Công nghệ NVIDA trong cuộc sống

Truyền hình 3D trực tiếp - thách thức mới của nhà làm nội dung

Chẳng gì thú vị hơn xem truyền hình trực tiếp các sự kiện thể thao với mọi hình ảnh, âm thanh và tình tiết ngày thi đấu của một sự kiện thể thao nào đó. Với những đột phá của công nghệ truyền hình 3D gần đây thì các nhà đài hay công ty hợp tác với đài truyền hình có thể mang các môn thể thao trực tiếp vào ngay trong phòng khách nhà bạn, đem lại một trải nghiệm mới, hấp dẫn chưa từng có cho người hâm mộ thể thao. Đài truyền hình bây giờ có thể tạo được nội dung trực tiếp, sống động, khiến người xem khó có thể chuyển sang kênh khác hoặc rời khỏi chiếc TV. Người xem không phải chen lấn nơi sân vận động, điên đầu tìm chỗ gửi xe hay tiếc rẻ vì giá vé vào cửa ở mức… trên trời. Ở nước ta, tuy chưa chính thức có kênh truyền hình nào cung cấp dịch vụ truyền hình 3D cho người xem (VTC tuy cũng có thử nghiệm kênh truyền hình 3D nhưng chỉ là nội dung phát lại, trong khung giờ hạn chế) nhưng rõ ràng truyền hình 3D hiện là xu hướng sắp đến của ngành truyền hình.

Truyền hình trực tiếp đã có từ lâu, nhưng truyền hình trực tiếp ở định dạng 3D lại là một thách thức hoàn toàn khác, là thách thức công nghệ rất lớn với các nhà đài. Không như phim điện ảnh hay chương trình TV phát lại, các sự kiện phát sóng trực tiếp không có được quy trình xử lý hậu kỳ chỉn chu. Phát sóng 3D trực tiếp cần hai máy quay, quay mỗi cảnh cùng một thời điểm: một máy cho hình ảnh ở mắt trái, máy còn lại quay cho mắt phải. Hình ảnh từ 2 máy quay này phải hoàn toàn khớp với nhau với chính xác cùng một tiêu cự, thấu kính, phương hướng… Bởi vì không có thời gian xử lý hậu kỳ nên những máy quay này phải cần đến những bộ xử lý hình ảnh phức tạp hoặc các bộ phân tích hình ảnh để đồng bộ ảnh nổi với nhau theo thời gian thực.

Trước đây, quá trình sản xuất hình ảnh 3D nổi cần có công nghệ đắt đỏ. Tuy vậy, bộ phận nghiên cứu phát triển của Mediapro, gồm một nhóm công ty chuyên sản xuất và phát hình với trụ sở ở Barcelona (Tây Ban Nha), đã thiết kế ra bộ phân tích hình ảnh thời gian thực khá thực tế và có giá phù hợp, giúp cho các sự kiện truyền hình trực tiếp có thể dễ dàng hiển thị ở định dạng 3D khi tận dụng Quadro Digital Video Pipeline trên nền tảng công nghệ CUDA của NVIDIA.

Medialuso, công ty sản xuất của Mediapro ở Bồ Đào Nha và cũng là khách hàng đầu tiên sử dụng hệ thống nền tảng NVIDIA, đã từng sử dụng công nghệ này để phát sóng một số sự kiện thể thao ở định dạng 3D trên toàn cầu. Người xem ở châu Âu, châu Á và bất kỳ đâu có TV 3D hoặc có phòng chiếu 3D đều có thể tận hưởng được những trận cầu, trận tennis, các sự kiện thể thao hay hòa nhạc được truyền hình trực tiếp theo định dạng 3D.

Mô hình bố trí máy quay 3D mà Mediapro bố trí cho một trận đá banh.

"Khác biệt lớn nhất khi xem một sự kiện ở định dạng 3D là bạn cảm thấy gần gũi với sự kiện đó hơn rất nhiều," ông Sergi Sagas, giám đốc bộ phận nghiên cứu phát triển của Mediapro, cho biết. "Bạn thấy mình như hòa vào trận bóng đá, trái bóng dường như ở ngay trước mặt bạn, hoặc khi giơ tay lên mặt, bạn cảm thấy như có một làn nước vỗ ập vào mặt vậy. Chúng tôi rất hứng khởi khi là một phần trong xu hướng này, mang lại cho người xem những trải nghiệm tuyệt vời với 3D."

Tạo cho phát sóng 3D thực tế hơn

"3D đòi hỏi hình ảnh nổi được đồng bộ chính xác, có nghĩa là cần cân chỉnh thật chính xác hai cặp máy quay khi quay từng cảnh một," Sagas cho biết. "Với truyền hình trực tiếp 3D thì việc cân chỉnh khi 2 máy quay nằm không đúng vị trí cần thực hiện tự động và liên tục. Chỉ có một cách để làm điều này là cần đến một bộ xử lý hình ảnh thông minh và nhạy." Đây chính là điều mà hệ thống xử lý hình ảnh của Mediapro có được khi sản xuất các chương trình thể thao 3D truyền hình trực tiếp.

"Các hệ thống Quadro của chúng tôi có mức giá chỉ bằng 1/10 so với các công cụ xử lý 3D trực tiếp hiện có," Sagas cho biết. "Trong khi các hệ thống khác sử dụng công nghệ hoàn toàn riêng biệt thì chúng tôi phát triển được một hệ thống với tính linh động, công nghệ được xây dựng trên các chuẩn chung."

Nhanh và không bị lỗi

Mediapro dựa trên độ ổn định của NVIDIA để làm nền tảng cho mọi thứ. Phát hình trực tiếp thường gặp rủi ro nên các thiết bị cần hoạt động thật suôn sẻ. Do vậy Mediapro chuyển sang dùng công nghệ NVIDIA để giảm thiểu rủi ro này.

"Phát sóng 3D của chúng tôi đã được cả thế giới chiêm ngưỡng, và có một áp lực vô cùng lớn đè lên chúng tôi khi thực hiện những chương trình này." Sagas nói. "Khách hàng tin vào những gì chúng tôi hứa, và chúng tôi không thể thực hiện lời hứa nếu không có NVIDIA."

Bộ phân tích hình ảnh thời gian thực của Mediapro đọc 2 luồng video HD từ một cặp máy quay, xử lý hình ảnh theo thời gian thực, như là cân chỉnh sai lệch màu sắc, vị trí, góc quay và các vấn đề khác của hình ảnh từ 2 máy quay đó. Phần mềm chạy trên nền Quadro cũng điều khiển cả chân máy, được đối tác Kronomav (một công ty Tây Ban Nha khác) thiết kế như một robo riêng. Phần mềm gửi tín hiệu cho chân máy Kronomav để điều chỉnh tiêu cự, cân bằng màu sắc, góc quay và các thông số khác theo thời gian thực để cặp máy quay cho ra được hình ảnh chính xác cho từng mắt trái và mắt phải.

Mỗi cặp máy quay tự động chỉnh với hệ thống xử lý hình ảnh thời gian thực của Mediapro: là một máy trạm mạnh, sử dụng NVIDIA Quadro Video Pipeline để lấy tín hiệu, chỉnh sửa và xuất ra 2 luồng video HD-SDI. Giải pháp chạy Quadro này tận dụng công nghệ CUDA, tăng cường khả năng xử lý song song để tính toán cho hình ảnh hợp màu, đúng vị trí và các thông số khác để cho hình ảnh 3D đúng chuẩn, trực tiếp.

Quadro Digital Video Pipeline là giải pháp tăng tốc GPU duy nhất trong ngành cho việc nhập, xử lý, xuất video độ nét cao theo thời gian thực cho cả môi trường phát hình 3D hay ở độ nét chuẩn. Ngoài ra, đây cũng là nền tảng duy nhất có đến 4 ngõ nhập HD-SDI cho mỗi card GPU, trong khi vẫn giữ được năng lực xử lý đồ hoạ trên GPU nguyên vẹn.

"Để có được hình ảnh đồng bộ chính xác theo thời gian thực thì thứ cần duy nhất là khả năng xử lý phải cực kỳ nhanh," ông Jordi Alonso, nhà nghiên cứu kỳ cựu và chuyên gia 3D tại bộ phận nghiên cứu phát triển của Mediapro, cho biết. "Giải pháp Quadro nền tảng CUDA là công nghệ duy nhất mà chúng tôi thực sự quan tâm. Nó cho phép chúng tôi xử lý được khối lượng dữ liệu rất lớn theo thời gian thực mà không bị tình trạng trễ giữa tín hiệu đầu vào SDI và đầu ra SDI trên hệ thống."

"NVIDIA đã cộng tác chặt chẽ với chúng tôi, giúp chúng tôi tối ưu mọi tính năng của công nghệ và hỗ trợ chúng tôi qua quá trình phát triển hệ thống phân tích hình ảnh thời gian thực," Sagas cho biết thêm.

Mediapro tiếp tục cân chỉnh các hệ thống nền tảng NVIDIA để giúp cho đội ngũ sản xuất nội dung dễ dàng thực hiện các chương trình phát sóng 3D trực tiếp hơn nữa. Ví dụ đội ngũ nghiên cứu Mediapro đang cải tiến chức năng tính toán về độ sâu, là tính toán ra các bản đồ về độ sâu để chỉ ra được khoảng cách từ một vật thể đến từng cặp máy quay; tự động cân bằng các yếu tố sai lệch trong mọi máy quay, giúp đạo diễn chuyển đổi suôn mượt giữa nhiều cặp máy quay khi quay một sự kiện; nhưng vẫn cần giữ được một giao diện đơn giản, gọn gàng và tiện dụng khi thao tác.

"Các công nghệ mà Quadro Digital Video Pipeline mang lại cho phép chúng tôi có được những khả năng sáng tạo nội dung 3D theo thời gian thực mà công nghệ đồ hoạ khác chưa làm được, với mức giá không đâu có được, giúp Mediapro luôn đạt được vị trí cạnh tranh tốt", Sagas đúc kết.

CHUYÊN ĐỀ DO TẠP CHÍ SIÊU THỊ SỐ E-MAGAZINE VÀ HÃNG NVIDIA PHỐI HỢP THỰC HIỆN