Chuyển dịch kỹ thuật số trong truyền thông gần đây

28/08/2024

1. Một số công nghệ truyền hình kỹ thuật số phổ biến hiện nay

Công nghệ truyền hình trên thế giới đang phát triển rất nhanh với đa dạng công nghệ số như DVB, ATSC, ISDB, DTMB, IPTV. Truyền hình kỹ thuật số xuất hiện từ năm 1986, quá trình chuyển đổi từ analog sang kỹ thuật số bắt đầu vào khoảng 2000s. Thế hệ thứ 2, truyền hình độ nét cao HDTV bắt đầu phát sóng năm 2004. Thế hệ thứ 3, truyền hình độ nét siêu cao UHDTV phát sóng từ 2015. Gồm có:
1) Công nghệ truyền hình số mặt đất DVB (Digital Video Broadcasting) được ETSI ra mắt vào 1994, DVB-2 ra mắt 2003, sử dụng tín hiệu hình ảnh H.264/AVC và âm thanh 5.1, phát độ phân giải đến FHD 16:9, ở các dạng: DVB-T2 dùng ăng ten; DVB-C2 dùng cáp; DVB-S2 sử dụng vệ tinh; có thể truyền dẫn tới thiết bị cố định và di động như tàu xe hoặc máy bay. Đến nay, DVB được triển khai ở châu Âu, châu Á, châu Phi và Ốtxtrâylia, với tổng số ~60 quốc gia; Việt Nam cung cấp DVB-2 từ 15/8/2017.
2) Công nghệ truyền hình Tiên tiến ATSC (Advanced Television Systems Committee) được Ủy ban Hệ thống Truyền hình Tiên tiến (Mỹ) ra mắt 1996, sử dụng bộ tiêu chuẩn truyền hình kỹ thuật số nâng cao (độ phân giải FHD 16:9, âm thanh AC-3 5.1, video H.264/AVC) để truyền qua các mạng mặt đất, cáp và vệ tinh với dải tần phụ tám cấp (8VSB). Công nghệ này được 6 quốc gia áp dụng: Hoa Kỳ (2009), Canada, Mexico, Hàn Quốc, Cộng hòa Dominicana và Honduras. ATSC 3.0 được công bố năm 2020, hỗ trợ 4K, video H.265 HDR/HLG và cả 3D, âm thanh Dolby AC-4 và khả năng trực tiếp tới smartphone.
                

                   Hình 1: Tín hiệu truyền hình UHDTV thế hệ ATSC 3.0                              Hình 2: 5 chuẩn HDR hiện nay và những hãng sử dụng.

3) Công nghệ Tích hợp Phát sóng Kỹ thuật số ISDB (Intergrated Services Digital Broadcasting) được Nhật Bản ra mắt 2004, sử dụng OFDM và xen kẽ hai chiều, hỗ trợ truyền phân cấp đến 3 lớp, video MPEG-2 và âm thanh AC-3 5.1, cung cấp khả năng thu sóng tốt cho các máy thu cố định và di động. ISDB ISDB được áp dụng ở Nhật Bản và Philippines. Phiên bản ISDB-T International sử dụng H.264/ MPEG-2 AVC, được triển khai ở hầu hết các nước châu Phi nói tiếng Bồ Đào Nha và Bồ Đào Nha.
4) Công nghệ truyền hình Đa phương tiện Mặt đất Kỹ thuật số DTMB (Digital Terrestrial Multimedia Broadcast) của Trung Quốc ra mắt 2006, truyền dẫn tới các thiết bị đầu cuối di động và cố định, áp dụng kỹ thuật OFDM đồng bộ miền thời gian (TDS). DTMB hiện được áp dụng ở 7 quốc gia: Trung Quốc (gồm cả Hồng Kông và Ma Cao), Campuchia, Comoros, Cuba, Đông Timor, Lào, và Pakistan.
5) Công nghệ truyền dẫn Đa phương tiện Kỹ thuật số DMB (Digital Multimedia Broadcast) là một phần của dự án CNTT của Hàn Quốc ra mắt 2005, truyền tín hiệu đa phương tiện như video, radio và dữ liệu tới các thiết bị di động như laptop, smatphone, và thiết bị định vị GPS.
6) Công nghệ truyền hình kỹ thuật số OTT (Over The Top) truyền video FHD 16:9 qua Intenet tốc độ cao xuất hiện năm 1994, triển khai thương mại từ 1999 và trở nên phổ biến ở các nước phát triển (OECD) từ năm 2002. Khoảng 10 năm gần đây, công nghệ truyền hình này được triển khai mạnh ở châu Á.
7) Công nghệ truyền hình kỹ thuật số tiên tiến hơn IPTV (Internet Protocol Television) truyền video 2-4K 16:9 ra đời năm 1994 dựa trên mạng băng rộng xDSL, được áp dụng lần đầu vào 9/1999. Nhưng phải đến 2010s, IPTV mới được triển khai rộng ở OECD, đến nay có vài trăm triệu khách hàng. Gần đây, IPTV phát triển mạnh ở châu Âu, châu Á và Bắc Mỹ với nhiều nước đã triển khai, hoặc thử nghiệm.
8) Một số công nghệ truyền hình Ultra HD đang được triển khai: Đài truyền hình NHK Nhật Bản phát thử đầu tiên vào 2015, bắt đầu phát sóng đại trà nội dung 4K và 8K với chuẩn Super Hi-Vision qua vệ tinh từ 1/12/2018. Triển khai UHDTV với video H.265 8K và âm thanh Dolby AC-4 22.2 kênh có Liên minh Phát sóng Châu Âu (EBU) từ năm 2019, Hoa Kỳ với công nghệ ATSC 3.0 từ năm 2020.
• Công nghệ truyền hình kỹ thuật số được cung cấp với 3 hình thức chính:
i) Hình thức truyền hình kỹ thuật số mặt đất DTT (Digital Terrestrial Television) dùng cáp có ưu điểm là chất lượng thường cao hơn, loại bỏ hoàn toàn hiện tượng nhiễu, bóng ma (ghost free) và ảnh hưởng của các tia sóng phản xạ, không bị ảnh hưởng nhiễu do thiết bị điện tử, sấm sét.
ii) Hình thức truyền hình DTT dùng anten có thể thu tín hiệu với máy thu cố định và di động. Còn DTT dùng cáp chỉ nhận tín hiệu với máy cố định, nhưng có thể sử dụng ở mọi điều kiện thời tiết.
iii) Hình thức truyền hình số vệ tinh DTH (Direct To Home) luôn sử dụng anten parabol để thu tín hiệu trực tiếp từ vệ tinh vào thẳng thiết bị giải mã kỹ thuật số và truyền sang TV. Hình thức DTH có độ phủ sóng rộng khắp thế giới, bắt được nhiều kênh truyền hình nhờ dải tần số rộng, phù hợp với mọi loại địa hình, nhưng có hạn chế lớn là bị ảnh hưởng bởi thời tiết mưa lớn, bão hay sét; cách khắc phục là tăng đường kính ăng-ten thu. Hình thức DTH có thể áp dụng cho cả trên máy bay.
• Hiện nay tại Việt Nam có nhiều dịch vụ truyền hình kỹ thuật số với độ phân giải cao nhất:
i) Truyền hình vệ tinh (đến 720p) được triển khai gần 20 năm qua: K+, VTC và AVG (An Viên TV)...
ii) Truyền hình cáp (đến 1080i) được triển khai gần 30 năm qua: VTVcab, SCTV, HTVC, TCTV ,…
iii) Truyền hình IPTV (đến 4K) đang phát triển mạnh: MyTV (VNPT), NetTV (Viettel), OneTV (FPT).
2. Một số công nghệ/ tiêu chuẩn hiển thị và trình diễn hình ảnh kỹ thuật số
• HDR* (High Dynamic Range - Dải tương phản động rộng) là kỹ thuật tăng thêm độ tương phản và màu sắc hiển thị hình ảnh để thể hiện được đầy đủ chi tiết ở những cảnh rất sáng và rất tối trên cùng một khung hình, có nguyên lý từ 1850, mang lại trải nghiệm hình ảnh sống động và chân thực.
Từ 2000s HDR đã dần được áp dụng trong phát triển công nghệ màn chiếu, máy ảnh, nhiếp ảnh… từ những máy ảnh chuyên nghiệp đến camera smartphone. Công nghệ HDR10 phát triển bởi các nhà sản xuất TV như Samsung và Sony, được Hiệp hội Công nghệ Tiêu dùng công bố vào 2015, và trở thành tiêu chuẩn cho video Ultra HD Blu-ray. Công nghệ HDR10+ do Samsung tạo ra năm 2017, cải tiến hỗ trợ độ sáng lên đến 4000 nits với sự trợ giúp của Panasonic, Philips, Amazon và 20th Century Fox,...
Một điểm nổi bật của công nghệ HDR10+ là làm tăng độ sâu và độ chi tiết của hình ảnh mà không làm thay đổi các đặc tính vốn có của hình ảnh. HDR10+ cho phép siêu dữ liệu động liên tục điều chỉnh cài đặt hiển thị để người dùng có thể nhìn thấy màu sắc với chất lượng tốt nhất trong từng khoảnh khắc.

Bảng 1: So sánh một số chuẩn dạng phổ biến trong công nghệ hiển thị hình ảnh và video kỹ thuật số hiện nay.

• HDR Dolby Vision là công nghệ hình ảnh cao cấp được Dolby Laboratories công bố năm 2014, sử dụng tiêu chuẩn màu sắc DCI-P3 của công nghệ điện ảnh kỹ thuật số, cho chất lượng hình ảnh vượt trội (bảng 1) với chip chuyên dụng, mang đến trải nghiệm hình ảnh chất lượng cao với màu sắc chính xác, chi tiết và sống động hơn đối với phim kỹ thuật số và truyền hình độ nét siêu cao UHDTV.
HDR10 và Dolby Vision đều được phát triển dựa trên công nghệ electro-optical (chuyển đổi từ tín hiệu điện tử sang ánh sáng) có tên Perceptual Quantizer (PQ), làm thước đo cho dải động của hình ảnh.
• Công nghệ HLG* (Hybrid Log Gamma) là định dạng của hình thức truyền hình cáp, anten và vệ tinh được ra đời vào 2015 bởi đài truyền hình BBC (Anh) và NHK (Nhật Bản) phối hợp phát triển, nhằm tối ưu cho việc truyền tải, lưu trữ, tiết kiệm băng thông trong việc phát sóng các nội dung HDR cho các dòng TV đời cũ không hỗ trợ công nghệ 4K, 8K HDR. HLG sẽ mã hóa thông tin HDR và SDR thành một tín hiệu HLG duy nhất. Khi đến TV, tín hiệu HLG sẽ được hiển thị ở định dạng HDR với TV hỗ trợ HLG/ HDR, và sẽ được hiển thị ở dạng SDR được điều chỉnh tỉ lệ cẩn thận để đến gần hơn với HDR của chiếc TV không hỗ trợ HDR. Nhờ vậy mà các nội dung SDR sẽ trở nên rõ ràng, sắc nét hơn.

Bảng 2: So sánh một số tiêu chuẩn hiển thị và trình diễn hình ảnh và video kỹ thuật số.
Về các định dạng và tiêu chuẩn âm thanh, hình ảnh và video kỹ thuật số chúng tôi trình bày vào dịp khác.

• Điện ảnh kỹ thuật số bắt đầu được chiếu rạp vào năm 2004, không phụ thuộc vào việc sử dụng các chuẩn, tỉ lệ và tốc độ khung hình dùng cho truyền hình HDTV và UHDTV hay video độ nét cao. Từ năm 2016, việc chuyển sang công nghệ điện ảnh kỹ thuật số diễn ra ở gần như tất cả các phòng chiếu tại các nước phát triển, và ở phần lớn các phòng chiếu tại các nước mới nổi.
Tập tin kỹ thuật số DCP (Digital Cinema Package) của một phim rạp tiêu chuẩn có dung lượng 90-300GB, được mã hóa lưu vào ổ cứng riêng và chuyển đến rạp chiếu bằng phương tiện giao thông hoặc phương tiện truyền thông (vệ tinh hay đường truyền cáp quang). Mã hóa DCP được gắn chặt với các thiết bị phần cứng (máy chủ và máy chiếu) phim đó. Một trailer có dung lượng từ 200 đến 400MB.
• Kỹ thuật HDR/ HLG và Dolby Vision với chuẩn màu DCI-P3 và Rec.2020 đang được tăng áp dụng trong các lĩnh vực như truyền hình Ultra HD, điện ảnh kỹ thuật số, video 4K kỹ thuật số và VR/AR/MR từ sản xuất đến phân phối, mang lại chất lượng hình ảnh vượt trội. Đặc biệt trong công nghiệp điện ảnh, các công nghệ này giúp đảm bảo tính nhất quán và chính xác về màu sắc trong tất cả các khâu, từ quay phim, chỉnh sửa đến phân phối trình chiếu phim.
Trong khi, nội dung UHD kỹ thuật HDR được cung cấp trực tuyến với chuẩn màu DCI-P3 (Netflix từ năm 2017, YouTube từ năm 2018) và chuẩn màu Rec.2020 (từ năm 2018), giúp hiển thị và trình diễn hình ảnh và video 4K với chất lượng cao, mang đến những cảnh phim sống động và chân thực với màu sắc chính xác và chi tiết, nhất là trong các vùng tối và rất sáng.
3. Các hệ màu và mô hình màu sắc phổ biến - bảng 3

Hệ màu Năm ra đời và tổ chức phát triển Nguyên lý hoạt động Đặc điểm kỹ thuật Ưu điểm Nhược điểm Ứng dụng
HỆ MÀU CMYK - Thế kỷ 18: Nhà in Jacob Reimers Đức phát triển một hệ thống dựa trên ba màu mực in: đỏ, vàng, lam.
- Cuối thế kỷ 19: Hệ thống CMYK hiện đại với màu đen (K) bổ sung thêm để tăng cường độ sâu và độ chính xác của màu sắc.
Dựa trên mô hình màu trừ (Subtractive Color Model), hấp thụ ánh sáng từ 4 màu cơ bản Xanh lơ (Cyan), Đỏ sen (Magenta), Vàng (Yellow), Đen (Key, có khi thay bằng Xanh đen). Khi ánh sáng chiếu vào vật thể in mực CMYK, một số ánh sáng sẽ bị hấp thụ bởi mực, trong khi một số ánh sáng khác sẽ phản xạ đến mắt người. Màu sắc nhìn thấy là màu của ánh sáng phản xạ. - Khi trộn các màu với nhau theo tỷ lệ khác nhau sẽ tạo ra màu mới tối hơn so với màu ban đầu. Khi trộn cả bốn màu cơ bản với nhau sẽ có được màu đen. i) Việc sử dụng Hệ màu CMYK có chi phí thấp hơn so với các loại mực và sơn màu CIE Lab và màu Pantone.
ii) Việc học hỏi và sử dụng hệ màu CMYK đơn giản hơn so với hệ màu khác như HSV/HSL, Lab và Pantone.
i) Hệ màu CMYK mô tả màu sắc kém chi tiết hơn và ít màu sắc hơn so với các hệ màu RGB, HSV/HSL, Lab và Pantone.
ii) Hệ màu CMYK mô tả màu sắc bị phụ thuộc với thiết bị, loại vật liệu và quy trình sản xuất khác nhau.
In ấn sách báo, tạp chí, nhãn mác, logo,... trên giấy, nhựa, kim loại và vật liệu khác.
HỆ MÀU RGB/ Chuẩn màu CIE 1931 - Thế kỷ 19: Michael Faraday, nhà vật lý người Anh, đã nghiên cứu lý thuyết về sự pha trộn màu sắc và vai trò của ánh sáng trong việc tạo ra màu sắc.
- Ủy ban Quốc tế về Ánh sáng (CIE) công biểu đồ màu CIE 1931 vào năm 1931.
- Hệ màu RGB dựa trên mô hình màu cộng (Additive Color Model), kết hợp ánh sáng từ 3 màu cơ bản Đỏ (Red), Lục (Green), Lam (Blue) theo tỷ lệ khác nhau để tạo ra vô số màu sắc khác nhau - mô hình màu trichromacy.
- Chuẩn màu CIE 1931 còn gọi là biểu đồ màu CIE 1931, biểu thị màu bằng hai tọa độ, x và y. Mỗi điểm trong biểu đồ đại diện cho một màu sắc cụ thể.
Vị trí của điểm xác định màu sắc dựa trên lượng ánh sáng đỏ (Red), lục (Green) và lam (Blue) cần thiết để tạo ra màu đó. Tọa độ x đại diện cho lượng ánh sáng đỏ (Red) so với tổng lượng ánh sáng (được gọi là độ chói). Tọa độ y đại diện cho lượng ánh sáng xanh lá cây (Green) so với tổng lượng ánh sáng. Đường cong gamma bên ngoài của biểu đồ đại diện cho gam màu của thị giác con người. i) Biểu thị tất cả các màu sắc mà mắt người có thị lực màu sắc trung bình có thể nhìn thấy.
ii) Việc học hỏi và sử dụng hệ màu RGB đơn giản hơn so với các hệ màu khác như HSV/HSL, Lab và Pantone.
iii) Việc áp dụng hệ màu RGB có chi phí thấp hơn so với các hệ màu khác.
i) Gam màu CIE 1931 không đại diện cho tất cả các màu sắc tồn tại trong vũ trụ, như không bao gồm các màu sắc có thể nhìn thấy được bởi các loài động vật khác.
ii) Một số người có thể nhìn thấy nhiều hoặc ít hơn màu sắc trong gam màu CIE 1931.
Hệ thống chuẩn sử dụng để đo lường và xác định màu sắc trong các lĩnh vực khác nhau liên quan màu sắc, như hiển thị màu trên màn hình thiết bị điện tử; Nhiếp ảnh; Truyền hình; Đồ họa máy tính; Khoa học chiếu sáng.
HỆ MÀU HSV/
HSL
1932: Harald Bode , nhà tâm lý học Đức, giới thiệu mô hình màu HSB (Hue, Saturation, Brightness), là tiền thân của HSV.
1970: Alvy Ray Smith người Anh, đưa ra mô hình màu HSL (Hue, Saturation, Lightness).
- Dựa trên mô hình thuộc tính màu sắc với ba thuộc tính cơ bản: Sắc thái (Hue - vị trí của màu trên vòng tròn màu cơ bản (đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím); Độ bão hòa (Saturation - mức độ tinh khiết của màu), Giá trị (Value/Lightness - độ sáng của màu). - Giá trị Hue từ 0 đến 255, với 0 là trắng và 255 là đen. Saturation và Value có giá trị từ 0 đến 255.
- Các biến thể của HSV tiếp tục được nghiên cứu và cải tiến mô tả các thuộc tính màu sắc chi tiết và chính xác hơn, bao gồm HSV+, HSLuv và CIELCH
i) Việc áp dụng hệ màu HSV/HSL có chi phí thấp hơn so với các hệ màu màu Lab và màu Pantone.
ii) Việc học hỏi và sử dụng hệ màu HSV/HSL đơn giản hơn so với hệ màu Lab và Pantone.
Hệ màu HSV/HSL mô tả màu sắc kém chi tiết hơn và ít màu sắc hơn hệ màu Lab và màu Pantone. HSV/HSL được sử dụng rộng rãi trong đồ họa máy tính, chỉnh sửa ảnh, vẽ tranh,...
HỆ MÀU CIE LAB Phát triển và công bố bởi Ủy ban Quốc tế về Ánh sáng (CIE) vào năm 1976. - Dựa trên mô hình không gian màu CIE Lab, còn gọi là mô hình màu Lab phát triển từ mô hình màu tetrachromacy, mô tả màu sắc một cách thống nhất và độc lập với thiết bị.
Mô hình màu tetrachromacy mô tả màu sắc tốt hơn với 4 màu cơ bản: đỏ, lục, lam, vàng.
Sử dụng ba tọa độ: L (Lightness) biểu thị độ sáng của màu, có giá trị từ 0 đến 100, L = 0 là đen và L = 100 là trắng.
a (Red-Green) biểu thị mức chênh giữa màu đỏ và màu lục. Giá trị a dao động từ -60 đến +60, với -60 là Green thuần túy và +60 là Red thuần túy.
b (Blue-Yellow) biểu thị mức chênh giữa màu lam và vàng. Giá trị b dao động từ -60 đến +60, với -60 là Blue thuần túy và +60 là Yellow thuần túy.
i) Màu sắc sẽ trông giống nhau bất kể hiển thị trên màn hình nào hay được in bằng máy in nào, mà không phụ thuộc vào đặc điểm của thiết bị hiển thị hoặc in ấn. ii) Mô tả màu sắc một cách chính xác hơn so với các mô hình màu khác như RGB, CMYK và HSV/HSL. iii) CIE Lab có thể mô tả nhiều màu sắc hơn so với CIE 1931. i) Việc sử dụng Hệ màu màu CIE Lab có chi phí cao hơn so với các hệ màu khác, bao gồm cả các loại mực và sơn hệ màu Pantone.
ii) Việc học hỏi và sử dụng hệ màu CIE Lab phức tạp hơn so với các hệ màu RGB, CMYK và HSV/HSL.
Hệ thống chuẩn sử dụng để đo lường và xác định màu sắc trong các ngành công nghiệp Dệt may, In ấn, Nhiếp ảnh, Truyền hình, Thiết kế đồ họa, Khoa học chiếu sáng.
HỆ MÀU PANTONE i) Giới thiệu lần đầu vào 1963 bởi Lawrence Herbert Pantone, nhà hóa học Mỹ, gồm 12 màu cơ bản.
ii) Hệ thống chuẩn hóa màu sắc The Pantone Color Matching System (PMS) nay thuộc công ty Pantone Inc. và được mở rộng với 18 màu cơ bản thuộc 4 loại màu, bao gồm cả các màu huỳnh quang và màu kim loại.
i) Mỗi màu Pantone được gán một mã số duy nhất, giúp dễ dàng xác định và truyền đạt màu sắc cụ thể. ii) Cung cấp các công thức pha màu cho từng màu, đảm bảo sự nhất quán trong việc tái tạo màu sắc trên các loại vật liệu và quy trình sản xuất khác nhau.
iii) Xuất bản các sổ màu vật lý và kỹ thuật số với hơn 2000 mẫu màu Pantone được đặt tên, đánh số và thông tin chi tiết về từng màu.
Hệ màu Pantone gồm nhiều loại màu: 18 màu cơ bản, là nền tảng để tạo ra các màu Pantone khác; Hàng nghìn màu in được tạo ra bằng kết hợp các màu cơ bản theo tỷ lệ nhất định; Hàng nghìn màu phủ được tạo ra từ kết hợp các màu cơ bản theo tỷ lệ nhất định, sử dụng phủ trên các bề mặt không tráng phủ, như vải, nhựa và kim loại; Các màu có hiệu ứng kim loại, như vàng, bạc và đồng... Các màu huỳnh quang sáng và rực rỡ, được sử dụng để tạo điểm nhấn. i) Cung cấp một ngôn ngữ chung để các nhà thiết kế, nhà sản xuất và khách hàng giao tiếp về màu sắc một cách chính xác. ii) Đảm bảo tính nhất quán về màu sắc trên các sản phẩm với nhiều chất liệu khác nhau, như vải, nhựa, kim loại, gốm sứ và sáp,... sản xuất bằng các quy trình khác nhau. iii) Giúp giảm thiểu sai sót và lãng phí do sai lệch màu sắc. i) Việc sử dụng màu Pantone thường có chi phí cao hơn so với các loại mực và sơn thông thường.
ii) Không phải tất cả các nhà sản xuất đều có sẵn màu Pantone.
iii) Việc học hỏi và sử dụng hệ thống Pantone phức tạp hơn so với các hệ màu khác, như CMYK, HSV/ HSL và Lab.
Được sử dụng và chấp nhận trên toàn thế giới bởi các chuyên gia và nhà sản xuất trong nhiều ngành công nghiệp, như Thiết kế đồ họa, In ấn, Thời trang, Mỹ phẩm, Xây dựng.

• Ngoài ra, còn có một số hệ màu khác ít phổ biến hơn như hệ màu RYB,...
4. Các tiêu chuẩn màu sắc phổ biến - bảng 4

Thông số Chuẩn màu Rec. 709 Tiêu chuẩn màu sRGB Chuẩn màu Adobe RGB Chuẩn màu ProPhoto RGB Chuẩn màu DCI-P3 Chuẩn màu Rec. 2020
Năm ra đời và tổ chức phát triển Còn gọi là BT.709, được ITU-R* phát hành vào năm 1990 cho hệ thống truyền hình độ nét cao (HDTV). Phát triển bởi HP và Microsoft, SMPTE* phát hành vào 1996 như tiêu chuẩn màu cho các hệ thống máy tính. Được phát triển và phát hành năm 1998 bởi Adobe Systems Incorporated cho tăng độ chính xác màu sắc trong chỉnh sửa ảnh và đồ họa. Ra mắt năm 1999 bởi Kodak để đáp ứng nhu cầu nhiếp ảnh chuyên nghiệp và người làm việc với hình ảnh có dải màu rộng. Digital Cinema Initiatives - Protocol 3 được phát triển và phát hành vào 2006 bởi DCI* và SMPTE* cho công nghiệp điện ảnh kỹ thuật số. Còn gọi là BT.2020, được công bố năm 2012 bởi ITU-R* và SMPTE* cho hệ thống truyền hình Ultra HD (UHDTV) và video kỹ thuật số.
Đặc điểm kỹ thuật Sử dụng mô hình màu RGB (Đỏ, Lục, Lam) và có gam màu bao phủ ~30% gam màu CIE 1931. Sử dụng điểm trắng D65 tương tự như sRGB; đường cong gamma tiêu chuẩn ITU-R BT.709, giúp tạo ra mối quan hệ phi tuyến tính giữa giá trị tín hiệu và độ sáng màn hình; và các quy định: độ phân giải, tỷ lệ khung hình, tỷ lệ điểm ảnh và yếu tố liên quan khác đến hệ thống HDTV. sRGB dựa trên mô hình màu RGB (Đỏ, Lục, Lam) và có gam màu bao phủ khoảng 32% gam màu CIE 1931. Sử dụng điểm trắng D65, tương ứng với nhiệt độ màu 6500 Kelvin; và các quy định: độ phân giải, tỷ lệ khung hình, tỷ lệ điểm ảnh và yếu tố liên quan khác đến màn hình máy tính. Gam màu bao phủ ~52% gam màu CIE 1931, tương đương ~162% gam màu sRGB. Cung cấp khả năng hiển thị nhiều sắc thái màu hơn, đặc biệt là các dải màu xanh lục và đỏ. Sử dụng mô hình màu RGB và màu trắng D65 tương tự như sRGB; Sử dụng đường cong gamma Adobe, được tối ưu hóa cho hiển thị hình ảnh trên màn hình. Gam màu bao phủ ~98% gam màu CIE 1931, rộng nhất trong các không gian màu phổ biến hiện nay. Cung cấp khả năng hiển thị gần như đầy đủ các sắc thái màu mà mắt người có thể nhìn thấy, bao gồm các sắc thái màu xanh lục, đỏ và lam mà các không gian màu hẹp hơn không thể thể hiện. Dựa trên mô hình màu RGB. Sử dụng màu trắng D64 khác với sRGB và Adobe RGB. Gam màu bao phủ 45,5% gam màu CIE 1931, rộng hơn 25% so với Rec. 709 và kém 4% so với NTSC 1953. Dựa trên mô hình màu RGB; Sử dụng điểm trắng D63 xanh hơn; cùng đường cong gamma tiêu chuẩn SMPTE RP 165, tạo ra mối quan hệ phi tuyến tính giữa giá trị tín hiệu và độ sáng màn hình; và các quy định: độ phân giải, tỷ lệ khung hình, tỷ lệ điểm ảnh và các yếu tố khác liên quan đến phim kỹ thuật số. Gam màu bao phủ ~70,9% gam màu CIE 1931, rộng hơn ~93% chuẩn Rec.709. Sử dụng mô hình màu XYZ dựa trên ba màu cơ bản X, Y và Z. Sử dụng điểm trắng D64 như ProPhoto RGB; đường cong gamma tiêu chuẩn ITU-R BT.2020; và các quy định: độ phân giải, tỷ lệ khung hình, tỷ lệ điểm ảnh và các yếu tố khác liên quan đến hiển thị màu sắc trên màn hình UHDTV.
Ưu điểm i) Hiện được hỗ trợ rộng rãi bởi hầu hết các thiết bị và phần mềm, gồm hầu hết các thiết bị gia đình và chuyên nghiệp. ii) Gamma màu được tối ưu hóa cho HDTV, mang lại hình ảnh sắc nét, sống động với màu sắc chính xác và nhất quán trên tất cả các thiết bị HDTV (TV, máy chiếu và PC,...). i) sRGB là tiêu chuẩn phổ biến nhất, được hỗ trợ rộng rãi bởi hầu hết các thiết bị và phần mềm. ii) Hình ảnh hiển thị tương đối giống nhau trên nhiều loại thiết bị khác nhau. iii) Dễ sử dụng bởi sRGB là một không gian màu đơn giản và dễ hiểu, phù hợp cho người dùng ở mọi cấp độ kỹ thuật. i) Gam màu rộng hơn sRGB, cho hiển thị nhiều sắc thái màu hơn, nhất là xanh lục và đỏ; đặc biệt phù hợp cho chỉnh sửa ảnh tự nhiên, ảnh chụp macro, và đồ họa.
ii) Giúp giảm thiểu tình trạng banding để màu sắc đồng nhất trong hình ảnh. iii) Cung cấp độ chính xác màu sắc cao, nhất là trong ứng dụng chuyên nghiệp như in ấn và sản xuất video.
i) Gam màu rộng nhất trong các tiêu chuẩn màu mắt người nhìn thấy.
ii) Trở thành lựa chọn tốt nhất cho ảnh phong cảnh, ảnh tự nhiên, ảnh macro và các ứng dụng khác đòi hỏi độ chính xác và chi tiết màu sắc cao.
iii) Hỗ trợ tốt cho các hiệu ứng đặc biệt và chỉnh sửa ảnh nâng cao.
i) Gam màu rộng hơn đáng kể so với sRGB và Rec.709, cho hiển thị màu sắc phong phú, sống động và chân thực hơn, nhất là màu sắc rực rỡ, bão hòa cao trong các dải màu đỏ và
xanh lá cây.
ii) Mang đến trải nghiệm hình ảnh chất lượng cao với màu sắc chính xác và chi tiết đối với phim kỹ thuật số. Đặc biệt đối với bảng vẽ màn hình kỹ thuật số.
i) Gam màu rộng cho hiển thị màu sắc phong phú, chính xác và chi tiết hơn hẳn Rec.709, DCI-P3 và Adobe RGB; nhất là các màu rực rỡ, bão hòa cao trong dải màu đỏ, cam và lam.
ii) Mang đến trải nghiệm hình ảnh UHDTV sống động và chân thực, đặc biệt là trong các vùng tối và sáng trong các lĩnh vực như truyền hình, điện ảnh, video kỹ thuật số và
Nhược điểm i) Rec. 709 có gam màu hạn chế hơn, không thể hiển thị đầy đủ một số màu sắc rực rỡ so với các tiêu chuẩn màu sắc mới hơn như Rec. 2020.
ii) Không phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi gam màu rộng hơn, như nhiếp ảnh và thiết kế đồ họa chuyên nghiệp hoặc phim ảnh kỹ thuật số.
i) Gam màu hẹp, không thể hiển thị đầy đủ gam màu mà mắt người có thể nhìn thấy, dẫn đến thiếu một số sắc thái màu nhất định, nhất là trong dải màu lục và đỏ.
ii) sRGB không đủ tốt cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác màu sắc cao như nhiếp ảnh và thiết kế đồ họa chuyên nghiệp hay in ấn sản phẩm cần gam màu rộng hơn.
i) Adobe RGB không được hỗ trợ rộng rãi như sRGB và Rec. 709. Một số màn hình, máy in và phần mềm không hỗ trợ Adobe RGB, dẫn đến hiển thị màu sắc không chính xác.
ii) Hình ảnh lưu ở định dạng Adobe RGB có kích thước tệp lớn hơn so với sRGB và Rec.709.
iii) Không phù hợp cho tất cả các ứng dụng, như với người dùng thông thường thì sRGB vàRec.709 phù hợp hơn.
i) Kích thước tệp hình ảnh lưu ở định dạng ProPhoto RGB lớn hơn hẳn so với định dạng Rec.709, sRGB hoặc Adobe RGB.
ii) Ít phổ biến hơn Rec. 709, sRGB và Adobe RGB, cần có màn hình và thiết bị phát tương thích hỗ trợ gam màu rộng tương ứng.
iii) ProPhoto RGB hiện không được hỗ trợ rộng rãi trên các thiết bị và phần mềm.
i) Ít phổ biến hơn sRGB và Rec.709, cần có màn hình và thiết bị phát tương thích với DCI-P3. Nội dung DCI-P3 sẽ không hiển thị chính xác trên các thiết bị không hỗ trợ DCI-P3.
ii) Chi phí nội dung và thiết bị DCI-P3 có cao hơn hẳn.
iii) Hiện số lượng nội dung được sản xuất theo tiêu chuẩn DCI-P3 còn hạn chế, mà chủ yếu là phim ảnh kỹ thuật số.
i) Hiện Rec.2020 vẫn chưa được áp dụng rộng rãi như sRGB, Rec.709 và DCI-P3. Lý do chủ yếu là yêu cầu về băng thông cao hơn để truyền tải nội dung và sự thiếu hụt thiết bị tương thích cùng nội dung Rec. 2020.
ii) Thiết bị và nội dung Rec. 2020 có giá thành cao. iii) Nội dung Rec. 2020 sẽ không hiển thị chính xác trên các thiết bị không hỗ trợ.
Ứng dụng i) Sử dụng rộng rãi trong truyền hình HDTV cáp và vệ tinh, video Blu-ray và DVD HD; các dịch vụ phát video trực tuyến như Netflix, Amazon Prime Video và YouTube.
ii) Hiện có rất nhiều thiết bị điện tử như TV, máy chiếu, máy tính, máy quay video, đầu phát video Blu-ray, smartphone, table và bộ phát sóng đều hỗ trợ Rec. 709.
i) Làm không gian màu mặc định cho hầu hết các màn hình máy tính và thiết bị di động và TV đáp ứng hiển thị hình ảnh cơ bản như xem ảnh/ video gia đình/ du lịch; video, phim ảnh, hình ảnh online.
ii) Chuẩn màu mặc định cho Microsoft Office, các phần mềm văn phòng khác; và hầu hết game điện tử.
i) Chỉnh sửa ảnh và thiết kế đồ họa chuyên nghiệp với khả năng hiển thị và chỉnh sửa màu sắc chính xác hơn.
ii) Cung cấp nhiều không gian màu hơn để làm việc với hình ảnh, đồ họa, in ấn và sản xuất video chuyên nghiệp.
iii) Tiêu chuẩn màu sắc phổ biến sử dụng cho màn hình và máy in cao cấp.
i) ProPhoto RGB là lựa chọn được ưu tiên cho các nhiếp ảnh gia cần lưu giữ dải màu rộng nhất có thể trong ảnh.
ii) Áp dụng trong thiết kế đồ họa và in ấn chuyên nghiệp; Phát triển game số.
iii) Với sự phát triển không ngừng của công nghệ màn hình và phần mềm, khả năng tương thích và tính ứng dụng của ProPhoto RGB sẽ tiếp tục được cải thiện trong thời gian tới.
i) Sử dụng rộng rãi trong điện ảnh kỹ thuật số, giúp đảm bảo tính nhất quán và chính xác về màu sắc từ quay phim, chỉnh sửa đến phân phối trình chiếu phim.
ii) Tiêu chuẩn cho tất cả các rạp chiếu phim kỹ thuật số, bao gồm các rạp chiếu phim 2D và 3D.
iii) Áp dụng cho màn hình chuyên, máy chiếu và TV cao cấp.
iv) Hiện nay sử dụng
trong nhiều lĩnh vực ngoài điện ảnh, bao gồm: nhiếp ảnh, thiết kế đồ họa, phát triển game VR/AR/MR, sản xuất video số.
i) Sử dụng cho công nghiệp truyền hình kỹ thuật số, bao gồm truyền hình UHDTV, video Blu-ray 4K và dịch vụ phát trực tuyến UHD.
ii) Sử dụng trong sản xuất và phân phối phim ảnh kỹ thuật số và VR/AR, giúp mang lại hình ảnh chất lượng cao.
iii) Phù hợp cho các ứng dụng VR và AR/MR, giúp tạo ra trải nghiệm thực tế và sống động hơn.
Phần mềm đang hỗ trợ Hầu hết các phần mềm chỉnh sửa video, phần mềm phát video và trình duyệt web đều hỗ trợ Rec. 709. Hầu hết các phần mềm chỉnh sửa và xem ảnh, thiết kế đồ họa ảnh; và các trình duyệt web phổ biến như Chrome, Firefox, Safari và Edge. Adobe Photoshop, Capture One, Luminar, Affinity Photo, CorelDRAW, Các phần mềm chỉnh sửa ảnh, thiết kế đồ họa và in ấn chuyên nghiệp khác. Adobe Photoshop từ 2003, Luminar, Capture One và Leaf Capture từ 2018. Adobe Premiere Pro, DaVinci Resolve, Final Cut Pro, Avid Media Composer, Unreal Engine và Unity. Adobe Premiere Pro, DaVinci Resolve, Final Cut Pro, Avid Media Composer, Unreal Engine, Unity.
Một số áp dụng cụ thể quan trọng 1996: DVD sử dụng Rec.709 làm tiêu chuẩn màu.
2000: HDTV sử dụng Rec.709 phổ biến rộng rãi.
2006: Ra mắt Blu-ray Disc sử dụng chuẩn Rec.709.
2012: Rec.709 là một không gian màu phụ của tiêu chuẩn Rec. 2020.
2014: CEA* công bố logo "Ultra HD Premium", yêu cầu màn hình 4K và hỗ trợ Rec.709.
2018: YouTube bắt đầu hỗ trợ nội dung HDR* với Rec.709.
1998: Microsoft Windows, và Apple Macintosh (1999) bắt đầu hỗ trợ sRGB.
2000: ảnh nén JPEG 2000 phát hành với gam màu mặc định sRGB.
2004: CEA* công bố "HD Ready", yêu cầu màn hình 720p và sRGB.
2012: sRGB là một không gian màu phụ của tiêu chuẩn mới Rec. 2020.
2019: W3C công bố phiên bản mới của CSS* hỗ trợ tốt hơn cho sRGB và gam màu khác.
2006: Apple bắt đầu hỗ trợ Adobe RGB trên các thiết bị Mac.
2010: Adobe Photoshop hỗ trợ màu nâng cao Adobe RGB.
2012: Windows 7 bắt đầu hỗ trợ Adobe RGB.
2016: CEA* công bố logo "Ultra HD Premium", yêu cầu màn hình 4K và hỗ trợ Adobe RGB.
2019: Adobe ra mắt Lightroom Classic với các cải tiến hỗ trợ Adobe RGB.
2010: Các nhà sản xuất máy ảnh chuyên nghiệp như Phase Capture Pilot và Leaf tích hợp ProPhoto RGB vào máy ảnh.
2016: CEA* công bố logo "Ultra HD Premium", yêu cầu màn hình 4K và hỗ trợ ProPhoto RGB.
2018: Một số phần mềm chỉnh sửa ảnh phổ biến như Luminar, Capture One và Leaf Capture bổ sung hỗ trợ cho ProPhoto RGB.
2010: Apple hỗ trợ DCI-P3 trên máy Mac
2012: Ra định dạng HDR* Dolby Vision sử dụng DCI-P3.
2014: DCI-P3 trở thành một không gian màu phụ của tiêu chuẩn mới Rec.2020.
2015: CEA* công bố
"Ultra HD Premium", yêu cầu màn hình 4K và hỗ trợ DCI-P3.
2016: Windows 10 bắt đầu hỗ trợ DCI-P3.
2017: Netflix bắt đầu cung cấp nội dung HDR* với DCI-P3.
2018: YouTube bắt đầu hỗ trợ DCI-P3.
2021: Samsung, Apple,Google sử dụng DCI-P3 cho di động.
2014: CEA* công bố "Ultra HD Premium", yêu cầu màn hình 4K và hỗ trợ Rec.2020.
2015: Đài truyền hình NHK phát thử nghiệm nội dung Rec.2020.
2016: Đài truyền hình BBC phát thử nghiệm nội dung Rec.2020.
2017: Netflix bắt đầu cung cấp nội dung HDR* với Rec.2020.
2018: Các nhà sản xuất TV lớn như Samsung và LG bán ra TV hỗ trợ Rec.2020.
2019: Liên minh Phát sóng châu Âu (EBU) công bố hướng dẫn triển khai Rec.2020.

Chú thích: ITU-R* - Liên minh Viễn thông Quốc tế; SMPTE* - Hiệp hội Kỹ sư Điện ảnh và Truyền hình; DCI* - Tổ chức liên kết nhiều hãng phim lớn: Disney, Fox, MGM, Paramount, Sony Pictures Entertainment, Universal, và Warner Bros Studios; CEA* - Hiệp hội Điện tử Tiêu dùng; CSS* - Ngôn ngữ lập trình markup dùng để định dạng các trang web; HDR* - Dải tương phản động rộng, đề cập kỹ thuật thể hiện chi tiết màu sắc ở cả những cảnh rất sáng và rất tối.
• Ngoài ra, còn có một số tiêu chuẩn màu khác ít phổ biến hơn như: DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) giúp đảm bảo lưu trữ, truyền tải và hiển thị hình ảnh y tế như X-quang, CT, MRI, v.v. chính xác và nhất quán trên mọi thiết bị y tế, từ màn hình máy tính đến phim in. DICOM sử dụng gam màu sRGB hoặc GSDF (Grayscale Standard Display Function); Hỗ trợ kênh màu 8-16 bit; và quy định cách thức ánh sáng được hiển thị trên màn hình cho từng giá trị màu.
Hệ thống màu Munsell (HVC) mô tả và sắp xếp màu sắc dựa trên ba thuộc tính cơ bản: Sắc độ (Hue) - vị trí của màu sắc trên vòng tròn màu 360o; giá trị (Value) - độ sâu, dao động từ đen (0) đến trắng (10) và độ bão hòa (Chroma) - độ tinh khiết hoặc sự sống động của màu sắc, thể hiện mức độ pha trộn của màu sắc với màu xám. Hệ thống này được phát triển bởi Albert Munsell vào đầu thế kỷ 20 và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như nghệ thuật, thiết kế, khoa học và công nghiệp.
• Trước đây, có một số tiêu chuẩn màu analog rất phổ biến, như PAL và NTSC được sử dụng làm tiêu chuẩn màu cho các hệ thống truyền hình analog trên toàn thế giới những năm 1960 - 2000.
Tiêu chuẩn màu PAL (Phase Alternating Line) ra đời vào năm 1963, phát triển bởi công ty Telefunken của Đức, được sử dụng cho hệ thống truyền hình tại châu Âu, châu Á, Úc, New Zealand.
Tiêu chuẩn màu NTSC (National Television System Committee) ra đời vào năm 1953 do Ủy ban Hệ thống Truyền hình Quốc gia Hoa Kỳ (NTSC) phát triển và được áp dụng đầu tiên ở Mỹ vào năm 1960. Sau đó được sử dụng cho hệ thống truyền hình toàn Bắc Mỹ, Anh, Nhật Bản, Hàn Quốc.
Từ 2000s, PAL và NTSC dần được thay thế bởi chuẩn màu kỹ thuật số như DVB, ATSC, ISDB, DTMB. Tuy nhiên, PAL và NTSC vẫn được sử dụng với thiết bị cũ và khu vực chưa có hạ tầng KTS.
5. Một số lưu ý về cài đặt, hiệu chỉnh và quản lý màu sắc hiển thị trên màn hình
1) Hiện nay có nhiều dòng màn hình, cũng như nhiều phần mềm (bao gồm hệ điều hành và phần mềm ứng dụng) hỗ trợ các tiêu chuẩn màu khác nhau.
Các thiết bị như máy tính, máy chiếu, màn hình máy tính và bảng vẽ màn hình có khả năng xử lý và tái tạo được màu sắc khác nhau với hỗ trợ tiêu chuẩn màu khác nhau, mang lại độ chính xác màu sắc khác nhau. Gam màu hỗ trợ càng rộng thì hình ảnh được tạo ra càng phong phú màu sắc.
2) Có sự chồng chéo màu sắc giữa các dòng thiết bị và phần mềm với khả năng tạo ra khu vực riêng trong không gian màu. Và sẽ có gam màu phù hợp nhất với những ứng dụng cụ thể khác nhau.
3) Những công việc hay dự án cụ thể cần thiết quản lý màu sắc, đảm bảo đồng bộ và thống nhất màu sắc ở mọi khâu và giữa các tổ chức liên quan. Gam màu là ngôn ngữ chung xác định màu sắc.
                                                                      
           Hình 3: So sánh độ rộng của các Gam màu sRGB, Rec.709, DCI-P3,                       Hình 4: Tiêu chuẩn hiển thị và trình diễn hình ảnh và video 
                                         Adobe RGB và Rec.2020                                                                             Alliance UHD Premium và những hãng sử dụng.

4) Hiện tính năng quản lý màu trong hệ điều hành như Windows 10 và 11 hoặc macOS cung cấp quản lý màu ở cấp hệ thống để đảm bảo màu sắc trên các ứng dụng hiển thị chính xác và nhất quán.
Chẳng hạn, tính năng quản lý màu tự động trên Windows 10 và 11 rất hữu dụng: i) Giúp đảm bảo các màn hình máy tính hiển thị màu sắc trên các ứng dụng được chính xác và nhất quán - cho dù các ứng dụng có quản lý bằng màu hay không. ii) Giúp các ứng dụng mới và cập nhật kết xuất nhiều màu hơn với độ chính xác cao hơn. Ví dụ trong chuyển màu, đổ bóng và cảnh tối hoặc ảnh chụp tốt hơn. iii) Giúp các ứng dụng có thể sử dụng màu sắc rộng tới 10-16 bit. iv) Trên các màn hình chỉ hỗ trợ màu 8 bit cũng giúp cải thiện chất lượng màu bằng các kỹ thuật khác nhau, chẳng hạn như làm hòa sắc.
5) Với nhu cầu thông thường thì chỉ cần cài đặt hiển thị màu sắc cho màn hình với chọn Color Format, Preset Modes và điều chỉnh thông số Brightnes, Contrast, Sharpnes,... của màn hình để mắt nhìn rõ nhất màu sắc trên màn hình; hoặc chọn Profile màu phù hợp đã có trong hệ điều hành thiết bị.
6) Trong đồ họa chuyên nghiệp, việc màu sắc được hiệu chỉnh đầy đủ, chính xác đặc biệt quan trọng, nhằm đảm bảo màu sắc luôn nhất quán từ đầu đến cuối dự án. Ngoài thiết bị có hỗ trợ Gam màu đủ rộng thì cần thiết sử dụng hệ điều hành có tính năng hỗ trợ và quản lý màu sắc phù hợp.
                     
          Hình 5: Cài đặt điểm trắng cho màn hình máy Mac bằng công cụ                     Hình 6: Giao diện menu Profiling của DisplayCal 3.8.9.3
                        Display Calibrator Assistant trong macOS
Cấu hình màu cho màn hình bằng việc tạo Profile màu tùy chọn với chọn Gam màu, thiết lập mức gamma gốc của màn hình và cài đặt điểm trắng cho mỗi dự án, công việc. Giải pháp hiệu quả thường được áp dụng là thiết lập bảng màu riêng với gam màu mà các thiết bị liên quan đều hỗ trợ.
7) Hiệu chỉnh màu hiển thị trên các loại thiết bị chuyên nghiệp thường sử dụng phần mềm chuyên dụng như DisplayCal. Tuy nhiên sẽ cần đến thiết bị đo màu và kiến thức màu chuyên ngành.
Có nhiều thiết bị đo màu khác nhau: i) Rẻ và phổ biến nhất là các dòng máy đo màu (Colorimeter) đến từ Datacolor như Spyder (4, 5, X), hoặc từ X-Rite như Color Munki (Smile, Display), i1 Display Pro. ii) Cao cấp, chính xác hơn và thường sử dụng trong ngành in ấn, may mặc là các loại quang phổ kế (Spectrometer) như X-Rite Color Munki (cho Design/Photo) hoặc i1 Pro 2 (cho Printing/ Garmet)./.