Trong bối cảnh ngày càng xuất hiện nhiều kênh truyền hình số mới với sự đa dạng và phong phú về nộidung, thì các nội dung 3D,HD ...

nội dung 3D đang nhận được msự quan tâm đặc biệt của người xem cộng hưởng với số lượng nội dung 3D cũng đang gia tăng theo hàmmũ. Cùng thời điểm này, thế hệ thứ hai của chuẩn truyền hình số mặt đất là DVB-T2 đang được triển khai tại một số khu vực hướng đến gia tăng dung lượng đường truyền đồng thời tạo ra cơ hội lớn cho các nhà quảng bá muốn cung cấp thêm các dịch vụ gia tăng kết hợp nội dung HDTV. 

1. Khán giả sẽ sớm được xem truyền hình 3D.

Trong những năm gần đây, kỹ thuật stereoscopic TV (còn gọi là 3DTV) đã có những bước phát triển vượt bậc trong các hệ thống rạp phim và các hệ thống quảng bá số. Thực ra, nội dung 3D không mới đối với rạp phim, khi mà những phim 3D đầu tiên đã xuất hiện từ năm 1920 (ví dụ phim “the Creature from the Black Lagoon” có từ năm 1950). Tuy nhiên, sự phát triển của kỹ thuật số đã thúc đẩy gia tăng đến bùng nổ việc sản xuất nhiều phim 3D (hơn 20 phim đã được xuất bản hoặc đã lên kế hoạch xuất bản trong năm 2009 và 2010). Trong năm 2010, sự thành công của phim “Avatar” (doanh thu 430 triệu đô la, với 78% đến từ màn hình 3D) đã minh chứng cho sức thu hút của nội dung 3D đối với người xem, và cũng cho thấy tiềm năng nguồn thu đáng kể từ kỹ thuật này.

Do đó, nhiều đối tác trong hệ thống quảng bá số đã quan tâm đến việc phát triển nội dung 3DTV, các giải pháp truyền dẫn có thể cho 3D, và dĩ nhiên là sự sẵn có của các sản phẩm dân dụng hỗ trợ 3D (như: TV 3D-ready, màn hình LCD, STB, thiết bị cầm tay, máy tính,…). Với các nhà điều hành PayTV, họ đang xem xét đến sự chấp nhận các dịch vụ 3D của khách hàng (dựa trên sự hài lòng khi trải nghiệm nội dung 3D) và loại kỹ thuật 3D có thể đem đến kết quả tốt nhất (đạt yêu cầu QoE – Quality Of Experience). Ngoài ra, một số hãng truyền hình như BSkyB ở Anh và DIRECTV ở Mỹ đã chuẩn bị phát sóng các dịch vụ 3D trên vệ tinh, nhà quảng bá vệ tinh PayTV là Canal+ cũng dự kiến sẽ triển khai một kênh 3D trước Giáng Sinh năm nay, cùng nhiều nhà quảng bá khác (như MediaPro ở Tây Ban Nha cho kênh bóng đá GolTV) đang cân nhắc ứng dụng kỹ thuật 3D.

Theo đó, yêu cầu cấp thiết là khả năng sẵn có của các thiết bị thu, giải mã dân dụng. Mọi thứ đang diễn tiến rất nhanh khi các nhà sản xuất có thị phần lớn như SAMSUNG, SONY, PHILIPS, PANASONIC,… đang cạnh tranh nhau để đưa ra các sản phẩm hỗ trợ nội dung 3D. Gần đây, SAMSUNG đã cung cấp TV hỗ trợ 3DTV với giá từ 2500 đô la, kèm theo hai cặp kính, trong khi đó SONY đã ra mắt các sản phẩm 3D dòng Bravia vào 7/2010.

Thị trường hiển thị 3D có sự tác động tích cực từ thành công gần đây của các rạp phim 3D được dự đoán sẽ cất cánh trong năm 2010. Trong hình 1, DisplaySearch dự đoán TV 3D-ready sẽ phát triển từ 0.2 triệu TV vào năm 2009 lên 64 triệu TV vào năm 2018, và dự đoán TV 3D-ready sẽ là sản phẩm dân dụng mang lại nguồn thu lớn nhất cho các nhà sản xuất trong năm 2018 với doanh thu 17 tỷ đô la trên toàn thế giới.

Có thể thấy, với sự nổi lên của nội dung 3DTV ở phía sản xuất và sự gia tăng của màn hình 3D ở phía người dùng, tất yếu sẽ tạo sức ép đối với các nhà quảng bá trong việc hướng đến các giải pháp truyền dẫn 3DTV trong thời gian tới cho người xem.

2. Các yêu cầu khi phát quảng bá dịch vụ 3D.

Sau một số thử nghiệm 3DTV, các nhà quảng bá vẫn còn cân nhắc về dung lượng cần thiết cho một dịch vụ 3D, và cách thức dịch vụ 2D và 3D có thể phát sóng hiệu quả nhất trong bối cảnh phổ tần khan hiếm hiện nay. Hiện nay, có nhiều kỹ thuật truyền dịch vụ 3D và tất cả vẫn đang được đánh giá, nên chưa có tiêu chuẩn kỹ thuật cụ thể cho dịch vụ 3D. Vào 7/2009, ZetaCast
thay mặt cho Ofcom (của Anh) đã xuất bản thông báo độc lập “Beyond HDTV: Implications for Digital Delivery” đã xác định tốc độ bit các kênh 3D dựa trên kênh 2D theo các kỹ thuật 3D khác nhau như sau (bảng 1).

Trong thông báo này, ZetaCast giả sử độ phân giải video 1080p/50Hz HDTV được phân phối cho mỗi mắt (với nhiều tùy chọn khác nhau). Với cách phân phối này, việc đồng bộ khi phát sóng cho mắt trái và mắt phải của người xem là đơn giản nhưng nhưng chiếm tốc độ bit cao (200% so với
kênh 2D). Các kỹ thuật khác có giải pháp để giảm tốc độ bit video, nhưng kèm theo một số kỹ thuật để xử lý và giải mã tín hiệu, điều này có thể

tạo thêm một số chi phí cho phí người dùng.

Từ dữ liệu cung cấp của ZetaCast, có thể chọn tỉ giữa nội dung 3D và 2D xấp xỉ khoảng

160%, gồm độ phân giải của một kênh 2D cộng phương pháp Depth hoặc Difference (2D plus Depth hoặc 2D plus Difference) để truyền dẫn. Để có thể ước tính tốc độ bit thực tế cho dịch vụ 3DTV, bước kế tiếp là xác định cụ thể băng thông dữ liệu và các tốc độ bit hiện dùng cho các dịch vụ HDTV (2D). Bảng 2 minh họa các tốc độ dữ liệu khác nhau, độ phân giải video, và chuẩn truyền dẫn hiện đang dùng cho các kênh HDTV trên các mạng mặt đất (ở Pháp và Anh). Với giả sử tỉ số 160%, có thể suy ra được tốc độ dữ liệu yêu cầu cho dịch vụ 3D.

Ở Pháp, các dịch HDTV được phân phối trên mạng DVB-T, một ghép kênh 8 MHz như “R5” truyền tải 3 chương trình HD: TF1HD, France2HD, và M6HD với tổng băng thông là 24.88 Mbps (FFT 8K, 64QAM, GI 1/8, FEC 3/4). Ba dịch vụ HDTV này được ghép kênh thống kê nhằm tăng hiệu quả đường truyền, tốc độ dữ liệu của mỗi dịch vụ thay đổi từ 4 đến 14 Mbps, và tốc độ bit trung bình của mỗi dịch vụ là 8 Mbps.

Về độ phân giải hình ảnh, độ phân giải thực tế có sự sai biệt và thường là 1440×1080 so với độ phân giải HD đầy đủ là 1920×1080.

Có ba lý do chính sau: thứ nhất, nó giảm tốc độ dữ liệu truyền so với độ phân giải đầy đủ (-30%); thứ hai, độ phân giải này giống với những nội dung cung cấp từ các nguồn thiết bị quay dân dụng như HDV/HDCAM; thứ ba, phần lớn nội dung HD được sản xuất ở độ phân giải này.

Ở Anh, gần đây Freeview đã bắt đầu nâng cấp chuẩn phát sóng mặt đất thành DVB-T2 để phân phối các dịch vụ HDTV. Hiện nay, ghép kênh Freeview HD truyền tải 3 dịch vụ (băng thông kênh thực tế vẫn còn cho phép gia tăng thêm dịch vụ trong tương lai). Tốc độ dữ liệu tổng của BBC HDtrên mỗi dịch vụ hiện chiếm trung bình 13 Mbps, nhưng tốc độ này sẽ được giảm xuống đến 9 Mbps để có thể cung cấp 4 dịch vụ trên một ghép kênh.

Từ tốc độ bit của các dịch vụ HDTV hiện nay cho phép dự đoán được tốc độ bit cần thiết cho một dịchvụ 3DTV trong thời gian tới. Nếu dùng tỉ số 3D và 2D là 160%, một dịch vụ 3DTV khi phát quảng bá sẽ chiếm khoảng 13 Mbps (giả sử dùng độ phân giải 1440×1080 và định dạng 2D Plus
Difference/Depth).

3. Định dạng tương thích frame (Frame Compatible) của 3DTV.

Trước khi ứng dụng bất kỳ kỹ thuật mã hóa tối ưu 3DTV như 2D Plus Difference/Depth hoặc định dạng mới dựa trên MPEG-4 “Multiview Video Coding” (ví dụ MPEG-4 AVC với mở rộng MVC – ITU-T Rec. H.264 & ISO/IEC 14996-10 Advanced Video Coding (AVC) standard on Multiview Video Coding), kế hoạch của các nhà quảng bá là bắt đầu phát sóng 3DTV dùng dịnh dạng được gọi là “Frame Compatible” (tương thích frame).

Điều này là vì, trong giai đoạn đầu của phát sóng dịch vụ 3DTV, mục đích của các nhà quảng bá là sử dụng lại những gì có thể của hệ thống phân phối HDTV hiện có để phân phối nội dung 3DTV, và nếu có thể là khả năng tương thích ngược đầy đủ của dịch vụ 3DTV được truyền dẫn với các thiết bị hiển thị 2D.

Một vài định dạng “Frame Compatible” đã được định nghĩa như “Side-By-Side”, “Top/Bottom”,… và tất cả đều được hỗ trợ bởi giao diện HDMI 1.4 (phiên bản mới nhất hiện nay). Ý tưởng của định dạng “Frame Compatible” là dựa trên nửa độ phân giải của ảnh trái và ảnh phải vì thế hai tín hiệu có thể ép (gói) với nhau và kết hợp thành một frame, vì thế nó giống như một tín hiệu 2D HDTV cung cấp cho STB thông thường. Sau đó, hai hình ảnh được tách ra thành ảnh cho mắt trái và mắt phải trong máy thu hình, và hiển thị riêng trên màn hình theo hệ thống xem 3D sử dụng (anaglyph, polarisation, shutter,…). Điều này cho phép nhà quảng bá sử dụng lại hệ thống truyền dẫn hiện dùng đang phát sóng các nội dung HDTV chuẩn cùng với các bộ mã hóa video H.264.

Lấy ví dụ từ kênh SKY 3DTV phát sóng vệ tinh, bộ mã hóa video phân phối dịch vụ video với tốc độ bit tổng khoảng 14 Mbps với độ phân giải pixel của hình ảnh là 1920×1080 cho mỗi frame. Độ phân giải theo chiều ngang thực tế cho mỗi mắt là nửa của của độ phân giải frame, người xem sẽ trải nghiệm một độ phân giải tương đương chỉ 960 pixel trên 1080 dòng cho nội dung 3DTV. Có thể thấy tốc độ 14 Mbps không quá lớn so với tốc độ 13 Mbps trong giả định ở trên.

4. Cấu trúc chung cho truyền dẫn 3D.

Cấu trúc chung để phát phát sóng 3D được minh họa trong hình 2. Nội dung 3D có thể có thể
tạo ra từ nguồn tín hiệu trực tiếp hoặc từ các server nội dung. Trong trường hợp trực tiếp, camera 3D sẽ cung cấp tín hiệu stereoscopic 3D tổng hợp để xem cho mắt trái và mắt phải. Ở phía cung 
cấp dịch vụ, các bộ encoder mã hóa thời gian thực tạo ra các tín hiệu nén để truyền trên mạng quảng bá. Tín hiệu nén bao gồm một dịch vụ video và một hoặc một vài thành phần audio.

Hạ tầng quảng bá số
có thể tách riêng thành 2 nhóm: hạ tầng dựa trên IP và hạ tầng dựa trên TS (Transport Stream). Với phân phối dựa trên IP, các dịch vụ được đóng gói IP và truyền từ các encoder dịch vụ
khác nhau đến khách hàng thông qua mạng IP. Trong cấu trúc TS, bộ ghép kênh dịch vụ tập hợp tất cả các stream dịch vụ đã được mã hóa khác nhau vào dòng TS đa chương trình còn gọi là MPTS
(Multi-Program Transport Stream). MPTS được ghép kênh thống kê để tối ưu hiệu quả của băng thông tổng và được gửi đến các nền tảng quảng bá số như DTH, mạng cáp, mạng mặt đất số để phát sóng.

5. Thị trường DVB-T2 đang “dậy sóng”.

Kể từ khi được giớithiệu vào năm 2008, chuẩn truyền hình số mặt đất thế hệ thứ hai DVB-T2 đã nhận được sự quan tâm tích cực của các nhà quảng bá với mục tiêu cung cấp thế hệ mới các dịch vụ truyền hình số mặt đất.

Về quan điểm kỹ thuật, so với chuẩn trước đây là DVB-T thì DVB-T2 có một số ưu điểm như minh họa trong hình 3.

Ưu điểm lớn nhất của DVB-T2 là khả năng truyền dữ liệu với tốc độ cao hơn DVB-T, đây là
yêu cầu quan trọng nhất để có thể việc truyền các dịch vụ HDTV và 3DTV có tốc bộ bit lớn hơn nhiều so với các chương trình SDTV.

Hiện nay, một vài quốcgia đã thể hiện sự quan tâm của họ đối với DVB-T2. Sớm nhất là BBC và ARQIVA ở Anh đã quyết định phát triển cơ sở hạ tầng mạng và dịch vụ theo DVB-T2, vì thế một số lượng khá lớn người dân Anh đã được xem các dịch vụ HDTV trong FIFA World Cup vừa rồi. Ở Phần Lan, DNA đã được cấp phép hai ghép kênh cho dịch vụ HDTV, và họ đang có kế hoạch triển khai mạng DVB-T2 phủ sóng 60% dân số vào năm 2011. Một số quốc gia khác cũng quan tâm đến kỹ thuật DVB-T2, sự phát triển theo số lượng lớn mạng DVB-T2 được dự đoán sẽ diễn ra sau các kế hoạch ASO (Analog Switch Of – chấm dứt phát sóng tương tự) ở Châu Âu được thực hiện trong vài năm tới.

6. Dung lượng đường truyền DVB-T2.

Tiếp bước những thành công của DVB-T, DVB-T2 có những kế thừa và tương thích với họ các chuẩn DVB. DVB-T2 dùng điều chế OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) để phân phối tín hiệu, có khả năng kháng nhiễu mạnh theo các mode khác nhau, và có độ linh hoạt cao. Nó sử dụng mã sửa lỗi là LDPC (Low Density Parity Check) đã được dùng trong DVB-S2 cho hiệu quả rất tốt trong đường truyền có mức nhiễu và xen nhiễu cao. Một số đặc điểm khác có nhiều cải tiến đáng kể như PLP (Physical Layer Pipes), hỗ trợ thêm MISO (Multiple Input Single Output) và các chòm sao xoay (Rotated Costellation) (hình 5) đã góp phần gia tăng độ tin cậy và hiệu quả của hệ thống.

Để gia tăng dung lượng cho một băng thông kênh, DVB-T2 hỗ trợ chòm sao tín hiệu đến
256-QAM / sóng mang. Hơn nữa, tỉ số bảo vệ giảm xuống 1/128 nhằm gia tăng thêm băng thông hữu dụng đặc biệt là trong những điều kiện thu tốt (ví dụ: thu cố định dùng anten gắn trên mái
nhà).

7. Kết luận.

Hiện nay, người xem cho thấy họ thú vị với việc xem các nội dung 3D. Kỹ thuật này hiện đang được sản xuất và làm hậu kỳ theo qui trình số hóa, do đó nội dung là dữ liệu số. Các nhà quảng bá đang cố gắng tận dụng sức hấp dẫn của nội dung 3D (dữ liệu số) để thu hút khách hàng bằng cách phân phối 3DTV trên các môi trường truyền dẫn khác nhau như vệ tinh, cáp, mạng IP, và mặt đất (tất nhiên là phát sóng số).
Mặc dù, kỹ thuật 3DTVvẫn chỉ đang được thử nghiệm và nhiều thông số kỹ thuật vẫn chưa được xác định cụ thể. Tuy nhiên tốc độ bit của dịch vụ 3DTV vẫn có thể được giả định dựa trên một số thông số chọn lựa. Tốc độ dịch vụ 3DTV ước tính trong bài viết này là 13 Mbps, và số dịch vụ 3DTV có thể cung cấp trong một ghép kênh của mạng mặt đất là 3 dịch vụ. Tuy nhiên, những ưu thế khi chuyển từ nội dung 2D sang 3D vẫn chưa được nghiên cứu nhất là khả năng tận dụng hiệu quả băng thông kênh khi kỹ thuật truyền dẫn được nâng cấp từ DVB-T lên DVB-T2. Đây là những vấn đề cần được khảo sát trong thời gian đến.

Trong cấu trúc phát sóng, việc chuyển sang nội dung 3D sẽ gồm nhiều bộ encoder mới (có