Hiểu về Hybrid Log-Gamma (HLG) và vai trò của nó trong sản xuất video

💡 Hybrid Log-Gamma (HLG) là gì?

Hybrid Log-Gamma là một chuẩn HDR do BBC và NHK cùng phát triển. Chuẩn này được thiết kế để cung cấp nội dung HDR cho cả màn hình HDR và ​​SDR mà không cần nguồn cấp dữ liệu phân phối riêng. Không giống như các định dạng HDR khác như PQ (Perceptual Quantizer), HLG sử dụng hàm truyền quang điện tử lai (EOTF) kết hợp đường cong gamma cho phạm vi độ sáng thấp hơn và đường cong logarit cho phạm vi độ sáng cao hơn.

Phương pháp lai này là thứ khiến HLG tương thích ngược. Màn hình SDR sẽ diễn giải tín hiệu HLG như một hình ảnh được mã hóa gamma chuẩn, trong khi màn hình HDR sẽ tận dụng phần logarit của đường cong để hiển thị dải động mở rộng.

🎬 Các tính năng và lợi ích chính của HLG

HLG có một số ưu điểm khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho nhiều quy trình sản xuất video:

• ✅ Khả năng tương thích ngược: Hoạt động liền mạch với cả màn hình HDR và ​​SDR, loại bỏ nhu cầu phải chuyển đổi xuống SDR riêng biệt.
• ✅ Nguồn cấp phân phối đơn: Đơn giản hóa việc phát sóng và phân phối nội dung bằng cách sử dụng một tín hiệu duy nhất cho tất cả các loại màn hình.
• ✅ Giảm yêu cầu về băng thông: HLG không yêu cầu siêu dữ liệu như PQ, có thể giảm nhu cầu về băng thông.
• ✅ Quy trình làm việc hiệu quả: Hợp lý hóa quy trình sản xuất bằng cách giảm thiểu sự phức tạp của việc phân phối HDR và ​​SDR.
• ✅ Chất lượng hình ảnh được cải thiện: Mang lại hình ảnh hấp dẫn hơn trên màn hình HDR với các điểm sáng hơn và chi tiết hơn trong vùng tối.

Những lợi ích này làm cho HLG đặc biệt phù hợp cho phát sóng trực tiếp, dịch vụ phát trực tuyến và các ứng dụng khác, nơi mà việc phân phối nội dung hiệu quả và phổ biến là rất quan trọng.

⚙️ Các khía cạnh kỹ thuật của HLG

Hiểu được nền tảng kỹ thuật của HLG là điều cần thiết để triển khai hiệu quả. Sau đây là một số khía cạnh chính:

Chức năng truyền điện quang (EOTF)

EOTF là cốt lõi của HLG. Nó xác định cách tín hiệu điện được chuyển đổi thành đầu ra ánh sáng trên màn hình. EOTF của HLG kết hợp đường cong gamma truyền thống (tương tự như SDR) cho mức tín hiệu thấp hơn và đường cong logarit cho mức tín hiệu cao hơn. Điều này đảm bảo rằng màn hình SDR có thể hiển thị đúng dải độ sáng thấp hơn, trong khi màn hình HDR có thể sử dụng phần logarit để hiển thị toàn bộ dải động.

Đường cong lai

Điểm chuyển tiếp đường cong gamma sang đường cong logarit được lựa chọn cẩn thận để tối ưu hóa khả năng tương thích và hiệu suất HDR. Điểm chuyển tiếp này đảm bảo hình ảnh mượt mà và tự nhiên trên cả màn hình SDR và ​​HDR.

OOTF (Hàm truyền quang-quang)

Mặc dù bản thân HLG không định nghĩa rõ ràng OOTF (chức năng ánh xạ ánh sáng cảnh thành ánh sáng hiển thị), nhưng người ta thường cho rằng màn hình triển khai HLG sẽ thực hiện một số dạng chuyển đổi tham chiếu cảnh sang tham chiếu màn hình. Điều này cho phép màn hình tối ưu hóa hình ảnh cho các khả năng và môi trường xem cụ thể của nó.

🆚 HLG so với các định dạng HDR khác (PQ)

Mặc dù HLG và PQ đều là định dạng HDR nhưng cách tiếp cận của chúng lại khác nhau đáng kể:

• ✅ Khả năng tương thích ngược: HLG có khả năng tương thích ngược với màn hình SDR, trong khi PQ yêu cầu phải có bộ chuyển đổi xuống SDR riêng.
• ✅ Siêu dữ liệu: PQ phụ thuộc rất nhiều vào siêu dữ liệu để thông báo cho màn hình về các thông số chính của nội dung (ví dụ: độ sáng tối đa, gam màu). HLG yêu cầu siêu dữ liệu tối thiểu.
• ✅ Triển khai: HLG thường dễ triển khai hơn trong quy trình phát sóng do khả năng tương thích ngược và yêu cầu siêu dữ liệu thấp hơn.
• ✅ Trường hợp sử dụng: HLG thường được ưu tiên để phát trực tiếp và phát trực tuyến, trong khi PQ thường được sử dụng để làm chủ và phân phối nội dung cho màn hình cao cấp.

Sự lựa chọn giữa HLG và PQ phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể và sự cân bằng mong muốn giữa chất lượng hình ảnh, khả năng tương thích và hiệu quả quy trình làm việc.

📺 HLG trong quy trình sản xuất video

Việc tích hợp HLG vào quy trình sản xuất video liên quan đến một số cân nhắc chính sau:

Sự mua lại

Nhiều máy ảnh hiện đại có thể ghi hình ở chế độ HLG. Khi quay ở chế độ HLG, điều quan trọng là phải phơi sáng cảnh quay đúng cách để tận dụng tối đa dải động mở rộng. Việc giám sát bằng màn hình tương thích HLG hoặc sử dụng LUT (Bảng tra cứu) phù hợp là rất quan trọng.

Biên tập và Phân loại

Phần mềm chỉnh sửa phi tuyến tính (NLE) thường hỗ trợ HLG. Trong quá trình chỉnh sửa và phân loại, điều quan trọng là phải duy trì tín hiệu HLG trong suốt quy trình làm việc. Các công cụ phân loại màu có thể được sử dụng để tinh chỉnh hình ảnh và tối ưu hóa hình ảnh cho các loại màn hình khác nhau.

Phân bổ

Khi phân phối nội dung HLG, điều cần thiết là đảm bảo nền tảng phân phối và thiết bị phát lại hỗ trợ HLG. Điều này bao gồm mã hóa video bằng codec và container phù hợp và cung cấp siêu dữ liệu cần thiết (nếu có).

🌐 Tương lai của HLG

HLG tiếp tục thu hút sự chú ý như một định dạng HDR linh hoạt và hiệu quả. Khả năng tương thích ngược và dễ triển khai giúp định dạng này có vị thế tốt để áp dụng rộng rãi trong phát sóng, phát trực tuyến và các ứng dụng video khác. Khi công nghệ hiển thị tiếp tục phát triển, HLG có khả năng vẫn là một công cụ có giá trị và phù hợp để cung cấp nội dung video chất lượng cao cho nhiều loại thiết bị khác nhau.

Tính đơn giản của HLG cũng rất phù hợp với các công nghệ mới nổi, chẳng hạn như HDR di động và xử lý video dựa trên đám mây. Khả năng cung cấp trải nghiệm xem nhất quán trên nhiều thiết bị và điều kiện mạng khác nhau khiến HLG trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng này.