Bạn đã bao giờ thấy một cảnh máy quay di chuyển mượt mà ở rạp chiếu phim, nhưng khi xem lại trên tivi đời cũ hay đĩa DVD thì lại hơi giật giật chưa? Đằng sau sự giật nhẹ đó là một phép tính cũ dùng để khớp phim quay 24 hình mỗi giây với màn hình tivi thay đổi khoảng 30 hình mỗi giây. Phương pháp này được gọi là ‘pulldown 3:2 (3:2 Pulldown)’.
Nói một cách đơn giản, pulldown 3:2 là ‘quy tắc kéo giãn bốn khung hình phim thành năm khung hình tivi’. Đây là phương pháp dùng trong telecine (Telecine), quá trình chuyển phim điện ảnh sang video, và có tên gọi như vậy vì mỗi khung hình phim được lần lượt đặt vào hai rồi ba nửa hình của video; nó còn được gọi là pulldown 2:3.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ lần lượt tìm hiểu vì sao phim và tivi chạy ở tốc độ khác nhau, cách pulldown 3:2 phân chia khung hình, hiện tượng rung giật và tác dụng phụ phát sinh trong quá trình này, và cách đảo ngược, xử lý pulldown 3:2 ngày nay.
Quy tắc biến 24 khung hình mỗi giây thành 30, pulldown 3:2
1. Vì sao phim và tivi có tốc độ khác nhau
Cần đến pulldown 3:2 là vì điện ảnh và truyền hình thay đổi hình ảnh ở những tốc độ khác nhau. Mỗi phương tiện đặt ra tiêu chuẩn theo hoàn cảnh riêng, và việc lấp khoảng cách ấy đã trở thành phần khó nhất khi chuyển phim sang video.
(1) Phim quay 24 khung hình mỗi giây
Phim điện ảnh thường được quay và chiếu với 24 tấm hình, tức 24 khung hình, mỗi giây. Cái tên ‘pulldown’ cũng bắt nguồn từ động tác cơ học của máy chiếu hay thiết bị telecine kéo phim xuống từng khung một để chuyển sang khung hình tiếp theo.
(2) Tivi NTSC khoảng 30 khung hình mỗi giây
Tivi ở những nước từng dùng hệ NTSC như Mỹ, Nhật Bản và Hàn Quốc truyền khoảng 29,97 hình mỗi giây. Mỗi hình gồm hai nửa hình vẽ riêng các dòng lẻ và dòng chẵn, gọi là trường (Field), nên mỗi giây có khoảng 59,94 trường lướt qua.
(3) Hệ PAL dùng 25 khung hình
Tivi ở các nước dùng hệ PAL, SECAM như châu Âu hiển thị 25 hình mỗi giây. Ở đó, phim 24 khung hình được chiếu nhanh hơn khoảng 4% ở tốc độ 25 khung hình nên không cần pulldown 3:2, nhưng thời lượng phim ngắn đi một chút và âm thanh cao lên khoảng 0,7 nửa cung.
2. Cách pulldown 3:2 phân chia khung hình
Pulldown 3:2 diễn ra qua hai bước. Trước hết, tốc độ phim được làm chậm đi rất ít, sau đó các khung hình phim được phân vào các trường video, xen kẽ hai và ba trường.
- Telecine (Telecine): Quá trình hoặc thiết bị chuyển phim điện ảnh thành tín hiệu video, trong ngành còn được viết tắt là TK.
- Khung hình (Frame): Một bức hình hoàn chỉnh trong phim hoặc video.
- Trường (Field): Nửa hình chỉ chứa các dòng lẻ hoặc dòng chẵn trong phương thức quét xen kẽ; hai trường hợp lại thành một khung hình video.
- 23,976fps: Tốc độ có được khi làm chậm 24 khung hình theo tỉ lệ 1000/1001, chính xác là 24.000/1001 khung hình mỗi giây.
(1) Làm chậm đi một phần nghìn
Ở bước đầu tiên, phim được chạy ở tốc độ khoảng 23,976 khung hình mỗi giây, chậm hơn 24 theo tỉ lệ 1000/1001. Mắt thường không nhận ra sự khác biệt này, nhưng một bộ phim dài hai tiếng sẽ kéo dài thêm khoảng 7,2 giây.
(2) Hai lần, ba lần, hai lần, ba lần
Tiếp theo, bốn khung hình phim A, B, C, D được chia vào mười trường. A nằm trong hai trường, B trong ba, C trong hai và D trong ba, nên thứ tự là A-A-B-B-B-C-C-D-D-D, và mười trường trở thành năm khung hình video.
(3) Vì sao 2:3 và 3:2 là một
Thứ tự 2-3 và thứ tự 3-2 chỉ là cùng một vòng lặp, khác nhau ở chỗ bắt đầu đếm từ khung hình nào. Theo tiêu chuẩn của Hiệp hội Kỹ sư Điện ảnh và Truyền hình Hoa Kỳ (SMPTE), khung hình đầu tiên của mỗi nhóm bốn khung được quét hai lần, nên nói chính xác thì pulldown 2:3 là tên gọi đúng hơn.
3. Rung giật và tác dụng phụ do pulldown 3:2 gây ra
Pulldown 3:2 giúp chuyển phim sang tivi nhưng để lại một dấu vết: thời gian mỗi khung hình phim lưu lại trên màn hình không giống nhau. Dấu vết này lộ rõ ở một số cảnh nhất định.
(1) Rung giật telecine (Telecine Judder)
Khung hình nằm trong ba trường lưu lại trên màn hình khoảng 50 mili giây, còn khung hình nằm trong hai trường lưu lại khoảng 33 mili giây. Vì vậy, những cảnh máy quay di chuyển chậm và đều trông hơi giật, hiện tượng này được gọi là rung giật telecine.
(2) Hình ảnh trộn lẫn các khung khác nhau
Khi ghép A-A-B-B-B-C-C-D-D-D theo từng cặp trường, hai trong năm khung hình sẽ trộn một nửa của B với C và của C với D. Trên tivi CRT, các trường được vẽ lần lượt nên khó thấy, nhưng khi dừng hình hoặc xem trên màn hình quét liên tục, có thể xuất hiện những sọc như răng lược.
(3) Lựa chọn khác của PAL, pulldown châu Âu
Ở khu vực PAL, để tránh việc phim nhanh lên 4%, người ta còn tạo ra pulldown châu Âu (Euro Pulldown), chèn thêm một trường sau mỗi 12 khung hình. Cách này giữ được cao độ âm thanh, nhưng riêng khung hình thứ 12 lưu lại trong ba trường nên cũng gây ra hiện tượng khựng tương tự.
4. Cách đảo ngược và xử lý pulldown 3:2
Pulldown 3:2 không biến mất trong thời đại số. Nó vẫn còn trong các tư liệu video cũ và thiết bị phát sóng, vì vậy các kỹ thuật nhận biết và đảo ngược nó cũng được dùng song song.
(1) Telecine ngược (Inverse Telecine)
Một số đầu DVD và phần mềm biên tập video tìm và loại bỏ các trường lặp lại trong video có pulldown 3:2, khôi phục lại 24 khung hình mỗi giây ban đầu. Kỹ thuật này gọi là telecine ngược, viết tắt là IVTC, giúp giảm dữ liệu thừa và cho hình ảnh sạch hơn trên màn hình quét liên tục.
(2) Đối chiếu khung hình trong phòng dựng
Các hệ thống dựng phim phi tuyến lập danh sách dựng dựa trên bản phim gốc cần biết chính xác mỗi khung hình video đến từ khung hình thứ mấy của phim. Vì thế, khi làm telecine, đôi khi người ta giao kèm bản ghi mối tương ứng giữa phim và video.
(3) Màn hình ngày nay khớp với bội số của 24
Ngày nay video thường được lưu nguyên ở khoảng 24 khung hình mỗi giây, và nếu màn hình làm mới theo bội số của 24, chẳng hạn 120 lần mỗi giây, nó có thể hiển thị mọi khung hình đúng năm lần như nhau, tránh được sự giật của pulldown 3:2.
Vì sao video cũ hơi giật nhẹ, và chức năng loại bỏ pulldown trong phần mềm biên tập làm gì, rốt cuộc đều xuất phát từ cùng một nguyên lý. Ý tưởng đơn giản rằng để nối hai thế giới có tốc độ khác nhau, mỗi khung hình phim được hiển thị xen kẽ hai lần, ba lần, đó chính là bước đầu tiên để hiểu pulldown 3:2.
