Công nghệ mới nhất trong sản xuất tivi có tốc độ khung hình cao
Sự phát triển của truyền hình hiện đại không còn chỉ tập trung vào kích thước màn hình lớn hơn hay độ phân giải cao hơn. Trong những năm gần đây, sự chú ý của ngành công nghiệp cũng đã chuyển sang tốc độ khung hình cao hơn để mang lại chuyển động mượt mà hơn, phản hồi nhanh hơn và trải nghiệm xem chân thực hơn. Truyền hình có tốc độ khung hình cao—thường từ 120Hz đến 144Hz, và thậm chí cao hơn trên một số mẫu—đang trở thành một tính năng ngày càng được ưa chuộng, đặc biệt là đối với những người hâm mộ thể thao, phim hành động và trò chơi điện tử/máy tính. Bài viết này sẽ khám phá những công nghệ mới nhất mà các nhà sản xuất đang sử dụng để đạt được truyền hình tốc độ khung hình cao, cũng như những thách thức và lợi ích mà chúng mang lại cho người dùng.
Hiểu về tốc độ khung hình và tốc độ làm mới
Trước khi thảo luận về công nghệ, điều quan trọng là phải phân biệt giữa hai thuật ngữ thường bị nhầm lẫn: tốc độ khung hình và tốc độ làm mới. Tốc độ khung hình đề cập đến số lượng khung hình (hình ảnh) mà nguồn video gửi mỗi giây, chẳng hạn như 24 khung hình/giây (phim), 50/60 khung hình/giây (chương trình truyền hình) hoặc 120 khung hình/giây (một số nội dung và trò chơi). Trong khi đó, tốc độ làm mới (Hz) đề cập đến tần suất màn hình TV cập nhật hiển thị mỗi giây, chẳng hạn như 60Hz, 120Hz hoặc 144Hz. TV có tốc độ làm mới cao có thể hiển thị nhiều bản cập nhật hình ảnh hơn, làm cho chuyển động trông mượt mà hơn—đặc biệt nếu nguồn nội dung cũng hỗ trợ tốc độ khung hình cao.
Màn hình 120Hz/144Hz và sự phát triển của công nghệ màn hình
Một trong những nền tảng quan trọng của TV có tốc độ khung hình cao là việc sử dụng tấm nền hỗ trợ tốc độ làm mới cao. Trong khi nhiều TV "120Hz" trước đây dựa vào xử lý phần mềm (nội suy chuyển động), hiện nay ngày càng nhiều TV tầm trung đến cao cấp sử dụng tấm nền 120Hz hoặc 144Hz có hỗ trợ tốc độ làm mới gốc.
Các công nghệ tấm nền như OLED, QLED (màn hình LCD chấm lượng tử) và Mini-LED đã được cải tiến về tốc độ chuyển đổi điểm ảnh, điều khiển đèn nền và độ ổn định tần số quét. Trong OLED, các điểm ảnh tự phát sáng, dẫn đến thời gian phản hồi điểm ảnh rất nhanh, giúp giảm hiện tượng nhòe mờ trong các chuyển động nhanh. Trong các màn hình LCD hiện đại, việc sử dụng các tấm nền có thời gian phản hồi tốt hơn, kết hợp với khả năng điều khiển đèn nền chính xác, đã cải thiện đáng kể hiệu suất chuyển động so với các thế hệ trước.
HDMI 2.1: Cổng kết nối tối ưu đến nội dung tốc độ khung hình cao
Sự phát triển của tốc độ khung hình cao trên TV gắn liền mật thiết với sự ra đời của HDMI 2.1. Chuẩn này cung cấp băng thông lớn hơn (thông qua FRL—Fixed Rate Link) và cho phép hỗ trợ độ phân giải và tốc độ khung hình cao như 4K 120Hz. Các tính năng chính của HDMI 2.1 đặc biệt quan trọng bao gồm:
1. VRR (Tốc độ làm mới biến đổi): Điều chỉnh tốc độ làm mới của TV theo tốc độ khung hình do thiết bị (máy chơi game/PC) tạo ra để giảm hiện tượng xé hình và giật hình.
2. ALLM (Chế độ độ trễ thấp tự động): TV tự động chuyển sang chế độ độ trễ thấp khi phát hiện thiết bị chơi game.
3. eARC (kênh trả về âm thanh nâng cao): Cho phép truyền âm thanh chất lượng cao (ví dụ: Dolby Atmos) đến loa soundbar/bộ thu AV mà không bị nén quá mức.
Với HDMI 2.1, tivi giờ đây được trang bị tốt hơn để nhận tín hiệu tốc độ khung hình cao từ PS5, Xbox Series X|S và máy tính chơi game.
Tốc độ làm mới thay đổi (VRR) và Đồng bộ hóa thích ứng
VRR là một trong những công nghệ quan trọng nhất cho trải nghiệm tốc độ khung hình cao, đặc biệt là trong chơi game. Khi tốc độ khung hình của GPU dao động—ví dụ, từ 90fps lên 110fps—TV có VRR sẽ tự động điều chỉnh tốc độ làm mới. Kết quả là hình ảnh ổn định và mượt mà hơn.
Một số triển khai VRR phổ biến bao gồm HDMI Forum VRR, cũng như khả năng tương thích với các tiêu chuẩn như AMD FreeSync hoặc NVIDIA G-SYNC Compatible trên một số mẫu máy nhất định. Khả năng hỗ trợ này cho phép TV hoạt động như màn hình chơi game, đặc biệt là trên các màn hình lớn đang ngày càng được sử dụng nhiều cho mục đích chơi game.
Nội suy chuyển động và xử lý AI
Mặc dù màn hình có tần số quét gốc 120Hz/144Hz rất quan trọng, nhưng nhiều nguồn nội dung phim và truyền hình vẫn hoạt động ở tốc độ 24 khung hình/giây, 30 khung hình/giây hoặc 60 khung hình/giây. Để giải quyết vấn đề này, các nhà sản xuất TV đã phát triển các công nghệ xử lý chuyển động, chẳng hạn như nội suy chuyển động (thường được gọi là "hiệu ứng phim truyền hình" nếu thiết lập quá mạnh). Công nghệ này tạo ra các khung hình bổ sung một cách nhân tạo để làm mượt chuyển động.
Gần đây, công nghệ xử lý chuyển động ngày càng được tích hợp với trí tuệ nhân tạo (AI) và các thuật toán học máy để phát hiện đối tượng, dự đoán hướng chuyển động và giảm thiểu các hiện tượng nhiễu như mờ, quầng sáng hoặc biến dạng xung quanh các đối tượng chuyển động. Người dùng thường được quyền kiểm soát mức độ nội suy để điều chỉnh theo sở thích của mình: chế độ phim vẫn giữ được chất "điện ảnh" hoặc chế độ thể thao siêu mượt.
Chèn khung hình đen (BFI) và giảm hiện tượng nhòe chuyển động
Bên cạnh phương pháp nội suy, còn có một cách tiếp cận khác để cải thiện độ rõ nét chuyển động: Chèn khung hình đen (Black Frame Insertion - BFI). Kỹ thuật này chèn các khung hình tối giữa các khung hình để giảm cảm giác mờ nhòe đối với mắt người, tương tự như màn trập của máy chiếu hoặc đặc điểm của màn hình CRT. Trong các TV hiện đại, BFI đã được cải tiến hơn nữa để ngăn chặn việc giảm độ sáng quá mức hoặc hiện tượng nhấp nháy khó chịu.
BFI đặc biệt hữu ích cho các cảnh thể thao hoặc hành động có nhịp độ nhanh. Tuy nhiên, việc sử dụng nó cần sự cân bằng, vì việc chèn khung hình tối có xu hướng làm giảm độ sáng màn hình, đặc biệt khi nội dung HDR yêu cầu độ sáng tối đa cao.
Công nghệ Mini-LED nhanh hơn và khả năng làm mờ cục bộ.
Trong TV LCD sử dụng công nghệ Mini-LED, hàng nghìn đèn LED nhỏ được dùng làm đèn nền và được điều khiển bằng phương pháp làm mờ cục bộ theo nhiều vùng. Ưu điểm của Mini-LED không chỉ là độ tương phản tốt hơn mà còn là khả năng điều khiển ánh sáng chính xác và nhạy bén hơn khi cảnh quay thay đổi nhanh chóng.
Đối với tốc độ khung hình cao, tính năng làm mờ cục bộ cần hoạt động đồng bộ với sự thay đổi khung hình nhanh chóng để tránh hiện tượng lóa sáng quá mức hoặc chuyển đổi ánh sáng bị chậm trễ. Thế hệ mới nhất dựa trên bộ xử lý hình ảnh nhanh hơn và các thuật toán làm mờ thích ứng hơn.
Bộ xử lý hình ảnh mạnh mẽ hơn và độ trễ thấp hơn
Truyền hình tốc độ khung hình cao đòi hỏi bộ xử lý có khả năng xử lý lượng lớn dữ liệu video trong thời gian thực. Các bộ xử lý hiện đại xử lý đồng thời việc nâng cấp độ phân giải, giảm nhiễu, điều chỉnh tông màu HDR, làm mượt chuyển động và điều khiển đèn nền/làm mờ. Thách thức lớn nhất là duy trì chất lượng hình ảnh mà không làm tăng độ trễ.
Đối với chơi game, độ trễ đầu vào là một vấn đề rất quan trọng. Do đó, nhiều TV đời mới cung cấp chế độ "Chơi game" giúp tắt các tác vụ xử lý nặng và ưu tiên tốc độ phản hồi nhanh. Một số mẫu thậm chí còn bao gồm bảng thông tin (thanh game) để theo dõi VRR, tốc độ khung hình, HDR và các thiết lập độ trễ.
Nội dung 120fps và Tương lai của Phát sóng
Việc thiếu nội dung có tốc độ khung hình cao vẫn là một yếu tố hạn chế. Phim thường được quay ở tốc độ 24 khung hình/giây để tạo cảm giác điện ảnh, trong khi các chương trình truyền hình thường hoạt động ở tốc độ 50/60 khung hình/giây. Nội dung 120 khung hình/giây phổ biến hơn trong các trò chơi. Tuy nhiên, xu hướng có thể thay đổi khi các nền tảng phát trực tuyến, máy quay phim và dung lượng mạng phát triển.
Thể thao là một lĩnh vực rất phù hợp với tốc độ khung hình cao hơn vì tốc độ hành động nhanh và chi tiết rất quan trọng. Với sự hỗ trợ của các codec hiệu quả hơn (như các thế hệ codec hiện đại như AV1 và các thế hệ kế tiếp), tốc độ khung hình cao hơn có thể trở nên khả thi hơn cho việc phân phối rộng rãi, mặc dù chúng vẫn đòi hỏi băng thông đáng kể và cơ sở hạ tầng phù hợp.
Thách thức: Tác dụng phụ và sự thích nghi của người dùng
Mặc dù công nghệ tốc độ khung hình cao mang lại nhiều ưu điểm, nhưng vẫn có một vài điều cần lưu ý:
– Hiệu ứng phim truyền hình dài tập: Việc nội suy quá mức có thể làm thay đổi cảm giác của phim, khiến nó giống như một bộ phim truyền hình dài tập hoặc chương trình phát sóng trong trường quay.
– Độ sáng giảm khi BFI được kích hoạt: Điều này đặc biệt dễ nhận thấy trong chế độ HDR.
– Khả năng tương thích thiết bị: Không phải tất cả các cổng HDMI trên TV đều hỗ trợ đầy đủ HDMI 2.1; đôi khi chỉ có 1-2 cổng cụ thể hỗ trợ.
– Cài đặt tối ưu có thể khác nhau: Phim ảnh, thể thao và nội dung trò chơi nên sử dụng các thiết lập khác nhau để đạt kết quả tối ưu.
Do đó, các nhà sản xuất hiện đang ngày càng tập trung vào việc cung cấp giao diện thiết lập dễ sử dụng, chế độ tự động dựa trên AI và cập nhật phần mềm để cải thiện độ ổn định của VRR và khả năng tương thích của thiết bị.
Sự kết luận
Công nghệ mới nhất trong lĩnh vực truyền hình tốc độ khung hình cao là sự kết hợp của nhiều cải tiến: tấm nền 120Hz/144Hz gốc, HDMI 2.1, VRR, ALLM, xử lý chuyển động dựa trên AI, BFI, Mini-LED với khả năng làm mờ cục bộ chính xác hơn, và bộ xử lý hình ảnh ngày càng mạnh mẽ và hiệu quả. Kết quả cuối cùng là trải nghiệm xem mượt mà hơn, sắc nét hơn trong các cảnh chuyển động nhanh và phản hồi nhanh hơn trong trò chơi. Trong tương lai, khi khả năng hỗ trợ nội dung tăng lên và các tiêu chuẩn phân phối được cải thiện, truyền hình tốc độ khung hình cao có tiềm năng trở thành tiêu chuẩn mới - không còn chỉ là một tính năng cao cấp nữa.
Nếu bạn muốn, tôi có thể thêm một phần đề xuất các thông số kỹ thuật lý tưởng cho TV có tốc độ khung hình cao để xem (1) phim, (2) thể thao hoặc (3) chơi game, cùng với hướng dẫn thiết lập để có kết quả tối ưu.
