Những thách thức mà TV OLED phải đối mặt trong kỉ nguyên HDR

hình minh họa

Sony sẽ ra mắt TV OLED tại CES 2017, đúng 10 năm sau khi họ công bố mẫu TV OLED đầu tiên trên thế giới của mình, và tất cả chúng ta đều đang trông chờ rất nhiều vào điều đó

Chỉ còn hơn một tuần nữa là CES 2017 sẽ diễn ra, sự kiện được kì vọng sẽ là nơi phô diễn những công nghệ tiên tiến định hình năm 2017 cũng như trong tương lai xa hơn. Một trong những xu hướng đó, chính là TV màn hình OLED, với sự mở màn ấn tượng năm 2016 vừa qua của LG, người ta càng kì vọng năm 2017 này OLED sẽ bùng nổ hơn nữa. Đã 10 năm trôi qua kể từ khi chiếc TV OLED đầu tiên được Sony giới thiệu, đến giờ thứ công nghệ vượt trội này mới chạm đến được người tiêu dùng thay vì chỉ là những lời hứa hẹn, những sản phẩm phô diễn hay những mẫu tiền tỉ chỉ để ngắm nhìn ao ước. Với sự tham gia của nhiều hãng, quy mô thị trường TV OLED vốn nhỏ hẹp sẽ càng được mở rộng hơn, cạnh tranh trên nhiều mặt cũng giúp khách hàng hưởng lợi nhiều hơn thay vì chỉ mỗi LG đang “bá chủ” như hiện tại. OLED chắc chắn sẽ mất thêm 2 – 3 năm nữa để có thể “soán ngôi” của LCD, nhưng hơn cả, ngay sau màn khởi động phấn khích năm 2016 vừa rồi, công nghệ OLED trên TV cần có sự đầu tư nhiều hơn nữa từ phía nhà sản xuất trong năm 2017 để đẩy nhanh quá trình đó. Và một trong những thứ cần chuẩn bị, chính là HDR (high dynamic range).

Tung hô thế đủ rồi, giờ sẽ là những vấn đề thách thức công nghệ OLED hiện nay mà ít khi chúng ta được nghe, được đọc. Một năm qua, gần như cả những ai hay tìm hiểu về công nghệ đều đã bị nó xâm chiếm hoàn toàn tâm trí, và bài viết này sẽ chỉ cho các bạn thấy, LG Display (đơn vị duy nhất trên thế giới hiện nay đủ khả năng thương mại hóa tấm nền OLED cỡ lớn) cũng như các công ty bán TV OLED như LG Electronics (hiện đang dẫn đầu), Philips, Panasonic, Skyworth,… và sắp tới đây sẽ là Sony phải đối mặt với những thử thách nào khi ngành truyền hình đang tiến tới kỉ nguyên HDR*.

*Về HDR (high dynamic range) thì trong năm tới sonyfan sẽ đăng tải một bài viết “muộn” về công nghệ hình ảnh mới xuất hiện trong năm 2016 này (manh nha từ 2015), mong các bạn đón đọc.

Độ sáng cực đại.

z9d

Danh hiệu TV có độ sáng cực đại lớn nhất hiện nay thuộc về TV Bravia Z9D với con số vượt quá 1800 nits

Dù bạn có tin hay không thì độ sáng cực đại (hay có thể gọi là “đỉnh sáng”) vẫn là thành phần cực kì quan trọng quyết định đến trải nghiệm hình ảnh HDR, thậm chí có thể xem là yếu tố tiên quyết, vị trí trung tâm hay hiểu đơn giản, là cái trọng yếu. Perceptual Quantization – PQ (tạm dịch: lượng tử hóa thụ cảm) là một đặc tính kĩ thuật chuyển đổi tín hiệu điện tử sang quang học (EOTF: electro-optical transfer function) được quy định rõ ràng của hiệp hội UHD Alliance (tiêu chuẩn SMPTE ST2084 EOTF), được áp dụng trên cả hai định dạng HDR hiện nay là HDR 10 và Dolby Vision. Đích nhắm của nó ban đầu khá là “viễn tưởng” khi đặt mốc đỉnh sáng là 10 000 nits, nhưng hiện nay cả hai định dạng HDR hay các nhà sản xuất thiết bị (cho cả hai mục đích là sản xuất lẫn tiêu thụ nội dung) đều phải hạ mức đáp ứng xuống do giới hạn về công nghệ. Đối với nội dung HDR được dùng chủ yếu là đĩa Ultra HD blu-ray, biên tập trên monitor BVM-X300 (màn hình OLED chuyên nghiệp của Sony) sẽ là mức 1000 nits còn trên Dolby Pulsar monitor là 4000 nits.

Trong khi đó, tính đến thời điểm viết bài, các mẫu TV OLED đều chưa thể vượt quá 750 nits. Hiển nhiên ở đây sẽ có nhiều người thốt lên “Ai mà quan tâm chứ? Tôi không cần quá nhiều độ sáng, 400 hay 500 đã đủ để làm tôi mù rồi” hay “Đừng có đùa! 1000 nits thì cần phải đeo kính chống nắng mới có thể xem được TV à?”. Rõ ràng, khả năng đạt đến đinh sáng 1000 nits hoặc hơn không phải để chiếu toàn bộ hình ảnh trên màn hình sáng trưng lên, mà nó chỉ để áp dụng mang tính chọn lọc cho một số thành phần. Khiến “phản chiếu” hình ảnh đến mắt chúng ta trở nên sống động “y-như-thật”, sâu hơn, đẹp hơn, giàu sức sống hơn. Hình ảnh được tái tạo sẽ có những chỗ chi tiết một cách không ngờ đến, sắc nét và chuẩn xác giống như hình ảnh ban đầu và giống như “ý đồ” mà nhà sản xuất muốn mang đến khi thực hiện cảnh quay. Đó mới chính là mục tiêu hàng đầu thôi thúc cả ngành công nghiệp chạy theo HDR.

Bạn đang hài lòng với chất lượng hình ảnh được tái hiện trên chính chiếc TV OLED “yêu quý” của mình ư? Vậy thì đừng nên “tơ tưởng” đến một lúc nào đó được xem một bộ phim HDR trên một chiếc  TV LCD đạt tiêu chuẩn đại loại như KS9800 hay Z9D (cả hai mẫu này đều được đánh giá cao hơn TV OLED ở khả năng tái hiện nội dung HDR). Bởi “cái ví” của bạn không thích điều đó chút nào đâu!

dolby-pulsar

Bạn đang bị chính chiếc TV của mình trói buộc trong một nhà tù, nơi “u ám” khác xa so với thế giới bên ngoài mà bạn đã bỏ lỡ rất nhiều và rất lâu – cho đến khi HDR xuất hiện (ảnh chụp trong buổi ra mắt Dolby Pulsar monitor của Dolby Vision)

Vậy nên, LG Display cùng các đối tác sản xuất TV OLED bằng tấm nền mua từ họ, phải làm sao giải quyết được bài toán về đỉnh sáng cho tương lai của công nghệ OLED. Về nội dung SDR, TV OLED đã chiến thắng hoàn toàn các mẫu LCD hiện nay kể cả đầu bảng như Z9D nhờ lợi thế tuyệt đối ở độ sâu màu đen, độ tương phản vô hạn và góc nhìn siêu rộng, chỉ còn ở HDR này nữa thôi. Và vì HDR là cái mà cả ngành đang chạy đua, họ lại càng không thể bỏ qua yếu điểm tạm thời này. Một trong những phương pháp mà mình rất kì vọng, đó là ngay ở LG Display, chuyển từ cấu trúc Yellow/Blue hiện tại sang Red/Blue/Green, sẽ giúp mở rộng gam màu và quan trọng là nâng cao độ sáng cực đại.

Còn với TV OLED của Sony sắp ra mắt, có lẽ không còn kịp cho những cải tiến đó nữa rồi.

Tone-mapping.

167

Tone-mapping sẽ quyết định cách hiển thị nội dung HDR (được biên tập trên màn hình chuyên nghiệp) TÁI HIỆN LẠI trên chiếc TV có đỉnh sáng chưa đạt yêu cầu của bạn (ảnh minh họa: sự chênh lệch giữa HDR và SDR)

Tone-mapping là một điều cũng rất quan trọng. Với những chi tiết có giá trị sáng vượt quá đỉnh sáng của TV, đặc biệt là với những bộ phim hay chương trình HDR được biên tập ở mức cao ngất ngưởng như đã nói ở trên thì chúng sẽ bị loại bỏ và không hiển thị. Kĩ thuật xử lí hình ảnh đó gọi là “cắt” (clipping). Tone-mapping được hiểu nôm na là cách gọi khái quát công việc xử lí và điều chỉnh dải sắc thái màu sắc (tonal range) của nội dung HDR gốc lên màn hình hiển thị cho chúng ta xem. Quá trình này là để nội dung có thể “vừa vặn” với chiếc TV có giá rất thấp so với những mẫu màn hình chuyên nghiệp dùng để biên tập lên đến cả chục ngàn USD, mà vẫn phải làm sao để hình ảnh mượt mà nhất, “nguyên bản” nhất có thể.

Đáng tiếc là hiện tại vẫn chưa có tiêu chuẩn thống nhất cho các hãng TV cho nên xảy ra tình trạng mọi người tự làm theo cách riêng của mình. Như đã nói ở trên, tone-mapping là gọi chung toàn bộ quá trình “hô biến” khối lượng nội dung vốn vượt quá sức của chiếc TV mà bạn đang dùng, trở nên lung linh hơn trong mắt bạn mà không làm khó chiếc TV. Vậy thì cái luôn đi liền vs quá trình này, sẽ phải là kho dữ liệu hình ảnh HDR, có nó mới lập được biểu đồ sắc thái phù hợp nhất với màn hình TV bị giới hạn về sắc thái, đỉnh sáng. Đối với metadata tĩnh, có một quy tắc dựa trên kinh nghiệm đánh giá đó là lựa chọn một trong hai cái: độ sáng hình ảnh (APL: Average Picture Level) hoặc số lượng các chi tiết quan trọng cần được làm nổi bật. Nôm na là chiếc OLED của bạn chỉ có 700 nits đỉnh sáng, nếu như muốn tập trung vào những chi tiết nổi bật thì phải hy sinh APL dẫn đến hình ảnh tổng thể bị mờ đi.

Thực tế, do độ sáng cực đại thấp, TV OLED sẽ có xu hướng bỏ qua những chi tiết HDR cần được hiển thị để kéo lấy độ sáng tổng thể của hình ảnh – sức đâu mà lo chuyện “vụn vặt” – rồi dựa vào độ sâu màu đen vô địch của mình bù đắp lại. Chúng ta thì chưa chắc đã để ý đến chuyện này nhưng khi các chuyên gia đánh giá, họ săm soi đến từng chút một. Chính điều này đã khiến LG G6 “thua trận” trước Samsung KS9800 do đòi hỏi tái hiện một số chi tiết của bộ phim HDR “vượt quá sức” công nghệ OLED hiện tại. Sau này, Z9D của Sony lại tiếp tục đánh bại được KS9800 về tiêu chuẩn chi tiết hình ảnh, xác lập cột mốc mới trong cuộc đua.

sony z series 11

Con chip xử lí tín hiệu 4K HDR X1 Extreme chính là bí quyết giúp Z9D trở thành chiếc TV tái hiện nội dung HDR xuất sắc nhất trên thế giới hiện nay

Trong khi đó, metadata động lại tỏ ra vượt trội hơn khi nó giúp tối ưu kĩ càng đến từng khung hình trước khi phát, đem lại hiệu quả nhiều hơn. Thế nhưng, nó cũng nảy sinh ra một vấn đề: đỉnh sáng của TV càng cao, tone-mapping càng có ít công việc để làm.

Phân tích phương pháp tone-mapping trên nhiều mẫu TV hiện nay đã chỉ ra những trở ngại mà chúng hay gặp phải trên con đường chinh phục hình ảnh HDR. Ấy là khi chuyển một mạch từ vùng tối qua đến vùng sáng với mức chênh lệch độ sáng của chi tiết tăng dần, xảy ra những vết rạn ảnh (hiện tượng posterisation) có thể nhìn thấy ở các cấp độ sáng nhất định. Ví dụ như ở hình trên, nền trời bên trái có những vệt màu nổi lên trong khi bên phải lại không có.

Với giới hạn về độ sáng cực đại hiện nay của công nghệ OLED, Sony sẽ phải cân nhắc kĩ để đưa ra được giải pháp tone-mapping đem lại hiệu quả cao về chất lượng hình ảnh HDR. Còn LG, hãng đang dẫn đầu thị trường OLED, đáng tiếc là phương pháp tone-mapping của họ lại đang bị đánh giá là chưa tốt.

Sản lượng màu.

z9d-review

Biểu đồ đánh giá màu sắc mẫu Z9D (ảnh: HDTVtest)

Đỉnh sáng là điều kiện để tone-mapping làm việc năng suất, và nó cũng giúp thúc đẩy sản sinh màu sắc đối với nội dung HDR.

Thế nhưng, “đau lòng” làm sao khi tiêu chuẩn do chính Liên minh UHD nêu ra là “bao phủ trên 90% không gian màu DCI-P3″ lại chỉ là bề nổi của tảng băng. Vấn đề nằm ở chỗ, biểu đồ dùng để đánh giá màu sắc (CIE chromaticity diagram) giống như hình ở trên các bạn thấy đã có từ năm 1931 với chỉ 2 trục tung và hoành, tức là dạng 2D. Biểu đồ này ám chỉ hai thông số cần đánh giá là Hue và Saturation, nhưng cho đến khi kỉ nguyên HDR bắt đầu thì nó lại thiếu mất một thông số cực kì quan trọng – độ sáng. Vâng, Brightness chính là thông số quan trọng nhưng lại chưa có trong đây và đó là lí do để nói “với hình ảnh HDR, đỉnh sáng giúp thúc đẩy việc sản sinh màu mạnh mẽ hơn”.

Và khi ấy, biểu đồ sẽ có dạng 3D chứ không còn là 2D đã được áp dụng từ tận năm 1931 ở trên kia.

BMD 3

Nếu như biểu đồ bên trái đã “lỗi thời” thì bên phải chính là biểu đồ 3D tiêu chuẩn của kỉ nguyên HDR, bổ sung thêm trục cao là thông số Brightness (tối đa 10 000). Bạn đã thấy sản lượng màu giữa SDR và HDR chênh lệch đến mức nào rồi đấy (ảnh: Sony TQ)

Với SDR, theo trục cao thể hiện tiêu chí Brightness thì chỉ đạt 100 nits, còn HDR thì đạt 1000 nits hoặc 4000 nits (trên màn hình chuyên nghiệp của Sony hay Dolby). Và nhìn vào biểu đồ 3D, sản lượng màu của HDR tạo thành một khối lớn hơn SDR đã chỉ ra: có thể cùng một điểm tọa độ trên biểu đồ 2D (cũ) nhưng do khác biệt về độ sáng của điểm đó mà tạo ra hiệu quả tái hiện màu sắc khác nhau trên biểu đồ mới. Một điểm xanh dương trên màn hình 100 nits đối đầu màn hình đạt 1000 hoặc 4000 nits sẽ nhìn thấy khác nhau kể cả có chung tọa độ. Mà cụ thể, Z9D với ưu thế độ sáng cực đại đã tái hiện thành công những điểm màu xanh, trong khi bên phía TV OLED của LG thì lại “tẩy trắng” nó, và thế là chi tiết cũng như màu sắc của Z9D tái hiện được nhiều hơn, thuyết phục hơn.

Kết.

Bạn sẽ chẳng biết HDR là cái gì đâu, cho đến khi nào được xem bộ phim Chappie trên mẫu monitor Dolby Pulsar với đỉnh sáng lên đến 4000 nits

Với SDR hiện tại, có thể khẳng định OLED chiến thắng hoàn toàn LCD. Nhưng cả ngành lại đang rũ bỏ SDR để tiến tới HDR và bỗng nhiên, OLED gặp ngay khó khăn về giới hạn công nghệ. LG Display đã thương mại hóa thành công WOLED để mang OLED đến mọi nhà, dù không được đánh giá cao bằng OLED “chính tông” nhưng hơn cả, nó giúp giảm bớt áp lực về chi phí sản xuất, quá trình sản xuất và giảm giá thành xuống mức dễ chấp nhận hơn. Vậy thì tại sao lại không tiếp tục cải tiến mạnh mẽ hơn nữa công nghệ OLED để nó có thể bắt kịp LCD trên con đường chinh phục hình ảnh HDR?

Nội dung HDR sẽ tiếp tục gia tăng về số lượng cũng như nâng cao hơn về chất lượng, các nhà sản xuất TV sẽ không thể chối bỏ thực tế OLED vượt trội hơn LCD, và chính khách hàng cũng biết hoặc sẽ biết tương lai của họ nằm ở công nghệ nào. Năm 2017 tới, với sự tham gia của Sony cùng nhiều nhà sản xuất khác đầu tư mạnh hơn vào đây, hy vọng, chúng ta sẽ được trông thấy những bước tiến mới trên TV OLED để đáp ứng tốt hơn nhu cầu giải trí trong kỉ nguyên HDR.

Những chiếc TV OLED có độ sáng cực đại cao hơn, giải pháp tone-mapping tuyệt vời hơn, và khối lượng màu sản sinh lớn hơn.

Nguồn: HDTVtest.


Check Also

x94e

Tất cả TV Bravia chạy Android TV sẽ được nâng cấp lên Android TV 7.0

TV Bravia X94E tại CES 2017 (ảnh: phileweb) Một thông tin vô cùng tích cực ...

s8500d

[CES 2017] Có thể bạn chưa nhận ra: TV màn hình cong đang “chết” dần!

TV màn hình cong dòng S của Sony (ảnh: unwire) Nếu theo dõi sự kiện ...

Leave a Reply