CODEC – PHẦN 2: BIT DEPTH

Để chọn được codec phù hợp cho production của mình, bạn cần phải hiểu về một số khái niệm cơ bản có liên quan tới codec, đầu tiên là bit depth.

Đầu tiên, bạn cần hiểu về bit depth (hay còn gọi là color depth). Về cơ bản, đây là số màu tạo nên một hình ảnh. Các mức bit depth phổ biến nhất cho video là 8-bit (16 triệu màu), 10-bit (1 tỷ màu) và 12-bit (68 tỷ màu). Các codec có bit depth có thể lưu trữ được nhiều màu hơn, điều này làm cho video hiển thị mượt mà hơn và tinh tế hơn. Nói chung, các codec có bit depth lớn hơn cho chất lượng hình ảnh cao hơn, nhưng nó cũng cho các file lớn hơn. Tốt nhất là sử dụng một codec có bit depth lớn để capture, chỉnh màu và xử lý VFX.

Để tìm hiểu sâu hơn về bit depth, hãy tưởng tượng bạn muốn vẽ một bức tranh về cảnh mặt trời lặn, nhưng bạn chỉ có một chì hộp màu cơ bản với 16 màu. Cảnh mặt trời lặn trong thực tế có rất nhiều màu sắc, từ màu vàng chói chang đến màu cam, từ màu đỏ nhạt đến màu tím. Nếu tất cả những gì bạn có là 16 cây bút chì màu này, bạn sẽ không thể vẽ lại tất cả các sắc thái khác nhau đó. Bạn sẽ vẫn có thể vẽ được bức tranh, nhưng nó sẽ không thực sự xuất sắc.

Nhưng nếu bạn có một hộp chì 12 màu thì sao? Bây giờ bạn có thể sử dụng số màu nhiều gấp đôi, nhưng hình ảnh vẫn không giống với thực tế lắm. Bây giờ, nếu bạn có một hộp chì 1024 màu thì sao? Lúc này, bạn đã có thể vẽ một bức tranh khá đẹp. Bạn không thể có được tất cả các màu sắc mà bạn cần để vẽ một cảnh hoàng hôn giống như thật, nhưng bạn sẽ có một bức tranh đẹp hơn khi so với bức bạn vẽ bằng 16 hoặc 32 màu. Và nếu bạn càng có thêm nhiều màu sắc trong hộp màu, bạn sẽ có thể vẽ một bức tranh đẹp hơn.

Ví dụ này có vẻ hơn đơn giản, nhưng nó giúp hiểu cách bit depth hoạt động. Bit depth của một codec về cơ bản là một hộp màu mà nó có thể dùng để xây dựng hình ảnh. Bit depth càng lớn thì hộp màu càng lớn (số lượng màu càng lớn) và hình ảnh được tạo ra càng giống với thực tế.

Bit Depth được đo lường như thế nào

Để hiểu đầy đủ về bit depth, chúng ta cần khám phá cách hình ảnh kỹ thuật số hoạt động một cách chi tiết hơn.

Có lẽ bạn đã biết rằng hình ảnh kỹ thuật số động và tĩnh đều được tạo thành từ các điểm ảnh (pixel) và mỗi điểm ảnh là một sự pha trộn giữa ba kênh màu cơ bản (đỏ, xanh lá và xanh dương – RGB) để tạo ra các màu sắc khác nhau của hình ảnh.

Điều bạn có thể không biết là cách các màu sắc này được máy tính xác định. Mỗi trong ba kênh màu có một dải các giá trị khả thi có thể được gán, và dải này được lưu trữ dưới dạng một số đơn. Điều này quyết định số lượng lớn hay nhỏ mà con số này có thể là số bit mà máy tính dùng để lưu trữ nó.

Một bit chỉ là một đơn vị thông tin nhị phân, được hiển thị dưới dạng kỹ thuật số là 0 hoặc 1. Để lưu trữ thông tin phức tạp, máy tính cần dùng nhiều bit hơn cho mỗi số nguyên. Vì vậy, một số nguyên 1-bit chỉ có thể có 2 giá trị (0 hoặc 1), nhưng một số nguyên 2-bit có thể có 4 giá trị (00, 01, 10, và 11), và một số nguyên 3-bit có thể có 8 giá trị (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, và 111). Với mỗi bit tăng thêm, một giá trị kỹ thuật số có thể lưu trữ lượng thông tin nhiều gấp đôi.

Bằng cách tăng số bit trên mỗi kênh màu cơ bản, máy tính có thể lưu trữ được nhiều thông tin màu phức tạp hơn. Nếu mỗi kênh màu cơ bản dùng số nguyên nhị phân 8 bit, có nghĩa là có 256 sắc thái khả dụng của màu đỏ, xanh lá và xanh dương có thể được dùng cho mỗi điểm ảnh. Sự kết hợp của một trong số những sắc thái này với nhau sẽ tạo ra 16,777,216 màu khác nhau (256x256x256), từ màu đen thuần khiết (giá trị 00000000 cho mỗi kênh) đến màu trắng thuần khiết (11111111 cho mỗi kênh) và mọi sắc thái ở giữa.

8-bit với 10-bit

Mức bit depth phổ biến nhất cho video là 8-bit. Nó đã là chuẩn video kỹ thuật số hàng thập kỷ nay, cả trong truyền hình và điện ảnh. DVD dùng color depth 8-bit, Blu-rays cũng vậy, và hầu hết các nội dung trực tuyến (hiện tại). Thậm chí nhiều máy quay tiên tiến vẫn ghi màu 8-bit theo mặc định. Trên thực tế, hầu hết video kỹ thuật số bạn đã xem đều là 8-bit. Chúng ta muốn nhấn mạnh những điểm này để cho thấy rằng color depth 8-bit, về mặt kỹ thuật, là đã đủ, và có thể được dùng để kể những câu chuyện tuyệt vời.

Mặc dù vậy, bạn nên xem xét các codec với bit depth cao hơn nếu workflow của bạn có thể xử lý nó. Tại sao? Bởi vì các codec 8-bit có một số thiếu sót quan trọng mà bạn cần phải hiểu.

Vấn đề cơ bản với 8-bit color depth là thiếu các màu có sẵn. 16.7 triệu màu nghe thì có vẻ nhiều, nhưng hãy nhớ là mỗi kênh màu cơ bản chỉ có 256 sắc thái riêng. Điều này có thể gây khó khăn cho việc tạo ra vùng gradient tinh tế giữa các màu giống nhau hoặc tương tự.

Vấn đề này được gọi là banding. Nó xảy ra bởi vì có một số bước tương đối nhỏ giữa các sắc thái sáng nhất và tối nhất của một màu bất kỳ. Các đường trong ảnh là các lỗi còn sót lại từ một máy tính cố kéo giãn vài màu ra cho đủ thông tin của một gradient quá rộng. Vấn đề này thậm chí còn được khuếch đại nhiều hơn ở những cảnh có độ tương phản thấp, chẳng hạn như những cảnh diễn ra trong phòng tối hoặc dưới bóng tối.

Giới hạn của các codec này được thể hiện trong toàn bộ quá trình hậu kỳ, nhưng vấn đề nghiêm trọng nhất là ở trong giai đoạn chỉnh màu và xử lý kỹ xảo hình ảnh. Nếu chỉnh màu quá nhiều, video ở codec 8-bit thường xuất hiện các lỗi đáng chú ý, đơn giản là bởi vì không có đủ sắc độ để thực hiện các bước tinh chỉnh mà bạn muốn. Và chroma-keying (key phông xanh) với một codec 8-bit có thể làm lộ phần cạnh lởm chởm răng cưa, hoặc bị mất chi tiết ở vùng cạnh, khiến cho phần VFX trông rất tệ.

Một lần nữa, ít nhất qua hơn 30 năm sản xuất video kỹ thuật số, chúng ta có thể thấy rằng color depth 8-bit có thể được sử dụng cho rất nhiều dự án. Tuy vậy, vẫn có nhiều tùy chọn có chất lượng cao hơn mà bạn nên xem xét cho workflow của mình.

10-bit color depth thì cũng giống như 8-bit color depth, ngoại trừ việc mỗi kênh màu cơ bản có thêm hai bit để lưu trữ giá trị màu sắc. Điều này có nghĩa là, thay vì chỉ có 256 khả năng trên mỗi kênh RGB, 10-bit cho 1024 giá trị khả thi trên mỗi kênh RGB, tăng gấp 4 lần, cho phép thể hiện 1,073,741,824 màu (1024x1024x1024).

10-bit đã tồn tại trong các sản phẩm cao cấp từ nhiều thập kỷ nay, nhưng nó mới chỉ trở nên khả dụng cho các workflow thông thường trong thời gian gần đây khi các máy quay mới và phần mềm mới bắt đầu hỗ trợ nó. Giờ đây, thậm chí các máy DSLR tầm trung cũng có thể quay ở color depth 10-bit, và người dùng có thể dựng các footage ở các codec 10-bit trên các máy trạm tiêu chuẩn.

Lợi thế của 10-bit color depth hầu như luôn vượt qua đòi hỏi về không gian lưu trữ và sức mạnh xử lý bổ sung mà bạn cần để xử lý nó, nếu bạn đang thực hiện chỉnh màu hoặc xử lý kỹ xảo hình ảnh. File gốc từ máy quay sẽ ở mức chất lượng cao hơn rất nhiều, việc hiệu chỉnh màu sắc sẽ được chính xác hơn và các hiệu ứng hình ảnh trông thực tế hơn. Kể cả nếu bạn sẽ xuất file ở một codec 8-bit đi chăng nữa, bạn vẫn nên xem xét việc master dự án ở 10 bit vì các bước trung gian sẽ có lợi.

Nguồn: Frame.io

Pixel Factory sưu tầm và biên dịch