sét như các bậc cha ông trước đây. Đây là loại định dạng âm thanh khởi đầu, là đại diện cho các loại âm thanh Analog
Định dạng âm thanh Analog tồn tại dưới dạng sóng âm và để chuyển đổi một dạng sóng vào bit kỹ thuật số, âm thanh phải được lấy mẫu và ghi lại trong khoảng thời gian nhất định (hoặc dao động).

PCM được đặc trưng bởi hai thành phần:
– Tần số mẫu (sample rate): cho biết số lần tín hiệu âm thanh được đo và lấy mẫu trong một giây.
– Độ dày bit (bit-depth): Hiểu một cách đơn giản, bit là những mã nhị phân (số 0 và số 1) dùng để tạo ra dữ liệu – hay những file nhạc mà chúng ta tải về. Đối với âm thanh kĩ thuật số (digital audio), bit-depth sẽ cho biết số lượng các bit được sử dụng để lưu trữ tín hiệu âm thanh.

 

Trên cả lý thuyết lẫn thực tế, âm thanh có độ phân giải cao sẽ chi tiết hơn âm thanh có độ phân giải thấp. Tuy nhiên, nó còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác như chất lượng thu âm, hệ thống âm thanh (đặc biệt là DAC – Digital to Analog Converter) và quan trọng nhất là thính giác con người.
Trước đây, nhạc số thường được ghi lại trên đĩa CD 16-bit với tần số 44.1 kHz. Tuy nhiên với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ âm thanh, những bản ghi âm với độ phân giải lên tới 24-bit, 32-bit cùng sample rate 96khz và thậm chí là 192khz xuất hiện ngày càng phổ biến.

Định dạng WAV
WAV là viết tắt của cụm từ Waveform Audio File Format. Đây là định dạng âm thanh tiêu chuẩn được phát triển bởi sự hợp tác giữa Microsoft và IBM vào năm 1991.
Các file WAV có thể chứa âm thanh ở dạng nén, tuy nhiên người ta ít khi dùng nó như vậy. Hầu hết các file WAV chứa âm thanh không nén đều ở định dạng PCM. Các tập tin WAV chỉ là “vỏ bọc” cho việc mã hóa file PCM, làm cho nó phù hợp hơn để sử dụng trên các hệ thống Windows. Ở thời điểm hiện tại WAV đã trở nên phổ biến trên cả Mac và Windows

Định dạng AIFF
AIFF viết tắt của cụm từ Audio Interchange File Format. Tương tự như cách mà hai hãng Microsoft và IBM phát triển định dạng file WAV cho Windows, AIFF là một định dạng được phát triển bởi công ty Apple dành cho hệ thống Mac vào năm 1988. Ngoài ra AIFF còn có các phiên bản khác là AIFF-C và Apple Loops, được sử dụng bởi các phần mềm làm nhạc GarageBand và Logic Pro
Tương tự như WAV, hầu hết các file AIFF chứa âm thanh không nén ở định dạng PCM, cũng như các tập tin AIFF chỉ là một ‘vỏ bọc” cho việc mã hóa định dạng PCM, làm cho nó phù hợp hơn để sử dụng trên hệ thống Mac. Tuy vậy hệ thống Windows vẫn có thể khởi chạy các file AIFF mà không xảy ra bất kỳ vấn đề nào.

2. Chuẩn định dạng file nén giảm chất lượng (Lossy Compress)
Những định dạng “nén mất dữ liệu” (lossy) ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu gọn nhẹ, thuận tiện sử dụng cho những người dùng không quá khó tính và tiết kiệm được dung lượng lưu trữ tối đa bằng cách hi sinh chất lượng và độ chính xác của âm thanh để giảm nhẹ dung lượng file nhạc.
Vậy cái giá của việc tiết kiệm dung lượng là gì? Trong quá trình nén, những âm thanh giả sẽ được “bù đắp” vào những phần mà nó loại bỏ đi, dẫn đến hiện tượng méo âm so với âm thanh gốc. Bạn cứ thử so sánh 1 bản mp3 64kbps với 1 file nén lossless hoặc 1 track trong CD gốc và dễ dàng nhận ra sự thay đổi này.
Ngoài ra, khi đã nén sang định dạng lossy, chúng ta không thể chuyển đổi nó lại chất lượng như ban đầu như lossless. Nôm na là WAV có thể convert sang FLAC và ngược lại mà vẫn giữ nguyên chất lượng âm thanh, còn WAV sang MP3 128 kbps thì vĩnh viễn mất đi chất lượng của file gốc.

• Định dạng MP3
MP3 là viết tắt của MPEG-1 Audio Layer 3, được phát hành vào năm 1993 và phát triển một cách rất nhanh chóng, cuối cùng MP3 trở thành định dạng âm thanh phổ biến nhất trên thế giới về các định dạng file nhạc.
Mục đích chính của sự ra đời định dạng MP3 chính là loại bỏ ra tất cả các dữ liệu âm thanh nằm ngoài tầm nghe của hầu hết những người bình thường, cũng như giảm chất lượng âm thanh mà không phải bất kỳ ai cũng có thể nghe được. Công đoạn cuối cùng là nén tất cả các dữ liệu âm thanh có hiệu quả càng cao càng tốt.
Chính vì mức phổ biến của file MP3 rất lớn nên gần như gần như mọi thiết bị kỹ thuật số trên thế giới đều có thể đọc và chơi các tập tin MP3 rất dễ dàng, từ máy tính cá nhân, máy tính Mac, Android, iPhone, smartTV hoặc bất cứ các thiết bị điện tử khác.

• Định dạng file AAC
AAC là viết tắt của cụm từ Advanced Audio Coding, định dạng này được phát triển vào năm 1997 cũng như là sự kế thừa cho định dạng file MP3. Và trong quá trình định dạng file này dần trở nên phổ biến cho đến hiện tại, định dạng này đã vượt mặt định dạng MP3 để trở thành sự lựa chọn hàng đầu của người dùng về việc nghe nhạc hay thu âm.
Các thuật toán nén được sử dụng bởi AAC với nhiều cải tiến và kỹ thuật hơn hẳn so với MP3, vì vậy khi bạn so sánh một đoạn ghi âm ở định dạng MP3 và AAC ở cùng bitrate thì định dạng file AAC thường sẽ có chất lượng âm thanh tốt hơn.
Mặc dù, định dạng MP3 vẫn được sử dụng rất phổ biến hiện nay. Tuy nhiên trong thực tế, định dạng AAC đã và đang chiếm được sự hài lòng cao ở rất nhiều người dùng và là sự lựa chọn âm thanh nén tiêu chuẩn được sử dụng trên YouTube, Android, iOS, iTunes, các thiết bị di động của Nintendo và các dòng PlayStation sau này.

• Định dạng OGG (Vorbis)
OGG là một chuẩn định dạng riêng và nó cũng không phải là định dạng file nén. OGG thực chất là một file đa phương tiện có thể chứa tất cả các loại định dạng nén, nhưng chủ yếu được sử dụng để chứa các file Vorbis. Chính vì thế mà các tập tin âm thanh này được gọi là OGG Vorbis.
Vorbis được phát hành lần đầu tiên vào năm 2000 và trở nên phổ biến bởi hai lý do: tuân thủ các nguyên tắc của phần mềm mã nguồn mở và có chất lượng nén tốt hơn so với hầu hết các định dạng nén lossy khác (tức là tạo ra một file nén có dung lượng nhỏ hơn nhưng vẫn cho âm thanh tương đương cho với các định dạng nén lossy khác). Chính vì mức độ phổ biến của hai định dạng MP3 và AAC quá lớn nên định dạng OGG đã phải trải qua khoảng thời gian khó khăn để tiếp cận với người dùng, cũng như không có nhiều thiết bị hỗ trợ định dạng này. Và giờ đây, nó chủ yếu được sử dụng bởi những lập trình viên các phần mềm mã nguồn mở.

• Định dạng WMA
WMA là viết tắt của Windows Media Audio, được hãng Microsoft phát hành độc quyền vào năm 1999. Trải qua một thời gian dài, định dạng âm thanh này vẫn được giữ nguyên cái tên WMA cùng nhiều định dạng file khác ra đời có định dạng tương tự.
Không giống với hai định dạng AAC và OGG, WMA được làm ra để giải quyết một số sai sót trong phương pháp nén định dạng MP3, cũng như cách tiếp cận của định dạng này khá tương tự như AAC và OGG. Nói một cách khách quan, về chất lượng âm thanh thì định dạng WMA tốt hơn so với MP3. Tuy nhiên, do việc định dạng WMA gắn mác độc quyền nên không có nhiều thiết bị và nền tảng hỗ trợ chơi định dạng này, cũng như chất lượng âm thanh không tốt so với AAC hay OGG. Chính vì thế, trong trường hợp bạn cảm thấy chưa hài lòng lắm với định dạng MP3 thì WMA chỉ đơn giản là sự lựa chọn thay thế.

3. Chuẩn định dạng file nén giữ nguyên chất lượng (Lossless Compress)
Là định nghĩa mang tính đối lập, nén Lossless là phương pháp giúp làm giảm kích thước tập tin mà không có bất kỳ hao hụt nào về mặt chất lượng giữa tập tin gốc và file xuất ra sau khi nén. Nhược điểm của chuẩn định dạng này là cơ chế nén không hiệu quả so với nén Lossy, với các tập tin tương đương thì nén Lossless kích thước tập tin có thể lớn hơn gấp 2 đến 5 lần. Một vài định dạng file phổ biến hiện nay sử dụng phương pháp này, lưu ý là bạn không nên nhầm lẫn giữa hai khái niệm Lossless và âm thanh độ phân giải cao (Hi-res Audio)

• Định dạng FLAC
FLAC là viết tắt của Free Lossless Audio Codec, được ra mắt vào năm 2001 và đây cũng là một trong định dạng file Lossless phổ biến nhất hiện nay. Đặc điểm nổi bật trên định dạng FLAC là có thể giúp nén 1 tập tin âm thanh gốc lên đến 60% mà vẫn giữ nguyên được chất lượng, thậm chí định dạng này là một mã nguồn mở và bản quyền hoàn toàn miễn phí chứ không đòi hỏi bản quyền như trên định dạng WMA của Microsoft. Định dạng FLAC được hầu hết các chương trình và các thiết bị điện tử lớn hỗ trợ và là sự thay thế chính cho định dạng MP3 trên đĩa CD.

• Định dạng ALAC
ALAC là viết tắt của Apple Lossless Audio Codec, được phát triển và ra mắt vào năm 2004 và được xem như là một định dạng độc quyền nhưng cuối cùng đã trở thành mã nguồn mở và miễn phí bản quyền trong năm 2011. ALAC còn có tên gọi khác là Apple Lossless.
Ngoài ra, định dạng ALAC hơi kém hiệu quả hơn so với định dạng FLAC về khả năng nén. Tuy nhiên, người dùng Apple không có sự lựa chọn giữa hai định dạng này, bởi iTunes và iOS cung cấp hỗ trợ cho định dạng ALAC nhưng lại không hỗ trợ với định dạng FLAC.

• Định dạng WMA lossless
WMA là viết tắt của Windows Media Audio, mặc dù có sự thất thoát chất lượng trong quá trình nén nhưng vẫn được nhắc đến bởi đây là sự thay thế của định dạng file có tên là WMA Lossless sử dụng phần mở rộng tương tự. So với hai định dạng trên là FLAC và ALAC, WMA Lossless là thấp nhất xét về mặt hiệu suất nén. Một lưu ý trên định dạng này đó là định dạng độc quyền nên sẽ không phải là sự lựa chọn tốt cho những ai sử dụng phần mềm mã nguồn mở, mặc dù định dạng vẫn được hổ trợ trên cả hai hệ thống Windows và Mac.
Vấn đề lớn nhất với định dạng WMA Lossless nằm ở việc hỗ trợ phần cứng còn hạn chế. Nếu bạn muốn trải nghiệm âm thanh lossless trên nhiều thiết bị, tốt nhất bạn nên lựa chọn định dạng FLAC trừ khi tất cả các thiết bị của bạn đều sử dụng Windows.

 

Vậy đâu là sự lựa chọn hợp lý cho bạn?

• Nếu công việc của bạn liên quan đến việc thu âm hay chỉnh sửa âm thanh với mong muốn chất lượng cao nhất, bạn nên chọn chuẩn định dạng không nén. Với sự lựa chọn này, kết quả thu được: bạn sẽ có chất lượng âm thanh được thể hiện chính xác nhất, khi việc thu âm đã hoàn tất, bạn có thể xuất sang một định dạng nén khác nếu muốn.
• Nếu bạn là một người thích nghe nhạc và có đôi tai khó tính, mong muốn chất lượng âm mang đến phải thật sự hoàn hảo thì chuẩn định dạng Lossless sẽ là sự lựa chọn hợp lý. Đây chính là lý do tại sao các album nhạc của các ca sĩ nổi tiếng đều lựa chọn định dạng FLAC chứ không phải là định dạng MP3.
Một điều lưu ý, rằng bạn sẽ cần rất nhiều không gian lưu trữ đối với định dạng này.
• Nếu bạn là người dùng đơn thuần, chỉ đơn giản là muốn có một chất lượng âm thanh đủ nghe, hoặc muốn tiết kiệm không gian lưu trữ hay thiết bị của bạn bị hạn chế về mức dung lượng lưu trữ thì định dạng MP3 luôn là sự lựa chọn hàng đầu.

Đối với những ai muốn có chất lượng âm thanh đạt mức tối đa nhất có thể, ngoài việc bạn phải có sẵn những tập tin ở định dạng âm thanh không nén thì nguồn phát của bạn cũng phải thật sự tốt để trung hòa về âm thanh. Có nghĩa là, bạn cần phải có bộ loa chất lượng tốt hay tai nghe chất lượng tốt.

Nguồn: Tổng hợp (Genk, Lao Động- N.P và các nguồn khác…)

 Bài tiếp theo : Đi tìm âm thanh số chất lượng cao

26Th4

Tổng quan về giao thức mạng UPnP

by SmartHome SIG

UPnP (Universal Plug and Play) là một giao thức mạng giúp các thiết bị với khả năng kết nối mạng trong gia đình có khả năng nhận ra nhau và truy cập một số dịch vụ (services) nhất định của nhau.

UPnP (Universal Plug and Play) là một giao thức mạng giúp các thiết bị với khả năng kết nối mạng trong gia đình có khả năng nhận ra nhau và truy cập một số dịch vụ (services) nhất định của nhau, bất kể thiết bị đó thuộc chủng loại nào hoặc chạy hệ điều hành gì. Được xây dựng dựa trên các nền tảng thông dụng nhất của Internet như TCP/IP,  HTTP, XML, các thiết bị có UPnP sẽ tự động tìm thấy nhau trong mạng khi chức năng UPnP đang hoạt động mà không đòi hỏi nhiều thao tác cấu hình, tiết kiệm nhiều công sức cho người sử dụng. Ứng dụng thường gặp nhất của UPnP là stream dữ liệu media (nhạc, phim) giữa các thiết bị trong mạng và gửi tín hiệu điều khiển giữa các thiết bị này.

Tổng quan kĩ thuật giao thức mạng UPnP hoạt động theo cơ chế mạng ngang hàng (peer-to-peer), các thiết bị UPnP đều có quyền gửi và nhận tín hiệu điều khiển ngang nhau. Cũng đồng nghĩa với việc bạn có thể ngồi ở tầng 3, đặt media server (ví dụ như PC & HDD Box) của mình ở tầng 2 và dùng tablet điều khiển để phim lưu trên media server đó phát ra trên TV tại phòng khách tầng 1, miễn sao cả 3 thiết bị đều đã kết nối với hệ thống mạng gia đình bạn và đã cài ứng dụng hỗ trợ UPnP. Việc di chuyển file dữ liệu sử dụng UPnP cũng đôi lúc tỏ ra tiện lợi hơn file sharing mặc định của Windows. Tuy vậy do dung lượng của các dữ liệu multimedia thường rất lớn nên giải pháp lưu trữ toàn bộ các file này ở một nơi và sử dụng khả năng stream media của UPnP để phát lại trên các thiết bị khác vẫn được ưa chuộng hơn cả.

Tổng quan về giao thức mạng UPnP 1

  • UPnP hoạt động trên mọi nền tảng mạng từ Wi-fi, dial-up, các phương pháp truyền dẫn sử dụng đường dây điện (communication over powerline), mạng dây Ethernet truyền thống.v.v. Miễn sao có kết nối để truyền dẫn dữ liệu giữa các thiết bị.
  • Ứng dụng UPnP có thể được xây dựng trên bất cứ nền tảng HĐH nào bằng bất cứ ngôn ngữ nào. Và với sức mạnh phần cứng mạnh mẽ hơn theo từng ngày, yêu cầu về cấu hình phần cứng từ lâu đã không còn là chuyện cần bàn đến. Trên thực tế chỉ cần một HĐH đạt được một lượng người dùng nhất định, chắc chắn sẽ có người viết ứng dụng UPnP trên đó. Các thiết bị giải trí gia đình như máy console hay TV đời mới phần lớn đều đã được hãng sản xuất tích hợp khả năng hỗ trợ UPnP ngay từ khi xuất xưởng.
  • Được xây dựng dựa trên những nền tảng phổ biến và đáng tin cậy nhất tạo nên Internet ngày nay như IP, TCP, UDP, HTTP, XML. Độ ổn định và hiệu năng của UPnP là không cần phải bàn, tuy rằng còn gặp nhiều vấn đề về bảo mật.
  • Được phát triển hướng tới việc phục vụ các ứng dụng giải trí như xem phim, nghe nhạc, hiển nhiên cơ chế tìm kiếm và điều khiển của UPnP không thể dựa trên những dòng lệnh khô khan. Giao diện điều khiển của các ứng dụng UPnP thường được tối ưu để đem lại cảm giác thoải mái và thuận tiện nhất cho người dùng.
  • Tính đồng nhất: cũng tương tự đối với các giao thức mạng Wi-fi, Bluetooth…Các hãng sản xuất khi muốn tự tích hợp chức năng hỗ trợ UPnP lên thiết bị của mình (TV, máy nghe nhạc.v.v.) sẽ phải tuân theo các chuẩn chung. (Chúng ta sẽ tìm hiểu kĩ hơn về hệ thống chuẩn do DLNA xây dựng ở phía dưới).
  • Khả năng mở rộng: số lượng thiết bị UPnP trong cùng mạng chỉ bị giới hạn bởi khả năng tải của các thiết bị mạng. Đồng thời ngoài các chức năng cơ bản như điều khiển, stream media…. các lập trình viên và hãng sản xuất có thể phát triển bổ sung nhiều chức năng khác (ví dụ thay đổi, sao chép metadata trong thư viện multimedia)

Lưu ý:


Như đã đề cập trong bài viết về 5 sơ suất về bảo mật người dùng thường gặp phải, chức năng UPnP trên các thiết bị đầu cuối (TV, PC, Laptop….) trong mạng nhà bạn không liên quan gì đến chức năng UPnP của các thiết bị mạng như modem. Để giao tiếp và truyền dữ liệu trong mạng LAN – nơi mà các thiết bị đã vốn có thể giao tiếp trực tiếp với nhau không phải qua bước trung gian NAT nào – chúng ta chỉ cần bảo đảm rằng ứng dụng UPnP đang được bật trên các thiết bị đó. Còn tùy chọn UPnP trên các thiết bị mạng là chức năng giúp người dùng kết nối từ xa (ví dụ khi đi công tác) về thư viện multimedia tại nhà sử dụng giao thức UPnP. Và đáng tiếc là suốt những năm qua, chức năng này liên tục xuất hiện những lỗi nghiêm trọng về bảo mật, khiến cho các chính quyền cũng như các hãng công nghệ lớn luôn khuyến cáo người dùng nên tắt tùy chọn này.

Tổng quan về giao thức mạng UPnP 2

Bây giờ chúng ta sẽ tìm hiểu qua về những thành phần cần thiết để thiết lập một hệ thống UPnP đơn giản trong nhà:

UPnP – MediaServer

Cũng tương tự khi download torrent, ta cần ít nhất 1 seed ban đầu làm nguồn phát tán dữ liệu. Muốn stream phim/nhạc trong mạng thì nơi lưu trữ các dữ liệu multimedia đó phải có khả năng phát tán dữ liệu, nói cách khác là đóng vai UPnP server. Trên các thiết bị như PC, laptop sử dụng Windows, Mac hay các distro Linux phổ biến dạng Ubuntu, điều này chỉ phụ vào việc ứng dụng UPnP mà bạn chọn cài đặt có chức năng này hay không. May mắn là phần lớn các phần mềm Mediaserver có thể được dùng làm UPnP Server tốt nhất hiện nay như XBMC, Plex, Mediatomb, Serviio, PS3…. hiện nay đều được phát triển theo dạng cross-plattform. Nghĩa là bạn sẽ không phải lo lắng về việc mình dùng HĐH nào. Đòi hỏi cấu hình để đóng vai trò UPnP server cũng không hề cao, vì vậy nếu muốn người dùng hoàn toàn có thể phân tán dữ liệu multimedia giữa các máy bàn/laptop trong nhà rồi cho tất cả các máy đóng vai trò server để phát dữ liệu qua lại cho nhau.  Nhưng đây không phải cách tối ưu do việc nhớ và quản lý các dữ liệu bị phân tán không phải dễ dàng. Trong hộ gia đình phương pháp phổ biến nhất vẫn là tập trung  các bộ sưu tập phim, đĩa nhạc vào một máy có thể chạy bền bỉ 24/24 dạng NAS Server, các thiết bị khác sẽ stream dữ liệu từ đó ra. Chức năng UPnP Server trên các máy khác lúc này dĩ nhiên vẫn có thể được bật phòng khi cần thiết, chỉ là chúng ta sẽ không cần mất công nhớ xem phim nào để trên máy nào nữa, vậy thôi.

Tổng quan về giao thức mạng UPnP 3

Mô hình phổ biến, tập trung thư viện multimedia trên 1 máy dạng NAS server.

Các thiết bị di dộng sử dụng iOS, Android hay các hệ điều hành di động khác, do thường không có dung lượng lưu trữ cao, khả năng xử lí mạnh mẽ và pin bền bỉ (và cũng không mấy ai dùng thiết bị di động làm nơi lưu thư viện phim/ảnh/nhạc cả) nên việc sử dụng các thiết bị này làm UPnP Server là không phổ biến. Dĩ nhiên các ứng dụng cung cấp chức năng này vẫn tồn tại trên Android hay iOS (ví dụ BubbleUPnP hay Pixel Media Server), tuy nhiên trên tablet hay smartphone chức năng Server có lẽ chỉ hữu dụng khi ta đang…. ở nhà người khác và muốn phát thử nhạc/phim lên TV/Loa của họ. Các phần mềm cross platform kể trên khi chạy trên hệ điều hành di động lại thường đòi hỏi sức mạnh phần cứng kha khá, ví dụ XBMC hiện vẫn nói không với Tegra 2.

Trên các dạng thiết bị khác như TV, loa đài, Camera, đầu DVD hay máy chơi game console, các phần mềm và chức năng hầu hết đã được khóa cứng từ khi ta mua về. Thiết bị đó có thể hỗ trợ UPnP hoặc không, và nếu có thì có thể chỉ nhận được tín hiệu, chứ không thể đóng vai trò UPnP Server để phát dữ liệu. Tùy theo nhu cầu sử dụng, ta cần tìm hiểu kĩ khi mua hàng, đặc biệt tham khảo kĩ chứng chỉ DLNA được cấp cho sản phẩm đó.

Lưu ý:


Nếu bạn là người quen làm việc với file và ít khi tiếp cận các mediaServer, nơi dữ liệu được tổ chức dưới dạng thư viện, có thể bạn sẽ mất đôi chút thời gian để làm quen. Khi cài đặt lần đầu, các mediaserver dạng như XBMC, Plex sẽ yêu cầu người dùng chỉ định nơi quét dữ liệu. Sau khi quá tình quét hoàn tất các bản nhạc, bộ phim trong đó sẽ được mediaserver hiển thị dưới dạng một bộ phim/ bài hát thực sự, với đầy đủ metadata về tác giả, thời lượng, định dạng, chất lượng, rating.v.v. để người dùng có thể dễ dàng tìm kiếm khi điều khiển từ TV, tablet chứ không chỉ là những file mp3, avi khô khan với một cái tên file cũng khô khan không kém nữa. Nếu bạn là người cẩn thận chỉ tải về các bản nhạc/phim với codec thông dụng, đã được cập nhật đầy đủ sẵn metadata thì không vấn đề gì. Nhưng nếu trong máy lưu toàn những file với codec, tên file lạ, bên trong không có thông tin bổ sung gì thì đôi lúc chúng sẽ không được hiển thị trong thư viện, hoặc các thông tin bổ sung do mediaserver tự lấy về từ Internet sẽ có thể sai lệch.
UPnP Client: ControlPoint/Renderer/ RenderingControlSau khi đã có nguồn phát tín hiệu, việc điều khiển từ xa và nhận tín hiệu được chia ra làm khá nhiều khâu, dù rằng phần lớn trường hợp các chức năng này đều được tích hợp chung vào một gói phần mềm. Một thiết bị đóng vai trò UPnP ControlPoint khi nó có khả năng truy cập, tìm kiếm, sử dụng và thay đổi dữ liệu của MediaServer. Renderer là thiết bị nhận dữ liệu, xuất ra hình ảnh/âm thanh phục vụ người sử dụng. Cuối cùng RenderingControl là thiết bị chỉ đảm nhiệm việc điều khiển Renderer, đơn cử như chiếc điều khiển TV.

Tổng quan về giao thức mạng UPnP 4

Nhiều người sẽ thắc mắc: việc quái gì tôi phải nhớ lắm thứ thế? Hãy nhìn vào ví dụ ở đầu bài viết: Bạn đang đọc sách trên tầng 3, một PC cũ chuyên dùng để cắm torrent và lưu phim đặt ở tầng 2, ở phòng khách đang có một cô/cậu nhóc mè nheo đòi xem hoạt hình. Hiển nhiên PC cũ lúc này sẽ được cài XBMC, Plex, Mediatomb… gì đó để đóng vai trò Server. Khi bạn từ tablet sử dụng các phần mềm như BubbleUPnP, PlugPlayer để truy cập, chọn phim từ thư viện (library) của Server rồi điều khiển cho phim đó được phát lên TV, bạn đang sử dụng chức năng ControlPoint. Để làm được điều này, ta sẽ cần chọn đúng thứ tự : PC là library và TV là renderer từ giao diện điều khiển của ControlPoint. Nếu trong nhà có vài Server như vậy cộng với vài TV có hỗ trợ UPnP, việc nhớ đúng vai trò của từng loại thiết bị là rất quan trọng.

Dĩ nhiên, một thiết bị nếu đủ khả năng có thể chịu trách nhiệm nhiều khâu cùng lúc, vừa là Server vừa là Renderer, đồng thời kiêm luôn ContrlPoint và RendererControl. Ví dụ đơn giản nhất là khi sử dụng các Mediaserver kể trên để tạo thư viện trên 1 PC, tìm kiếm phim/nhạc và xem trực tiếp trên cùng 1 máy đó.

DLNA và hệ thống chứng chỉ

Tổng quan về giao thức mạng UPnP 5

DLNA là  một tổ chức được nhiều hãng chung tay thành lập để thống nhất các chuẩn chung giúp các thiết bị giải trí gia đình giao tiếp được với nhau. Hệ thống chuẩn do DLNA xây dựng dựa trên UPnP và một số giao thức mạng phổ biến khác, giúp đảm bảo khả năng tương thích giữa các thiết bị khác chủng loại, nền tảng và hãng sản xuất. Đồng thời DLNA chịu trách nhiệm kiểm tra tính tương thích của một dòng thiết bị gia đình để từ đó cấp chứng chỉ tương ứng, giúp người dùng biết sản phẩm mình định mua có thể làm được gì. Bởi vì ngoài việc nhận ra và giao tiếp được với các thiết bị khác nhờ sự hỗ trợ của UPnP(với vai trò là một giao thức mạng), còn có các vấn đề về khả năng xử lý, giải mã (codec)..v..v. cần quan tâm khi ta muốn làm việc với dữ liệu multimedia trên một thiết bị giải trí gia đình. Người dùng chủ yếu cần chú ý các chứng chỉ này trên các thiết bị thuộc “nhóm thứ 3” như TV, HD Box, Camera – vì như đã nói trên PC, laptop chạy các hệ điều hành với khả năng mở rộng mạnh  mẽ như Windows, Linux, vấn đề chỉ là ta có tìm được phần mềm phù hợp, đầy đủ chức năng hay không.

Tổng quan về giao thức mạng UPnP 6

Việc phân loại thiết bị cơ bản được dựa theo vai trò mà thiết bị có thể đảm nhiệm (khá tương tự những gì đã nói ở trên). Những thiết bị như PC, laptop hiển nhiên có thể đảm nhiệm cùng lúc nhiều vai trò.

  • Digital Media Server (DMS)
  • Digital Media Player (DMP)
  • Digital Media Renderer (DMR)
  • Digital Media Controller (DMC).

Phòng khi bạn đọc thắc mắc “Player” và “Renderer” là gì: Renderer có thể được điều khiển bằng Controller như ví dụ ở trên, còn Player thì không. Nếu bạn đã hiểu khác biệt về cách tìm kiếm theo file truyền thống và theo thư viện như đã nói trong lưu ý 1, một điểm nhấn nữa là ta có thể sử dụng Controller để đổi sang chế độ duyệt theo file và phát ra Renderer – phòng trường hợp thư viện lỗi. Còn Player – ví dụ các máy nghe nhạc, sẽ chỉ và chỉ thấy/phát được những gì hiển thị trong thư viện mà thôi. Ngoài ra trong 1 số trường hợp, ta có thể bắt gặp các máy Scanner/Printer cũng mang chứng chỉ DLNA do chúng có khả năng giao tiếp để nhận/xuất hình ảnh trực tiếp từ Server hay Renderer thông qua UPnP, tránh cho người dùng những thao tác rắc rối khi sử dụng công cụ có sẵn của Windows hay Mac.

Tổng quan về giao thức mạng UPnP 7

Nhưng đào sâu hơn nữa, không phải cứ có Server, Controlller và Renderer là xong, nếu thế DLNA đã chẳng phải lập ra nguyên một trang chuyên cung cấp thông tin chứng chỉ đã cấp làm gì. Chủng loại chứng chỉ DLNA cấp cho các thiết bị đa dạng hơn thế nhiều. Tùy theo dạng cấu hình thiết bị, sẽ có lúc bạn bắt gặp các HD Box không giải mã  được một số định dạng video từ thư viện nhà mình, hoặc một số camera không thể phát lại hình ảnh từ scanner – bởi như đã nói ở trên, việc các thiết bị nhờ UPnP mà nhận ra và giao tiếp được với nhau là một chuyện, các thiết bị đó có xử lí được tín hiệu nhận được hay không lại là một chuyện khác. Các chi tiết kĩ thuật cụ thể này đều được ghi rõ, ít nhất là trên website của DLNA cho chúng ta tìm hiểu khi cần http://www.dlna.org/consumer-home/look-for-dlna/product-search.

Sau khi đã phát ngấy với lý thuyết, chúng ta sẽ điểm qua vài bước đơn giản để thiết lập hệ thống UPnP cơ bản trong LAN

Bước Một: Cài đặt thư viện trên MediaserverDo là các ứng dụng phục vụ nhu cầu giải trí, trừ Mediatomb ra thì dù bạn chọn Mediaserver nào để cài đặt – bạn cũng sẽ không gặp mấy khó khăn để làm quen với giao diện thân thiện của các phần mềm này. Trong ví dụ này chúng ta sẽ sử dụng XBMC. Tham khảo thêm wikipedia để biết danh sách đầy đủ các ứng dụng UPnP trên tất cả các HĐH.

Để tiện cho việc tìm kiếm nội dung, trước hết ta nên vào Music hoặc Movies, Chọn AddSource để thêm nguồn quét dữ liệu. Tìm đến phân vùng ổ cứng hoặc thư mục lưu phim/ảnh/nhạc của bạn và đặt một cái tên dễ nhớ.

Tổng quan về giao thức mạng UPnP 8

Nguồn quét vừa tạo sẽ xuất hiện trong menu chính, chuột phải chọn Scan Item to Library, chờ đôi chút cho việc quét hoàn tất là bạn đã có một thư viện multimedia.

Tổng quan về giao thức mạng UPnP 9


Bước hai: cài đặt UPnP trên XBMC

Tổng quan về giao thức mạng UPnP 10

Truy cập Setting > Services > UPnP. Chúng ta sẽ thấy cái tùy chọn để chia sẻ dữ liệu từ thư viện của XBMC qua UPnP, cũng như cho phép điều khiển XBMC qua kết nối UPnP. Bật tùy chọn chia sẻ dữ liệu (và cả tùy chọn điều khiển nếu muốn). Chú ý tùy chọn Allow control via HTTP sẽ cho phép bạn quản lý thư viện của XBMC qua giao diện web bằng cách vào địa chỉ dạng “IP máy server cài XBMC”:”Port”, port mặc định như trên là 8080.

Bước ba: tìm đến thư viện XBMC vừa tạo trên các thiết bị khác

Nếu bạn muốn thử nghiệm stream giữa các máy bàn, laptop với nhau, tiếp tục cài XBMC lên các máy còn lại – chúng sẽ đóng vai trò Client (hoặc thậm chí cài thử Plex, Mediatomb nếu muốn thử nghiệm khả năng chia sẻ của UPnP nói chung, không chỉ riêng XBMC). Trên các máy này khi chọn AddSource, ta sẽ không tìm đến một thư mục trên máy nữa mà vào UPnP Devices > máy chủ vừa được cấu hình tại bước hai sẽ được hiển thị tại đây. Sau khi bổ sung nguồn quét này thành công, toàn bộ nội dung của thư viện XBMC từ máy chủ sẽ được thêm vào thư viện của máy đang dùng (tiếp tục chuột phải & scan to library nếu chưa thấy). Bạn sẽ thấy các máy Client không tốn thêm chút dung lượng nào, nhưng video/nhạc vẫn có thể được phát bình thường.

Tổng quan về giao thức mạng UPnP 11

Tổng quan về giao thức mạng UPnP 12

Các thiết bị di động thì thường không đòi hỏi thao tác AddSource dài dòng như vậy. Bật thử BubbleUPnP, PlugPlayer hoặc 8Player lên, chúng sẽ tự động nhận biết thư viện multimedia của Android/ iOS và hiển thị chúng dưới cái tên dạng “Local Library” hay “Local Server”, đồng thời hiển thị thư viện trên các máy PC mà bạn vừa cài XBMC. Do như đã nói BubbleUPnP hay PlugPlayer có chức năng ControlPoint, việc của bạn lúc này chỉ là chọn Server/Renderer tương ứng từ danh sách các thiết bị hiện ra, sau đó là thoải mái tận hưởng thành quả của mình.

Tổng quan về giao thức mạng UPnP 13
Nguồn: http://genk.vn/do-choi-so/tong-quan-ve-giao-thuc-mang-upnp-20130220095335349.chn