Đồ án Thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra

Lời cảm ơn Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này trước tiên em xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô giáo trong Trường Đại Học Sân Khấu Điện Ảnh Hà Nội Nói chung và toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Kinh Tế Kỹ Thuật Điện Ảnh nói riêng. Đồng thời em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đên thầy giáo hướng dẫn thực tập, Thầy Đỗ Quốc Dũng đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, tạo mọi điều kiện thuận lợi để cho e hoàn thành đề tài này một cách tốt nhất. Từ đầu học kỳ II của năm học 2009-2010, nhà trường và thầy trưởng khoa, NGƯT – TS Nguyễn Xuân Thành đã tạo mọi điều kiện cho em được đi thực tập tại Trung Tâm Kỹ Thuật Điện Ảnh trong khoảng thời gian từ 19/3 đến 10/5/2010, trước khi bước vào thực tập chính thức tại xưởng kỹ thuật Video và phụ đề phim Negative của Trung tâm. Được đến tham quan và thực hành ở xưởng in tráng của trung tâm Kỹ Thuật Điện Ảnh em mới thấy được tầm quan trọng của việc in tráng và sự phát triển của nền điền điện ảnh Việt Nam. Sau đó, trong khoảng thời gian thực tập chính thức tại tại xưởng kỹ thuật Video và phụ đề phim Negative, được sự chỉ bảo hết sức tận tình của thầy Nguyễn Quốc Dũng em có thể học cách vận hành máy, tháo lắp phim, trực tiếp tìm hiểu trên máy móc thực tế. Bên cạnh đó em muốn gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các anh, chị tại Trung Tâm Kỹ Thuật Điện Ảnh. Sau gần hai tháng thực tập, các thầy, các chú, các anh, chị đã luôn nhiệt tình giúp đỡ, cung cấp tài liệu cần thiết cũng như chỉ bảo, hướng dẫn cho em biết được cách sử dụng, quy trình hoạt động, thu thập những kiến thức thực tế để củng cố lại hệ thống kiến thức đã được học trong trường lớp, giúp em có thể hoàn thiện tốt đồ án tốt nghiệp của mình một cách thuận lợi. Nhân đây em xin gửi lời cám ơn đến các người thân trong gia đình, bạn bè, những người đã luôn ở bên, ủng hộ, giúp đỡ em trong xuốt quá trình thực hiện đề tài này. Em xin chân thành cảm ơn! I.1. Lời giới thiệu Trong quy trình công nghệ hiện đại hiện nay, trên thế giới nói chung và nước ta nói riêng đang có một sự phát triển mạnh mẽ. Đó là sự áp dụng quy trình công nghệ điện tử số vào trong điện ảnh. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện nay đã giúp được con người trong các lĩnh vực mà trong đó có Điện Ảnh. Các hệ dựng phi tuyến, kỹ xảo, các phần mềm 2D, 3D - Studio ra đời lần lượt và được ứng dụng vào trong thực tế dùng cho quy trình công nghệ điện ảnh hiện đại. Sự lưu trữ và chuyển đổi trên các vật liệu ghi là phim điện ảnh 8mm, 16mm, 35mm và băng từ các cỡ. Các hệ thống dựng trong điện ảnh và truyền hình được thực hiện không mấy khó khăn nhờ kỹ thuật mới này. Còn về chất lượng hình ảnh mà nó đem lại cho ta khi thực hiện chuyển đổi thì rất khả quan. Các tín hiệu đầu vào rất đa dạng có thể là băng từ, đĩa và phim nhựa các cỡ. Đầu ra là các tín hiệu thành phần tương ứng với các tiêu chuẩn của các thể loại thành phần video khác nhau và được ghi trên các vật liệu khác nhau như đĩa CD, DVD, VCD, băng hình, truyền hình có độ nét cao ( HDTV), phim nhựa các cỡ. Quy trình công nghệ điện ảnh hiện đại phát triển giúp ngành điện ảnh nước ta tránh được khả năng tụt hậu quá xa so với thế giới công nghệ. Hiện nay như ta biết có những sản phẩm điện ảnh có giá trị nghê thuật rất cao, nội dung phim rất hay nhưng vấn đề kỹ thuật của phim thì lại kém hơn rất nhiều so với kỹ thuật của nước ngoài. Đó là điều có thể hiểu được khi máy quay phim nhựa của chúng ta cũ hơn máy quay phim nước ngoài bao nhiêu thế hệ máy do đó chất lượng hình ảnh và độ rung hình cho phép cũng không thể so sánh được với phim của các nước lân cận như Trung Quốc, Thái Lan .. chú đừng nói đến Mỹ và các nước Tây Âu. Về âm thanh chúng ta cũng khô thể bằng họ khi mà họ đx phát triển lên từ bốn đến 6 đường tiếng trên một bản phim, hay 7 kênh Dolby. Đó là âm thành Sourround, âm thanh vòng, âm thanh lập thể đa chiều. Hay chí ít thì các thiết bị điện tử khác dùng băng từ, đĩa ngày nay họ cũng đã tiến tới hai kênh đường tiếng để có hiệu ứng âm thanh thay cho âm thanh mono truyền thống. Vậy tại sao quy trình công nghệ điện ảnh lại phát triển? Ngày xưa khi nền khoa học kỹ thuật chưa phát triển thì những ứng dụng của kỹ thuật đện tử số vào điện ảnh và truyền hình còn rất hạn chế, nguồn băng từ dùng trong truyền hình rất hiếm. Người ta phải dùng phim nhựa để quay, khi về họ in tráng rồi nhờ máy chiếu lên màn ảnh. Sau đó dùng camera thu lại. Tế bào quang điện biến tín hiệu quang thành tín hiệu điện đưa vào bộ trộn sóng và phát lên truyền hình. Trong quy trình đó xuất hiện một số nhược điểm sau Qua cả một khâu in tráng rất cầu kỳ, tốn kém người làm biên tập gặp rất nhiều khó khăn không như dùng băng từ quay về là có thể biên tập được ngay và phát trực tiếp dễ dàng. Một nhược điểm nữa là phương pháp trên vẫn chưa khắc phục được sự đồng bộ của tần số chiếu phim nhựa và tần số phát của truyền hình. Ngày nay với sư phát triển của khoa học kỹ thuật. Quy trình công nghệ điện ảnh hiện đại ra đời cho phép khắc phục những thiếu sót đó và chất lượng hình ảnh đã được nâng cao rõ rệt. Sự đồng bộ ăn khớp nhau và nhất là sự chuyển đổi thể loại lưu giữ tín hiệu trên vật liệu ghi một cách dễ dàng, nhanh chóng. Giữa băng từ, phim nhựa các cỡ, đĩa VCD, CD – rom, thực hiện chuẩn nén hình ảnh MPEG. Đó là cách chuyển hóa và ứng dụng một cách hài hóa giữa điện nahr và truyền hình nhờ các thiết bị điện tử, tin học, điện tử số. Truyền hình phát triển mạnh mẽ nhờ ứng dụng các thiết bị của khoa học kỹ thuật hiện đại. Sự phát triển nhảy vọt cua kỹ thuật điện tử số kéo theo truyền hình phát triển lên một mức cao hơn nhờ đó áp dụng tất cả những thiết bị của ngành vô tuyến điện tử mới ra đời vào các khâu trong quá trình sản xuất chương trình do đó hiệu quả hình ảnh và âm thanh được cải tiến rõ rệt. Các hệ dựng phi tuyến, dựng kỹ sảo với tốc độ cực nhanh. Vì vậy để cho điện ảnh phim nhựa cũng phát triển được thì giữa ảnh điện ảnh và truyền hình phải có sự kết hợp chuyển hóa được các thể loại vật liệu ghi cho nhau. Nhờ ứng dụng cải tiến thiết bị điện tử dùng để dựng hình sẵn có của ngành truyền hình. Áp dụng vào trong việc dựng phim làm kỹ sảo bằng máy vi tính chuyên dụng. Sau đó chuyển đổi bắn tín hiệu qua phim nhựa. Dựng bản phim điện ảnh theo bản phim video chuẩn đã dựng từ trước, giảm được thời gian và sự tốn kém vô ích. Các này rất nhanh và rất ưu việt nó có thê giúp cho điện ảnh và truyền hình trao đổi được các sản phẩm cần thiết như phim điện ảnh hoặc như các chương trình phim của truyền hình có thể chuyển qua phim nhựa để mang đi chiếu ở các rạp hay quan trọng hơn nữa là có thể chỉnh sửa và tu sửa lại những bản phim nhựa mang những tài liệu quý về khoa học và lịch sử. I.2. Lý do chọn đề tài Hệ thống của quy trình công nghệ điện ảnh hiện đại có cấu tạo gồm nhiều cấu hình chuyên dùng, mỗi khối cấu hình có nhiều chức năng khác nhau và trong đó có nhiều thiết bị riêng biệt. Mỗi khấu hình và các thiết bị trong khối đều được kiểm tra và tự động hóa nhờ chức năng của máy tính chuyên dụng. Mỗi khối cấu hình được nối mạng hai chiều thuận ngược trong tổng thống nhất của hệ thống quy trình công nghệ điên ảnh. Hệ thống quy trình công nghệ điện ảnh được khép kín từ khâu quay, dựng kỹ sảo, tạo hiệu quả hình ảnh, hiệu chỉnh chất lượng hình tiếng và cuối cùng cho ra các sản phẩm gồm các thể lạo phim nhựa, phim video và video CD chất lượng cao. Để đạt được những công nghệ phim 3 chiều và chất lượng âm thanh lập thể điều kô thể thiếu được là sự chuyển đổi từ phim nhựa sang bản phim điện tử để dựng và làm kỹ sảo trên máy tính chuyên dụng vì vậy em chọn đồ án tìm hiểu về thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quada để hiểu sâu hơn về quá trình chuyển đổi đó mà em mới được nghe và học qua trong suốt quá trình theo học tại trường Đại Học Sân Khấu Điện Ảnh. Qua quá trình tìm hiểu nghiên cứu tại Trung Tâm Kỹ Thuật Điện Ảnh, qua những ý kiến tham khảo, đóng góp của Thầy Cô và bạn bè và đặc biệt là sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của tất cả các chú, bác, ảnh chị trong xưởng Kỹ Thuật Video và phụ đề phim Negative của Trung Tâm. Em đã được tiếp xúc và nghiên cứu về thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra và hiểu biết thêm về một số thiết bị chuyển đổi Telecine khác. Trong khóa luận tốt nghiệp này em xin trình bày đồ án của mình với đề tài: “ Thiết bị chyển đổi Telecine FDL Quadra”. Trong đó em chỉ chú trọng đi sâu vào hai hệ thống sau: Hệ thống quang học chiếu sáng và hệ thống cơ khí vận chuyển phim. Em rất mong có sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và bạn bè đồng nghiệp để đồ án của em được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn I.3: Mục đích nghiên cứu. Mục đích nghiên cứu của đồ án tốt nghiệp của em là tìm hiểu cấu tạo, chức năng và hoạt động của thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra đặc biệt đi sâu vào hệ thống quang học chiếu sáng và hệ thống cơ khí vận chuyển phim. Hệ thống chuyển đổi quang điện và các chuẩn đầu ra của thiết bị cũng được em nói đến để làm rõ thêm về hai hê thống chính trong đồ án. Ngoài ra trong đồ án em còn tìm hiểu thêm một số thiết bị chuyển đổi Telecine khác, để tìm ra cách cải tiến và xu hướng phát triển của các thế hệ thiết bị chuyển đổi Telecine. I.4: Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu. I.4.1: Đối tượng nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu của đồ án là thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra mà Trung Tâm Kỹ Thuật Điện Ảnh đang khai thác và sử dụng. I.4.2: Phạm vi nghiên cứu Do thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra có rất nhiều bộ phận chức năng mà do thời gian nghiên cứu có hạn nên trong đồ án tốt nghiệp của mình em chỉ tập chung nghiên cứu về hai hệ thống đó là Hệ thống quang học chiếu sáng và hệ thống cơ khí vận chuyển phim. I.5: Phương pháp nghiên cứu Để hoàn thành đồ án này em đã nghiên cứu rất kỹ về cấu tạo cũng như chức năng và nguyên lý hoạt động của hai hệ thống quang học chiếu sáng và hệ thống quang học vân chuyển phim của thiết bị chuyển đổi FDL Quadra. Bên cạnh đó đi cùng việc dịch tài liệu về thiết bị và quan sát trên thực tế em đã rút ra được nhiều bộ phận quan trọng khác cần nói đến như bộ cảm biến CCD, động cơ Servo, một số chuẩn tín hiệu video. Những bộ phận đó để giúp ta hiểu thâm về hoạt động và cơ cấu chính của thiết bị đang nghiên cứu. Trong quá trình viết đồ án em cũng đã tham khảo ý kiến của các thầy và anh chị phòng ban để tìm hiểu hoạt động và chức năng của một số thiết bị chuyển đổi Telecine khác để tìm ra hướng giải quyết của thiết bị hiện tại và biện pháp nâng cấp cũng như xu hướng pháp triển của thiết bị và đồ án sau này. I.6: Kết cấu của đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp của em gồm 4 phần chính như sau; A. Phần mở đầu: I.1. Lời giới thiệu I.2. Lý do chọn đề tài I.3: Mục đích nghiên cứu. I.4: Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu. I.4.2: Phạm vi nghiên cứu I.5: Phương pháp nghiên cứu I.6: Kết cấu của đồ án tốt nghiệp B. Phần nội dung: Gồm 3 chương CH¦¥NG I : C¥ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG CỦA THIẾT BỊ CHUYỂN ĐỔI TELECINE I.1 Lịch sử của thiết bị chuyển đổi Telecine và các phương pháp chuyển đổi khung hình cho phù hợp giữa truyền hình và điện ảnh I.I.1 Lịch sử của thiết bị chuyển đổi Telecine I.I.2 Các phương pháp được đưa ra I.I.3 Một số chuẩn băng, phim nhựa, video và nhược điểm của quá trình chuyển phim sang băng I.I. 3.A: Các dạng tín hiệu video tương tự. I.I. 3.B. Các dạng tín hiệu video số.I.I. 3.C: Các tiêu chuẩn định dạng tín hiệu video. I.I.4.A1 Điểm qua về truyền hình chất lượng cao HDTV I.I.4.A2 Một số chuẩn băng, phim nhựa, video hiện hành I.I.5 Phương pháp quét tia điện tử và nghuyên lý làm việc của thể loại máy TELECINE I.I.5.a Phương pháp quét tia điện tử I.I.5.b Nghiên cứu nguyên lý làm việc của thể loại máy TELECINE A. Chức năng và nhiệm vụ của máy A.1 Chức năng A.2 Nhiệm vụ B. Giới thiệu chung về thiết bị chuyển đổi FDL Quadra và một số thiết bị chuyển đổi Telecine khác B.1 Giới thiệu về thiết bị chuyển đổi FDL Quadra CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU VÀ KHẢO SÁT TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG QUANG HỌC, HỆ THỐNG CƠ KHÍ VẬN CHUYỂN PHIM VÀ TÌM HIỂU MỘT SỐ HỆ THỐNG KHÁC CỦA THIẾT BỊ CHUYỂN ĐỔI TELECINE QUADRA II.I Tồng quát về các khối cấu tạo của thiết bị chuyển đổi TELECINE Quadra II.I.1 Sơ đồ và tính năng của các khối chung của các máy TELECINE II.I.2 Sơ đồ và cấu tạo của Thiết bị chuyển đổi TELECINE Quadra II.II Hệ thống quang học của thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra II.III Hệ thống cơ khí vận chuyển phim của thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra II.III. Chuyển đổi tín hiệu từ quang sang điện, cảm biến CCD. CHƯƠNG III : NHỮNG ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM RÚT RA QUA NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ CHUYỂN ĐỔI TELECINE FDL QUADRA VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA THIẾT BỊ TELECINE HIỆN ĐẠI III.1 Những ưu và nhược điểm rút ra qua nghiên cứu thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra III.1.a. Kỹ thuật số ứng dụng trong thiết bị chuyển đổi Telecine III.1.b. Ưu điểm của các thiết bị chuyển đổi Telecine hiện nay III.1.c. Nhược điểm của các thiết bị chuyển đổi Telecine hiện nay Bộ phận quyết định chất lượng hình ảnh – hướng giải quyết C: Phần kết luận CH¦¥NG I C¥ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG CỦA THIẾT BỊ CHUYỂN ĐỔI TELECINE I.1 Lịch sử của thiết bị chuyển đổi Telecine và các phương pháp chuyển đổi khung hình cho phù hợp giữa truyền hình và điện ảnh I.I.1 Lịch sử của thiết bị chuyển đổi Telecine Khi ngành truyền hình phát triển cộng theo sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật khiến các người sản xuất chương trình truyền hình nhận ra rằng họ cần nhiều hơn những chương trình truyền hình trực tuyến. Bằng cách chuyển đổi từ phim nhựa sang băng từ họ có thể làm được rất nhiều: Họ có thể lưu trữ dưới dạng đĩa VCD, băng từ và chỉnh sửa nó theo mục đích của mình. Tiền thân của công nghệ chuyển đổi hình ảnh từ phim nhựa sang băng từ là phương pháp chuyển đổi trực tiếp. Người ta chiếu phim nhựa lên màn ảnh và dùng Camera thu lại trên băng. Cách chuyển đổi này được thực hiện khi công nghệ truyền hình bắt đầu phát triển và nó được sử dụng rất nhiều vì khi đó các vật liệu ghi hình từ tính rất hiếm, nên có thể làm được các chương trình truyền hình người ta thường sử dụng các phim nhựa để quay mang về in tráng sau đó dùng máy chiếu chiếu lên màn ảnh. Dùng Camera thu lại và phát sóng lên truyền hình. Đó chính là phương pháp chuyển đổi cổ điển nhất và là cơ sở để ra đời các thiết bị Telecine. I.I.2 Các phương pháp được đưa ra Hình 1: thiết bị chuyển đổi Telecine Thay vì việc chọn lọc một đầu ra chuẩn cho việc chuyển đổi từ phim sang băng thì người ta quyết định đưa ra một giải pháp mới “ chuyển hình ảnh từ phim nhựa sang một bản phim điện tử chuẩn”. Bản phim này đảm bảo được các tính chất ảnh số tạm thời như bản phim nhựa gốc, có chứa toàn bộ những chi tiết hình ảnh thực nhờ lộ sáng ở tốc độ 24h/s. Để là bản phim cho phim nhựa, tín hiệu video cũng phải được quét vào ở tốc độ 24h/s. Tuy nhiên sự khác biệt khung hình giữa phim và truyền hình ( phim 24 khung hình/s còn truyền hình 25 – 30 khung hình/s ) nghĩa là chỉ cần chiếu một bộ phim lên truyền hình sẽ có sự nhấp nháy và có sự thay đổi giữa khung hình phim và truyền hình. Nguyên lý cơ bản nhất để điều chỉnh hiện tượng khuyết hình còn tồn tại cho các chuẩn phim nhựa có mặt hiện nay đó là quét từng dòng theo chiều ngang phim và từ cạnh trên xuống cạnh đáy khuôn hình theo chiều dọc. Bản phim điện tử sẽ được dùng trong suốt quá trình hiệu chỉnh màu, độ mịn hạt và tu sửa, ổn định hình và nếu có thể cả trong quy trình dựng sao cho đạt mục đích cuối cùng tại hộp chuyển đổi: đầu ra của bản video theo tiêu chuẩn yêu cầu. Tại bộ chuyển đổi người ta có thể bật công tắc lựa chọn hệ video cần sang tương ứng với các hệ đang được sử dụng. Biện pháp được đưa ra cho việc chêng lệch giữa các khung hình tỷ lệ hay tốc độ đổi hình từ 24 h/s sang 25 h/s hoặc 30 h/s là ta phải thực hiện hình nội suy, dùng tỷ lệ giảm 3/ 2 tạo tốc độ 30 h/s hoặc 60 nửa ảnh / s Hình 2 – 3: Tỷ lệ giảm 3:2 và 6:4 ( Pulldown 3: 2 và Pulldown 6 :4) Đối với những nước có sử dụng hệ truyền hình là hệ Pal hoặc Secam thì phim truyền hình thường được cho chiếu ở 25 khung hình/s điều này phù hợp với chuẩn phát sóng hệ Pal và Secam nên việc chuyển đổi từ phim sang video rất đơn giản. Đối với mỗi khung phim tương ứng với mỗi hinh video được ghi lại Hình 4: Hình ảnh khi thực hiện quét theo tỷ lệ 2 : 2 Tại Hoa Kỳ và các nước khác nơi mà truyền hình sử dụng tần số 60Hz quét dọc, và được phát sóng với tốc độ 29,97 khung hình / s mà phim truyền hình lại được quay bởi 24 khung hình / s nên họ sử dụng kỹ thuật Pulldown 3:2 để chuyển đổi giữa 24 – 29,97 khung hình /s. Điều này được thực hiện theo hai bước. Bước đầu tiên là để làm chậm sự chyển động của phim 1/1000. Sự thay đổi này là không đáng kể về tốc độ của người xem, và làm bộ phim giữ nguyên tại 23,976 khung hình /s. Bước thứ hai là phân chia lại các khung hình video hay dúng hơn là bằng kỹ thuật sẽ có bốn khung hình của phim cho 5 khung hình video Bốn khung hình được kéo dài thành 5 khung hình bằng cách khai thác tính chất của tần số 60Hz và tính nội suy của hình ảnh tức là trên thực tế sẽ có hai hình ảnh không đầy đủ nhưng đối với sự lưu ảnh trên võng mạc thì chúng ta cũng không thể nhận ra được. Sự chuyển đổi được thể hiện trên hình: Hình 5: Mô tả chi tiết quá trình chuyển đổi của kỹ thuật pulldownd 3 :2 Hình 6: Mô tả hình ảnh trên phim của kỹ thuật pulldownd 3 :2 I.I.3 Một số chuẩn băng, phim nhựa, video và nhược điểm của quá trình chuyển phim sang băng I.I. 3.A: Các dạng tín hiệu video tương tự. Tín hiệu video có được từ Camera tạo ra (hình 38) có 3 loại tín hiệu video tương tự (analog) thường gặp:♦ Tín hiệu video component là tín hiệu video thành phần gồm 3 thành phần : Thành phần chói Y, thành phần hiệu số màu R-Y và thành phần hiệu số màu B-Y. Tín hiệu này là tín hiệu chưa mã hóa hệ màu, và chỉ phụ thuộc vào số dòng ảnh như 525 dòng/ảnh hoặc 625 dòng/ảnh, thuộc tiêu chuẩn FCC hoặc CCIR. Tín hiệu video component đôi khi còn được gọi là Y, Cr, Cb hoặc Y, U, V. Các tín hiệu này không phụ thuộc vào hệ màu.♦ Tín hiệu video composite là tín hiệu video tổng hợp gồm thành phần chói Y (luminance) và tín hiệu màu C (chrominance). Cả hai thành phần tín hiệu này được kết hợp với nhau và có ký hiệu là Y+C.Tín hiệu video composite là tín hiệu đã được mã hóa màu C, tùy theo hệ mã hóa như hệ NTSC hoặc PAL hoặc SECAM, mà Burst màu sẽ có tần số fSC (sóng mang màu phụ) khác nhau. Hình 7: Cổng ra tín hiệu video trong camera -    Video composite hệ NTSC  có fSC là 3,58Mhz.-    Video composite hệ PAL  có fSC là 4,43Mhz.Video composite hệ SECAM  có fSC(R) là 4,406Mhz và fSC(B) là 4,25Mhz.♦ Tín hiệu S-Video hoặc S-VHS (Super Video Home System) là tín hiệu gồm thành phần chói Y (luminance) và tín hiệu màu C (chrominance). Cả hai thành phần tín hiệu này được tách riêng biệt  và có ký hiệu là Y/C.Tín hiệu C là tín hiệu màu đã được mã hóa tùy theo hệ màu như NTSC, hoặc PAL.I.I. 3.B. Các dạng tín hiệu video số.Tín hiệu gốc là tín hiệu video tương tự được chuyển đổi sang tín hiệu số được thực hiện bởi công việc lấy mẫu tín hiệu với tần số lấy mẫu là fS phải lớn hơn hoặc bằng hai lần tần số cao nhất của tín hiệu tương tự fa (fS ≥ 2.fa) và mỗi mẫu được lượng tử hóa bởi các bit nhị phân với mã hóa 8 bit hoặc 10 bit. Kết quả xuất ra là tín hiệu số dạng mã bit nhị phân kiểu song song hoặc cũng có thể kiểu dạng ra là các bit nối tiếp tuỳ theo mạch chuyển đổi (hình 2).Các thiết bị mới công nghệ số có các cổng giao tiếp dạng tín hiệu vào  và ra là tín hiệu số, các tín hiệu số thường gặp như:(1) SDI (Serial Digital Interface): Tín hiệu số truyền nối tiếp. Tín hiệu này có các định dạng theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau như:◊ SD-SDI tiêu chuẩn SMPTE 259M : Là tín hiệu video số có định dạng khuôn hình tỉ lệ 3x4 độ phân giải tiêu chuẩn SD (Standar Definition). - Tín hiệu video hệ NTSC:Tần số lấy mẫu fS = 4.fSC  = 4 x (3,58Mhz) = 14,32Mhz.Bit mẫu: 10bit/mẫu Tốc độ bit truyền SDI:  14,32 x 10 =  143,2 Mbit/s - Tín hiệu video hệ PAL:Tần số lấy mẫu fS = 4.fSC  = 4 x (4,43Mhz) = 17,72Mhz.Bit mẫu: 10bit/mẫu Tốc độ bit truyền SDI:  17,72 x 10 =  177,2 Mbit/s- Tín hiệu video component 525/60 hoặc 625/50 Tần số lấy mẫu: 13,5 Mhz , bit mẫu 10bit/mẫu.Lấy mẫu:  4:2:2 Tín hiệu chói Y:  13,5 x 10 = 135Mbit/sTín hiệu R-Y:      6,75 x 10 = 67,5Mbit/sTín hiệu B-Y:      6,75 x 10 = 67,5Mbit/sTốc độ bit truyền SDI  là 270Mbit/sLấy mẫu:  4:1:1 Tín hiệu chói Y:  13,5 x 10 = 135Mbit/sTín hiệu R-Y:    3,375 x 10 =  33,75Mbit/sTín hiệu B-Y:    3,375 x 10 =  33,75Mbit/sTốc độ bit truyền SDI  là 202,5Mbit/sLấy mẫu:  4:4:4 Tín hiệu chói Y:  13,5 x 10 = 135Mbit/sTín hiệu R-Y:      13,5 x 10 = 135Mbit/sTín hiệu B-Y:      13,5 x 10 = 135Mbit/sTốc độ bit truyền SDI  là 405Mbit/s.◊ HD-SDI tiêu chuẩn SMPTE 292M : Là tín hiệu video số có định dạng khuôn hình tỉ lệ 9x16  hình ảnh độ phân giải cao HD (High Definition). Được xác định với các điểm ảnh hàng ngang 1920 pixel và chiều dọc 1080 pixel. Hình 8: đồ thị lấy mẫu và dự liệu song song theo thời gian - Truyền hình có độ nét cao HDTV 1080i (interlace) thực hiện quét xen kẽ luân phiên bán ảnh lẻ và bán ảnh chẵn.    Tốc độ bit truyền HD-SDI 1080i SMPTE 292M là 1.485Mbit/s (áp dụng trong truyền hình HDTV).- Hình ảnh có độ nét cao 1080p (progressively) thực hiện quét liên tục từ trên xuống dưới của một hình, tạo ra hình ảnh đẹp và mịn hơn 1080i. 1080p cho hình ảnh đầy đủ (full HD). Kỹ thuật này áp dụng trong phim cenima màn ảnh rộng hoặc từ đĩa DVD.  Tốc độ truyền HD-SDI 1080p còn được gọi là 3G-SDI có tốc độ bit là 2,97Gbit/s thuộc tiêu chuẩn SMPTE 424M (áp dụng trong phim ảnh DVD).◊ SD-SDI tiêu chuẩn SMPTE 272M (embeded digital stereo audio) : là tín hiệu video số định dạng khuôn hình 3x4 tiêu chuẩn SD có ghép âm thanh số stereo theo tiêu chuẩn âm thanh AES/EBU.Âm thanh số tiêu chuẩn AES/EBU gồm - Có 4 – 8 kênh âm thanh stereo- Tần số lấy mẫu 32Khz – 48Khz - Số bit mẫu 16 – 20bit/mẫu- Tổng trở kháng không cân bằng 75Ω dùng Jack RCA (bông sen). - Tổng trở kháng cân bằng 110Ω dùng Jack XLR (Canon).SD-SDI tiêu chuẩn SMPTE 272M có ghép âm thanh stereo. Tốc độ bit truyền ≈ 270Mbit/s.  ◊ HD-SDI tiêu chuẩn SMPTE 299M (embeded digital stereo audio) : là tín hiệu video số định dạng khuôn hình 9x16 tiêu chuẩn HD có ghép âm thanh số stereo theo tiêu chuẩn âm thanh AES/EBU. HD-SDI định dạng 1080i (1080i/50, 1080i/60) hoặc 1080p/24, 1080p/30 tiêu chuẩn SMPTE 299M có ghép âm thanh stereo. Tốc độ bit truyền ≈ 1,5Gbit/s.(2)  ASI (Asynchrous Serial Interface): Dữ liệu số truyền nối tiếp không đồng bộ, được sử dụng trong truyền hình kỹ thuật số DVB (Digital Video Broadcasting). Dữ liệu truyền ASI là dòng truyền các gói MPEG-2. Dữ liệu này đã được nén, bao gồm các gói thông tin video, audio và các bảng text.  DVB-ASI theo tiêu chuẩn SMPTE 310M là dòng truyền MPEG-2 TS (Transport Stream). Tốc độ truyền là 19,4Mbit/s hoặc 38,8Mbit/s. Dữ liệu được truyền trên cáp đồng trục có trở kháng 75Ω, giao tiếp bằng cổng nối BNC.(3)  DVI (Digital Visual Interface):  Tín hiệu hình ảnh số được ghép tổ hợp nhiều đường chung trên một cáp đơn, băng thông truyền dẫn 160Mhz, dùng  kết nối với màn hình monitor LCD loại VGA hoặc SVGA.(4) HDMI (High Defination Multimedia Interface): Là tín hiệu bao gồm : Video không nén và 8 kênh âm thanh số, và được ghép chung tổ hợp truyền dẫn trên một cáp đơn với cổng giao tiếp HDMI. Loại tín hiệu này áp dụng trong truyền hình số HDTV và đĩa DVD, hỗ trợ kết nối hiển thị hình ảnh và âm thanh trên màn hình có dịnh dạng khuôn hình 9x16.    (5)  DV 1394: là tín hiệu ngõ ra hoặc ngõ vào của Camera số. Tín hiệu DV từ camera số có định dạng kích thước khuôn hình 720 pixerl hàng ngang  480 pixel hàng dọc, với tỉ lệ nén 5:1 Tốc độ truyền dữ liệu 480Mbit/s. Cổng vào/ra tín hiệu DV được hỗ trợ giao tiếp máy tính PC theo chuẩn IEEE 1394.Tiêu chuẩn IEEE 1394 là chuẩn kết nối giao tiếp máy tính PCI, còn có tên là ilink hoặc Fire wire.  Hình 8: Các chuẩn định dạng kích thước khung màn hình DV-1394 có 2 loại jack kết nối:-    Jack có 6 chân (jack DV lớn).-    Jack có 4 chân (jack DV nhỏ).I.I. 3.C: Các tiêu chuẩn định dạng tín hiệu video.Các chuẩn định dạng kích thước khung màn hình được xác định bởi số pixel hàng ngang và số dòng pixel hàng dọc, đựơc minh họa ở hình 40. Các tiêu chuẩn định dạng tín hiệu video số, và các đầu nối được liệt kê trong bảng 1 và  hình 41. Hình 9: Các đầu nối chuần video số hiện dùng I.I. 4.A1: Điểm qua về truyền hình chất lượng cao HDTV Lịch sử của HDTV theo Wiki bắt đầu từ một dự án trong quân đội Liên Xô năm 1958 đã tạo ra một hệ thống có khả năng trình chiếu khung hình 1125 dòng cho mục đích quân sự. Tuy nhiên chương trình phát sóng thương mại đầu tiên thuộc về người Nhật năm 1969 nhưng vì “lý do kỹ thuật” nên không thể trở thành một xu hướng mới trong phát sóng. Thuật ngữ HDTV như hiện nay được giới thiệu lần đầu ở Mỹ năm 1996 và chương trình phát sóng đầu tiên ở Mỹ vào năm 1998, cho đến nay các chương trình HDTV đã chiếm 50% ở Mỹ và đã có mặt tại Việt Nam. HDTV ( High Definision Television) nghĩa là truyền hình độ nét cao hay truyền hình độ phân giả cao. Hiểu một cách nôm na thì đó là một công nghệ truyền hình ảnh với độ nét cao, hình ảnh từ phía phát được chia làm các ô nhỏ ( hay có thể gọi là điểm ảnh) rồi truyền đến tivi của người xem, tại màn hình của tivi sẽ sắp xếp lại các điểm ảnh đó theo đúng trình tự như ở bên phát thực hiện. Vì vây nếu số lượng điểm ảnh này ít thì hình ảnh sẽ không mịn, không nét. Đặc biết với màn hình cỡ lớn thì sự thô của hình sẽ càng rõ rệt. HDTV giả quyết vấn đề này bằng cách chia hình ảnh trong HDTV cao hơn đến 5 lần trong truyền hình tiêu chuẩn SDTV trước đây và hiện nay. Cũng giống như một tấm hình được chụp bằng loại máy ảnh có nhiều Megapixel hơn một tấm ảnh chụp bằng điện thoại di động hay máy chụp ảnh có ít Megapixel hơn. Với HDTV, một điểm khác biệt nữa không thể không nhắc đến chính là tỉ lệ khuôn hình. Truyền hình truyền thống có tỷ lệ khuôn hình là 4:3, còn với HDTV tỷ lệ là 16:9. Tỷ lệ này sẽ cho phép khả năng xem hình ảnh toàn cảnh hơn. Khi sử dụng HDTV trên màn hình rộng, người xem sẽ không còn thấy những hình ảnh mất cân đối. Màn hình cũng sẽ không còn hiện tượng bóng ma, mờ nhiễu như khi xem các chương trình truyền hình truyền thống hiện Trước đây, để thỏa mãn niềm đam mê, những tín đồ của công nghệ HD tại Việt Nam chỉ có một lựa chọn duy nhất là lên mạng down phim về xem với các hệ thống HTPC tự chế, rồi chia sẻ phim với nhau, bởi đầu tư cho một chiếc đầu và một loạt đĩa Blu-ray vẫn đang là một khoản đầu tư lớn mà không phải ai cũng có thể kham nổi. Giờ đây, chỉ phải bỏ ra chi phí ban đầu khoảng 4,5 triệu đồng, người xem truyền hình Việt Nam có thể thoải mái thưởng thức các kênh truyền hình độ nét cao với nội dung hết sức phong phú, có thuyết minh, phụ đề tiếng Việt. Với sản phẩm đầu thu và giải mã tín hiệu truyền hình HD, cùng dịch vụ truyền hình độ phân giải cao HDTV, đã xuất hiện như một ly nước mát, làm thỏa cơn khát HD của người xem truyền hình Việt. Đó là lý do, sản phẩm này đang ngày càng được nhiều người tiêu dùng lựa chọn. I.I.4.A2 Một số chuẩn băng, phim nhựa, video hiện hành Trong thời kỳ hiện tại thì các phương pháp chuyển các sản phẩm điện ảnh từ phim nhựa sang băng từ video có giá thành không rẻ và trở nên vô cùng phức tạp do sự phát triển nhanh chóng các chuẩn phát hình băng video lấy từ một phim nhựa gốc. Bởi vậy đối với từng trường hợp lại phải có một phương pháp chuyển riêng cho chất lượng hình ảnh đảm bảo, thế nên giá thành toàn bộ của phim nhựa và giá công lao động khác như hiệu chỉnh màu sắc mỗi lần mỗi khác. Công nghệ điện ảnh truyền hình đã đề xướng ra một phương pháp thay thế cho phương pháp hiện hành đó là một sự chuyển đổi hình ảnh từ phim nhựa sang băng nhằm phục vụ cho khâu phát hành băng video. Họ tạo ra bản phim điện tử gốc đại diện cho bản phim nhựa gốc, tương thích với tất cả các đầu ra khác nhau. Thông thường việc chuyển phim nhựa sang băng tuân theo các chuẩn truyền ảnh video 525/60 đối với Bắc Mỹ, 625/50 đối với Châu Âu. Chuẩn được chọn trên máy Telecine và theo tần số lưới điện. Chuẩn được sử đụng cho toàn bộ các quá trình tiếp theo như: định màu, dựng băng và cho cả quá trình phát hành cuối cùng. Một sự lựa chọn khác dựa vào phần hình ảnh được truyền lên một màn hình tivi tương ứng, có kích thước cố định cũng được thực hiện ngay trên thiết bị Telecine. Hình ảnh video thu được có thể là hình ảnh phối hợp bởi cả hai sự lựa chọn đưa ra. Khi các chuẩn càng ngày càng phát triển một cách không ngừng thì vấn đề được đặt ra cho quá trình chuyển đổi sẽ ngày càng lớn hơn so với lúc ban đầu. Vấn đề không đơn giản chỉ là các chuẩn video khác nhau, mà càng phức tạp hơn khi xét đến các chuẩn khác của phim nhựa, các phương án tỉ lệ hình khác nhau. Chọn hình ảnh phim Pan/Scan 525 NTSC Scan video và chọn chuẩn 525 NTSC Chỉnh màu Giảm nhiễu ổn định hình Chọn hình ảnh phim Pan/Scan 825 PAL/ SECAM Scan video và chọn chuẩn 825 PAL/ SECAM Truyền Chỉnh màu Giảm nhiễu ổn định hình Phim Chọn hình ảnh phim Pan/Scan 1125 HDTV Chỉnh màu Giảm nhiễu ổn định hình Scan video và chọn chuẩn 1125 HDTV Scan video và chọn chuẩn US HDTV Chọn hình ảnh phim Pan/Scan US HDTV Chỉnh màu Giảm nhiễu ổn định hình 525 NTSC Truyền POST 825 PAL/ SECAM Truyền 1125 HDTV Truyền Hình 10: Quy trình phim sang băng US HDTV Truyền và một số chuẩn phim hiện hành Khi chuyển hình ảnh phim nhựa sang băng video cho phát truyền hình. Nếu các công đoạn dựng phim được tiến hành trên một chuẩn băng video thì ta có một băng dựng gốc 525 dòng chuẩn NTSC. Vậy khi cần chuyển sang băng khác, Châu Âu chẳng hạn với chuẩn 625/50 thì sẽ có một loạt vấn đề như hiệu chỉnh màu sắc, giảm tạp âm, giảm nhiễu, ổn định dựng băng .. Khi chuyển dang chuẩn khác thì sự giảm từ 60Hz xuống 50Hz cũng làm cho hình ảnh trở nên xấu. vấn đề không phải đơn giản chỉ là các chuẩn video khác nhau mà sẽ càng phức tạp hơn khi xét đến các chuẩn khác của phim nhựa, các phương án tỷ lệ hình khác nhau …. Các hệ chuẩn video bây giờ còn phải sang cả truyền hình độ nét cao. Vậy điều kiện đặt ra cho bản phim điện tử là phải đảm bảo được đặc tính không gian của phim nhựa cho phép thích ứng với hệ video cao nhất về tiêu chuẩn, thỏa mãn các chuẩn video mới là chuẩn truyền hình độ nét cao cần sử dụng mức độ số hóa tạo điểm ảnh và số dòng quét chuẩn. Đồng thời phải đảm bảo tất cả các chuẩn phim nhựa đề có thể chuẩn sang tất cả các chuẩn video ở đầu ra. Một số chuẩn phim nhựa Một số chuẩn video đầu ra 16mm 16mm 1,33 : 1 ( 4 : 3) Super 16 mm 1,78 : 1 ( 16:9) 35mm bình thường 1,85:1 rộng toàn bộ khuôn hình 35mm 1,85 : 1 bình thường có đường tiếng Màn ảnh rộng 2,20:1 cỡ 70mm 3 bước răng phim 35mm Anamophot Màn ảnh rộng nén 2:1 Chiếu tỉ lệ 2,4:1 Cinemascope nén 2:1 tỉ lệ chiếu 2,35:1 525/59,94 NTSC 4:3 cả màn hình 4:3 khuôn hình 16:9 4:3 khuôn hình 2,2 – 2,4 : 1 ( letterbox) 625/50 PAL/SECAM D – 2MAC & PAL – Plus 4:3 cả màn hình 4:3 khuôn hình 16:9 4:3 khuôn hình 2,2 – 2,4 (letterbox) 4:3 khuôn hình 16:9 hình ảnh điện tử anamophot trên màn hình tỷ lệ 16:9 4:3 Khuôn hình 2.2 – 2.4 (letterbox) hình ảnh điện tử anamophot trên màn hình 16:9 4:3/16:9 tương thích (PAL – Puls) 1125/60 (NHK) HDTV1250/50(Eureka( HDTV Giao diện 59; 94 US HDTV 16:9 toàn bộ màn hình 16:9 cho tỉ lệ 2,2 – 2,4 letter box Bảng trên cho ta biết được một số chuẩn phim nhựa và video đầu ra hiện hành. Và do đó sẽ nãy sinh những vấn đề đặt ra do sự khác nhau giữa các chuẩn phim nhựa. Những khó khăn liên quan đến chiều cao của khuôn hình tỉ lệ 1,85:1 chuẩn Academy ( 35mm thông thường) truyền cho màn hình 4:3 . Điều đáng chú ý là mặc dù phần hình ảnh động phải được đóng gói trong khuôn hình tỷ lệ 1,85:1 ở chính giữa khi phim đã sang băng lên màn hình tỉ lệ 4:3 thì thay vào phần cắt bởi hình, các phần trên và phần dưới của khuôn hình 1,85:1 lại lộ ra và xuất hiện những thứ mà người ta muốn che giấu trong khuôn hình như micro, camera, … Do đó chúng ta phải lưu tâm đến điều này vì toàn bộ chiều cao của khuôn hình đều được quét ra cho truyền lên màn hình 4:3 ở đầu ra, chỉ có hình ảnh tỉ lệ 1,78:1( 16:9) là có thể quét toàn bộ trên một phần hình khoảng 3/4 hình chính. Để đạt được số đường quét tỷ lệ 16:9 cho HDTV, hình ảnh sẽ được quét toàn bộ chiều cao khoảng 1000 dòng. Nhưng chúng ta phải nhân với số nghịch đảo của 3/4 để đạt được số đường quét trong bản chuẩn chung có chiều cao đủ cho sang băng hình ở đầu ra có tỉ lệ 1,78:1 như vậy cần phải quét 1400 – 1500 đường từ hình ảnh phim nhựa. Hình 11: Sơ đồ chuyển phim sang băng chuẩn truyền video Nguồn phim 24 hình/s 24/25 hình Post – pro ( giải pháp chọn lựa) Chỉnh màu tu sửa và ổn định hình Telecine Mcde 24 hình/s Chyền từ chuẩn chung sang băng Dùng để truyền sang chuẩn truyền chung Chuẩn ra của bộ chuyển đổi Các chuẩn truyền video - 525/59 – 94 ( 4:3) - 525/59 – 94 16:9 letter box - 625/60 4:3 - 625/50 16:9 letter box - 625/50 16:9 anamophot - 1125/60 HDTV - 1125/50 HDTV ( US TV) - 1080/59 942 I.I.4.B Nhược điểm của quá trình chuyển phim sang băng Vấn đề đầu tiên chúng ta phải chú ý đó là quét ở đây là quét cách dòng( nửa ảnh) chứ không phải là quét liên tục với hệ thống xuyên hình hiện tại, điều này không gây ảnh hưởng gì lớn lắm. Nhưng trong tương lai khi mà các phương tiện quét liên tục trở lên thông dụng trong việc tryền tín hiệu tới từng gia đình, nửa hình sẽ trở về với việc quét cả hình nhờ hệ thống chuyển đổi ngược từ cùng một hình ảnh gốc với cùng một tốc độ nên việc trở về với quét cả hình sẽ không gây bất cứ cảm giác khó chịu nào về mặt chất lượng hình ảnh thu được Nội suy 625 > 525 Telecine 25 hinh/s Quét cách dòng Ghi theo chuẩn 625/50 Phát lại theo chuẩn 625/47.952 Phát lại theo chuẩn 625/50 Chuẩn truyền hình Mỹ Chuẩn truyền hình Quốc Tế Hình 12: Sơ đồ minh họa sử dụng chuẩn 625/50 và sự phân chia giữa hai chuẩn Nên thực tế ta nhận thấy rằng khi chuyển đổi hình ảnh phim ở tốc độ 24 h/s sang 25 h/s ( nhanh hơn 4%) sang VTR 625/50. Cách quét này của Telecine được coi là giảm xuống theo tỉ lệ 2 ; 2, chuẩn này tương ứng với chuẩn 625 khác. Riêng một số nước phát hệ 525 dòng khác cần phải đưa tốc dộ tới 30 h/s tức là cần quay trở lại 24 h/s rồi dùng tỉ lệ giảm 3/2. Tuy vậy không có nghĩa là Telecine lần nữa. Đó là chuyển đổi trên thiết bị 625/50 VTR. Tất cả những gì cần làm là phát 24h/s hoặc cao hơn 48 nửa hình/ s và làm chậm lại tất cả các mã thời gian của nó 4% dung sai tốc độ cũng được loại bỏ trên bản gốc chuyển đổi. Tuy nhiên điều quan trọng nhất là thực hiện chuyển đổi đơn giản ở đầu vào nhờ lặp lại từng nửa hình với mức kéo 3:2 như Telecine co thể làm. Khi đã có tốc độ chính xác việc còn lại là tạo mức quét 525 đường thành 625 đường. Công việc này thực ra chỉ là quá trình xóa. Các hệ phát truyền hình khác nhau sẽ nhận được bản phim Video của hệ phát đó, không ảnh hưởng lẫn nhau và không phải bỏ tiền ra mua bất cứ một bộ chuyển đổi nào. Có thể coi phương pháp này là một Telecine chuyển 525/625 nhưng vì có đầu chuyển đậm bên trong nên người ta chỉ sang băng từ phim có một lần rồi cất phim đi. Như vậy bộ chuyển đổi chuẩn trong thiết bị “đậm” này quả là tốt cho ít nhất những chuẩn băng thông dụng. Telecine độ nét cao 25 hình/ s Quét cách dòng Ghi theo chuẩn 1250/ 47.952 Nội suy 1152 > 1080 Phát lại theo chuẩn 1250/48 Nội suy 1250 > 1035 Phát lại theo chuẩn 1250/50 Chuẩn truyền hình Mỹ Chuẩn truyền 240M 1125/60 Chuẩn truyền Quốc tế 625/50 Hình 12: Hình ảnh minh họa sử dụng chuẩn 1250/50. Sự phân chia giữa các chuẩn Sơ đồ trên đã cho ta thấy được sự rộng mở cho truyền hình độ nét cao HDTV nhờ dùng bộ thiết bị 1250/50 VTR. Chuẩn đầu ra dùng cho thị trường Mỹ. Tại đây cũng giống như trên người ta phát 48 nửa ảnh/s thay cho 50 nửa ảnh/s rồi dùng kỹ thuật giảm 3/2 tạo tốc độ 30 hình/s hoặc 60 nửa hình/s đã được đề cập ở phần trên. Telecine độ nét cao 25hình/s Quét liên tục Ghi theo chuẩn HDCN 1250/ 47.952 Quét cách dòng Nội suy 1152 > 1080 Phát lại theo chuẩn 24hình/s Quét cách dòng Nội suy 1250 > 1035 Phát lại theo chuẩn 25hình/s Chuẩn truyền hình Mỹ 1125 - 59.94 Chuẩn truyền 240M 1125/60 Chuẩn truyền Quốc tế 1250/50 Quét cách dòng nội suy 1152 Hình 13: Sơ đồ sử dụng hình ảnh Video 24h/s tạo các chuẩn đầu ra Sơ đồ hình 10 cho ta thấy với hình ảnh 24 hình thì nguyên lý tương tự như trong chuẩn 625 dòng và 1250 dòng. Nhược điểm ở đây là không có một đầu ra ti vi nào có thể duy trì tín hiệu mà không có chuyển đổi ( trong khi trên hai sơ đồ 6, 7 đầu ra 50 nủa ảnh/s có thể thực hiện ngay lập tức). Tuy nhiên có một ưu điểm là bản copy đại diện cho 24h/s có thể dùng cho nhiểu thứ hơn cho truyền hình. Điện ảnh điện tử có thể hoạt động rất hợp vớ mức quét liên tục 24 h/s. Hình ảnh điện tử chiếu có chất lượng tương ứng với hình ảnh phim nhựa máy chiếu với tần số 70Hx, loại trừ hoàn toàn nhảy hình trên màn hình có độ rộng và độ chói cao hơn màn ảnh rạp thông thường. ` Khuôn hình đưa vào 1 hình 1 hình Dãn hình 1 hình Pal / Scan theo tỷ lệ 16 : 9 Hình nội suy Nội suy tạo 1080 dòng Ra 1440 Hai nửa hình Giảm 3/2 tạo 30 hình/s từ 24 hình giao diện quét hình 2 nửa hình Hình 14: Sơ đồ các bước chuyển Đổi ở đầu ra,chuẩn US- HDTV 3 nửa hình Sơ đồ trên minh họa một cách chi tiết những gì có được ở đầu ra của bộ chuyển dổi chuẩn đã nói ở trên. Quy trình ở đây được đặt ra để minh họa cho nhũng khái niệm mà ta đã trình bày ở trên. Các hãng phim sản xuất có thể có những cơ cấu thiết bị khác, nhưng chắc hẳn ở một vị trí nào đó vẫn có mặt các quá trình này. Chú ý rằng ở đây ta chỉ minh họa quá trình dãn hình, quét hình. Giảm hình không thực hiện trên cùng đầu ra quá trình chuyển đổi. Trên thực tế tốc độ hình vào khoảng 23,96 hoặc 29,97 hình/s truyên trực tiếp theo chuẩn Mỹ( không qua chuẩn ATSC). Vậy thách thức đưa ra cho các nhà kỹ thuật là nghiên cứu thiết kế sản xuất chủ yếu là nâng số điểm ảnh tăng dữ liệu và cải tiến các cấu hình chuyển đổi phim sang băng hiện có xuất phát từ các tiêu chuẩn truyền thông. Hội đồng công nghệ đã có đề án về các chức năng của bộ chuyển đổi đầu ra băng với phương pháp Phim sang băng hiện hành, một số điểm khác nhau khác biệt ở đề án công nghệ trong phần Telecine va thiết bị ghi video độ nét cao HD – video được tóm tắt trong bảng sau: TELECINE - Thay thế các cơ cấu nhạy hình để tăng mức chọn mẫu ngang - Tăng tốc độ khống chế truyền 1500 ở đầu ra - Quét cách dòng và giảm theo tỷ lệ 3/2 THIẾT BỊ VIDEO ĐỘ NÉT CAO ( HD – VIDEO) - Cho phép ghi và phát tốc độ 24 hình/s - Cho phép phát lại với tốc độ hình khác với tốc độ ghi - Cho phép thực thi chuẩn quét liên tục - Tốc độ truyền dữ liệu ngoài tăng 30 – 40% so với tốc độ truyền dữ liệu truyền thông độ nét cao I.I.5 Phương pháp quét tia điện tử và nghuyên lý làm việc của thể loại máy TELECINE I.I.5a Phương pháp quét tia điện tử 9 13 15 16 8 12 15 16 11 7 15 16 4 6 5 19 R DK 21 B 20 G 1 Hình 15: Sơ đồ mô phỏng quá trình chuyển đổi bằng phương phap quét tia điện tử Trên đây là sơ đồ mô phỏng quá trình chuyển đổi bằng phương pháp quét tia điện tử gồm có các bộ phận sau 1: Ống phóng tia điện tử 2: Phim nhựa 4,5,6: Ống nhân quang 7,8,9: Hiệu chỉnh màu sắc sơ cấp 11,12,13: Hiệu chỉnh màu sắc thứ cấp 15: Bộ hạn chế 16: Ma trận màu 19,20, 21 điều khiển tín hiệu mầu theo số mũ Ống nhân quang tiếp nhận ánh sáng dẫn đến dòng chạy từ A đến K và dòng này phải hết sức ổn định. Ống này chỉ sử dụng được trong khoảng 500 đến 600 giờ thì phải thay thế nếu không sẽ thiếu mầu. 7,8,9 hiệu chỉnh màu phù hợp với mắt người ở từng khu vực. 11,12,13 thứ cấp tinh chỉn. 18 là ma trận màu. Nguyên lý hoạt động: Ống phóng tia điện tử qua phim để 3 ống nhân quang 3 5 6 nhận tín hiệu điện tử mang hình ảnh đến dẫn đến dòng chạy từ A đến K, dòng tia điện tử tiếp tục chuyển đến các khối hiệu chỉnh màu sắc sơ cấp và hiệu chỉnh màu sắc thứ cấp ở đây tín hiệu điện tử được các khối hiệu chỉnh lại để tạo ra từng màu cơ bản. Tín hiệu điện đi qua bộ hạn chế để điều chế tín hiệu điên tử sao cho phù họp với từng màu và được qua ma trận màu để sau đó qua bộ điều khiển tín hiệu màu theo số mũ. Lúc đó hình ảnh ban đầu đã được chuyển thành tín hiệu điện tử mang hình ảnh được tách ra làm 3 tín hiệu màu cơ bản R, G, B I.I.5.b Nghiên cứu nguyên lý làm việc của các thể loại thiết bị chuyển đổi TELECINE A. Chức năng và nhiệm vụ của thiết bị Telecine FDL Quadra A.1 Chức năng Máy TELECINE dùng để chuyển hình ảnh phim nhựa sang băng từ, đĩa và được dùng cho cả mạng lưới truyền hình. Chiếu phim nhựa trên mạng lưới truyền hình. Ngoài chức năng chính là việc chuyển phim sang băng thì nó có một số chức năng khác như hiệu chỉnh màu sắc, chỉnh xước xác của phim , chỉnh mật độ … trong quá trình chuyển đổi TELECINE có thể thỏa mãn được tất cả các chuẩn đầu ra của các thể loại video hiện hành, băng đĩa, .. Tùy theo đơn đặt hàng của một số nướ để phù hợp với như cầu của thị trường truyền hình nước đó mà nhà sản xuất tăng hoặc giảm một số chức năng khác ở chuẩn đầu ra của các hệ video. A.2 Nhiệm vụ - Máy TELECINE được thiết kế dùng riêng cho xưởng video - Nó có thể được dùng cho quy trình làm hậu kỳ của phim: co thể chuyển đổi phim sang bản băng điện tử rồi đưa vào PC dựng nháp và chỉnh các thông số trước khi ráp phim nhựa đi chiếu. - Sản phẩm sau quá trình TELECINE sẽ cho ta được chất lượng hình ảnh trên phim và được sửa đổi theo yêu cầu, hơn thế nữa là có thể tung ra thị trường các bản video để quảng cáo trước khi đi công chiếu. - Các khối quang học thích ứng trong máy mà ta có thể chuyển đổi được với từng thể loại, với mọi kích cỡ của các loại phim khác nhau sang mọi tiêu chuẩn băng video. Nói cách khác Máy TELECINE được thiết kế cho quy trình chuyển phim sang băng nên nên nó có thể chuyển được tất cả các thể loại phim hiện hành sang các hệ video tiêu chuẩn. B. Giới thiệu chung về thiết bị chuyển đổi FDL Quadra và một số thiết bị chuyển đổi Telecine khác B.1 Giới thiệu về thiết bị chuyển đổi FDL Quadra FDL Quadra là thiết bị chuyển đổi TELECINE chuyên dụng cho tái sản xuất phim màu và phim đen trắng với các cỡ khác nhau đảm bảo cho chất lượng phim cao nhất. FDL Quadra chủ yếu phục vụ mục đích sau sản xuất. Với máy FDL Quadra phim có thể được tái sản xuất theo tiêu chuẩn TV 625/50 và 525/60, tự động chuyển đổi sang tiêu chuẩn TV khác khi áp dụng tín hiệu đồng bộ vẫn có thể điều chỉnh bằng tay tiêu chuẩn TV. Các khung hình chuyển đổi từ 4 : 3 sang 16 : 9 bằng bộ điều khiển TELECINE bên ngoài hoặc bảng điều khiển tại chỗ. Các phim đen trắng Negative và Positive, phim màu Negative và phim interpositive mọi kích cỡ đều được vận hành và chuyển đổi được thông qua thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra. Hình 16. thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra Hãng Philips với TELECINE Spirit Dactacine Hình 17: thiết bị chuyển đổi TELECINE Spirit Dactacine Thiết bị này cũng chủ yếu dùng để chuyển phim sang băng chất lượng cao. Ưu điểm của nó là có một đầu tương tự Analog chuyển phim có độ nét rất cao lớn hơn 1000 gọi là AIH. Dùng ma trận CCD để quét. Thiết bị Telecine này do hãng Philips kết hợp cùng Easman Kodak chế tạo ra nhằm chuyển đổi hình ảnh trên phim nhựa sang tín hiệu số với độ phân giải rất cao. Telecine Spirit Dactacine có chất lượng cao và độ “ sạch” của hình ảnh, do kỹ thuật hoàn hảo đã trở thành mẫu mực trong thị trường truyền hình. Thiết bị Telecine Spirit Dactacine có chức năng Film – 2 dât, tạo khả năng tăng tốc độ chuyển đổi phim nhựa sang tín hiệu dạng số. Nó cho phép làm việc trong cả thời gian thực với tốc độ 24 hình/s. Người ta đã thiết kế hệ thống giao diện Phantom Tranfer Engine dành cho Telecine Spirit Dactacine đảm bảo việc chuyển đổi phim nhựa sang tín hiệu số với tốc đô cao và độ phân giải cao. Đó là một thiết bị chuyển đổi giữ liệu trên cơ sở đĩa từ tối ưu hóa tốc độ hình ảnh ghi trong phantom có thể được truyền đến các trạm công tác đồ họa video thiết bị thích hợp băng từ loại Ampex DST, D1 và D5 thông qua thiết bị kết nối đặc biệt Viewgraphies. Tốc độ chyển đổi 6 đến 10 hình/s được gọi là tốc độ tối ưu. Tốc độ này đã cao hơn nhiều lần tốc độ chuyển đổi ở các máy quét độ phân giải cao khác. Hệ thống mới Specter Vỉtiual Datacine là sự hoàn thiện tiếp theo quá trình chuyển đổi phim nhựa thành phim video số hóa. Nó bao gồm máy chủ Sever SGI origin 2000. Thiết bị hiệu chỉnh màu Pandora Mega Dè và Modun chuyển đổi chuẩn khuôn hình lấy từ Datacine. Các dữ liệu số được đưa ra từ Spirit Datacine vào trong Virtual Datacine có thể được đọc với vận tốc tới 30 hình/s. Các thiết bị và hệ thống chuyển đổi hình ảnh phim nhựa sang dạng số với tốc độ phân giải cao là một hướng phát triển quan trọng của hãng Philips trong lĩnh vực điện ảnh số. 2. Hãng Sony với thiết bị chuyển đổi Telecine V – 1000 Hình 18. Thiết bị chuyển đổi Telecine V – 1000 Thiết bị chuyển đổi Telecine V – 1000 của hãng Sony là một đóng góp to lớn trong lĩnh vực phát triển điện ảnh truyền hình. Thiết bị này có thể làm việc với tốc độ phân giải thông thường cũng như trong chuẩn độ nét cao. Người ta thường sử dụng ba ma trận CCD với độ phân giải của mỗi ma trận đạt tới 2 triệu phần tử hình ảnh làm thiết bị chuyển đổi “ Ánh sáng – tín hiệu”. Điều này cho phép truyền đạt được đầy đủ độ phân giải và màu sắc của phim nhựa, việc hiệu chỉnh mầu sắc được thực hiện trong phần quang học của máy Telecine bằng cách điều chnrh chính xác các luồng sáng R.G.B. Phương pháp này giảm đến mức tối thiểu sai lệch hình ảnh thường hay xuất hiện trong quá trình xử lý tuyết tính các tín hiệu video. Hệ thống kéo phim được thiết kế mới, đảm bảo độ ổn định của hình ảnh. Còn hệ thống quét hình tiên tiến cho phép thực hiện việc điều khiển một cách chính xác và sự truyền đạt màu sắc của tín hiệu video, các tính năng của sự chuyển đổi và năng cao chất lượng hình ảnh. Khi tổ hợp sự chuyển đổi hình ảnh bằng quang học và kỹ thuật số tạo ra khả năng linh hoạt trong việc tạo ra hình ảnh toàn cảnh, quay các hình ảnh và chuyển đổi hình ảnh sang hình ảnh màn ảnh rộng mà không làm giảm chất lượng hình ảnh. Do có sự tính toán đến hệ số nén tín hiệu số hóa rất cao, cần thiết cho việc truyền tín hiệu số hóa theo chuẩn ATSC nên trong khi chế tạo thiết bị Telecine mới hãng SONY đã rất chú trọng đến việc đảm bảo độ ổn định khi làm việc và tỉ lệ giữa tín hiệu video – tạp âm ở đầu ra cao. Thiết bị Telecine FVS đảm bảo làm việc với các tín hiệu video có độ phân giải khác nhau. Trong chế độ HDTV 1080 dòng còn trong chế độ phân giải thông thường 525 hoặc 625 dòng với sự biến đổi tín hiệu 10 bít A và D và các tín hiệu R,G,B hoặc Y, R – Y, B – Y. 3, Hệ Cenion và thiết bị quét hình Cineon Digital Film Scanner (CDFS) *Hệ Cecion Biến đổi A/D Xử lý tín hiệu Đèn Cenion Biến đổi D/A Film Hình 19: Mô phỏng hệ Cenion Từ ngày trước để chế tạo các thiết bị quét hình ảnh film người ta sử dụng ống phóng tia CRT, ống quét tia laze và CCD. CCD là tấm thép tích điện, tương tự nhu một tấm phim nhạy sáng khi bị tác động của ánh sáng nên có khả năng biến năng lượng thành tín hiệu điện rồi được cắt thành số đưa vào máy tính hoặc chuyển thành Analog đưa lên băng. Công nghệ CCD tương đối phổ biến trong việc sản xuất các bộ quét hình ảnh số độ phân giải cao. Ngoài tấm cảm biến hình ảnh film còn có các bộ phận chính khác là hệ chiếu sáng, trục quay kéo phim, thấu kính tạo ảnh, đường đưa dữ liệu số và giao diện ngoài. *Thiết bị quét hình Cineon Digital Film Scanner( CDFS) Thiết bị quét hình CDFS sử dụng cả hai loại CDD quét hình: area và linear cho các thiết bị quét phim. Đầu quét vùng area sử dụng trong một máy quay phim số rất dễ tương thích với hệ thông truyển động phim thông thường và hệ chiếu sáng một khi người ta thay đổi ống kính của máy thông thường bằng ống kính số trên các máy in phim. CDFS sử dụng linear CCD thì trên thiết bị có đầu quét trilencar 4k (4096 điểm) với các kính lọc mầu lưỡng hướng, đỏ, lục và lam trên cả 3 đường quét. Cấu tạo của trilencar CCD có ưu thế hơn area CCD bởi nhiều điểm bao gồm ít sai hỏng, quét đồng đều, tách màu đẹp, độ tản sáng cao và chuyển tín hiệu điện tốt. Hệ thống máy CDFS dùng đèn xenon, ống dung dịch dẫn quang, trục in. Người ta dùng đèn xenon để tăng mức lam trong nguồn sáng hơn so với đèn Tungsten ( von fram) thông thường. Điều này đặc biệt quan trọng khi ta quét phim Negative hay đúp Negative vào máy. Các loại phim này thường có đế phim vàng. Nguồn điện hồi tiếp cho phép tạo cường độ ổn định quang học. Trục lăn được chế tạo sao cho có sự tản sáng đều qua toàn bộ khe quét hình ( scanning line). Ngồn sáng ổn định sẽ giảm tới mức thấp nhất yêu cầu hiệu chỉnh mật độ hình ảnh số. Tính chất tản của ánh sáng chiếu từ nguồn loại này cho phép giảm các vết xước, bẩn trên phim. Móc dịch chuyển phim là một cơ cấu cần thiết cho các thiết bị quét hình ảnh số có độ nét cao. Cho tới nhanh hầu hết các máy móc quét film số hóa điều sử dụng của hình film chuẩn như trên các máy in quang học. Trên thiết bị CDFS người ta sử dụng cửa hình chuyển dịch film là tổ hợp của hai cơ cấu móc. Móc định vị film giống trên cửa hình của máy in film chuẩn với một bề mặt cong của trống quét có cơ cấu nét để tăng độ nét hình… Do răng film bám chặt trên bề mặt cong của trống quét mà bề mặt film qua cửa hình trên trống được ép chặt hơn so với loại cửa hình thông thường. Để đạt được độ ổn định từng hình, dung sai về cơ khí là 0,0001 inch. Tín hiệu Analog sau khi qua CCD được số hóa bởi khối chuyển đổi A/D thành 14 bít màu tuyến tính. Độ nhiễu tần số lưới điện được hạn chế bởi sự hiệu chỉnh từng điểm trong không gian tuyến tính. Một bảng tra Logarit được dùng để chuyển dữ liệu số sang mật độ tính bằng 10 bít/màu. Điều chỉnh theo mức khuyếch đại được thực hiện trên từng điểm có độ nhạy màu khác nhau. Điều chỉnh theo mức khuyếch đại còn có thể làm tăng hay giảm độ vùng lệch sáng. Đường ghi dữ liệu số của CDFS bao gồm một ma trận màu và bộ điều chỉnh độ mở ống kính. Đầu quét màu phải tạo ra hình ảnh có màu tương xứng với màu của bản Positive nhận từ máy in quang học. Điều này cho phép khẳng định máy quét thu được hình ảnh màu tương tự như hình ảnh quét, đảm bảo cho tất cả các chi tiết hình ảnh và độ mịn hình ảnh. Negative được chuyển đổi tương ứng sang tín hiệu số chất lượng cao. Dữ liệu hình ảnh được lưu giữ từng hình theo tiêu chuẩn điểm màu R – G – B. Một file đầu ra được đưa vào và người ta có thể in hình ảnh lên băng trên một đầu ghi ngoài sử dụng hệ giao diện máy tính cỡ nhỏ SCSI. * CINEON mức số hóa Một thông số cơ bản khác của chất lượng hình hệ thiết bị quét hình ảnh số này là mức số hóa ( quantization) hay nói cách khác là số bít cần thiết để biểu thị tín hiệu. Ở đây mức số hóa được chọn phải là mức phân biệt tương phản thấp nhất của mắt người. Trên thiết bị quét CDFS, hình ảnh được lưu trữ dưới dạng mật độ vậy cần có bao nhiêu bít cho phần thể hiện mật độ nếu duy tri sai số của mức độ số hóa trwn mật độ 0,2 thì ta có cứ 14 bít quang lượng số ứng với 10bits mật độ. N = m – log 2 ( 10^DR/DR*ln(10)) Với DR = 2,0 Như thế n = m - 4 Ở đây n = Số bít mật độ ( logarit) m = Số bít quang lượng ( tuyến tính) DR – dải mật độ * CINEON nhiễu hình ảnh Máy quét CDFS được chế tạo với mức nhiễu thấp hơn độ hạt của phim được quét. Mức độ mịn hạt lớp nhạy đỏ film EASTMAN Color Negative 5245 được coi là tiêu chuẩn vì đây là mức hạt tốt nhất trong các phim negative có dộ mịn hạt cao. Khoảng mật độ 2,0 là cần thiết để thâu tóm được toàn bộ bề rộng ảnh của phim sống negative với mật độ tối thiểu được quyền xê dịch tùy theo phim. Hình 20: Mức nhiễu và mức số hóa cho máy Cineon DFS Trục OX – Mức chuyển đổi Trục OY – Mức nhiễu 1 – Độ mịn hạt của film EXR – 5245 2 – Mức nhiễu của máy quét 3 – Dung sai số hóa Hình trên biểu diễn độ mịn hạt của lớp nhậy cỡ film EXR – 6425 được chọn làm chuẩn cho thiết bị quét hình ảnh để tạo mức nhiễu của thiết bị và dung sai số hóa chuyển đổi tuyến tính A/D 14 bít. Mức nhiễu của thiết bị quét thấp hơn mức mịn hạt trên toàn bộ dải chuyển đổi 100 đến 1 tương đương với D = 2,0, dung sai số hóa, các giá trị bốn lần thấp hơn mức nhiễu số hóa của hệ. Với sự xê dịch như vậy hình ảnh xê dịch tùy theo phim * CINEON mầu sắc Một trong những thông số quan trọng khác của chất lượng hình ảnh là dộ truyền đạt màu sắc. Các thông số về màu của CDFS phải đạt tới mức tạo ra một bản Negative hóa. Sự tái tạo phổ màu trên máy quét của Cineon được hình thành tương đương với mật độ tái tạo trên film positive. Ta có hình ảnh biểu diễn liên quan giữa các thông số phản ánh tính chất màu của thiết bị quét film với mật độ film được chuẩn hóa cho một vùng phổ. Hình 21: Mức tái tạo màu của máy Cineon Trục OX – Bước sóng Trục OY – Mức tái tạo màu ------------- Mức tái tạo của máy in quang học _________ Mức tái tạo của máy quét * CINEON mức chuẩn hóa Bản negative số được tạo ra trên máy quét phim CDFS đại diện cho một bản Negative chuẩn. Thiết bị CDFS được chuẩn hóa cho 2048 mức mật độ. Tức là cho phép nhận hình ảnh trên toàn bộ dải mật độ phim Negative với sự điều chỉnh ở phần đầu hoặc cuối dải. Nguồn chiếu sáng thiết bị được cân bằng trên film theo D min vì vậy hình ảnh Negative số được sẽ có cân bằng màu trung tính nếu phim được lộ sáng đúng theo nhiệt độ màu của nó. Negative số được sẽ có cân bằng màu trung tính nếu phim được lộ sáng đúng theo nhiệt độ màu của nó. Negative số còn có các chuẩn tín hiệu đầu trên mức danh định để điều chỉnh cho các Negative gốc có độ tương phản hay sáng cao. Hình 22: Mức chuẩn hóa của thiết bị Cineon cho thấy mật độ Negative số với mức lộ sáng trung bình Trục OX – Mức Logarit quang Lượng Trục OY – Mật độ in số hóa 10 bít 90% trắng – 18% xám – 2% đen 4. TELECINE HDTV Telecine HDTV sử dụng tia quét laze. Kỹ thuật lái tia Laze được thực hiện bằng hệ thống kính quay khá chính xác. Telecine HDTV cho phép chuyển hình ảnh phim màu 35mm sang tín hiệu HDTV tướng ứng với chất lượng cao ( gần như không suy giảm chất lượng Hình 23: Thiết bị Telecine dùng cho HDTV CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU VÀ KHẢO SÁT TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG QUANG HỌC VÀ HỆ THỐNG CƠ KHÍ VẬN CHUYỂN PHIM VÀ TÌM HIỂU MỘT SỐ HỆ THỐNG KHÁC CỦA THIẾT BỊ CHUYỂN ĐỔI TELECINE QUADRA II.I Tồng quát về các khối cấu tạo của thiết bị chuyển đổi TELECINE Quadra II.I.1 Sơ đồ và tính năng của các khối chung của các máy TELECINE A. Khối cơ khí Nhiệm vụ: vận chuyển phim và truyền lực đến các cơ cấu cuốn thả phim: giữ cho phim chạy với một tốc ổn định khi đi qua cửa hình. Nhờ các cơ cấu ổn định tốc độ, hệ thống cơ khí còn truyền lực đến gương quay phản xạ. B. Khối phát hình ảnh: Khi đi qua cửa hình. Nhờ đèn chiếu và hệ thống quang học chiếu sáng. Chiếu hình ảnh lên gương quay, gương quay với một tần số cố định và ổn định sẽ tắt toàn bộ hình ảnh chiếu lên bộ thu nhận tín hiệu hình ảnh ( camera) để chuyển đổi từ tính hiệu quang học sang thành tín hiệu điện tử. Ở đây thiết bị chuyển đổi TELECINE Quadra sử dụng cảm biến 3 CCD C. Khối thu hình ảnh ( tiếng) Đèn chiếu phản chiếu hình ảnh lên phim khi phim chạy qua cửa hình, nhờ hệ thống dẫn sáng dẫn luồng sáng mang tín hiệu hình ảnh tới ống kính của camera 16mm hoặc camera 35mm tương ứng với từng loại phim để biến thành tín hiệu điện đi đến các mạch các bộ sửa đổi và hiệu chỉnh lại tín hiệu ( màu sắc, mật độ, …) Hệ thống sửa đổi tín hiệu hình. Phần tiếng phim được đọc lại như hệ thống đọc tiếng của máy chiếu phim nhựa. Đèn tiếng nhờ hệ thống ống kính đọc tiếng dẫn ánh sáng chiếu vào đường tiếng phim. Ánh sáng nhận được phía sau bản phim rọi vào photodiot tại đây photodiot cũng làm nhiệm vụ biến đổi từ tính hiệu quang sang thành tín hiệu điện đi vào bộ khuyếch đại và sửa đổi tín hiệu âm thanh. D. Khối ghi hình ảnh và tiếng lên băng, đĩa. Tín hiệu hình và tiếng sau khi được hiệu chỉnh sửa đổi giảm nhiễu, ổn định hình, chỉnh màu sắc sẽ được ghi lên băng từ hoặc đĩa khối ghi có 2 phần ghi đó chính là hệ thống ghi hình và hệ thống ghi tiếng. II.I.2 Sơ đồ và cấu tạo của Thiết bị chuyển đổi TELECINE Quadra Với máy Telecine FDL Quadra, film có thể được tái sản xuất theo tiêu chuẩn tivi 625/50 và 525/ 60. Có thể tự động chuyển đổi theo tiêu chuẩn tivi và khác khi áp dụng tín hiệu đồng bộ khi không sử dụng tín hiệu đồng bộ vẫn có thể điều chỉnh bằng tay. Các khổ sản xuất: Chỉ đơn giản chuyển từ cỡ 4 : 3 sang tái sản xuất 16 : 9 bằng bộ điều khiển Telecine bên ngoài của bảng điều khiển tại chỗ. Ngoài các phim đen trắng Negative và Positive, phim màu Negative và positive mọi cỡ đều có thể vận hành. Điều chỉnh kích cỡ bằng số hóa giúp cho việc tái sản xuất mọi cỡ phim không bị biến dạng / méo. Phóng to, thu nhỏ kích cớ và các mặt cắt hình ảnh liên tiếp đều có thể in chuyển và gắn vào bộ điều chỉnh kích cỡ tái sản xuất bằng bộ điều khiển Telecine bên ngoài hoặc bằng bảng điều khiển tại Telecine tại chỗ có thể gắn vào máy. Hiệu chỉnh màu: các công việc hiệu chỉnh màu chính và phụ đều có thể thực hiện được bằng các phương tiện như bộ xử lý màu số hóa bên ngoài hoặc bảng điều khiển tại chỗ gắn vào bộ xử lý analog * Các nguồn âm bên seamag bên ngoài: Giao diện âm analog: Các giao diện âm thanh analog của thiết bị chyển đổi Telecine giúp cho việc nối các tín hiệu mono hoặc Stereo tới các xưởng audio thông thường. Giao diện video số hóa: Giao diện video số hóa 4 x 4 ( giao diện 4 : 4 : 4: 4) với công xuất lưu trữ số hòa phù hợp với EBU Tech 3268 – E hoặc các tiêu chuẩn CCIR 601 và CCIR 656. Ngoài các công suất 4 x 4, các công suất số hóa 4 : 2 : 2 và analog RGB hoặc Y/CR/CB được cung cấp cho bộ khuyếch đại bên ngoài 4 x 4 FOB7 từ BTS Hệ thống code thời gian: FDR Quadra có thể phân biệt rõ mỗi khuôn hình tại từng tốc độ play bằng bộ điều khiển Telecine bên ngoài hoặc bộ ghi thời gian phim cài đặt Hình 25: Sơ đồ mặt trước của thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra Trên sơ đồ trên thì mặt trước của máy gồm các bộ phận chi tiết và chức năng làm việc của các bộ phận chi tiết đó là Bộ phận quét hình Màn hình màu kiểm tra Khối quang học Phím lệnh thay đổi bước khuôn hình Bàn điều khiển vận hành hoạt đông Bản điều khiển đĩa phim Điều chỉnh kích cỡ ảnh Điều chỉnh Audio Điều chỉnh Video Điều chỉnh khi chạy phim Negative Hiệu chỉnh màu săc Điều chỉnh sửa chữa mà sắc Chèn ký tự / đọc mã thời gian phim 7a. Chèn ký tự 7b. Đọc mã thời gian Bộ xử lý máu sắc thứ cấp Điều khiển chuyển đổi 6 – Hiệu chỉnh khu vực Xử lý tín hiệu R – Y/ B – Y Xử lý cổng ra của kênh chói Y Nguồn điện cung cấp + 12v ( không có bảng điều khiển) Bộ xử lý âm thanh Xử lý tín hiệu Audio trước khi khuyếch đại Bộ khuyếch đại Audio chính ( không phải kiểu Dolby) Bộ xử lý hình ảnh Kiểm soát được tín hiệu từ CCD Correction ampilifier RGB matrix Main ampilier Lum./chrom.matrix Negative matching interface ** Contour correction ** Automatic color corr ** Enoder – mã hóa ** KC 10046.61 for PAL pr ** KC 1047.62 for NTSC Test point selection FD 227.60 ** Genlock pulse generator Trạm phân phối điện cho toàn máy ( Khối nguồn cung cấp) Cổng ra của tần khuyếch đại tín hiệu Mã hóa tín hiệu thành phần 4 : 2 : 2 Các lỗ cắm Microphone để liên lạc với máy ( bao gồm sự lựa chọn điểm kiểm tra) Loa phóng thanh ( kiểm tra tiếng) Điều khiển thời gian phim Dụng cụ đo giao động ( Hiện sóng) Lựa chọn điểm kiểm tra ( bao gồm các lỗ cắm Microphone) Quét tín hiệu Audio 1 Đối với phim 16mm đường tiếng từ tính Bao gồm cả đèn lọc tiếng phim 16mm và 35mm đường tiếng Quang học Quét tín hiệu Audio 2 đối với phim 16mm đường tiếng mono và 35mm Stereo tiếng quang học ( có liên hệ với bộ quét tín hiệu Audio số 1) 23. Đĩa phim 24. Thay đổi cách cấp điện nguồn 25. 8 bộ thay đổi cách cấp nguồn 26. Bộ xử lý tín hiệu số Hình 26: Sơ đồ cấu tạo mặt sau của thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra Trên sơ đồ cấu tạo mặt sau của thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra gồm các bộ phận chi tiết sau: Buồng quạt thông gió Vòng báo nhiệt độ hiện sóng 4. Mô tơ kéo ( giữ ổn định tốc độ tiếng) 5. Khóa – làm căng phim ( chức năng như thanh Gale) 6. Đèn báo quạt gió. 7. Động cơ có lõi ( Trục cuốn) để cuộn phim 8. Trục cuốn phụ 9. Đèn báo kế hoạch cung cấp nguồn cho động cơ 10. Quạt gió. 11. 8 – Bộ nối kết của 8 khóa chuyển đổi cách cấp điện 12. Bộ nối kết của bộ xử lý tín hiệu số và cơ cấu cất giữ hình ảnh 13. Răng đĩa, bánh xe đẩy ( bánh răng đếm khuôn hình) 14. Hộp đèn chiếu 15. Làm căng phim ( và khóa chuyển động) 16. Cái tời chính ( cuốn phim chính) 17. Quạt gió 18. Bộ kết nối khóa chuyển đổi cung cấp điện. 19. Bộ kết nối của ký tự chèn vào và đọc mã thời gian định vị. Ngoài ra còn mã hóa tín hiệu thành phần. Sự liên lạc với bộ xử lý thứ cấp. Hoặc sự liên kết các ký tự chèn với nhau. Hoặc liên kết với mã thời gian đọc. Sự liên kết với bộ xử lý âm thanh Sự liên kết với bộ xử lý hình ảnh Công tắc chuyển đổi cách cấp điện nguồn ( mặt sau) Kết nối tín hiệu với cổng ra của tâng khuyếch đại. Sự kết nối với tín hiệu thành phần 4 : 2 : 2 27. Sự kết nối của bộ đọc mã hóa thời gian. II.II Hệ thống quang học của thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra R G B 1 2 3 Hình 27 : Khối quang học của thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra 1: Ngồn sáng 2: Hệ thống thấu kính và gương lọc săc 3: Bộ cảm biến CCD 1. Núm hiệu chỉnh Núm hiệu chỉnh có vạch chỉ báo dùng để hiệu chỉnh hội tụ quang học bằng tay. Để điều chỉnh hội tụ tối đa của phim S8 và 16mm cũng như phim negative 35mm Xoay núm theo chiều kim đồng hồ. Với các khối quang học như S8, 16mm, S 35 và ACA 35 thì còn có thể điều chỉnh hội tụ bằng mô tớ trên đĩa phim. Khối quang học của thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra có nhiệm vụ - Điều chỉnh các cỡ: việc điều chỉnh cỡ bằng số hóa giúp cho việc tái sản xuất mọi cỡ phim không bị méo và biến dạng. Phóng to thu nhỏ kích cỡ và thay đổi các mặt cắt hình ảnh liên tiếp đều có thể in truyền và gắn vào công việc điêu chỉnh kích cỡ tái sản xuất - Hiệu chỉnh màu: Các công việc hiệu chỉnh màu chính và phụ đều có thể thực hiện được bằng các phương tiện như bộ xử lý màu số hóa bên ngoài hoặc bản điều khiển tại chỗ gắn vào bộ xử lý Analog. - Giao diện video số hóa 4 x 4 với công suất lưu trữ số hóa phù hợp với EBU Tech 3268 – E hoặc các tiêu chuẩn CCIR 601 và CCIR 656. Ngoài các công suất 4 x 4 có các cống công suất số hóa 4 : 2 : 2 và Analog R G B hoặc Y/CR/CB được cung cấp qua bộ khuyếch đại bên ngoài 4 x 4 FOB7 từ BTS. ( 4 : 4 : 4 tiêu chuẩn truyền hình số chất lượng lý tưởng 4 : 2 : 2 tiêu chuẩn truyền hình số chất lương Studio 4 : 1 : 1 tiêu chuẩn truyền hình số chất lượng Trung bình 2: 1 : 1 tiêu chuẩn truyền hình số chất lượng thấp) G R 1. Ổ đèn ( có bộ đổi đèn tự động) 2. Thấu kính ngưng tụ 3. Bộ lọc khí nóng ( lọc Conito IR) 4. Thấu kính ngưng tụ( có bộ lọc khí nóng bổ xung) B 5. Bộ lọc Negative ( lọc Xian) 6. Bộ điều khiển ánh sáng ( đĩa mật độ màu xám) 7. Bộ lọc màu 8. Gương cong 11 9. Bộ ngưng tụ 10. Phim 11. Quang học định cỡ 12. Bộ tách sáng 10 6 9 1 2 3 4 7 5 8 Hình 28. Đường ánh sáng của thiết bị chuyển đổi TELECINE FDL Quadra Nguyên lý hoạt động: Ánh sáng từ ổ đèn đi qua thấu kính ngưng tụ 1 để ngưng tụ ánh sáng không cho ánh sáng phát tán ra ngoài thêm vào đó ánh sáng tiếp tục được đi qua bộ lọc khí nóng để loại bỏ những khí nóng làm ảnh hưởng đến ánh sáng: Hình 29: Hệ thống thấu kính trong thiết bị Telecine Ánh sáng tiếp tục được chuyển đến bộ lọc CIAN dành riêng cho phim Negative, vì phim Negative có lớp đề bằng vàng nên cần có bộ lọc CIAN để lọc bớt các tinh thể vàng trên lớp phim. Tiếp đó phim được chuyển qua đĩa mật độ màu xám để điều chỉnh lại màu sắc khi có độ chênh lệch quá cao giữa các màu như khuôn hình đang buổi sáng mà chuyển sang buổi tối. Bộ lọc màu có nhiệm vụ lọc ra các màu bị thiên không chuẩn và chỉnh sửa lại cho tương thích với màu quy định của máy. Ánh sáng tiếp tục được đưa qua bộ hội tụ và quang học định cỡ rồi chuyển qua bộ phận chuyển đổi quang điện. Hình 30: Một số chi tiết trong hệ thống ánh sáng trong thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra có thể được trang bị các khối quang học sau: Khối quang học S8mm Khối quang học 16mm (ISO 1223) Khối quang học 16mm Khối quang học 35mm ( ISO 1223) Khối quang học ACA 35mm Khối quang học S35mm (ISO 1223) Khối quang học Phim S35 Các bản gốc camera 35mm và các bản copy không có vùng rãnh Audio ACA 35mm Phim 35mm có vùng rãnh Audio COMPT 35mm Phim chuẩn 35mm để quét TV phù hợp với ISO 1223 S16 Tư liệu phim cao cấp 16mm Chuẩn phim 16mm để quét TV phù hợp với ISO 1223 S 8mm Tư liệu phim 8mm cao cấp, không quét audio cho TV phù hợp với Din 15852 Khối quang học S35 mm khuyến khích các cỡ ASPPECT của khối quang học 35mm và ACA 35mm. Khối quang học ACA 35mm khuyến khích các cỡ ASPPECT của khối quang học 35mm. Tương tự áp dụng cho khối quang học S 16mm và 16mm lựa chọn cỡ phim ASPPECT mong muốn theo danh mục chỉnh kích cỡ của bộ điều khiển Telecine bên ngoài hoặc trên bàn điều chỉnh kích cỡ riêng Mục đích của khối quang học khác nhau là tạo điều kiện để tiến hành công việc tốt nhất cho các khổ phim khác nhau. Khối Quang Học Khuôn khổ phim S 35mm Tư liệu phim camra Aperture (AC) ví dụ theo ANSI/SMPTE 59 – 1991 ( kiểu C) độ rộng quét tối đa: 25mm ACA 35mm Tư liệu phim Academy Camera Aperture (ACA) ví dụ theo ISP 2906 – 1984 ( kiểu A,B) đặc biệt ứng dụng cho hậu kỳ Độ rộng quét tối đa : 21,95mm 35mm Tư liệu phim Academy Camera Aperture (ACA) được quét trong phạm vi vùng ảnh ISO 1223 đặc biệt ứng dụng cho in truyền. Độ rộng quét tối đa: 20,12mm S 16mm Tư liệu phim Super 16mm độ rộng quét tối đa: 12,52mm 16mm Tư liệu phim 16mm được quét trong phạm vi hình ảnh ISO 1223 độ rộng quét tối đa: 9,35mm S8mm Tư liệu phim 8mm được quét trong phạm vi hình ảnh ISO 1223 độ rộng quét tối đa 5,20mm Ấn phím phim trên bảng chỉnh kích cỡ đồng thời giúp để mô phỏng các khối quang học nhỏ hơn, Nghĩa là khi các quang học Super 35mm được cài đặt vào bộ quét phim, phim ACA 35 cũng như phim 35mm được chạy theo lựa chọn sự thích hợp của phím. Cũng áp dụng như vậy đối với các quang học Super 16mm và 16mm. * Trị số INIT ( INIT VALUES) Đối với phim super và ACA 35mm, các mẫu INIT được cung cấp để quét cửa sổ camera tương ứng không có xóa ngang. Các khuôn mẫu INIT với phim 35mm, S16mm và S8mm tạo ra tái sản xuất TV tiêu chuẩn hóa không xóa tại vùng ảnh hoạt động trừ phi các phim 35mm/ 3 lỗ và S16.  Khối Quang Học Đục lỗ Tỷ lệ mặt TV FORMAT INIT S 35mm 4 lỗ 4 : 3 - Độ mở Camera 4 : 3 - Độ rộng: Do tỷ lệ mặt TV quy định - Độ cao: ANSI/ SMPTE 59 – 1991( kiểuC) 3 lỗ 4 : 3 - Độ mở Camera 4 : 3 - Độ rộng, độ cao: Cửa sổ Camera Panavision ( 1987) 4 lỗ 16 : 9 - Độ mở Camera 16 : 9 - Độ rộng: giống hệt như S35mm/ 4 lỗ / 4: 3 - Độ cao: do tỷ lệ mặt TV quy định 3 lỗ 16 : 9 - Độ mở Camera 16 : 9 - Độ rộng: Do tỷ lên mặt TV quy định - Độ cao: Cửa sổ Camera Panavision ( 1987) ACA 35mm 4 lỗ 4: 3 - Độ mở camera academy 4 : 3 - Độ rộng: ISO 2906 ANSI/SMPTE59 ( kiểu A) 3 lỗ 4 : 3 - Độ mở Camera academy 4 : 3 - Độ rộng, độ cao: Theo đề xuất của SMPTE 1987 4 lỗ 16 : 9 - Độ mở Camera 16 : 9 - Độ rộng: ISO 2906 ANSI/SMPTE59 ( kiểu A) 3 lỗ 16 : 9 - Độ mở camera academy 16 : 9 - Độ rộng: ISO 2906 ANSI/SMPTE59 ( kiểu A) 35mm 4 lỗ 4 : 3 - Tái sản xuất TV 4 : 3 - Độ rộng, độ cao: ISO 1223 3 lỗ 4 : 3 - Tái sản xuất TV 4 : 3 - Độ rộng: giống hệt 35mm/4 lỗ/ 4 : 3 - Độ cao: Theo đề xuất của Panavision( 1987) để chiếu 1.66 : 1 4 lỗ 16 : 9 - Tái sản xuất TV 16 : 9 - Độ rộng: ISO 1223 - Độ cao: Theo quy định của tỷ lệ mặt TV 3 lỗ - Tái sản xuất TV 16 : 9 - Độ rộng: ISO 1223 - Độ cao: Theo quy định của tỷ lệ mặt TV - Tái sản xuất TV S 16mm 1 lỗ 4 : 3 - Tái sản xuất TV 4 : 3 - Độ rộng: ISO 1223 – độ cao nhân lên 1,66 - Độ cao: ISO 1223 1 lỗ 16 : 9 - Tái sản xuất TV 16 : 9 - Độ rộng: ISO 1223 – độ cao nhân lên 1,66 - Độ cao: Theo quy định của tỷ lệ mặt TV 16mm 1 lỗ 4 : 3 - Tái sản xuất TV 4 : 3 - Độ rộng, độ cao: ISO 1223 1 lỗ 16 : 9 - Tái sản xuất TV 16 : 9 - Độ rộng: ISO 1223 - Độ cao: Theo quy định của tỷ lệ mặt TV S 8mm 1 lỗ 4 : 3 - Tái sản xuất TV 4 : 3 - Độ rộng, độ cao: ISO 1223 1 lỗ 16 : 9 - Tái sản xuất TV 16 : 9 - Độ rộng: ISO 1223 - Độ cao: Theo quy định của tỷ lệ mặt TV * Các Format quét cố định khác: Khối Quang Học Đục lỗ Tỷ lệ mặt TV FORMAT CỐ ĐỊNH S 35mm 4 lỗ 4: 3 và 16 : 9 1.85….2.35 là các format đề ra bời ARRI, đồng thời với các format tái snar xuất PanScan thích hợp. Cine cho thấy cửa sổ ảnh camera tuân thủ ISO 1906 - 1987 3 lỗ 4: 3 và 16 : 9 1.85 ….2.35 là các format chiếu tương ứng trên phim 3 lỗ ACA 35mm 4: 3 và 16 : 9 CINE 2.35 có độ cao chiếu tuân theo ISO 2907 và độ rộng theo tỷ lệ mặt 2,35 : 1. Các format PanScan phù hợp cũng có thể được chọn như format 1.85 : 1 tuân thủ DIM 15546 4: 3 và 16 : 9 ASPECT 1.66/REPRO 1.33 là format tai sản xuất PanScan thích hợp cho cửa sổ camera đề ra bởi SMPTE 1987 1.85 là vùng chiếu đểa bởi Panavision 1987 cùng với format tái sản xuất PanScan thích hợp. 35mm 4: 3 1.66…..1.85 có độ cao chiếu tuân theo ISO 1907 – 1984 và độ rộng của chúng giới hạn bởi ISO 1223 CINE 2.21 có độ cao chiếu của ISO 2907 và độ rộng ISO 1223 Các format PanScan phù hợp được chọn như format CINE 1.85 tuân theo DIN 15546 4: 3 và 16 : 9 1.66… 1.85 có độ cao chiếu đề ra bởi Panavision và đô rộng của chúng giới hạn bởi ISO 1223 S 16mm 4: 3 ASPECT 1.66/REPRO 1.33 đáp ứng ÍO 1223 cửa sổ quét xho 16mm và có mục đích như của sổ PanScan dành cho cửa sổ chiếu 1.66 : 1 4: 3 và 16 : 9 1.85 dựa trên cơ sở độ rộng chiếu của INIT. Một format PanScan phù hợp có sẵn. II.III. Hệ thống cơ khí vận chuyển phim của thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra Hệ thống cơ khí vận chuyển phim của thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra có nhiệm vụ chính là kéo phim chuyển động liên tục và đảm bảo ổn định trong quá trinh in chuyển từ phim nhựa sang bản điện từ. Hệ thống cơ khí vận chuyển phim gồm 2 khối chính đó là khối căng phim và thả phim và khối kéo phim chuyển động liên tục. Hình 31: Sơ đồ hệ thống cơ khí vận chuyển phim của thiết bị chuyển đổi FDL Quadra Trên sơ đồ hình 30 gồm có: (1), ( 2): bánh xe quấn và thả phim (3): Hệ thống điều khiển bánh xe quấn và thả phim trong quá trình căng phim (4), (5) : Các tay đòn cảm ứng mỗi đầu có con lăn căng phim (6): Hệ thống điều khiển chính Servo (7): Con lăn (8): Động cơ kéo phim và điều chỉnh tốc độ phim khi phim chuyển động liên tục. (9): Bánh xe chuyển động giữ phim Khi đã lắp phim vào máy và bật công tắc hoạt động thì lập tức các bánh xe quấn phim 1 và 2 sẽ được hệ thống 3 điều khiển khiến phim căng dần, thêm vào đó các tay đòn cảm ứng 4 và 5 sẽ tiếp tục chuyển động để căng phim đến một vị trí cố định. Khi phim đã căng đều thì hệ thống điều khiển chính Servo sẽ tác động vào con lăn kéo phim 7 để kéo phim chuyển động theo hướng quy định. Bánh răng 9 có nhiệm vụ ổn định phim khí phim đang chạy kô bị lệch ra khỏi đường phim. Trên phần đầu con lăn kéo phim 7 sẽ có một thiết bị đo từ thiết bị đó sẽ đo được tốc độ của phim và truyền đến hệ thống điều khiển Servo để điều chỉnh đảm bảo cho phim họa động một cách ổn định nhất Tay đòn 5 có nhiệm vụ vô cùng quan trọng nó đảm bảo cho phim căng đều và hoạt động ổn định nhất vì sau tay đòn có một cảm biến có thể thông báo cho bộ điều khiển hệ thống servo biết được tình hình độ căng của phim để có sự điều chỉnh kịp thời. tay đòn 5 có một lo xo và khi căng phim đến một vị trí xác định nó sẽ dao động xung quanh vị trí đó. Ví dụ như nếu phim căng quá thì tay đòn sẽ bị chuyển dịch lên phía trên khi đó nó sẽ kích hoạt bộ cảm biến đằng sau báo hiệu cho bộ điều khiển động cơ Secvor để giảm cường độ thả của động cơ thả 2 khiến tay đòn 5 trờ về vị chí ổn định. Cũng dùng hệ thống như vậy với tay đòn 4 nhờ vậy mà phim luôn chay được với vận tốc ổn định và an toàn nhất. Hình 32 Hình 33 Hình 31- 32: Chi tiết con lăn kéo phim trong thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra (1): Chốt đỡ (2): Trục xoay của động cơ bánh xe (3): Chân của mảng điều khiển (4):Chốt của đĩa điều khiển (5): vít hỗ trợ Để hiểu thêm và sâu về hệ thống cơ khí trong thiết bị chuyển đổi FDL Quadra ta sẽ tìm hiểu về động cơ Servo đang được sử dụng rộng rãi trong các máy bay, ôtô và robot Động cơ Servo Động cơ DC và động cơ bước vốn là những hệ hồi tiếp vòng hở - ta cấp điện để động cơ quay nhưng chúng quay bao nhiêu thì ta không biết, kể cả đối với động cơ bước là động cơ quay một góc xác định tùy vào số xung nhận được. Việc thiết lập một hệ thống điều khiển để xác định những gì ngăn cản chuyển động quay của động cơ hoặc làm động cơ không quay cũng không dễ dàng. Mặt khác, động cơ servo được thiết kế cho những hệ thống hồi tiếp vòng kín. Tín hiệu ra của động cơ được nối với một mạch điều khiển. Khi động cơ quay, vận tốc và vị trí sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển này. Nếu có bầt kỳ lý do nào ngăn cản chuyển động quay của động cơ, cơ cấu hồi tiếp sẽ nhận thấy tín hiệu ra chưa đạt được vị trí mong muốn. Mạch điều khiển tiếp tục chỉnh sai lệch cho động cơ đạt được điểm chính xác. Động cơ servo có nhiều kiểu dáng và kích thước, được sử dụng trong nhiếu máy khác nhau, từ máy tiện điều khiển bằng máy tính cho đến các mô hình máy bay và xe hơi. Ứng dụng mới nhất của động cơ servo là trong các robot, cùng loại với các động cơ dùng trong mô hình máy bay và xe hơi. Các động cơ servo điều khiển bằng liên lạc vô tuyến được gọi là động cơ servo R/C (radiocontrolled). Trong thực tế, bản thân động cơ servo không phải được điều khiển bằng vô tuyến, nó chỉ nối với máy thu vô tuyến trên máy bay hay xe hơi. Động cơ servo nhận tín hiệu từ máy thu này. Như vậy có nghĩa là ta không cần phải điều khiển robot bằng tín hiệu vô tuyến bằng cách sử dụng một động cơ servo, trừ khi ta muốn thế. Ta có thể điều khiển động cơ servo bằng máy tính, một bộ vi xử lý hay thậm chí một mạch điện tử đơn giản dùng IC 555. Ta sẽ tìm hiểu động cơ servo R/C là gì, sử dụng chúng trong robot như thế nào. Mặc dù còn có nhiều loại động cơ servo khác nhưng động cơ servo R/C được sử dụng nhiều nhất. Để đơn giản ta gọi động cơ servo R/C là servo. Hoạt động của servo 1. Motor 2. Electronics Board 3. Positive Power Wire (Red) 4. Signal Wire (Yellow or White) 5. Negative or Ground Wire (Black) 6. Potentiometer 7. Output Shaft/Gear 8. Servo Attachment Horn/Wheel/Arm 9. Servo Case 10. Integrated Control Chip Hình A: một động cơ servo R/C kích thước chuẩn điển hình dùng trong mô hình máy bay và xe đua. Ngoài ra còn có nhiều loại kích thước thông dụng khác. Hình B: Bên trong của một động cơ servo R/C. Servo bao gồm một động cơ, một chuỗi các bánh răng giảm tốc, một mạch điều khiển và một vôn kế Động cơ và vôn kế nối với mạch điều khiển tạo thành mạch hồi tiếp vòng kín. Cả mạch điều khiển và động cơ đều được cấp nguồn DC (thường từ 4.8 – 7.2 V). Để quay động cơ, tín hiệu số được gới tới mạch điều khiển. Tín hiệu này khởi động động cơ, thông qua chuỗi bánh răng, nối với vôn kế. Vị trí của trục vôn kế cho biết vị trí trục ra của servo. Khi vôn kế đạt được vị trí mong muốn, mạch điều khiển sẽ tắt động cơ. Như ta dự đoán, động cơ servo được thiết kế để quay có giới hạn chứ không phải quay liên tục như động cơ DC hay động cơ bước. Mặc dù ta có thể chỉnh động cơ servo R/C quay liên tục (sẽ trình bày sau) nhưng công dụng chính của động cơ servo là đạt được góc quay chính xác trong khoảng từ 90o – 180o. Việc điều khiển này có thể ứng dụng để lái robot, di chuyển các tay máy lên xuống, quay một cảm biến để quét khắp phòng… Servo và điều biến độ rộng xung Trục của động cơ servo R/C được định vị nhờ vào kỹ thuật gọi là đi62u biến độ rộng xung (PWM). Trong hệ thống này, servo là đáp ứng của một dãy các xung số ổn định. Cụ thể hơn, mạch điều khiển là đáp ứng của một tín hiệu số có các xung biến đổi từ 1 – 2 ms. Các xung này được gởi đi 50 lần/giây. Chú ý rằng không phải số xung trong một giây điều khiển servo mà là chiều dài của các xung. Servo đòi hỏi khoảng 30 – 60 xung/giây. Nếu số này qua thấp, độ chính xác và công suất để duy trì servo sẽ giảm. Với độ dài xung 1 ms, servo được điều khiển quay theo một chiều (giả sử là chiều kim đồng hồ như Hình C.) Hình C: Điều khiển vị trí của trục ra của động cơ bằng cách điều chế độ rộng xung Với độ dài xung xung 2 ms, servo quay theo chiều ngược lại. Kỹ thuật này còn được gọi la tỉ lệ số - chuyển động của servo tỉ lệ với tín hiệu số điều khiển. Công suất cung cấp cho động cơ bên trong servo cũng tỉ lệ với độ lệch giữa vị trí hiện tại của trục ra với vị trí nó cần đến. Nếu servo ở gần vị trí đích, động cơ được truyền động với tốc độ thấp. Điều này đảm bảo rằng động cơ không vượt quá điểm định đến. Nhưng nếu servo ở xa vị trí đích nó sẽ được truyền động với vận tốc tối đa để đến đích càng nhanh càng tốt. Khi trục ra đến vị trí mong muốn, động cơ giảm tốc. Quá trình tưởng chừng như phức tạp này diễn ra trong khoảng thời gian rất ngắn - một servo trung bình có thể quay 60o trong vòng ¼ - ½ giây. Vì độ dài xung có thể thay đổi tùy theo hãng chế tạo nên ta phải chọn servo và máy thu vô tuyến thuộc cùng một hãng để đảm bảo sự tương thích. Đối với robot, ta phải làm một vài thí nghiệm để xác định độ dài xung tối ưu. Vai trò của Vôn kế Vôn kế trong servo giữ vai trò chính trong việc cho phép định vị trí của trục ra. Vôn kế được gắn vào trục ra (trong một vài servo, Vôn kế chính là trục ra). Bằng cách này, vị trí của Vôn kế phản ánh chính xác vị trí trục ra của servo. Ta đã biết Vôn kế hoạt động nhờ cung cấp một điện áp biến thiên cho mạch điều khiển, như Khi cần chạy bên trong Vôn kế chuyển động, điện thế sẽ thay đổi. Mạch điều khiển trong servo so sánh điện thế này với độ dài các xung số đưa vào và phát “tín hiệu sai số” nếu điện thế không đúng. Tín hiệu sai số này tỉ lệ với độ lệch giữa vị trí của Vôn kế và độ dài của tín hiệu vào. Mạch điều khiển sẽ kết hợp tín hiệu sai số này để quay động cơ. Khi điện thế của Vôn kế và độ dài các xung số bằng nhau, tín hiệu sai số được loại bỏ và động cơ ngừng. Các giới hạn quay Các servo khác nhau ở góc quay được với cùng tín hiệu 1 – 2 ms (hoặc bất kỳ) được cung cấp. Các servo chuẩn được thiết kế để quay tới và lui từ 90o – 180o khi được cung cấp toàn bộ chiều dài xung. Phần lớn servo có thể quay được 180o hay gần 180o. Nếu ta cố điều khiển servo vượt quá những giới hạn cơ học của nó , trục ra của động cơ sẽ đụng vật cản bên trong, dẫn đến các bánh răng bị mài mòn hay bị rơ. Hiện tượng này kéo dài hơn vài giây sẽ làm bánh răng của động cơ bị phá hủy. Hình D: Vôn kế thường được dùng như một cầu chia áp. Khi Vôn kế quay, cần chạy di chuyển dọc theo chiếu dài thanh điện trở. Tín hiệu ra của Vôn kế là một điện thế biến thiên từ 0 -? V II.IV. Chuyển đổi tín hiệu từ quang sang điện, cảm biến CCD. 1. Chuyển đổi tín hiệu từ quang sang điện Máy TELECINE biến đổi tín hiệu quang ( tín hiệu hình ảnh của bản phim nhựa) thành tín hiệu điện, dự trữ tất cả các hình ảnh phim quang học đó dưới dạng hình ảnh của một bản phim điện tử. Nguyên lý cấu tạo của máy TELECINE là dựa trên nguyên lý của máy chiếu phim nhựa cộng với máy phim camera. Phim chay liên tục qua cửa hình của khối quang học định cỡ 16 mm hoặc 35 mm tương ứng với từng loại phim. Sau đó nhờ camera 16 mm hoặc camera 35mm trong máy có nhiệm vụ thu nhận lại toàn bộ những tín hiệu quang học đó khi nó được chiếu và tế bào cảm quang và biến đổi thành tín hiệu điện tử. Tín hiệu điện tử đó sẽ trở thành ban phim điện tử gốc. Tại các thiết bị xử lý trong máy thì bản phim điện tử này sẽ được hiệu chỉnh lại toàn bộ màu sắc, có thể khắc phục xước, sát, thực hiện nội suy hình để đưa ra các chuẩn video tương ứng với các hệ truyền hình. 2.Cảm biến CCD * Sự ra đời: Năm 1966, giáo sư Charles K. Kao đã khám phá cách thức truyền dẫn ánh sáng qua sợi cáp quang. Với một sợi thuần thủy tinh, tín hiệu ánh sáng có thể được truyền dẫn với khoảng cách hơn 100 km so với khoảng cách thông dụng 20 mét những năm 1960. Nhiệt huyết của ông đã tạo cảm hứng cho các nhà nghiên cứu khác tiếp tục phát triển tiềm năng của sợi quang. Sợi quang siêu thuần chất đầu tiên đã được chế tạo thành công chỉ 4 năm sau đó, năm 1970. Ứng dụng sợi quang đã tạo nên nền tảng cho truyền thông băng thông rộng toàn cầu như Internet ngày nay. Ánh sáng được truyền dẫn trong những sợi quang nhỏ, mang cả tín hiệu thoại, dữ liệu theo tất cả các chiều. Nhờ đó mà chữ, hình ảnh, nhạc, phim… có thể truyền tải tới khắp mọi nơi trên thế giới trong thời gian chỉ tính bằng giây. Hình 34:Hai nhà vật lý Willard S. Boyle và George E. Smith Hai nhà vật lý Willard S. Boyle và George E. Smith năm 1969 đã phát minh ra CCD (charge-coupled device), công nghệ hình ảnh sử dụng cảm biến số đầu tiên. Công nghệ CCD khai thác hiệu ứng điện quang theo lý thuyết của Albert Einstein (cũng đoạt giải Noble Vật lý năm 1921). Theo lý thuyết, hiệu ứng này, ánh sáng có thể được chuyển thành tín hiệu điện. Vấn đề khi thiết kế một cảm biến hình ảnh là việc thu thập và đọc các tín hiệu này sau đó chuyển thành số lượng các điểm ảnh của một hình ảnh trong một khoảng thời gian rất ngắn. Hai nhà vật lý đồng sáng chế cảm biến hình ảnh CCD đã được vinh danh và chia sẻ giải Nobel Vật lý năm 2009. Vinh danh những bậc thầy về ánh sáng, Hội đồng khoa học hoàng gia Thụy Điển đã quyết định trao giải Nobel Vật lý 2009 với một nửa thuộc về giáo sư gốc Hoa Charles K. Kao, Phòng thí nghiệm viễn thông Standard, Harlow, Anh, về thành tựu đột phá liên quan đến truyền dẫn ánh sáng qua sợi quang và một nửa thuộc về hai nhà khoa học Mỹ Willard S. Boyle và George E. Smith cho sáng chế về mạch bán dẫn hình ảnh – cảm biến CCD. Trong thông cáo của mình, Hội đồng cho biết hai thành tự khoa học này đã giúp hình thành nên nền tảng cơ bản cho các mạng xã hội ngày nay. Họ đã tạo ra những bước đột phá trong ứng dụng công nghệ thực tiễn và mang lại ý tưởng cho những công cụ mới phục vụ cho nghiên cứu khoa học. Hình 35: Cảm biến hình ảnh CCD CCD được coi là trái tim của máy ảnh số. Việc sáng chế ra thiết bị này đã tạo nên một cuộc cách cách mạng trong nhiếp ảnh, khi mà ánh sáng đã có thể điện tử hóa trên cảm biến thay vì quá trình hóa học trên phim. Dạng ảnh số hóa này cho phép quá trình xử lý và phân phối hình ảnh trở nên thuận tiện và dễ dàng hơn. Bên cạnh đó, công nghệ CCD cũng đã được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng y học như công nghệ nội soi trong chẩn đoán và vi phẫu. * Công dụng và cấu tạo của cảm biến CCD Cảm biến CCD là kết quả của sự chuyển tiếp công nghệ và được tạo ra theo phương pháp công nghiệp sau những lỗ lực nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, cảm biến CCD là bộ phận kỳ diệu đầu tiên đã thay thế cho đèn ghi hình và các biến thể của nó. Nhỏ và nhẹ, ít có những chi tiết hào nhoáng, có đủ độ nhạy để trong nhiều trường hợp, thoát ra khỏi những máy chiếu mạnh, cảm biến CCD đã làn thay đổi sâu sắc kỹ thuật quay ác hình ảnh video chuyển động và cho phép chế tạo các máy Telecine kỹ thuật số chuyên dụng. Nó cũng được dùng trong nhiều thiết bị nghiên cứu khoa học, điện ảnh và nhất là nghiên cứu vũ trụ vì các tính năng ưu việt của nó. CCD là mạch tổ hợp các detector quang. CCD ( chanrge – Coupled Devices ( các cấu liên kết tĩnh điện). Kỹ thuật CCD được sử dụng trong các ống thu hình màu, các senser quang học đọc các văn bản trên máy FAX….. Tổ hợp ác detector dùng trong thu hình màu được thực hiện trên vật liệu silic. Tùy theo ứng dụng mà các detector được tổ hợp trên cùng một hàng hay trên cùng một mặt phẳng. Tổ hợp trên cùng một khoảng cách giữa các sensor từ 10 đến 15µm thì cần từ vài trăm đến vài nghìn detector( mạch tổ hợp LSI). Đối với mạch tổ hợp trên cùng một mặt phẳng, các detector được sắp xếp theo một ma trận. Để có một hình ảnh rõ cho máy video, độ rộng và băng tần 3MHz, người ta cần từ 200.000 đến 250.000 dectector. Đó là mạch tổ hợp loại VLSI và kỹ thuật Si – MOS được chọn. Theo công nghệ này, mỗi detector có thể là một N+ - P điốt plana hoặc một tụ điện loại MOS Chất dẫn điện Hình 36: Cấu trúc của các CCD từ các tụ điện MOS Một CCD thực chất là một bộ dịch chuyển tín hiệu. Tích chất của nó được xác định bởi cách thức tín hiêu từ các detector được dịch chuyển ra ngoài như thế nào để ta có tín hiệu video ở đầu ra. Bộ dịch chuyển có thể hoạt động theo phương pháp analog hoặc digital. Ta xét về hoạt động của một CCD cấu tạo tư các tụ điện MOS nằm kề bên nhau Các tụ điện có thể thu, tích trữ và tùy theo điện áp thích ứng có thể dịch chuyển các điện tích từ tụ điện này sang tụ điện khác. Khi thu hình, trong thời gian tích phân, các điện tích được sinh ra do việc hấp thụ ánh sáng và khi đọc, các điện tích này được đẩy ra theo xung đồng bộ để ta có một tín hiệu video ở đầu ra ( xem hình ). Ngay sau khi đặt một điên thế thích hợp lên điện cực kế tiếp để có hố điện thế sâu hơn, các điện tích được đẩy vào hố đó. Mỗi điện cực thứ 3 có điện thế giống nhau. Với điện thế -V1 > - V2 > - V3 thì các điện tích sẽ dịch chuyển về phía bên phải theo cách thức của CCD loại 3 pha. Cho ống thu màu cần 3 chíp CCD cho 3 màu lam đỏ, xanh lá cây và xanh da trời. Trên thực tế, các ống thu hình màu được chế tạo chỉ có 1 chíp với 1 bộ lọc để sắp xếp sao cho kênh xanh lá cây có số điểm gấp 2 lần số điểm màu đỏ và xanh da trời vì mắt người nhạy cảm với xanh lá cây tốt nhât. Để thi hình màu cần có khoảng 400 điểm hình cho một hàng sẽ cho ta một ảnh màu tốt.Ví dụ như đối với ống thu hình màu dùng chíp theo tiêu chuẩn NTSC cần khoảng 484x400 đơn vị detector, còn của PAL cần tới 580x400 đơn vị detector. Hình 37: Hoạt động của một CCD với -V1 > - V2 > - V3 Tùy theo sự sắp xếp giữa phần detector và phần nhớ mà ta có các loại CCD khác nhau như IT ( Interline Transfer); FT( Frame Transfer): XY ( cấu trúc với bộ dịch chuyển digital) Cảm biến quang học với CCD Trong vật liệu bán dẫn các photon tới tạo ra các điện tích tự do ( khi năng lượng của các photon vượt quá một ngưỡng nào đó). Như vậy một thiết bị chuyển điện tích được đưa ra trước ánh sáng sẽ lưu trữ các phần tử tải điện thứ yếu được tạo ra như vậy trong các vùng bẫy của nó. Tùy theo cấu hình học của các dòng CCD và các linh kiện phụ trợ tích hợp trong mạch, ta nhận được các kiểu bộ phận cảm quang khác nhau để ứng dụng trong công nghiệp hình ảnh Cảm biến truyền điện tích các ma trận CCC Giải pháp thực tiễn đối với cảm biến thu nhận ảnh hai chiều là tạo ra các hình ảnh trên một bề mặt nhạy cảm phẳng. Sự sắp xếp quen thuộc của bộ phận nhạy ánh sáng là sắp xếp thành ma trận với các dòng và các cột tạo lên “ tấm thảm” gồm các tế bào. Có nhiều kiểu kết hợp khác nhau, trong đó các dòng CCD phụ trợ được xếp đặt để thu gom các điện tích phát sinh bởi ma trận cảm quang và tạo nên tín hiệu Video theo sự chênh lệch của các điện tích này. Các dạng cảm biến hình ảnh dùng CCD, dạng thanh kẹp và dạng ma trận. Nguyên lý hoàn thiện nhất là nguyên lý chuyển theo các mành. Đó là sử dụng ma trận thứ hai, không cảm quang, có nhiệm vụ lưu trữ tạm thời các điện tích thể hiện hình ảnh thu nhận được. Ma trận thứ nhất thu nhận hình ảnh. Tiếp đó chuyển theo dòng vào ma trận thứ 2. Với sự giúp sức của dòng CCD, ma trận thứ 2 tạo ra từ dòng này đến dòng khác tín hiệu video. Sắp xếp phổ biến là 480 x 640, tức là 307200 tế bào. Các tín hiệu theo lớp thường phức tạp. Rõ ràng là theo mục tiêu đơn giản hóa về việc điều chế tạo các mạch ứng dụng và giảm nhiễu người ta có thể đưa thêm các cơ cấu phát tín hiệu đồng bộ cũng phức tạp, là bộ phận đáng chú ý được tích hợp vào nền Silicium của ma trận CCD, bộ phận này trước hết là một mạch MOS cũng như các mạch khác, do đó nó tiềm tàng khả năng chấp nhận các bộ phận logic thông thường. Cách giải quyết triệt để màu sắc là sử dụng ba màu thực cơ bản, có có nghĩa là sử dụng 3 cảm biến riêng rẽ và các bộ lọc màu. Đây là công nghệ chế tạo các đầu ghi ở các may quay Video và cảm biến CCD của Telecine. Có một phương pháp khác là chỉ dùng một cảm biến ma trận CCD, đặt đằng trước nó có một lưới lọc bao gồm các bề mặt cực nhỏ kề nhau, mỗi bề mặt lọc ba màu cơ bản đứng trước một pixel giống như các hạt phát quang ỏe đèn tia catốt của máy thu hình màu. Như vậy là ta nhận được ba dãy tín hiệu tương ứng với đỏ (R) xanh lá cây (G) và lam (B). Rõ ràng là độ phân giải tổng thể nhận được theo phương pháp này nhỏ hởn 3 lần so với độ phân giải của cùng một ma trận được dùng để tiếp nhận tín hiệu đơn sắc do đó một ma trận 3600000 pixel chỉ cho ảnh với độ phân giả 120000 điểm. Việc chế tạo bộ lọc như vậy là việc điều chỉnh cơ học theo vị trí của các tế bảo cảm quang là rất tinh vi, phức tạp, do phải thao tác theo những kích thước siêu nhỏ. Trong thực tế, những bộ lọc này được chế tạo theo công nghệ nhiều lớp. Thực vậy với cá lớp siêu mỏng thì quang học của bước sóng ánh sáng với các chỉ số khúc xạ khác nhau gây ra những phản xạ trên giao diện của các lớp khác nhau. Các tia phản xạ giao thoa với các tia tới mà chúng gặp sau một quãng thời gian chuyển động. Hiên tượng quang gọc này theo quan điểm điện từ, tương ứng với sự trễ, hay sự lêch pha tùy theo độ dài bước sóng của ánh sáng tới( có nghĩa là tần số dao động tương ứng), sự giao thoa là giao thoa tăng (các bước sóng cùng pha) hoặc giao thoa giảm ( các bước sóng đối pha). Do đó quang học ứng với lớp siêu mỏng hoạt động như một bộ lọc để cho một vài loại ánh sáng với bước sóng nào đó đi qua, còn các ánh sáng có bước sóng khác thì bị ngăn lại Trong lĩnh vự điện tử người ta đã làm chủ kỹ thuật chế tạo các lớp siêu mỏng của một số chất thích hợp với việc thực hiện các bộ lọc này như Silicium và ôxít silic SiO2 ( có nghĩa là ôxít silic được tinh thể hóa dưới dạng tinh thể dá). Do đó có thể thực hiện các ma trận CCD với bộ lọc ( chế tạo bằng kỹ thuật chế tạo các lớp mỏng) gắn trên từng tế bào. Loại ma trận này trang bị cho các máy video thông dụng mà ta đã đề cập ở trên. CHƯƠNG III NHỮNG ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM RÚT RA QUA NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ CHUYỂN ĐỔI TELECINE FDL QUADRA VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA THIẾT BỊ TELECINE HIỆN ĐẠI III.1 Những ưu và nhược điểm rút ra qua nghiên cứu thiết bị chuyển đổi Telecine FDL Quadra III.1.a. Kỹ thuật số ứng dụng trong thiết bị chuyển đổi Telecine Nhờ kỹ thuật số người ta có thể giải quyết nhiều vấn đề xuất hiện trong thiết bị chuyển đổi Telecine. Một trong những giải pháp xác định sự chuyển động liên tục của phim và nhấp nháy giữa các mành là Telecine có sử dụng bộ cảm biến dòng bán dẫn và bộ ảnh nhớ. Cảm biến biến dòng CCD là tập hợp các tế bào quang điện có hổi tiếp và ghi dịch: nó thực hiện chức năng phân tích ảnh bằng các dòng quét ( chức năng ống phát như vidicon). CCD là một linh kiện phân tích ảnh dạng rắn ( vidicon là đèn điện tử chân không). Phân tích ảnh màu với chất lượng cao thường thực hiện bằng 3 x CCD tạo 3 tín hiệu màu cơ bản R, G, B. Vì phim chuyển đổi dịch liên tục nên phân tích ảnh phải thực hiện bằng cách tạo dòng liên tục. Việc biến đổi hình ảnh của phim thành tín hiệu điện được thực hiện trong bộ nhớ ảnh số. Các tín hiệu tương tự, tần số ghi hình tín hiệu và bộ nhớ phụ thuộc tốc độ dịch của phim. Ngược lại tần số đọc được biểu diễn bằng các thông số tiêu chuẩn truyền hình. Cả hai quá trình ghi và đọc hoàn toàn độc lập vơi nhau do đó có thể cho hình ảnh có chấ lượng cao ngay cả phim chuyển động nhanh, chậm hoặc ảnh tĩnh. III.1.b. Ưu điểm của các thiết bị chuyển đổi Telecine hiện nay Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, của kỹ thật điện tử số được ứng dụng và ứng dụng rất rộng rãi hiện nay thì các thiết bị chuyển đổi Telecine hầu như đã rất hoàn chỉnh về công nghệ chế tạo. Các sery máy mới ra hiện nay có các thông số kỹ thuật và các tính năng hơn hẳn các dòng Telecine cũ. Thích ứng được mọi đầu ra của các chuẩn truyền hình. Có thể chuyển đổi được mọi thể loại phim khác nhau. Đây là những tiến bộ mới nhất, những ưu điểm vượt trội của các thiết bị Telecine hiện nay. Khối cơ khí: vận chuyển phim liên tục. Puli chuyển vận phim câm có thể điều khiển máy tính và vô cùng tiết kiệm thời gian Các tốc độ chuyển vận phim chuyển động xuôi ngược là + Chế độ khuôn hình đợ giản + Chế độ tìm để điều chỉnh liên tục ( với hình ảnh nhìn thấy và cỡ hình ảnh màu đầy đủ ) Theo tốc độ chuyển động chậm ( bằng 1/10 tốc độ chạy bình thường). Dò tìm nhanh + Gấp 22,5 lần tốc độ chạy bình thường cho phim S 8mm + Gấp 25 lần tốc độ chạy bình thường cho phim 16mm + Gấp 10 lần tốc độ chay bình thường cho phim 35mm Các tốc độ chuyển vận phim có thể in chuyền suôi ngược là: Tốc độ bình thường: 625 dòng/50Hz 25 khuôn hình/s 525 dòng/60Hz 24 khuôn hình/s Các tốc độ chuyển vận phim cố định ( xuôi và ngược) 50 Hz tiêu chuẩn: 1 1/4; 16 3/2; 25 và 50 khuôn hình/s 60 Hz tiêu chuẩn: 6 12, 30, 48 khuôn hình/s Các tốc độ chuyển vận phim lựa chọn tốc độ khác nhau ( chỉ có xuôi ) 50 Hz và 60 Hz tiêu chuẩn: 16 đến 30 khuôn hình/s trong 1400 bước. Ngoài ra có thể thực hiện được khởi động lạnh ( Freeze Star): dừng nhanh và dừng khuôn hình có độ nét cao. Chức năng tự động: Thiết bị chuyển đổi Telecine có chức năng điều khiển dừng nhành tự động khi dừng phim, đứt phim, hoặc hết phim. Chức năng hiệu chỉnh độ nhiễu tiêu chuẩn cố định (FDN) bao gồm bộ bù tối tự động và cân đối màu trắng tự động. Chức năng điều khiển chiếu sáng tự động để điều chỉnh lại cường độ chiếu sáng của Telecine trong trường hợp có sự thay đổi bất ngời như mật độ phim quá nhanh trong một cảnh tới mức cường độ chiếu sáng phải điểu tiết tới 4f – Stop khi đang quét cố định một hình Chức năng thay đổi đèn tự động của thiết bị chuyển đổi Telecine đảm bảo thiết bị vận hành liên tục trong trường hợp thay đèn dự trữ khi đèn chiếu có sự cố Trên đây là một số ưu điểm tiến bộ của các thiết bị Telecine hiện nay. Ngoài các chức năng kể trên thì các thiết bị Telecine hiện nay còn có rât nhiều chứ năng nổi trội khác như: hiệu chỉnh, sửa màu, giảm nhiễu …. Bên cạnh những ưu điểm đó thì các thiết bị Telecine vẫn còn tồn tại những vấn đề mà các nhà kỹ thuật, nhà sản xuất vẫn đang định hướng khắc phục và cải tiến. III.1.c. Nhược điểm của các thiết bị chuyển đổi Telecine hiện nay Trong quy trình công nghệ chuyển đổi từ phim sang băng thì tồn tại một vấn đề. Đó là chất lượng hình ảnh chưa tiến lại gần được tới độ phân giải của film nhựa. Nguyên nhân: Để đạt được tiêu chuẩn về chất lượng hình ảnh đó thì chúng ta phải đối diện với việc quét hình ảnh số độ phân giải cao hơn bất cứ chuẩn HDTV nào mà thế giới biết đến cho tới nay Những khó khăn kỹ thuật mà hiện nay chưa giải quyết được trong việc chế tạo các bộ phận ảnh cùng thiết bị lưu trữ và xử lý một số lượng điểm ảnh lớn như vậy. Hơn nữa chính cái điều mức chọn mẫu và các thông số tốc độ hình, giải pháp quét liên tục vốn khác nhau nay được đưa thẳng vào những con chíp hay vào cấu hình của quá trình sử lý dữ liệu trở lên quan trọng tới mức việc phát triển những phương án sửa lai cá sản phẩm cứng như vậy kô dễ ràng chút nào. Một yếu tố đơn giản hơn là tốc độ 24 h/s theo yêu cầu lại thấp hơn 30h/s tới 20%. Điều này chẳng hạn ảnh hưởng tới bộ nhận ảnh nhưng lại ảnh hưởng tới các phần còn lại. Có thể nói rằng một chi tiết của thiết bị xử lý hoặc lưu trữ số đều có một tỷ lệ vào dữ liệu cố định. Mà một yêu cầu đòi hỏi chất lượng hình ảnh của phim điện tử hiện nay người ta đều mong muốn và cố gắng phấn đấu để đạt đến độ phân giải không thua kém phim nhựa là mấy…. vì vậy để đạt được điều mong muốn trên cần phải có giải pháp kỹ thuật, các hướng cải tiến kỹ thuật và sự phát triển tiếp nữa của thiết bị Telecine. Bộ phận quyết định chất lượng hình ảnh – hướng giải quyết Bộ phận quyết định chất lượng hình ảnh ở đấy đó chính là bộ chuyển đổi quàn điện hay cảm biến CCD mà ta đã phân tích khá kỹ ở chương trên vậy hướng giải quyết được đạt ra là phải đảm bảo các yêu cầu sau: Nâng cao chất lượng và khả năng phân giải chủ yếu la vấn đề quét hình và hiệu suất của quá trình chuyển phim sang băng. Người ta phấn đấu để đạt được màu sắc và khả nưng phân giải của hình ảnh video không được thua kém phim nhựa là mấy Tất cả các chuẩn phim nhựa Negative và Positive, các kích cỡ đều có thể chuyển được sang chuẩn Video chất lượng cao. Vì vậy các máy quét phim phải giữ được điểm ảnh đạt tới 3000 x 2000 Do đó chúng ta sẽ nghiên về cải tiến CCD vì để cải tiến các bộ phận khác thù nhà đầu tư nghiên cứu phải cần rất nhiều thời gian và tính toán chi tiết. Đó chính là cảm biến hình ảnh CMOS có thể thay thế được cảm biến CCD vì nó có rất nhiều đặc điểm nổi trội hơn cảm biến CCD. Để làm rõ vấn đề này ta sẽ đi vào tìm hiểu cảm biến hình ảnh CMOS và so sánh nó với cảm biến CCD. Tuy nhiên chúng có một số nhược điểm rất khó loại bỏ. trước hết chúng chỉ thích ứng cho việc cung cấp hình ảnh Video theo một khuôn khổ duy nhất. tiếp đó toàn bộ quy trình xử lý về sau thí dụ như nén dữ liệu đòi hỏi hệ thống mạch xử lý cồng kềnh. Sau cùng các ma trận có những khiếm khuyết (chủ yếu là những sai biệt giữa các vùng cảm quang) khó chỉnh sửa. Những khiếm khuyết này thể hiện bằng một hoạ tiết nhiễu cố định chồng lên một cách hệ thống trên hình ảnh, gây ấn tượng giống như ngắm hình ảnh quan tấm kính bị bẩn hay đã bị hư hại. Hình 38: Cấu tạo cảm biến hình ảnh CMOS và CCD Đã có giải pháp cho các nhà khoa học đưa ra, dưới dạng cảm biến CMOS được sử dụng rộng rã trong công nghiệp. Những cảm biến CCD sử dụng tính chất của CCD về chuyển các điện tích để ngay lập tức biến các điện tử sinh ra trên các vùng cảm quang thành tín hiệu Video. Quá trình này dẫn đến việc phải xử lý các tín hiệu ở mức rất thấp việc khuếch đại chúng chỉ thực hiện được ở gia đoạn sau cùng. Trái lại, các cảm biến CMOS sử dụng khả năng của công nghệ thích hợp các phần tử chức năng rất đa dạng, với số lượng lớn, trên cùng một nền (Substrat) bán dẫn. Bởi vì, các tế bào CMOS (transitor MOS bù) có kích thước cưch nhỏ và tiêu thụ rất ít điện năng. Cấu trúc cơ bản cảm biến CMOS cũng có cấu tạo kiểu “tấm thảm” tạo nên từ các vùng cảm quang. Nhưng nó sử dụng toàn bộ các nguồn của công nghệ CMOS để thích hợp các mạch cần thiết cho việc tạo ra cảm biến hình ảnh chất lượng cao. để đảm bảo tỷ lệ tối ưu giữa tín hiệu với tiếng ồn, mỗi tế bào cảm quang đều có bộ khuếch đại riêng. Các sắp đặt như vậy đã cho ra đời khái niệm cảm biến có các pixel tích cực (APS). Đầu ra của các bộ khuếch đại có thêt truy nhập vào được nhờ một hệ thống ma trận. các đầu ra này nằm trên cùng một cột được kết nối với nhau và mỗi đầu ra được kích hoạt bằng một kết nối theo địa chỉ của các dòng (xem hình 35). Cảm biến được chế tạo như vậy làm thành một tổng thể với các mạch phụ trợ khác nhau tích hợp lại trên cùng một nền: Chủ yếu là trong nhưng ứng dựng đơn giản nhẩt các mạch đồng bộ hoá hiệu số - tín hiệu tương tự. tham vọng của các nhà sản xuất những thành phần như vậy là đạt tới khả năng tích hợp trong một mạch duy nhẩt toàn bộ những chức năng cần thiết cho hoạt động của camera. Cần thừa nhận rằng, một trong số ứng dụng, khả năng này đã gần đạt đến kết quả. Một ưu thế hoàn toàn quyết định của các cảm biến CMOS đối với những kỹ thuật quét ảnh hiện đại là: trái với các cảm biến CCD chỉ cho phép truy nhập theo thứ tự liên tiếp vào các điểm (pixel) khác nhau của ảnh, thì cảm ứng CMOS cho phép truy cập ngẫu nhiên vào bất kỳ điểm nào của ảnh. Mà các ảnh thu được từ cảm biến CMOS này, dù ở máy ảnh số (Scanner), Telecine hay máy quay Video, được dành cho việc lưu dữ bộ nhớ. Việc lưu dữ các ảnh đó ngày càng được thực hiện theo chế độ nén JPEG (các ảnh cố định); MJPEG hay MPEG (các hình ảnh chuyể động). việc nến thực hiện theo khối 8 x 8 điểm, chứ không nén toàn bộ một ảnh (cần phải phân tích ảnh thành các khối trước khi nén). cảm biến CMOS làm cho việc nén trở nên dễ dàng thực hiện được. Thật vậy việc truy nhập từ khối này đến khối khác dễ dàng thực hiện được,mặt khác hệ thống điện tử bên trong cảm biến có khả năng hoạt động rất nhanh, nên việc thu nhận các khối đó cũng cực kỳ nhanh. Đương nhiên, người ta mơ ước có thể thích hợp trên cùng một mạch của một ma trận cảm quang, mỗi bộ phận điện tử cần thiết để thực hiện việc nén hình ảnh. So sánh giữa cảm biến CMOS và cảm biến CCD * Những nhược điểm của cảm biến CCD là: + Để thực hiện ngay cả những thao tác đơn giản nhất, cẩn có số lượng lớn các đa đồng hồ. toàn bộ nhưng pha đồng hồ này phải được phân phối đến toàn bộ các tế bào CCD. + Quy trình sản xuất chỉ tương thích từng phần. các quy trình chế tạo CCD không cho phép tích hợp các chi tiết thành phần của CMOS tối ưu hoá và các quy trình chế tạo CMOS không cho phép tích hợp các cấu trúc CCD tối ưu hóa. + Cần có mạch đặc biệt để chuyển các tín hiệu giữa các bộ phận của CCD và các bộ phận của CCD trong các mạch hỗn hợp CCD/CMOS. + Bề mặt choáng của các tế bào lớn. Mức nhiễu do các tín hiệu đồng hồ khá cao trong các mạch hỗn hợp CCD/CMOS. + Tiêu thụ điện nhiều, do n