Đĩa than ở dạng mà chúng ta biết ngày nay đã xuất hiện từ năm 1948, khi hãng Columbia Records giới thiệu chiếc đĩa LP 12 inch đầu tiên. Nhưng thực ra, ý tưởng cơ bản đã có từ rất lâu trước đó. Chắc hẳn nhiều người trong chúng ta đã quen thuộc với việc kim đọc đĩa lướt trên những rãnh nhỏ và âm nhạc bắt đầu vang lên từ loa. Nó quen thuộc đến nỗi đôi khi ta quên mất rằng đây là một phát minh kỳ diệu như thế nào. Với sự trỗi dậy mạnh mẽ của đĩa than trong những năm gần đây, câu hỏi “Âm nhạc đã đi vào những rãnh nhỏ đó bằng cách nào?” lại càng trở nên thú vị, đặc biệt khi quá trình này đã diễn ra từ hơn một thế kỷ trước, khi công nghệ vi mô còn chưa phổ biến. Vậy thì, hãy cùng nhau khám phá “phép thuật” đằng sau việc đưa âm thanh vào chiếc đĩa nhựa này.
Từ rung động không khí đến “bản vẽ” âm thanh
Mọi thứ bắt đầu từ âm thanh. Âm thanh được tạo ra khi các vật thể xung quanh ta rung động, làm rung động cả không khí, và tai chúng ta cảm nhận những rung động đó. Vào năm 1857, một nhà phát minh người Pháp tên là Edouard-Leon Scott đã sáng chế ra một thiết bị gọi là Phonautograph. Thiết bị này dùng một chiếc bút rung để ghi lại những rung động âm thanh lên các đĩa giấy nhỏ, giúp mọi người hình dung rõ hơn về cách âm thanh hoạt động.
Edison và chiếc máy hát “thần kỳ”
Thomas Edison đã phát triển ý tưởng này một bước xa hơn. Năm 1878, ông đã tạo ra một cách để thực sự nghe được những âm thanh đã được “vẽ” lại. Phát minh của Edison sử dụng một mũi kim để khắc các rãnh vào giấy thiếc để ghi và phát lại âm thanh. Giấy thiếc được quấn quanh một xi lanh quay bằng tay. Khi ai đó nói (càng to càng tốt) vào ống ngậm (giống như một chiếc kèn lớn) của thiết bị, màng rung bên trong sẽ làm rung kim, và kim sẽ tạo ra các dấu vết trên giấy thiếc. Khi xi lanh được quay trở lại vị trí ban đầu, kim có thể đi theo những dấu vết đó và phát lại âm thanh qua một chiếc kèn. Đó chính là chiếc máy hát Phonograph đầu tiên!
Đĩa phẳng lên ngôi
Sau này, Emile Berliner đã cải tiến ý tưởng này bằng cách sử dụng các đĩa phẳng, dễ lưu trữ và vận chuyển hơn. Năm 1887, ông đã sáng tạo ra ‘Gramophone’ – về cơ bản là chiếc máy hát đĩa đầu tiên. Máy này ban đầu phải quay bằng tay và sử dụng các đĩa bảy inch làm bằng cao su. Sau đó, người ta chuyển sang dùng shellac (một loại nhựa cánh kiến), khiến các đĩa 78 vòng/phút khá giòn. Đến khi đĩa 33 ⅓ vòng/phút đầu tiên ra đời, chúng đã được làm từ PVC (polyvinyl chloride), giống như ngày nay.
Thu âm “trực tiếp” thời kỳ đầu
Thời kỳ đầu, trước khi có băng từ hay thu âm kỹ thuật số, các nhạc sĩ thu âm trực tiếp vào một chiếc máy thu âm đặc biệt dựa trên máy Phonograph. Máy này cũng khắc các rung động âm thanh vào một vật liệu để có thể phát lại.
Mãi đến giữa những năm 1920, khi micro điện được hoàn thiện, âm nhạc mới được thu bằng một chiếc kèn, tương tự như cách hoạt động của máy Phonautograph. Điều này có nghĩa là các bản thu âm nhạc jazz thời kỳ đầu thường phải thay đổi cách chơi nhạc trực tiếp, vì một số tần số nhất định sẽ bị lấn át (ví dụ, các tay trống thường phải ngồi phía sau và chỉ gõ vào một khối gỗ).
Sự ra đời của micro điện đã mở rộng đáng kể dải tần thu âm, từ đó giúp thu được âm thanh đầy đủ và cân bằng hơn.
Một điều thú vị là vào năm 2017, Jack White và nhiều nhạc sĩ nổi tiếng khác đã tham gia một bộ phim tài liệu tái hiện quy trình thu âm bằng hệ thống âm thanh điện đầu tiên từ năm 1925. Hệ thống này chỉ có một micro, một giá khuếch đại cao gần 2 mét và một máy khắc đĩa chạy bằng cơ học, sử dụng ròng rọc và một quả nặng. Quả nặng sẽ rơi xuống đất trong vòng ba phút, và đó cũng là lúc bản thu âm kết thúc! Có lẽ đây cũng là lý do tại sao các bài hát pop truyền thống thường có thời lượng dưới ba phút. Các nhạc sĩ và kỹ sư thời đó gọi quá trình thu âm một lần duy nhất này là “bắt lấy tia chớp trong chai”.
Khắc “giai điệu” âm thanh lên đĩa
Mặc dù phương pháp thu âm đã phát triển vượt bậc qua nhiều thập kỷ, từ băng từ đến kỹ thuật số, nhưng quá trình đưa âm nhạc lên đĩa than về cơ bản vẫn tương tự.
Sau khi bản nhạc được master (kỹ thuật) hóa (xử lý âm thanh cuối cùng), nó sẽ được khắc lên một đĩa master làm từ nhôm hoặc đồng phủ một lớp sơn mài đặc biệt (tương tự như sơn móng tay chưa khô). Đĩa này được đặt trên máy khắc đĩa, và đầu khắc sẽ tái tạo tín hiệu âm thanh, tạo ra một rãnh xoắn ốc trên bề mặt sơn mài bằng một mũi kim cương siêu nhỏ. Rãnh này được khắc liên tục từ mép ngoài vào tâm đĩa.
Các kỹ sư khắc đĩa phải theo dõi sát sao mức âm lượng và chuyển động của kim khắc để đảm bảo rãnh được khắc hoàn hảo, không có bất kỳ sai sót nào gây ra méo tiếng hay tiếng “lách tách” khó chịu.
Một rãnh nhỏ trên đĩa than có thể dài tới 500 mét và dày chỉ khoảng 0,04-0,08mm, tùy thuộc vào độ lớn của tín hiệu âm thanh (âm trầm mạnh sẽ tạo ra rãnh rộng hơn và có thể làm giảm thời gian thu âm).
Mẫu rung động mà kim khắc đi theo sẽ được máy tái tạo và khắc vào bề mặt đĩa than. Hai mặt của rãnh nằm vuông góc với nhau, và mỗi mặt rãnh chứa các “gờ” siêu nhỏ biểu thị thông tin âm thanh của kênh bên phải và bên trái. Thông tin này có thể được lưu trữ trong một khu vực nhỏ đến một micron (một phần nghìn milimet), điều này cũng giải thích tại sao đầu đĩa than lại nhạy cảm với các rung động bên ngoài đến vậy.
Khi kim của đầu đĩa than di chuyển dọc theo các rãnh, nó sẽ rung động theo những thay đổi siêu nhỏ trong rãnh (do các “gờ” tạo ra), và những rung động này sẽ được chuyển đổi trở lại thành tín hiệu âm thanh ban đầu.
Sau khi lớp sơn mài được khắc xong, các rãnh sẽ được kỹ sư kiểm tra kỹ lưỡng dưới kính hiển vi. Sau đó, lớp sơn mài này sẽ được mạ điện bằng nitrat bạc và nhúng vào bể niken. Quá trình này tạo ra một khuôn dập bằng niken đủ cứng để ép các rãnh vào mỗi mặt của đĩa PVC (một đĩa master riêng biệt được tạo cho mặt B).
“Kim” chỉ đường cho âm nhạc
Một đĩa LP 12 inch có thể chứa khoảng 19 phút nhạc mỗi mặt (thời lượng này có thể thay đổi tùy thuộc vào thể loại nhạc và độ dày của rãnh), tương đương trung bình 300-400 đường kẻ rãnh trên một inch. Khi kim đọc đĩa di chuyển trong rãnh, nó sẽ rung động theo những “gờ” siêu nhỏ này. Rung động này sau đó được thu nhận bởi nam châm trong cartridge (đầu kim). Sự thay đổi của trường điện từ do nam châm tạo ra sẽ làm dòng điện chạy trong các cuộn dây nhỏ đặt gần đó, tạo ra tín hiệu âm thanh đi ra từ cartridge và vào ampli hoặc phono stage ngoài.
Phono stage đóng vai trò quan trọng trong việc khuếch đại tín hiệu âm thanh rất nhỏ từ đĩa than, đặc biệt là tăng cường âm trầm để chúng ta có thể nghe rõ ràng qua loa.
Vẻ đẹp vượt thời gian của đĩa than
Những phát minh đầu tiên của Edison và cộng sự vẫn khiến chúng ta kinh ngạc về sự thiên tài của họ. Thật khó tin rằng một công nghệ đã có từ rất lâu đời lại có thể tạo ra âm thanh tuyệt vời như vậy. Ít nhất thì giờ đây chúng ta đã biết rằng không có những chú lùn phép thuật nào bí mật khắc nhạc vào đĩa cho chúng ta cả!
Điều đáng ngạc nhiên là về cơ bản, đĩa than không thay đổi nhiều kể từ khi nó ra đời. Và có rất nhiều lý do chính đáng giải thích tại sao định dạng này vẫn tồn tại và tiếp tục phát triển mạnh mẽ trong thời đại kỹ thuật số.
Bản chất analog của đĩa than mang đến một âm thanh tự nhiên và ấm áp mà các định dạng kỹ thuật số vẫn đang cố gắng để đạt được. Thêm vào đó là cảm giác “chạm” vào đĩa, ngắm nhìn những chiếc đĩa than màu sắc bắt mắt, và thưởng thức những tác phẩm nghệ thuật tuyệt đẹp trên bìa đĩa 12 inch. Tất cả những điều này tạo nên một trải nghiệm độc đáo mà có lẽ sẽ còn được trân trọng đến tận thế kỷ 22.
