Âm thanh vòm là gì, vì sao rạp phim phải tháo ghế để đặt loa

Ngay từ năm 1940, khán giả rạp xem phim hoạt hình Fantasia của Walt Disney đã giật mình vì cảm giác một chú ong bay vòng quanh ghế ngồi, và đó chính là khởi đầu của âm thanh vòm. Hệ thống loa dựng riêng cho bộ phim này đắt đến mức chiếm gần một phần tư ngân sách của dự án. Rạp phải tháo bớt ghế để nhường chỗ cho loa, còn kỹ thuật viên thì túc trực ở mỗi suất chiếu.

Hơn tám thập kỷ sau, thứ từng chỉ có ở vài rạp lớn đã nằm gọn trong phòng khách của nhiều gia đình. Vậy âm thanh vòm là gì, nó vận hành thế nào và mua một dàn máy hết bao nhiêu tiền?

Âm thanh vòm là gì

Âm thanh vòm là kỹ thuật âm thanh đa kênh, dùng nhiều loa đặt xung quanh người nghe để tái tạo không gian âm thanh đa chiều, tạo cảm giác âm thanh đến từ mọi hướng. Khác với hệ thống stereo chỉ có hai loa trái - phải, một dàn vòm cần tối thiểu năm loa tính cả loa siêu trầm, bao phủ không gian rộng quanh người nghe. Trước khi kỹ thuật này ra đời, các rạp phim thường chỉ có ba kênh màn hình đặt trước khán giả, tức trái, giữa và phải.^{11 Âm thanh vòm (Wikipedia)}

Điều khác biệt nằm ở chiều thứ ba. Khi xem phim hành động, tiếng trực thăng vọng ra sau gáy thay vì chỉ ở trước mặt, khiến người xem quay đầu tìm nguồn âm. Tiếng mưa rơi rì rào phát ra từ hai bên hông, tiếng đám đông ồn ào lan khắp phòng, còn lời thoại vẫn dứt khoát vang lên từ chính giữa màn hình. Người nghe đứng giữa một trường âm thanh, chứ không ngồi trước một bức tường âm thanh.

Chính vì tái tạo được không gian như thật mà âm thanh vòm được ứng dụng đầu tiên trong rạp chiếu phim, với các loa bố trí nhiều hướng để âm thanh có mặt ở xung quanh người xem. Ngày nay nó mở rộng sang phòng nghe tại nhà, phòng chơi game, thậm chí tai nghe mô phỏng trường âm thanh hai chiều để tạo cảm giác âm phát ra từ nhiều hướng quanh đầu.

Cách đọc tên 2.1, 5.1, 7.1

Bước vào cửa hàng, người mua dễ bị loạt con số như 2.1, 5.1, 7.1 làm rối. Quy tắc đọc đơn giản hơn vẻ ngoài: số trước dấu chấm là số loa chính, số sau dấu chấm là số loa siêu trầm. Dàn 5.1 gồm 5 loa vệ tinh, tức 2 loa trước, 2 loa surround bên hông và 1 loa trung tâm, cộng thêm 1 loa siêu trầm. Dàn 7.1 mở rộng từ 5.1 bằng cách bổ sung 2 loa surround phía sau, nâng tổng số lên 7 loa chính, còn loa siêu trầm vẫn chỉ cần một.

Ngoài hai chuẩn phổ biến này còn có hệ thống 6.1 gồm 6 loa chính kèm một loa siêu trầm. Dàn 2.1 thì chỉ có 2 loa nhỏ kèm 1 loa siêu trầm, bản chất chưa phải âm thanh vòm đúng chuẩn vì số loa không đủ, tuy vẫn đáp ứng tốt nhu cầu nghe nhạc cơ bản với ngân sách vừa phải. Nhiều người mua dàn 2.1 về rồi thắc mắc sao không nghe thấy hiệu ứng phía sau. Câu trả lời nằm ngay ở con số đó: hai loa nhỏ ấy chưa đủ tạo vòm.

Điều cần nhớ: số loa phải khớp với diện tích không gian, không phải càng nhiều càng tốt. Dàn 7.1 cần không gian lắp đặt đủ rộng mới phát huy hết hiệu quả. Phòng nhỏ thì dàn 5.1, thậm chí loa thanh 2.1, thường đã đủ dùng.

Cơ chế tạo hiệu ứng vòm

Hiệu ứng vòm không tự nhiên mà có. Trước hết, nguồn phát mã hóa tín hiệu thành đa kênh theo chuẩn 5.1, 7.1, Dolby Atmos hay DTS, mỗi kênh chứa thông tin về vị trí âm thanh. Bộ thu giải mã AV Receiver sau đó đọc tín hiệu và phân phối đến các loa tương ứng. Nghĩa là tiếng bước chân phía sau trong phim đã được ghi sẵn vào kênh phía sau, máy chỉ việc đẩy đúng kênh đến đúng loa.

Để có bản ghi đa kênh, người ta dùng nhiều cách. Cách phổ biến nhất là ghi âm vòm: đặt nhiều micro ở các hướng khác nhau để thu âm, rồi trộn các bản thu thành một bản ghi đa kênh. Một lối khác là bản địa hóa âm thanh, dùng tai nghe mô phỏng trường âm thanh hai chiều, khiến người nghe cảm thấy âm phát ra từ nhiều hướng quanh đầu. Với ghi âm kép Double MS, ba micro đặt phía trước, bên hông và phía sau, tín hiệu kết hợp lại tạo hiệu ứng vòm. Cuối cùng là nguyên lý Huygens - Fresnel về sự lan truyền sóng: nhờ kỹ thuật tổng hợp trường sóng WFS, mặt trước sóng âm được tái tạo, hình thành ảnh ba chiều âm thanh.

Nhiều hệ thống còn có bộ cân bằng Equalizer hoặc máy trộn Mixer để điều chỉnh và tối ưu hóa âm thanh đầu ra, tăng hiệu suất toàn dàn loa.

Vai trò từng loa trong dàn máy

Một dàn vòm không phải là nhiều loa giống nhau xếp quanh phòng, mà mỗi loa đảm nhận một vai riêng. Loa trung tâm Center được coi là loa quan trọng nhất hệ thống, tái tạo âm thanh chính gồm lời thoại và giọng hát, thường đặt ngay phía dưới hoặc phía trên màn hình, hướng trực tiếp về người nghe. Hai loa Front đối xứng trái phải màn hình tái tạo phần lớn âm thanh như nhạc nền và hiệu ứng tổng thể, cần bố trí cùng khoảng cách với người nghe và thẳng hàng với loa Center.

Loa Surround đặt hai bên vị trí ngồi, tái hiện hiệu ứng môi trường như tiếng gió, tiếng mưa, tiếng chim hót hay âm thanh đám đông, tạo cảm giác bị âm thanh bao quanh. Trong buổi chiếu phim gia đình, lời thoại đọc rõ từ loa Center ngay dưới màn hình, còn tiếng mưa rơi rì rào phát ra từ hai loa hông: đó là hai vai trò song song. Riêng 2 loa Surround Back phía sau người nghe chỉ có ở hệ thống 7.1, giúp tái tạo chính xác hiệu ứng phát ra từ phía sau như tiếng bước chân tiến đến. Loa này thường được lắp sau vị trí ngồi và cao hơn tai người nghe.

Chuẩn 5.1 của tổ chức ITU quy định vị trí cụ thể: loa Center phía trước người nghe, loa Trái và Phải ở góc 60° hai bên trung tâm, hai loa Surround ở góc 100-120°.^{11 Âm thanh vòm (Wikipedia)} Còn loa siêu trầm đặt đâu cũng được vì vị trí của nó không quan trọng.¹ Loa vệ tinh đảm nhận dải tần trung và cao từ 20Hz đến 20000Hz.

Riêng loa siêu trầm phụ trách dải tần thấp, các nguồn ghi khác nhau: một bên cho rằng nó tái tạo tần số từ 3Hz đến 120Hz, nguồn khác ghi dải từ 20 đến 200 Hz. Cấu tạo của nó gồm thùng loa bằng gỗ dày hoặc vật liệu cứng chống cộng hưởng, củ loa đường kính lớn từ 10 đến 18 inch, mạch khuếch đại tích hợp và bảng điều khiển để tinh chỉnh tần số cắt, pha, độ trễ. Loa này thường đặt trên sàn ở góc phòng để đạt hiệu quả tối đa.

Từ Fantasound đến Dolby Atmos

Câu chuyện khởi đầu của âm thanh vòm xứng đáng được kể riêng. Năm 1940, hệ thống mang tên Fantasound được tạo riêng cho phim Fantasia của Walt Disney, giới thiệu khái niệm âm thanh đa kênh trong rạp chiếu phim, trước cả Dolby Stereo năm 1975 và Star Wars năm 1977. Kỹ sư William E. Garity chỉ huy phát triển cùng RCA, dựa trên cấu hình loa riêng biệt gồm loa trước, bên hông, phía sau và cả trần nhà, cho phép âm thanh di chuyển theo nhiều hướng. Bố trí này rất giống rạp phim tại nhà hiện đại.

Với Fantasound, lần đầu tiên nhạc, lời thoại và hiệu ứng âm thanh mỗi loại có rãnh riêng thay vì một rãnh duy nhất như trước. Bản mix cuối giữ 3 rãnh chính cộng 1 rãnh điều khiển để tự động chỉnh âm lượng. Cái giá phải trả không hề nhỏ: hệ thống đắt đỏ và phức tạp, chiếm gần một phần tư ngân sách 2,2 triệu USD của Fantasia. Nó đòi hỏi kỹ thuật viên có mặt tại mỗi suất chiếu, và rạp phải tháo bớt ghế để đặt loa. Vì vậy phim chỉ chiếu tại một số ít rạp ở các thành phố lớn như Los Angeles, Boston, Philadelphia và Chicago. Năm 1941, khi hãng RKO được phân phối Fantasia, hãng này trộn lại phần âm thanh thành mono để tiết kiệm chi phí, làm phá vỡ tầm nhìn của Walt Disney.

Ngày nay mọi thứ đã gọn hơn nhiều. Dolby Atmos là công nghệ âm thanh vòm 3D, dùng loa đặt trên trần hoặc loa phản xạ âm thanh để tạo hiệu ứng âm đến từ mọi hướng kể cả trên cao. DTS:X là công nghệ 3D khác, dùng thuật toán tạo hiệu ứng âm thanh ba chiều sống động cho phim ảnh.

Vì sao đáng trải nghiệm

Lợi ích của âm thanh vòm nằm ở độ trung thực và chiều sâu: nhiều kênh từ các loa bao quanh người nghe làm bản âm thanh phong phú hơn hẳn dàn hai loa.^{11 Âm thanh vòm (Wikipedia)} Với người xem phim và chơi game, hiệu ứng định vị âm thanh giúp nhận ra hướng tiếng động, từ tiếng bước chân trong game bắn súng đến tiếng máy bay lượn qua đầu trong phim. Với người nghe nhạc, dàn vòm tái hiện không gian phòng thu hay sân khấu mà hai loa khó làm được.

Chi phí đầu tư cũng không còn là chuyện của đại gia. Theo giá tham khảo trên thị trường Việt Nam từ bài tháng 10/2020, dàn âm thanh 5.1 Sony Bluray BDV-E2100 công suất 1000W giá 5.600.000 đồng, dàn loa Logitech Z625 kết nối optical, RCA, HDMI dùng cho máy tính và chơi game giá 3.800.000 đồng. Loa thanh LG SJ3 2.1 giá 2.300.000 đồng, JBL Bar Studio giá 3.900.000 đồng, Samsung HW-J551/XV công suất 320W giá 7.900.000 đồng. Tức là chi khoảng 5,6 triệu đồng cho dàn Sony 5.1, một gia đình đã có thể cuối tuần xem phim cùng con trong phòng khách. Giá có thể đã thay đổi theo thời gian, nên người mua nên hỏi trực tiếp cửa hàng trước khi quyết định.

Hiểu lầm hay gặp

Hiểu lầm đầu tiên: điện thoại, máy tính bảng, laptop hay TV quảng cáo có Dolby Atmos không có nghĩa là máy có dàn vòm. Các thiết bị này phần lớn chỉ giả lập âm thanh vòm bằng cách điều chỉnh sóng âm, không phải âm thanh vòm đúng nghĩa. Nghe đã tai trong phòng nhỏ là được, nhưng đừng kỳ vọng tiếng trực thăng bay qua đầu như trong rạp.

Hiểu lầm thứ hai: nghĩ rằng hệ thống lớn tự động hay hơn. Như phần đếm số loa đã nói ở trên, số loa phải khớp diện tích phòng. Người dùng nghe loa thanh 2.1 trong phòng ngủ nhỏ vẫn thấy đủ, không cần dàn 7.1. Còn loa siêu trầm, mua hay không tùy nhu cầu nghe của từng người. Cuối cùng, giá trị thật của dàn vòm không nằm ở số loa mà ở việc mỗi kênh đến đúng chỗ: đúng loa, đúng vị trí, đúng phòng.

Bài viết thuộc Góc đọc Xuân của Chúc Mừng Năm Mới.

Hỏi đáp nhanh

Có cần thiết phải mua loa siêu trầm cho âm thanh vòm không?

Không bắt buộc. Tai người khó xác định hướng của âm bass, nên chuẩn 5.1 của ITU cho phép đặt loa siêu trầm ở bất kỳ đâu trong phòng. Nếu chủ yếu nghe nhạc hay xem tin tức trong phòng nhỏ, loa thanh 2.1 đã đủ; muốn cảm giác rung chuyển khi xem phim hành động thì nên sắm. Khi lắp, ưu tiên góc sàn nhà để loa phát huy tối đa hiệu quả.

Cần những thiết bị gì để có một hệ thống âm thanh vòm tại nhà?

Cần nguồn phát mã hóa tín hiệu đa kênh, bộ thu giải mã AV Receiver, và bộ loa theo chuẩn đã chọn: dàn 5.1 gồm 5 loa chính và 1 loa siêu trầm; dàn 7.1 nâng lên 7 loa chính, vẫn chỉ cần một loa siêu trầm. Nhiều hệ thống còn có bộ cân bằng hoặc máy trộn để tối ưu âm thanh đầu ra. Người mới nên bắt đầu từ 5.1 cho phòng khách vừa phải; chuyện dàn nào phù hợp không gian nào đã có ở phần đếm số loa.

Nguồn tham khảo

• Âm thanh vòm (Wikipedia) ↩^a ↩^b ↩^c ↩^d