Kỉ nguyên HDR (2a): Các định dạng HDR10, Dolby Vision, HDR10+, HLG là gì?

TV 4K HDR

Trong bài viết trước, chúng ta đã tìm hiểu cơ bản về tiêu chuẩn hình ảnh HDR đang xuất hiện rất nhiều trong giới công nghệ hiện nay. Từ những chiếc TV HDR được quảng cáo ầm ĩ, cho đến ngay Xperia XZ1, XZ2 hay Galaxy S8, iPhone X,… Thậm chí cả với laptop hay màn hình máy tính, bạn cũng thấy nhãn HDR đi cùng ở buổi lễ ra mắt sản phẩm. Có thể nói chúng ta đã bắt đầu sống ở thời kì đầu của kỉ nguyên HDR, hiện diện ở bất kì sản phẩm nào có dính dáng đến hiển thị.

Tuy nhiên, một vấn đề nhức nhối hiện nay là có nhiều các tiêu chuẩn HDR hay được nhắc đến kèm sản phẩm. Có thể liệt kê ra như Dolby Vision, HDR10, 4K HDR, Ultra HD Premium, HLG,… khiến nhiều người bối rối không thể phân biệt được. Ví dụ đã từng có trường hợp, hiểu nhầm Dolby Vision là một công nghệ màn hình HDR mới, hay nhầm lẫn giữa 4K HDR với các tiêu chuẩn khác. Vậy nên ở trong phần hai này, tác giả sẽ giúp các bạn hệ thống lại các nhãn hiệu, tiêu chuẩn HDR sao cho thật dễ hiểu, tránh nhầm lẫn.

*Xem thêm: Kỉ nguyên HDR phần 1: HDR là gì? Màn hình HDR là gì?

1: Các định dạng nội dung HDR: Dolby Vision, HDR10, HDR10+, HLG,…

HDR format

Sơ đồ mô tả năm định dạng HDR phổ biến với sự tham gia hỗ trợ của các hãng sản xuất (ảnh: Flatpanels HD)

Không có công ty nào hỗ trợ đầy đủ cả 5 định dạng hiện nay là Dolby Vision, HDR10, HDR10+, HLG và Technicolor HDR. Ví dụ nhìn trên sơ đồ, LG là hãng duy nhất làm việc với Technicolor HDR, Dolby Vision không có tên Samsung – hãng TV lớn nhất thế giới – trong khi HDR10 thì được mọi nhà sản xuất chấp nhận. Vậy nên bạn cần phải biết sơ qua về các định dạng HDR này để chọn mua sản phẩm phù hợp, nếu đã xác định HDR là tính năng quan trọng với bản thân.

Dolby Vision, HDR10, HDR10+, HLG và Technicolor HDR là các tiêu chuẩn về nội dung HDR, dễ hiểu là định dạng HDR khác nhau, không phải công nghệ màn hình (LCD, OLED). Tương tự như với âm thanh các bạn có các định dạng mp3, FLAC, AAC, WAV,… vậy. Các tiêu chuẩn này hoạt động dựa trên chức năng chuyển đổi tín hiệu điện tử – quang học EOTF (electro-optical transfer function) gọi là PQ (Perceptual Quantization). Hiểu đơn giản, chức năng sẽ quy định ánh sáng từ nguồn video được chuyển đổi thành mức sáng bao nhiêu trên màn hình hiển thị (đơn vị đo: nit). Chúng ta sẽ đi vào từng mục nhỏ bắt đầu từ HDR10.

HDR10: tiêu chuẩn chung của mọi nhà.

Đây là tiêu chuẩn mở mà bất cứ TV HDR nào cũng hỗ trợ, do Hiệp hội các kĩ sư Điện ảnh và Truyền hình  (SMPTE: Society of Motion Picture and Television Engineers) xây dựng. Chắc chắn đây là định dạng bạn thấy xuất hiện nhiều nhất rồi, giống như mp3 của các tệp tin âm thanh vậy. Do là mở cho bất kì ai cũng có thể sử dụng, HDR10 gần như được hiểu là mặc định của HDR, bạn mua sản phẩm nào cũng có, chất lượng thấp nhất so với các tiêu chuẩn kia nhưng vì nó là miễn phí nên cũng phổ biến nhất.

SDR vs HDR

HDR là tiêu chuẩn hình ảnh chất lượng cao hơn hẳn SDR, và HDR10 là định dạng HDR phổ biến nhất hiện nay (ảnh: wolfcrow)

Khá thú vị khi công nghệ PQ của nó do Dolby phát triển. Sử dụng các cấu hình kĩ thuật yêu cầu như độ sâu màu 10-bit, không gian màu BT.2020 hay siêu dữ liệu tĩnh. Mọi sản phẩm của Sony đều hỗ trợ HDR10, như điện thoại Xperia hay TV Bravia.

Dolby Vision: tiêu chuẩn chất lượng rất cao.

Dolby Lab là đơn vị đứng sau phát triển định dạng Dolby Vision này. Các công ty như Sony, LG muốn hỗ trợ định dạng này thì phải mang sản phẩm đến cho Dolby chứng nhận, cấp phép và có tích hợp chip giải mã chuyên dụng. Và đương nhiên bạn sẽ phải trả tiền bản quyền sử dụng Dolby Vision cho công ty tạo ra nó.

Chính vì rắc rối hơn HDR10, Dolby Vision kém phổ biến hơn. Cái khó nhất là phải có con chip chuyên dụng đủ mạnh và không phải sản phẩm nào cũng có thể, thường chỉ những mẫu cao cấp mới hỗ trợ định dạng này, ví dụ flagship Xperia thì không còn TV Bravia thì chỉ có các mẫu dùng chip X1 Extreme. Hơn nữa khoản phí bản quyền cũng không phải nhỏ, đây là rào cản lớn với bất kì công ty nào muốn hỗ trợ Dolby Vision, phí bản quyền này được cho là nguyên nhân khiến Samsung từ chối và tự lập ra tiêu chuẩn riêng của họ.

Dolby Vision Logo

Nhãn hiệu của định dạng HDR Dolby Vision (ảnh: businesswire)

Dolby Vision đòi hỏi phim phải được làm việc đặc biệt hơn HDR10 nhằm đặt yêu cầu cao hơn về chất lượng hình ảnh. Số lượng phim khá hạn chế chủ yếu do các studio lớn như Disney, Lionsgate, Sony Pictures, Universal và Warner Bros cung cấp. Với người dùng phổ thông, Netflix hay Amazon Prime là cầu nối gần gũi nhất để tiếp cận với nội dung Dolby Vision, không như HDR10 dễ tìm kiếm hơn. Còn nếu bạn là một kẻ say mê điện ảnh và điều kiện, có lẽ việc tìm mua các tựa phim phát hành Blu-ray với định dạng Dolby Vision sẽ không làm khó bạn.

Dolby Vision sử dụng một vài đặc tả kĩ thuật cao cấp hơn HDR10, như độ sâu màu cần 12-bit, siêu dữ liệu động. Có một điểm chung quan trọng giữa HDR10 với Dolby Vision là chức năng PQ EOTF đều được tiêu chuẩn hóa bởi tổ chức SMPTE, đạt tiêu chuẩn ST 2084. Và Hiệp hội Blu-ray đã lấy đây làm tiêu chuẩn cho định dạng đĩa Ultra HD BD của mình. Hiểu đơn giản, các studio, nhà sản xuất chỉ việc áp dụng cùng một chuẩn này cho nội dung của họ, và phục vụ dưới dạng cả HDR10 lẫn Dolby Vision – đơn giản hóa quy trình. Với Dolby Vision thì sẽ yêu cầu siêu dữ liệu động chứ không phải tĩnh như HDR10 và nó đạt hiệu quả trình diễn cao hơn.

Đối với Sony, sản phẩm hỗ trợ Dolby Vision hiện nay vẫn hạn chế ở trên TV Bravia với con chip X1 Extreme cực mạnh. Hy vọng tương lai hãng có thể mở rộng ra cả flagship Xperia và máy chiếu, vốn chỉ đang có HDR10.

HDR10+: sân chơi do Samsung làm chủ.

HDR10+

HDR10+ là định dạng HDR do Samsung tự đứng ra thúc đẩy (Flatpanels HD)

Mặc thị trường vốn dĩ đã đơn giản khi tất cả cùng hỗ trợ HDR10 – định dạng căn bản nhất của HDR – và có một định dạng cao cấp hơn là Dolby Vision. Thế nhưng không may cho người dùng chúng ta là lại có những công ty không muốn trả tiền bản quyền, và họ đã tự tìm đến nhau để ra một định dạng mới hòng cạnh tranh lại DV của Dolby.

Đó chính là lựa chọn của Samsung, với sự ủng hộ của Panasonic và hai công ty phân phối nội dung Fox, Amazon. HDR10+ có thể xem là một định dạng “con lai” của HDR10 và Dolby Vision. Ưu điểm lớn nhất của HDR10 là nó mở, ai cũng có thể sử dụng mà không tính phí, còn DV thì sử dụng siêu dữ liệu động chất lượng tốt hơn. Trong khi nhược điểm cua HDR10 lại là nó dùng siêu dữ liệu tĩnh kém so với động, DV thì lại đòi phí bản quyền. Thế là “đứa con lại” HDR10+ đã khắc phục cũng như phát huy cả bốn đặc điểm này.

HDR10+ là định dạng mở như HDR10, không có phí bản quyền. Siêu dữ liệu động giúp tối ưu hiển thị cao nhất đến từng khung hình – khác với siêu dữ liệu tĩnh sẽ làm việc với tất cả khung hình như một. Bằng cách này, Samsung có thể xây dựng HDR10+ thành một giải pháp thay thế cho sản phẩm của mình mà không cần đến DV. Bởi vì HDR đã được xác định là tương lai của ngành công nghiệp, động thái này là cần thiết – khả năng cạnh tranh sẽ giảm đi đáng kể trong tương lai nếu họ chỉ hỗ trợ HDR10 cơ bản. Vấn đề lớn nhất của HDR10+ là sự hưởng ứng ít ỏi của các đơn vị nội dung, trong khi HDR10 và DV đã được ủng hộ rộng rãi và tăng nhanh số lượng qua từng năm, HDR10+ vẫn khá “hẻo.”

Tuy nhiên, có vẻ HDR10+ chỉ là một đáp ứng kĩ thuật của công ty hơn là một công cụ quảng cáo. Họ không nhấn mạnh nhiều về HDR10+, thậm chí còn chẳng có logo cho nó.

Static HDR10

Phương pháp tone mapping bằng cách dùng siêu dữ liệu tĩnh của HDR10 (ảnh: pronews)

Dynamic DV

Trong khi DV và HDR10+ dùng siêu dữ liệu động để tiến hành tone mapping (ảnh: pronews)

Như các bạn thấy ở trên hình minh họa, màn hình chúng ta có khả năng hiển thị lên đến 500 nits, nhưng các cảnh của video lại có độ sáng khác nhau, 100, 200, hay 500, thậm chí 1,000 nits hoặc hơn thế. Tone mapping sẽ “hướng dẫn” TV hiển thị cảnh vật sao cho đúng nhất có thể, khi mà TV không có đỉnh sáng hào phóng (chỉ số ít các TV cao cấp mới sáng trên 1,000 nits). Với siêu dữ liệu tĩnh, nguyên tắc chọn là lấy cảnh sáng nhất áp dụng cho mọi khung hình, như vậy sẽ phát sinh trường hợp một số cảnh tối sẽ bị mờ tịt. Với siêu dữ liệu động, tối ưu chính xác cho từng khung hình, với cùng một “quỹ” 500 nits của màn hình, bạn có thể tone mapping cho từng cảnh với các cấp độ sáng khác nhau để khi chiếu video tổng thể, trở nên chân thực hơn, sát với nội dung gốc hơn dù TV bạn bị giới hạn về đỉnh sáng.

Ở hình minh hoạ thứ hai, chúng ta có ba đường cong màu đỏ mô tả quá trình “hướng dẫn” TV này, tương ứng với từng cảnh phim. Trong khi với siêu dữ liệu tĩnh, chỉ có một đường cong đỏ tương ứng cảnh sáng 4,000 nits, áp dụng cho toàn bộ.

Sony đã công bố một TV đỉnh sáng 10,000 nits – cấu hình cao nhất của TV HDR, nó sẽ không cần tone mapping, mọi thông tin ở nguồn sẽ được “bê” nguyên si lên màn hình hiển thị.

HLG: định dạng của hình thức phát sóng truyền hình truyền thống.

hybrid log gamma

So sánh TV phát sóng HLG với TV thông thường (ảnh: trusted review)

Các định dạng ở trên chủ yếu được dùng cho nguồn nội dung streaming, đĩa BD,… Đối với HDR áp dụng cho phát sóng truyền hình, chúng ta có một định dạng khác: Hybrid Log-Gamma (HLG).

Đây là định dạng được phát triển bởi hai nhà đài BBC (Anh) và NHK (Nhật), được thiết kế để có thể “nhúng” HDR vào tín hiệu phát sóng một cách dễ dàng hơn, giảm thiểu chi phí cho quy trình làm việc trong studio cũng như tiêu tốn băng thông. Đặc biệt, nó cũng để giải quyết vấn đề tương thích ngược với các TV HD phổ biến hiện nay, xuất phát từ thực tế số lượng TV 4K HDR chưa thể thay thế hoàn toàn các TV cũ. Hệ sinh thái sản xuất phát sóng truyền hình vốn tồn tại hiện nay chủ yếu phục vụ cho một lượng khổng lồ các TV SDR, sẽ thât điên rồ nếu bạn “đập đi xây lại từ đầu” chúng để hòa mình vào kỉ nguyên HDR. Vậy nên HLG ra đời để giải quyết bài toán hóc búa về tương thích ngược này.

Để có thể tương thích ngược với các TV SDR (TV HDR thì không có gì để bận tâm), Hybrid Log-Gamma vẫn phù hợp với kĩ thuật hình ảnh trong ngành phát sóng vốn đã tồn tại từ rất lâu. Theo NHK và BBC, HLG tương thích hoàn toàn với tiêu chuẩn độ sâu màu 10-bit hiện nay của quy trình.

hybrid log gamma live broadcast

Nội dung trực tiếp được thu hình qua máy quay 4K HDR của Sony (ảnh: trusted review)

Vậy có gì khác giữa HDR10 và DV của Dolby với định dạng phát sóng HLG?

HDR10 và DV là các tiêu chuẩn cho nội dung đã được sản xuất. Sử dụng siêu dữ liệu tĩnh hoặc động để đảm bảo nội dung HDR phát lại trên màn hình tốt nhất có thể, giống như bản hướng dẫn vậy. Nó không hoạt động với truyền hình trực tiếp. Ví dụ, bạn đã thiết lập một chi tiết nhất định ở độ sáng 1000 nits tại một thời điểm nhất định, đến khi hiển thị, TV hay smartphone có màn hình HDR sẽ cố gắng diễn đạt lại nó sao cho giống nhất. Đó là khi bạn đã lên ý đồ với nội dung và đóng gói nó thành các thông tin. Còn với phát sóng trực tiếp, chẳng có thông tin nào như vậy, cảnh vật ở thực địa hay trường quay không qua khâu xử lí siêu dữ liệu với những thông tin được quy định từ trước, tín hiệu được hiển thị sẽ phát độc lập và nó phát lên một màn hình SDR bình thường.

Ngoài ra, phát sóng HDR dựa trên siêu dữ liệu có thể xảy ra tình trạng mất mát trong quá trình tái phân phối. Như vậy khi bạn truyền hình một trận bóng, “nhúng” HDR vào tín hiệu và phát nó đi bằng HLG – không có siêu dữ liệu – sẽ là lựa chọn tốt. Cùng với đó, cũng là hạn chế tiêu tốn băng thông để truyền tín hiệu đi.

hybrid log gamma live broadcast 2

HLG được thiết kế nhằm tối ưu nhất cho việc truyền tải, lưu trữ, tiết kiệm băng thông của nhà đài trong việc phát sóng HDR (ảnh: trusted review)

Một điểm thú vị ở HLG so với HDR10, do không làm theo chỉ dẫn từ trước, nó có thể điều chỉnh hình ảnh HDR để phù hợp với môi trường xem nội dung của bạn. Đây là khác biệt cơ bản và khiến HLG tỏ ra hấp dẫn hơn HDR10. Trong môi trường phòng sáng sủa, nếu xem nội dung HLG bạn có thể tùy chỉnh lại để hình ảnh rõ ràng, tươi sáng hơn, HDR10 không cho phép điều này và bạn có thể phải chấp nhận có những cảnh quá tối.

Tại sao điều này quan trọng? Hãy cân nhắc đến trường hợp bạn xem trực tiếp một trận thi đấu thể thao, nơi diễn ra mà ánh sáng ngoài trời rất mạnh, và có những cảnh mà nửa sân vận động tắm nắng trong khi nửa còn lại chìm trong bóng râm của mái che. Với HLG HDR, bạn sẽ tận hưởng trọn vẹn tất cả mà không phải lo nội dung bị biến dạng, mất chi tiết vùng tối hay cháy sáng,… Thực địa dù chênh lệch ánh sáng như nào, bạn vẫn xem được y vậy.

Các TV của Sony đều hỗ trợ HLG, bạn không cần lo liệu sau này TV mình có tương thích hay không. Tuy nhiên để có thể xem được chương trình, chúng ta sẽ phải chờ đến khi nhà đài công bố kế hoạch cung cấp. Mà tất nhiên, chỉ có trông đợi ở các nhà đài quốc tế với tiềm lực tài chính dồi dào.

Kết luận.

DV and HDR10

Hai định dạng tiêu chuẩn hiện nay của HDR

Trong khuôn khổ giới hạn, người viết sẽ chỉ giới thiệu bốn định dạng phổ biến nhất hiện nay là Dolby Vision (DV), HDR10, HDR10+ và HLG. Technicolor HDR là định dạng do Philips hợp tác Technicolor phát triển, nhưng nó bị ngành công nghiệp “ghẻ lạnh” trong khi Dolby Vision lên ngôi. Kết quả là chỉ có mỗi LG đứng ra hỗ trợ định dạng này, do vậy bài viết đã không đề cập.

Trong số bốn định dạng đã nói, rõ ràng tiêu chuẩn bắt buộc HDR10 và cao cấp hơn Dolby Vision là hai cái tên vượt trội hơn cả. HDR10+ vẫn còn đang tụt lại ở sau so với hai tiêu chuẩn này và phụ thuộc lớn vào Samsung, duy trì và mở rộng nó. Còn HLG thì vẫn đang hoàn thiện, mặc dù nó đã được xác định rõ ràng là tiêu chuẩn cho phát sóng HDR tương lai. Nói về nội dung HDR, chúng ta mới chỉ ở thời kì sơ khai nên vẫn còn hạn chế tiếp cận với đại đa số. Có lẽ phải mất cả chục năm hoặc xa hơn, nội dung HDR mới bùng nổ đại trà.

Sony hỗ trợ đầy đủ HDR10 trên tất cả các sản phẩm, HLG thì mới chỉ ở trên TV Bravia, còn Dolby Vision chỉ tồn tại ở những TV có trang bị X1 Extreme. Là một trong những lá cờ đầu thúc đẩy HDR, và là công ty duy nhất trên thế giới sở hữu đầy đủ chuỗi thiết bị phần cứng (sản xuất, lưu trữ, chuyển đổi, truyền tải, tiêu thụ) lẫn phần mềm hỗ trợ, phục vụ cho chu trình làm việc và thưởng thức, Sony sở hữu cho mình một tiêu chuẩn HDR là 4K HDR sẽ được nói đến nhiều hơn ở bài sau.

*Cập nhật (21/06/2018): HDR10+: sân chơi do Samsung làm chủ.

Ngày hôm nay, Samsung và các công ty đồng minh chính thức vén màn HDR10+ Technologies, liên minh các hãng cùng phát triển định dạng HDR10+. Thành viên hiện tại gồm có Samsung, Panasonic, 20th Century Fox. Amazon, Warner Bros,… xác nhận sẽ hỗ trợ định dạng này nhưng chưa tham gia. Một đối trọng với nhóm các công ty đang hỗ trợ định dạng Dolby Vision của Dolby.

HDR10+ alliance

Logo biểu trưng và các thành viên ban đầu của liên minh HDR10+ Technologies (ảnh: FlatpanelsHD) 

Mặc dù là một định dạng miễn phí bản quyền, nhưng theo chính sách mới nhất được công bố khi bắt đầu cấp phép từ hôm nay, các hãng cung cấp thiết bị phát lại sẽ phải trả phí quản lí 2,500 USD mỗi năm, các công ty sản xuất màn hình là 10,000 USD, còn hãng làm chip SoC là 4,000 USD. Trong khi các công ty sáng tạo nội dung không cần trả phí.

Như vậy có thể thấy Samsung đã lên kế hoạch dài hạn cho HDR10+ và bắt đầu “chơi” nghiêm túc kể từ năm 2018 này. Có thể tại sự kiện IFA 2018, chúng ta sẽ thấy công ty quảng bá và mời gọi nhiều hơn các nhà sản xuất khác tham gia.

Nguồn: (1)(2)(3)(4), (5)(6)(7)(8), (9)

Check Also

Seiko x Wena cover

Sony hợp tác với Seiko, ra mắt đồng hồ điện tử và đồng hồ cơ với dây đeo thông minh wena

Sony vừa thông báo hợp tác với thương hiệu đồng hồ nổi tiếng Seiko, phát …

DSC06010

Trên tay “đèn dầu” kiêm loa thông minh Sony LSPX-S1 gây sốt tại Sony Show

Mỗi năm Sony Show lại luôn có một sản phẩm mang tính trình diễn công …

Leave a Reply