Brandenburg, một trong những nhà phát minh của định dạng nhạc MP3 phổ biến, đang "tái xuất giang hồ" cùng một công nghệ mới mà ông hy vọng sẽ cách mạng hoá âm thanh số, tạo ra những âm thanh "siêu thật" cho các nhà hát, khu giải trí, và thậm chí cả trong phòng ở gia đình.

Từ trái sang: Karlheinz Brandenburg, Sandra Brix và Thomas Sporer, các nhà phát triển công nghệ losono tại Viện Công nghệ Fraunhofer

Ông Karlheinz Brandenburg, giám đốc Viện Công nghệ Truyền thông Fraunhofer, mới đây đã tới Los Angeles để giới thiệu công nghệ "Iosono" mới của mình trước đại diện của những gã khổng lồ giải trí và các hãng phim Hollywood, trong đó có cả hãng Disney. Trước đây, Brandenburg đã được tôn vinh với tư cách là người đóng góp nhiều công sức nhất trong việc tạo ra định dạng âm thanh MP3, cũng từng được phát triển tại chính Viện Fraunhofer.

Brandenburg và nhóm của ông đã giới thiệu một sản phẩm công nghệ mới: một định dạng âm thanh "ba chiều" thực, có khả năng thể hiện hiệu ứng môi trường âm thanh "thực tại ảo" xung quanh. Với công nghệ này, người xem trong rạp hát có thể cảm nhận được tiếng vó ngựa đang đi dọc giữa... hai hàng ghế ngồi, hoặc nghe được chính xác một âm thanh như ai đó đang hò hét ở phía ngoài... các bức tường nhà hát. Các loại loa âm thanh vòng lập thể hiện đại nhất hiện có cũng chỉ có thể tạo được hiệu ứng này trong một "khu vực thuần khiết" (sweet spot) rất nhỏ, có lẽ chỉ rộng khoảng vài feet (trên dưới 1m), trong khi hệ thống công nghệ Iosono mới có thể tạo ra hiệu ứng âm thanh thực cho tất cả mọi người trong rạp.

"Một mơ ước từ lâu của tôi là tạo ra được cái gì đó... làm cho âm thanh trở nên hiện thực như cuộc sống ngoài đời, khiến mọi người cảm nhận như thể họ đang được ở một nơi khác." - ông Brandenburg cho biết trong một cuộc phỏng vấn - "Máy tính hiện đã đủ mạnh để bạn thực hiện các quy trình xử lý theo thời gian thực. Thế nhưng mười năm trước, rõ ràng không thể hiện thực được như thế".

Dự án công nghệ này đánh dấu một bước đột phá lớn lao kể trong cách thể hiện các âm thanh được thu lại, kể từ khi Thomas Edison thực hiện thử nghiệm âm thanh thu âm lần đầu tiên vào cuối những năm 1870. Tương tự như cách nội dung video được chuyển đổi hoàn toàn bởi các máy quay số và bộ xử lý máy tính, việc tạo ra và tái hiện âm thanh cũng vậy, đang được cách mạng hoá bởi những thế hệ bộ xử lý và máy tính mới nhất.

Quá trình khuếch đại và nâng cao chất lượng âm thanh của công nghệ losono diễn ra hầu như giống với phương pháp truyền thống từ nhiều năm qua. Một sóng âm được chuyển thành một xung lượng điện từ, để sau đó được chuyển đổi trở lại thành âm thanh khi được truyền ra hệ thống loa. Vào đầu những năm 1930, âm thanh stereo (hay âm thanh "nghe hai tai") lần đầu tiên đã được sáng chế. Công nghệ stereo sử dụng hai nguồn âm thanh song hành cùng nhau, với độ chênh lệch rất nhỏ khi đi tới hai tai, tạo ra một hiệu ứng cảm nhận thấy các âm thanh này được phát ra từ một không gian rộng lớn hơn và có nguồn phát ở một hướng cụ thể.

Kỹ thuật stereo đã được phát triển theo thời gian thành các hệ thống âm thanh phức tạp như ngày nay. Âm thanh được phân chia giữa các loa thành những "kênh", và các thủ thuật như tăng âm vang hoặc độ dội âm lên cao một chút đã làm tăng đáng kể cảm nhận âm thanh hiện thực được phát ra từ xung quanh một thính giả.

Nhưng hầu hết quy trình phân tích này đều hoạt động theo nguyên tắc phục vụ cho một người nghe hoàn hảo, được đặt ở một vị trí chính xác nằm giữa các loa, nơi các sóng âm từ nhiều nguồn phát gặp nhau và tương tác để tạo ra cảm nhận thực tại một cách chính xác.

"Nhiều hoạt động phát triển trong lĩnh vực này đã tập trung vào khả năng phản hồi tần số được tinh chỉnh (gần như thật) và nâng cường độ nguồn phát âm thanh." - ông David Stump, một nhà điện ảnh và nghệ sĩ hiệu ứng hình ảnh từng nhận Giải thưởng Hàn lâm của Mỹ, phát biểu sau khi tham dự buổi trình diễn công nghệ âm thanh Iosono. "Điều khác biệt ở Iosono là khả năng phân tách thông minh tính hiện thực của âm thanh, cũng như cách nó thể hiện và tác động tới tai của bạn theo một cách khác biệt".

Hiệu ứng "gợn sóng"

Hệ thống dãy loa của công nghệ losono bao quanh khu nhà hát

Âm thanh truyền trong không khí dưới dạng các sóng âm, khá giống với các sóng lăn tăn xuất hiện khi ném một viên sỏi nhỏ xuống mặt hồ lặng nước. Các âm thanh của một góc phố đông đúc bận rộn sẽ rất phức tạp và hỗn độn, giống như khi ta cầm một nắm sỏi tung xuống mặt hồ cùng một lúc.

Nhóm nghiên cứu của Brandenberg đã đặt mục tiêu tạo ra một dạng âm thanh mô phỏng các sóng trên mặt hồ được tạo bởi một cơn mưa... sỏi. Nhưng điều quan trọng là các hòn sỏi đó cần phải có kích thước hoàn toàn giống nhau và rơi thành những điểm cách đều nhau trên mặt hồ, để ở mọi điểm trên mặt hồ đều nhận được các sóng nước kết hợp phát ra từ các viên sỏi xung quanh.

Để làm được điều này, họ đã sử dụng một hệ thống rất nhiều loa nhỏ được sắp xếp liền kề nhau, đôi khi lên tới 300 hoặc 400 chiếc tạo thành vòng tròn bao quanh rạp hát. Một thuật toán phức tạp sẽ thực hiện việc phân bổ chính xác âm thanh của từng loa nhỏ, để các sóng âm hoà lẫn cùng nhau thành hiệu ứng âm thanh nổi, giúp mọi người có thể nghe thấy tiếng vó ngựa đang bước ở lối đi giữa hai hàng ghế ngồi.

Sau đó, mỗi chiếc loa nhỏ trong hệ thống hơn 300 chiếc sẽ phát ra mọi đoạn sóng âm cần thiết để tạo ra một "bức tranh" ảo của âm thanh, bao phủ khắp toàn bộ phòng chiếu phim.

"Nó thực sự khá kỳ lạ!" - ông Stanley Johnston, một chuyên gia thu âm của công ty hiệu ứng phim ảnh Todd-AO, người đã tham gia hỗ trợ cho cuộc trình diễn công nghệ Iosono tại Los Angeles, nhận xét - "Nó cho phép một nhà phối âm và thiết kế âm thanh có thể lựa chọn bất kỳ vị trí nào trong phòng để thực hiện công việc, với mức chất lượng âm thanh tuyệt hảo mà họ chưa từng được biết đến trước đó".

Hệ thống công nghệ hiện đại

Hệ thống giao diện điều khiển losono định vị nguồn phát âm thanh bằng bút đèn

Loại âm thành này có thể hoà âm một cách khá dễ dàng. Các nhà phát triển losono đã tạo ra một hệ thống giao diện (console), sử dụng một bút đèn điều khiển trực tiếp trên màn hình để cho phép người chuyên gia âm thanh có thể xác định chính xác nơi họ muốn một âm thanh nào đó được phát ra trong gian phòng chiếu (ví dụ như tiếng vó ngựa đi dọc lối đi giữa), và phần mềm sẽ thực hiện các tính toán ở phía sau để chia tín hiệu tới từng loa nhỏ. Một bộ giải mã trong rạp hát sẽ chuyển các tín hiệu thành các âm thanh phù hợp với kích thước và hình dáng cụ thể của căn phòng.

Mọi thành phần tạo nên công nghệ losono không hề rẻ chút nào, và có vẻ sẽ chưa được triển khai tới các trung tâm chiếu phim trong thời gian trước mắt. HIện ông Fraunhofer đang cung cấp bản quyền cho việc áp dụng công nghệ này với giá từ 10.000 tới 15.000 USD. Mặt khác, việc triển khai ứng dụng công nghệ này cần tới một nền tảng hệ thống phần cứng tính toán siêu mạnh, và một mạng lưới liên kết các loa cực kỳ đắt tiền để có thể bao quanh khu vực tạo hiệu ứng âm thanh.

Brandenberg và nhóm của ông nhìn nhận rằng công nghệ âm thanh mới trước tiên sẽ được áp dụng bởi các khu vực xử lý âm thanh cao cấp và sử dụng chuyên môn, và sau đó sẽ được đưa vào các rạp chiếu phim và nhà của các fan đam mê cuồng nhiệt hiệu ứng âm thanh.

"Hiện tại, nó chỉ dành cho những người có đủ khả năng sắm một hệ thống âm thanh nhà hát gia đình với giá tương đương... ngôi nhà của người hàng xóm." - ông Brandenberg cho biết - "Nhưng tôi cho rằng công nghệ này sẽ được phổ biến tới khắp mọi nơi mà bạn có khả năng sắm nhiều hơn vài chiếc loa công suất lớn".

Bộ phân tích và chia tín hiệu âm thanh losono tới từng chiếc loa nhỏ

Tuy nhiên bây giờ, công nghệ losono sẽ gặp phải vấn đề "con gà và quả trứng" (cái nào tạo ra và quyết định cái nào). Trước khi có nhiều tổ chức giải trí hỗ trợ cho công nghệ này, vẫn chưa có mấy lý do để thuyết phục những nhà sản xuất âm thanh mua và sử dụng hệ thống losono. Và cho tới khi nào các bộ phim mới còn chưa được ứng dụng nó thì chẳng lẽ gì mà các rạp chiếu phim lại phải trang bị một hệ thống trang âm đắt tiền như vậy, đặc biệt là trong bối cảnh họ hiện đang đối mặt với việc nâng cấp các hệ thống máy chiếu số chẳng rẻ chút nào, để có thể chiếu các bộ phim dùng công nghệ số.

Dù sao, sau khi nghe âm thanh của losono, những người trong ngành đều cho rằng việc ứng dụng nó chỉ còn là vấn đề thời gian.

Ông David Stump nhận định: "Nếu công nghệ tự chứng tỏ được tính hiệu quả và giá trị của nó thì những vấn đề về tính thực tiễn và khả năng trang trải chi phí cuối cùng cũng sẽ tự được giải quyết theo cách nào đó".

Bình Minh (Theo CNET)