Nhật Bản nghiên cứu máy quay đột phá, công nghệ chưa từng có từ trước đến nay

[Homelander The Seven]

Viện Nghiên cứu Công nghệ Phát thanh NHK (Technological Research Institute - Technoken) đã công bố phát triển thành công một loại camera mới tích hợp công nghệ “Scene-Adaptive Imaging” (tạm dịch: Công nghệ hình ảnh thích ứng theo cảnh), cho phép điều chỉnh chế độ quay theo từng vùng trong khung hình dựa trên đặc điểm của đối tượng. Công nghệ này hứa hẹn mang lại khả năng quay đồng thời các đối tượng có chuyển động và độ sáng khác nhau trong cùng một khung hình với chất lượng cao, mở ra triển vọng cho việc ghi hình góc rộng và toàn cảnh 360 độ.

Công nghệ Scene-Adaptive Imaging được thiết kế để giải quyết hạn chế của các camera truyền thống, vốn chỉ áp dụng một chế độ quay đồng nhất cho toàn bộ khung hình. Theo thông báo từ NHK, trong các tình huống quay góc rộng hoặc toàn cảnh 360 độ, khung hình thường bao gồm nhiều đối tượng với đặc điểm khác nhau, như chuyển động nhanh (ví dụ: xe cộ), ánh sáng mạnh (mặt trời) hoặc ánh sáng yếu (bóng râm). Việc điều chỉnh chế độ quay cho một đối tượng cụ thể thường làm giảm chất lượng hình ảnh của các đối tượng khác, khiến việc ghi hình đồng thời tất cả đối tượng ở chất lượng cao trở thành thách thức.

Camera mới của NHK sử dụng một cảm biến hình ảnh điều khiển theo vùng (area-control image sensor) với độ phân giải tương đương 4K, cho phép phân tích đặc điểm của từng đối tượng trong khung hình và áp dụng chế độ quay phù hợp cho từng vùng cụ thể. Cụ thể, cảm biến chia khung hình thành các vùng nhỏ (control areas), mỗi vùng gồm 4x4 pixel, và có thể hoạt động ở bốn chế độ quay khác nhau:

1. Chế độ cơ bản (Basic Mode): Phù hợp cho các đối tượng có chuyển động và ánh sáng trung bình, đảm bảo chất lượng hình ảnh cân bằng.
2. Chế độ tốc độ cao (High-Speed Mode): Tăng tốc độ khung hình lên đến 240 khung hình/giây (fps), lý tưởng cho các đối tượng chuyển động nhanh như thể thao hoặc động vật.
3. Chế độ sáng cao (High-Brightness Mode): Giảm thời gian phơi sáng để chụp các đối tượng sáng, như mặt trời hoặc đèn sân khấu, mà không bị cháy sáng.
4. Chế độ sáng thấp (Low-Brightness Mode): Tăng thời gian phơi sáng để ghi lại chi tiết trong các vùng tối, như bóng râm hoặc cảnh đêm.

Theo AV Watch, công nghệ này giúp mở rộng dải động (dynamic range) thêm 18dB so với chế độ quay thông thường, cho phép camera ghi lại các chi tiết trong cả vùng sáng mạnh và tối yếu trong cùng một khung hình. Tốc độ khung hình tối đa 240 fps ở chế độ tốc độ cao cũng là một bước tiến, vượt trội so với nhiều camera 4K thương mại hiện nay, vốn thường giới hạn ở 60-120 fps.

Công nghệ Scene-Adaptive Imaging có tiềm năng cách mạng hóa nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong ngành truyền hình, sản xuất phim và ghi hình sự kiện. Theo Nikkei XTECH, NHK phát triển công nghệ này với mục tiêu chính là cải thiện chất lượng quay phim góc rộng và toàn cảnh 360 độ, vốn ngày càng phổ biến trong các chương trình truyền hình, phim tài liệu và trải nghiệm thực tế ảo (VR).

Một số ứng dụng cụ thể bao gồm:

1. Truyền hình thể thao và sự kiện trực tiếp: Trong các trận đấu bóng đá hoặc đua xe, camera phải ghi lại đồng thời các vận động viên chuyển động nhanh, khán giả trong bóng râm và ánh sáng sân vận động. Công nghệ của NHK cho phép mỗi vùng trong khung hình được tối ưu hóa, đảm bảo hình ảnh sắc nét và không bị mất chi tiết. Ví dụ, vùng ghi lại cầu thủ có thể chạy ở 240 fps, trong khi vùng khán đài sử dụng chế độ sáng thấp để giữ chi tiết.
2. Phim tài liệu và du lịch: Khi quay các cảnh thiên nhiên, như một khu rừng với ánh sáng mặt trời xuyên qua tán lá và các con vật di chuyển nhanh, camera có thể điều chỉnh chế độ sáng cao cho vùng ánh sáng và chế độ tốc độ cao cho động vật, mang lại hình ảnh sống động và chân thực.
3. Thực tế ảo và toàn cảnh 360 độ: Công nghệ này đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng VR, nơi khung hình toàn cảnh cần ghi lại nhiều đối tượng với điều kiện ánh sáng và chuyển động khác nhau. Theo Engadget Japan, NHK đã đầu tư mạnh vào công nghệ quay 8K và 360 độ, và Scene-Adaptive Imaging là bước tiến để đảm bảo chất lượng hình ảnh đồng đều trong các trải nghiệm nhập vai.
4. Quảng cáo và phim điện ảnh: Trong các cảnh quay phức tạp, như một buổi hòa nhạc với ánh sáng sân khấu thay đổi liên tục, camera có thể tự động điều chỉnh để giữ chất lượng hình ảnh ở mọi vùng, giảm nhu cầu hậu kỳ và tiết kiệm chi phí sản xuất.

Mặc dù công nghệ Scene-Adaptive Imaging mang lại nhiều hứa hẹn, vẫn tồn tại một số thách thức cần vượt qua trước khi áp dụng rộng rãi.

Việc phân tích và điều chỉnh chế độ quay theo thời gian thực cho từng vùng đòi hỏi sức mạnh xử lý lớn. Cảm biến hình ảnh của NHK tích hợp các thuật toán tiên tiến, nhưng việc triển khai trên các camera thương mại có thể yêu cầu phần cứng mạnh hơn, làm tăng chi phí sản xuất.

Hệ thống camera của NHK sử dụng cảm biến chuyên dụng, có thể không tương thích ngay với các thiết bị quay phim hiện có. Các nhà sản xuất như Sony hoặc Canon sẽ cần tích hợp công nghệ này vào dòng sản phẩm của họ, đòi hỏi đầu tư nghiên cứu và phát triển thêm.

Hiện tại, camera của NHK hoạt động ở độ phân giải 4K, phù hợp với chuẩn phát sóng hiện nay. Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ 8K – một lĩnh vực mà NHK tiên phong – công nghệ này cần được nâng cấp để hỗ trợ độ phân giải cao hơn, đặc biệt cho các ứng dụng VR và truyền hình tương lai.

Công nghệ Scene-Adaptive Imaging của NHK đánh dấu một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực quay phim chuyên nghiệp, đặc biệt trong bối cảnh nhu cầu về nội dung chất lượng cao ngày càng tăng. Ngành công nghiệp truyền hình và điện ảnh Nhật Bản đang đối mặt với áp lực cạnh tranh từ các nền tảng trực tuyến như Netflix và YouTube, nơi người dùng mong đợi hình ảnh sắc nét và trải nghiệm nhập vai. Công nghệ của NHK không chỉ nâng cao chất lượng hình ảnh mà còn giảm thời gian và chi phí hậu kỳ, giúp các nhà sản xuất đáp ứng nhu cầu này một cách hiệu quả hơn.

Hơn nữa, công nghệ này củng cố vị thế của NHK như một đơn vị tiên phong trong nghiên cứu công nghệ phát thanh truyền hình. Từ việc phát triển chuẩn 8K đến các cải tiến trong âm thanh 3D, NHK đã liên tục dẫn đầu trong việc định hình tương lai của ngành.