Khi đọc về khả năng quay video của một chiếc máy ảnh, bạn có thể đã gặp các thông số kỹ thuật cho biết rằng máy ảnh hỗ trợ lấy mẫu màu “4:2:0” hoặc “4:2:2”. Những con số này có liên quan đến cách dữ liệu hình ảnh được mã hóa. Ý nghĩa của chúng là gì, sự khác biệt giữa chúng là gì, và chúng ảnh hưởng đến video của bạn như thế nào? Đọc tiếp để biết lời giải thích dễ hiểu.

 

Sự khác biệt giữa RGB và YCbCr là gì?

Có thể bạn đã quen với mô hình RGB trong hiển thị hình ảnh màu kỹ thuật số, trong đó các màu khác nhau được hình thành bằng cách kết hợp ba màu cơ bản của ánh sáng—đỏ, lục và lam (RGB)—theo các tỉ lệ khác nhau. Tuy nhiên, bạn có biết rằng ngoài RGB, thông tin màu sắc cũng có thể được ghi lại bằng một phương pháp được gọi là “YCbCr”? Trên thực tế, ảnh JPEG được ghi bằng tín hiệu YCbCr.

 

YCbCr là gì?

YCbCr sử dụng 3 tín hiệu khác nhau, khi kết hợp, có thể tái tạo hình ảnh màu:
- Độ chói (độ sáng) - Y
- Chênh lệch màu xanh lam - Cb
- Chênh lệch màu đỏ - Cr

YCbCr có nguồn gốc từ phát sóng truyền hình. Khi thế giới chuyển tiếp từ truyền hình đen trắng sang truyền hình màu, nó cho phép chỉ sử dụng một tín hiệu để phát cả hình ảnh đen trắng và hình ảnh màu. TV đen trắng chỉ có thể sử dụng tín hiệu Y (độ chói) để hiển thị hình ảnh đen trắng, trong khi TV màu cũng sẽ sử dụng tín hiệu Cb và Cr để hiển thị màu. Các phương pháp mã hóa tương tự là phương pháp YUV (Phiên bản tiếng Anh) và YPbPr.

Quy trình chuyển đổi RGB sang YCbCr

1. Máy ảnh tạo ra một hình ảnh RGB từ ánh sáng mà cảm biến hình ảnh nhận được.
2. Hình ảnh RGB được mã hóa thành một tín hiệu YCbCr, tín hiệu này được ghi lại và truyền đến các thiết bị xem.
3. Thiết bị hiển thị (máy tính, TV hoặc màn hình) giải mã tín hiệu YCbCr và chuyển đổi chúng trở lại thành RGB để hiển thị.

Vì dữ liệu hình ảnh gốc và hình ảnh được hiển thị đều ở dạng RGB, chúng ta thường không phải quan tâm nhiều đến tín hiệu YCbCr.

 

Mã hóa RGB “4:2:2” và “4:2:0”: Lấy mẫu con chroma (sắc độ) và nén dữ liệu

Đối với con người, sự khác biệt về độ sáng dễ nhận thấy hơn so với sự khác biệt về màu sắc. Lấy mẫu con chroma (màu) là một phương pháp sử dụng hiện tượng này để giảm thông tin màu khi chuyển đổi các tập tin RGB thành tín hiệu YCbCr để cho phép có các tập tin dữ liệu nhỏ hơn. 4:2:2 và 4:2:0 đề cập đến các phương pháp lấy mẫu con chroma khác nhau.

Cách hoạt động của nó là gì?

Lấy mẫu màu diễn ra cho mỗi 8 pixel trong một mảng 4×2.

Kênh độ chói (Y) cho tất cả 4 cột pixel đang ghi, do đó số đầu tiên là "4".
Số thứ hai cho biết số lượng tín hiệu chênh lệch màu sắc (CbCr) được ghi lại từ hàng pixel đầu tiên.
Số thứ ba cho biết số lượng tín hiệu chênh lệch màu sắc (CbCr) được ghi lại từ hàng pixel thứ ba.

 

 

Vì con người kém cảm nhận hình ảnh về sự khác biệt màu sắc hơn, nên hầu hết mọi người thường sẽ không nhận thấy sự suy giảm chất lượng hình ảnh do thông tin pixel không được ghi lại. Việc ghi ít thông tin hơn sẽ giúp giảm kích thước của những gì có thể đã là một lượng lớn dữ liệu.

Đọc thêm về quy trình giải mã màu sắc ở đây (Phiên bản tiếng Anh)

 

Sự khác biệt giữa 4:2:0 và 4:2:2 là gì?

Như các hình minh họa bên trên cho thấy, 4:2:2 ghi lại nhiều thông tin màu hơn so với 4:2:0.

Hiện nay, TV, định dạng DVD/Blu-ray, và hầu hết các thiết bị hiển thị hình ảnh và âm thanh khác đều hoạt động với tín hiệu YCbCr 4:2:0. Đối với chế độ xem bình thường, chúng ta có thể sẽ không cho rằng hình ảnh tín hiệu 4:2:0 là chất lượng kém.

Tuy nhiên, trong sản xuất video, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng cảnh quay có chất lượng cao nhất có thể. Tất nhiên, vì nó ghi lại dữ liệu YCbCr từ mọi pixel, 4:4:4 cung cấp chất lượng cao nhất—và đó là dữ liệu RAW. Nhưng nhược điểm của điều đó là kích thước tập tin lớn, có thể không khả thi đối với các tình huống sản xuất nhất định.

Đó là khi lấy mẫu con phát huy tác dụng. Việc lấy mẫu con 4:2:0 cung cấp các tập tin nhẹ nhất, nhưng thông tin về màu sắc bị giảm bớt khiến cho việc chỉnh sửa hậu kỳ mất nhiều thời gian hơn. Trong khi đó, 4:2:2 giảm kích thước tập tin trong khi lưu trữ nhiều thông tin màu hơn, điều này không chỉ cho phép có khả năng linh hoạt cao hơn trong quá trình chỉnh sửa mà còn giữ lại được chất lượng hình ảnh cao ngay cả sau khi thực hiện colour grading.

Bạn thấy sự khác biệt?

Hãy kiểm tra kỹ hai ảnh bên dưới. Bạn có thể thấy những khác biệt gì?

Hai ảnh bên trên cho thấy cùng một vật thể, được ghi lại với các tín hiệu lần lượt là 4:2:0 và 4:2:2. Hãy quan sát đường viền của đối tượng so với hậu cảnh. Bạn có nhận thấy hiện tượng chảy màu và sai màu giữa các cạnh của đối tượng và hậu cảnh trong ảnh 4:2:0 không? Trong khi đó, các cạnh trong ảnh 4:2:2 "sạch hơn" và sắc nét hơn. Vì lý do này, quay cảnh màn hình xanh theo tỷ lệ 4:2:2 mang lại kết quả tốt hơn.

Ví dụ bổ sung về sự khác biệt hình ảnh ở đây (Phiên bản tiếng Anh)

 

Tóm tắt

- Trong quay video, lấy mẫu màu giúp giảm kích thước tập tin trong khi giữ cho sự khác biệt hình ảnh ở mức tối thiểu.
- 4:2:0 và 4:2:2 là các phương pháp lấy mẫu màu khác nhau trong quy trình mã hóa tín hiệu. 
- 4:2:0 ghi lại ít thông tin màu hơn so với 4:2:2, điều này ảnh hưởng đến colour grading và chuyển tiếp cạnh.
- 4:2:2 cung cấp khả năng linh hoạt hơn trong colour grading, và mang lại kết quả tốt hơn cho cảnh quay màn hình xanh.

Các máy ảnh Canon nào hỗ trợ ghi 4:2:2? Tìm hiểu về các yếu tố khác cần xem xét khi chọn máy ảnh để sản xuất video nghiêm túc trong:
EOS C70, R5 C, R5 hay R3: Nên Mua Máy Nào Để Quay Video?

 

---

---