Một hình ảnh trong kĩ thuật số được cấu thành từ các phần tử nhỏ nhất gọi là “pixel” (điểm ảnh). Mỗi pixel thường mang thông tin về một màu sắc và độ sáng tương giúp tái hiện thông tin hình ảnh [1]. Hiển nhiên ảnh chứa càng nhiều pixel sẽ cung cấp càng nhiều thông tin về hình ảnh. Độ phân giải là số lượng pixel mà thiết bị đó có thể tái hiện hoặc xử lí được [2].

Các pixel thường được thiết kế dưới dạng hình vuông hoặc chữ nhật, và sắp xếp trong một ma trận hai chiều giúp tái hiện hình ảnh tổng thể. Tỉ lệ số pixel theo chiều dọc với số pixel theo chiều ngang sẽ cho ta tỉ lệ màn hình của thiết bị. Các thiết bị đời cũ thường có tỉ lệ 4:3 (số pixel chiều ngang: số pixel chiều dọc), thường thấy nhất là các tivi hoặc màn hình máy tính CRT. Các thiết bị đời mới đa phần đều chuyển sang tỉ lệ màn hình là 16:9, thích hợp với việc xem phim màn ảnh rộng.

Để tái hiện hình ảnh, thông tin hình ảnh lần lượt được truyền đến toàn bộ các pixel của thiết bị. Vào giai đoạn đầu khi tốc độ truyền thông tin đến màn hình của tivi còn chậm, người ta thường sử dụng kĩ thuật quét hình xen kẽ. Hình ảnh được quét theo chiều dọc theo hàng lẻ trước sau đó đến hàng chẵn. Sau này, khi tốc độ được đẩy nhanh hơn, kĩ thuật quét hình liên tiếp không cần phân biệt hàng chẵn hàng lẻ được sử dụng. Quét hình xen kẽ được viết tắt bởi chữ “i” (interlaced), còn quét hình liên tiếp là chữ “p” (progressive) [3]. Đây là hai chữ cái viết tắt trong tên gọi các chuẩn (ví dụ 1080i, 1080p).

Liên quan đến việc quét hình ảnh, chúng ta thường gặp phải hai khái niệm NTSC và PAL/SECAM. Các chuẩn này mô tả tốc độ quét nền (field rate, tạm dịch), là tốc độ quét một lượt màn hình. NTSC là chuẩn phổ biến ở Châu Mĩ và Nhật Bản, với tốc độ quét nền 60 Hz [4]. PAL/SECAM là chuẩn được dùng ở Châu Âu, Châu Á, Châu Phi và Châu Úc, với tốc độ quét nền là 50 Hz [5, 6]. Thông thường mắt người nhận ra một hình ảnh liên tục nếu nó đạt được tốc độ khoảng 25 hình/giây. Ở giai đoạn đầu, các thiết bị cũ đều sử dụng kĩ thuật quét nền xen kẽ. Do đó, NTSC và PAL/SECAM đều có tốc độ quét hình (bằng một nửa tốc độ quét nền) tương ứng là 30 và 25 hình/giây [7].

Quay trở lại khái niệm HD mà chúng ta quan tâm. HD viết tắt của từ “high definition”, nghĩa là độ phân giải cao. Khái niệm HD đi liền với sự xuất hiện của truyền hình độ phân giải cao (HDTV) [2]. Trước đó, truyền hình kĩ thuật số (gồm nội dung và thiết bị) chỉ có hai loại: SDTV (truyền hình độ phân giải chuẩn) và EDTV (truyền hình độ phân giải nâng cao) với các chuẩn khá thấp 480i, 576i, 480p, 576p có điều chỉnh để tương thích với các hệ thống analog NTSC và PAL/SECAM. Lưu ý rằng HD là khái niệm chỉ dành cho các thiết bị có khả năng phát hình với tỉ lệ 16:9. Ví dụ chuẩn HD 720p ám chỉ màn hình có chiều dọc 720 pixel, và chiều dài là 720*16/9=1280 pixel.

Cho đến nay mới có ba chuẩn HD được phát triển là 720p, 1080i và 1080p. 720p là chuẩn cho độ phân giải 720x1280 [8]. Số lượng pixel của màn 720p là 921600 pixel, xấp xỉ 1 Mpx (theo “ngôn ngữ” hay dùng trong máy ảnh). Như đã đề cập, chữ “p” ám chỉ kĩ thuật quét hình liên tiếp. Kĩ thuật quét này cho hình ảnh sắc nét tương đương với hình ảnh thu được từ 1080i. Thiết bị nào có khả năng phát hình ảnh 720p trở lên thì được quyền dán nhãn “HD Ready” (sẵn sàng cho độ phân giải cao).

1080i là chuẩn cho độ phân giải 1080x1920. Nếu là ảnh tĩnh thì độ phân giải của 1080i hơn gấp đôi 720p, 2073600 pixel. Tuy nhiên, đây là chuẩn sử dụng kỹ thuật quét hình xen kẽ, nên tốc độ khung hình của 1080i chỉ nhỉnh hơn 720p một chút không đáng kể (khoảng 12,5%). Dĩ nhiên thiết bị tương thích chuẩn 1080i cũng có quyền dãn nhãn “HD Ready”.

Chuẩn HD cao nhất hiện nay là 1080p cho độ phân giải 1080x1920. Thiết bị nào có khả năng thu hoặc phát theo chuẩn 1080p thì được gọi là “Full HD” (độ phân giải cao đầy đủ). Châu Âu đã ra quy định [9] yêu cầu các nhà sản xuất phải ghi rõ HD Ready 1080p để tránh nhầm lẫn với các thiết bị HD Ready chỉ tương thích 720p hoặc 1080i. Trên truyền hình Mĩ, chuẩn ATSC được sử dụng cho các video HD có tốc độ làm tươi 23,976, 24, 25, 30 khung hình/giây, và được kí hiệu tương ứng là 1080p24, 1080p25 and 1080p30 [10]. Năm 2008, 1080p50 và 1080p60 tương ứng với các tốc độ khung hình là 50 và 60 được thêm vào ATSC phục vụ cho việc giải mã video H.264/MPEG-4. Ở Châu Âu, chuẩn DVB 1080p50 là chuẩn HD được sử dụng. Trên các thiết bị đầu đĩa DVD, Blu-ray đã thay thế HD-DVD để trở thành chuẩn đĩa quang duy nhất cho các thiết bị tương thích Full HD. Dầu vậy, các đầu đọc Blu-ray chỉ tương thích với 1080p25 mà thôi.

Cuối cùng, để có thể xem được một bộ phim HD thì chúng ta phải có đồng bộ HD, từ màn hình (plasma TV, màn LCD), thiết bị HD (thiết bị thu truyền hình HD, đầu xem đĩa HD), cho đến nội dung HD (truyền hình HD, phim phải được làm HD), thậm chí cả cable nối cũng phải HD (HDMI, component video) [3]. Xem ra cũng cần một thời gian vài năm nữa khi HD nên phổ biến và đồng bộ trước khi người sử dụng được tận hưởng đầy đủ hương vị HD.