Những yếu tố tạo nên một chiếc camera điện thoại đỉnh cao

Những chiếc smartphone chúng ta mang theo bên mình mỗi ngày có thể được xem là những tuyệt tác của nhiếp ảnh. Chúng tiên tiến đến nỗi có thể thách thức cả các hệ thống camera độc lập. Và chắc chắn rất nhiều người trong chúng ta sẽ tự hỏi, điều gì đã khiến những chiếc camera siêu nhỏ kia tốt đến vậy?

camera

Các công ty bỏ hàng hàng tỷ USD vào nghiên cứu và phát triển (R&D) để bạn có thể chụp được một bức ảnh tuyệt đẹp về bữa tối rồi đưa lên Instagram. Mọi thứ đều cực kỳ phức tạp, và hầu hết chúng ta sẽ chẳng hiểu được hàng tá những thuật ngữ và khái niệm liên quan.

Tuy nhiên, bài viết này sẽ giúp bạn có được một cái nhìn rõ ràng hơn, đồng thời hiểu được những yếu tố đằng sau góp phần tạo nên những bức ảnh đẹp bạn thấy mỗi ngày.

Cảm biến

sensor

Camera smartphone đã đi được một chặng đường dài, nhưng ngành công nghiệp này sẽ luôn phải giải quyết vấn đề cảm biến hình ảnh. Cảm biến lớn tất nhiên vượt trội hơn cảm biến nhỏ (giả sử hai cảm biến có chất lượng như nhau). Kích cỡ luôn quan trọng, không có con đường nào khác cả.

Đây là một thử thách đối với các nhà sản xuất smartphone. Họ không thể trang bị một cảm biến full-frame vào một thiết bị nhỏ, mỏng được. Một cảm biến lớn cần một ống kính lớn, do đó các nhà sản xuất smartphone thường chọn cảm biến có kích cỡ từ 1/2,3-inch đến 1/1,7-inch.

Để bạn dễ so sánh, thì Huawei P30 Pro có cảm beiens 1/1,7-inch. Google Pixel 3 XL, vốn nổi tiếng vì camera tuyệt đỉnh, có cảm biến 1/2,55-inch. Chúng đều là những gã tí hon khi so với cảm biến full-frame kích cỡ 1,38-inch trên một số máy ảnh DSLR.

Khi không gian bị hạn chế, các nhà sản xuất cần tạo ra những cảm biến chất lượng cao hơn và tinh chỉnh một vài yếu tố khác. Sử dụng cảm biến cỡ nhỏ là một điểm hạn chế, nhưng các công ty có thể làm một vài điều để cải thiện chất lượng hình ảnh.

Một phương pháp phổ biến là tạo ra các cảm biến với điểm ảnh lớn hơn thông thường, cho phép thu được nhiều ánh sáng hơn. Kích cỡ điểm ảnh được đo bằng micromet, và trong thế giới smartphone, nó thường rơi vào khoảng giữa 1,2 – 2,0 micromet.

Một phương pháp thú vị khác mà Huawei đã thực hiện với P30 Pro là sử dụng một cảm biến RYB (đỏ-vàng-xanh dương), đối lập với cảm biến RGB (đỏ-xanh lá-xanh dương) truyền thống. Chuyển sang sử dụng các photosite vàng cho phép thu nhiều ánh sáng hơn.

Ở góc độ người dùng, bạn sẽ để ý thấy rằng một cảm biến tốt hơn sẽ tạo ra ảnh ít nhiễu hạt hơn, hiệu năng chụp thiếu sáng tốt hơn, màu sắc chân thực hơn, dải động được cải thiện, và ảnh sắc nét hơn.

Thấu kính/ống kính

lense

Ống kính thường bị bỏ qua khi nói về nhiếp ảnh smartphone. Quả là kỳ lạ, khi mà nó là một trong những yếu tố quan trọng bậc nhất trong nhiếp ảnh thông thường. Một ống kính được thiết kế tốt, độ trong suốt cao, và sạch sẽ, sẽ mang lại chất lượng hình ảnh tốt hơn.

Ống kính còn quyết định khẩu độ - một yếu tố đáng kể khác cần quan tâm trong nhiệp ảnh. Ai cũng thích các ống kính khẩu độ lớn, nhưng đi kèm với nó là một nguy cơ. Ống kính camera được tạo nên từ nhiều nhóm thấu kính được thiết kế để tập trung ánh sáng một cách chính xác và giảm quang sai. Các ống kính giá rẻ thường có ít nhóm thấu kính hơn và do đó dễ gặp nhiều vấn đề hơn. Chất liệu ống kính cũng đóng vai trò quan trọng: kính chất lượng càng cao và càng nhiều lớp phủ (coating) thì ảnh thu được càng chính xác và ít biến dạng.

Rất khó để nói một ống kính smartphone tốt hay tệ ra sao, bởi các nhà sản xuất thường không nói nhiều về chúng. Có một số cái tên chúng ta có thể tin tưởng trong ngành công nghiệp smartphone: Sony và Nokia hợp tác với Zeiss, còn Huawei thì hợp tác với Leica. Đó là hai thương hiệu nổi tiếng với các ống kính chất lượng cao.

Nhiều camera

camera

Smartphone thường có một camera, nhưng việc thêm vào các camera bổ sung ngày càng phổ biến hơn. Ngày nay, nhiều điện thoại có 2 hoặc 3 camera; điên rồ nhất là Nokia 9 với đến 5 ống kính.

Có nhiều lý do để trang bị thêm ống kính cho điện thoại – chúng khiến trải nghiệm nhiếp ảnh trở nên linh hoạt hơn. Lấy Huawei P30 Pro làm ví dụ: chiếc máy này có một camera chính để chụp cho mục đích thông thường, một camera góc rộng và một ống kính zoom tiềm vọng 125mm. Với cách bố trí này, người dùng có thể sử dụng từng camera cho từng hoàn cảnh cụ thể theo ý muốn.

Các cụm camera nhiều ống kính cũng đóng vai trò lớn trong nhiếp ảnh điện toán. Ví dụ, Nokia 9 PureView có 3 cảm biến monochrome, 2 cảm biến RGB, và một camera ToF. Tất cả các cảm biến này đều hoạt động cùng lúc mỗi lần chụp ảnh để thu về các chi tiết, màu sắc, ánh sáng, và thông tin chiều sâu ở mức cao nhất. Có thể nói mỗi tấm ảnh được chụp bởi chiếc smartphone này đều là một tấm ảnh HDR.

Nếu bạn không thể có được cảm biến lớn hơn hay thấu kính tiên tiến hơn, tốt nhất b nên trang bị một loạt ống kính. Đó chính là cách mà các hãng sản xuất bù đắp cho những giới hạn nhiếp ảnh hiện tồn tại trên smartphone.

Ổn định hình ảnh

 

Camera trên smartphone sử dụng 2 loại ổn định hình ảnh: ổn định hình ảnh quang học (OIS) và ổn định hình ảnh điện tử (EIS). Tùy thuộc vào loại điện thoại, bạn có thể không có cái nào, có một, hoặc có cả hai tính năng trên.

Công nghệ ổn định hình ảnh được phát triển nhằm giảm rung khi chụp ảnh và mang lại những bức ảnh mượt mà hơn, sắc nét hơn. Lý tưởng nhất là một thiết bị với cả hai công nghệ OIS lẫn EIS bởi OIS tốt hơn khi chụp ảnh và EIS lại tốt hơn khi quay phim. Nếu buộc phải chọn một, tốt nhất hãy chọn OIS.

OIS

OIS sẽ bù trừ cho những chuyển động nhỏ của camera trong quá trình phơi sáng. Thông thường, nó sử dụng một ống kính trôi nổi, con quay hồi chuyển và các mô-tơ nhỏ. Các phần này được điều khiển bởi một vi đều khiển, vốn di chuyển ống kính rất nhẹ nhàng để chống lại hiện tượng rung của camera hoặc điện thoại – nếu điện thoại di chuyển sang phải, ống kính sẽ di chuyển sang trái.

Đây là lựa chọn tốt nhất bởi mọi hệ thống ổn định đều được làm dưới hình thức cơ khí và không thông qua phần mềm. Điều đó có nghĩa là trong quá trình ổn định hình ảnh, chất lượng ảnh không hề mất đi.

EIS

Ổn định hình ảnh điện tử hoạt động thông qua phần mềm. Về cơ bản, EIS tách đoạn video thành nhiều mảnh nhỏ và so sánh chúng với các khung hình trước đó. Sau đó, máy sẽ xác định liệu chuyển động trong khung hình là tự nhiên hay do camera bị rung gây ra và chỉnh sửa chúng cho phù hợp.

EIS thường khiến chất lượng ảnh bị sụt giảm, bởi nó cần không gian

Gộp điểm ảnh (pixel binning)

pixelbinning

Có lẽ bạn từng nghe đến thuật ngữ này rồi nhưng lại chẳng biết nó có nghĩa gì. Mục đích ở đây là giảm nhiễu hạt và tăng khả năng chụp ảnh trong điều kiện thiếu sáng.

Gộp điểm ảnh là một quá trình kết hợp dữ liệu từ 4 diểm ảnh thành một. Sử dụng  kỹ thuật này, một cảm biến camera với kích thước điểm ảnh 0,9 micron có thể tạo ra những bức ảnh tương đương cảm biến với các điểm ảnh 1,8 micron.

Điểm hạn chế lớn nhất là độ phân giải của ảnh cũng bị giảm đi 4 lần khi chụp bằng kỹ thuật gộp điểm ảnh. Có nghĩa là một bức ảnh gộp điểm ảnh chụp bởi camera 48MP thực ra chỉ có độ phân giải 12MP mà thôi.

Gộp điểm ảnh có thể thực hiện được nhờ tận dụng một bộ lọc quad-Bayer trên cảm biến camera. Một bộ lọc Bayer là một tấm lọc màu sắc được sử dụng trên tất cả các cảm biến máy ảnh kỹ thuật số, được đặt phía trên các điểm ảnh và chụp ảnh với các màu đỏ, xanh lá và xanh dương.

Bộ lọc Bayer chuẩn gồm 50% bộ lọc xanh lá, 25% bộ lọc đổ và 25% bộ lọc xanh dương. Cách bố trí này nhằm nhại lại mắt người, vốn nhạy với ánh sáng xanh lá. Một khi ảnh được chụp, nó sẽ được nội suy và xử lý để tạo ra một bức ảnh hoàn chỉnh với đầy đủ màu sắc.

Không nhiều điện thoại sử dụng tính năng gộp điểm ảnh, nhưng đây là một kỹ thuật thú vị. Một số máy có tính năng này gồm LG G8 ThinQ, Xiaomi Redmi Note 7, Xiaomi Mi 9, Honor View 20, Huawei Nova 4, Vivo V15 Pro và ZTE Blade V10.

Lấy nét tự động

autofocus

Camera smartphone sử dụng 3 loại hệ thống lấy nét tự động: điểm ảnh kép, theo pha và tương phản. Dưới đây là thông tin về 3 hệ thống này theo thứ tự từ tệ nhất đến tốt nhất.

Lấy nét tương phản

Đây là loại lấy nét lâu đời nhất, hoạt động bằng cách phân tích độ tương phản giữa các khu vực. Theo đó, khu vực được lấy nét sẽ có độ tương phản cao hơn, và kết quả là các đường viền sẽ sắc nét hơn. Khi một khu vực đạt đến một độ tương phản nhất định, camera sẽ xem khu vực đó đã được lấy nét. Đây là một kỹ thuật đã cũ, chậm, bởi nó đòi hỏi các thành phần lấy nét di chuyển cho đến khi camera tìm thấy độ tương phản phù hợp.

Lấy nét theo pha

Pha có nghĩa là các tia sáng xuất phát từ một điểm xác định chạm vào phía đối diện của một ống kính với cường độ ngang nhau – nói cách khác, chúng trong cùng pha. Lấy nét theo pha sử dụng các photodiode nằm trên cảm biến để đo lường những khác biệt trong pha. Sau đó nó sẽ di chuyển các thành phần lấy nét trong ống kính để đưa hình ảnh vào vị trí lấy nét. Phương thức này cực nhanh và chính xác, nhưng nó vẫn thua lấy nét tự động điểm ảnh kép bởi sử dụng các photodiode riêng thay vì sử dụng một lượng lớn các điểm ảnh.

Lấy nét điểm ảnh kép

Đây là công nghệ lấy nét tự động tiên tiến nhất hiện có trên smartphone. Lấy nét điểm ảnh kép giống như lấy nét theo pha, nhưng nó sử dụng một lượng lớn các điểm lấy nét nằm trên cảm biến. Thay vì lấy tập trung vào các điểm ảnh chuyên dụng, mỗi điểm ảnh được tạo thành từ hai photodiode có thể so sánh những khác biệt pha rất nhỏ nhằm tính toán vị trí cần di chuyển ống kính. Bởi kích cỡ mẫu lớn hơn nhiều, nên khả năng đưa hình ảnh vào vùng lấy nét của camera cũng nhanh hơn.

Một số người tin rằng lấy nét tự động nhanh hơn không có nhiều ý nghĩa cho lắm, nhưng nó lại tạo ra một khác biệt lớn khi chụp trong một số trường hợp, như ảnh hành động chẳng hạn. Chỉ một tích tắc của một giây cũng là quý giá trong những khoảnh khắc chớp nhoáng. Chẳng ai thích một bức ảnh nhòe, lấy nét nửa vời cả.

Megapixel

megapixel

Có phải số megapixel càng cao càng tốt không? Câu trả lời là, còn tùy. Tùy vào nhu cầu của bạn và các yếu tố khác.

Khi nào MP càng cao càng tốt?

Megapixel càng cao đồng nghĩa độ phân giải càng cao. Dù điều này không phải luôn cần thiết để khiến ảnh đẹp hơn, nhưng nó sẽ mang lại nhiều chi tiết hơn, rất phù hợp với những người thích crop ảnh, bởi một hình ảnh có số megapixel cao hơn sẽ có nhiều điểm ảnh (pixel) để chỉnh sửa hơn, do đó có thể được cắt bỏ nhiều điểm ảnh hơn.

Nhiều điểm ảnh hơn còn đảm bảo chất lượng in ấn tốt hơn nếu bạn quyết định in những bức ảnh mình chụp được ra để lưu giữ. Tuy nhiên, bạn chỉ cảm nhận được sự khác biệt nếu các bản in có độ lớn nhất định. Một bức ảnh sẽ trông tốt hơn đáng kể nếu chúng ta chụp nó ở kích thước gấp đôi kích thước tối đa dự định. Tức là, một bức ảnh 5x7 inch khi in ở 300dpi sẽ cần được chụp ở độ phân giải 3.000 x 4.200 pixel để đạt kết quả tốt nhất, tức khoảng 12MP.

Khi nào số MP thấp hơn lại tốt hơn

In ảnh smartphone là một sở thích hiếm hoi và ngày càng ít người thực hiện, do đó việc có khả năng in càng cao đối với phần lớn chúng ta chẳng quan trọng mấy; chúng chỉ tạo ra ảnh có dung lượng lớn hơn, chiếm nhiều không gian lưu trữ quý giá hơn mà thôi. Chưa kể chỉnh sửa chúng trên những thiết bị cấu hình yếu là một cơn ác mộng.

Cũng cần lưu ý rằng có nhiều điểm ảnh hơn trong một không gian nhỏ sẽ khiến các điểm ảnh nhỏ hơn. Các điểm ảnh nhỏ hơn sẽ thu ít ánh sáng hơn và tạo nhiễu hạt nhiều hơn. Các nhà sản xuất smartphone đã tìm ra một điểm cân bằng giữa kích cỡ và chất lượng: họ làm ra các cảm biến ở mức 12MP và làm các điểm ảnh lớn ra.

Luôn có những ngoại lệ. Ví dụ là chiếc Honor View 20 với cảm biến 48MP, nhưng cảm biến này có kích thước khá lớn, 1/2-inch, và camera này sử dụng kỹ thuật gộp điểm ảnh. Trong trường hợp này, nhà sản xuất có lý do để sử dụng số megapixel lớn hơn và từ đó thiết lập phần cứng thiết bị tương ứng với yêu cầu của họ.

Phần mềm

software

Có những giới hạn về mặt vật lý mà chúng ta đơn giản là không thể cải thiện được – ít nhất là không thể cải thiện nhiều. Phần cứng camera smartphone đang chạm nóc, và cuối cùng, các nhà sản xuất sẽ không thể tạo ra được những camera tốt hơn mức hiện tại từ 2 đến 5% nữa. Cho đến khi có những đột phá trong công nghệ hình ảnh thay thế được những công nghệ hiện tại, thì cuộc chiến camera smartphone chỉ còn diễn ra trên mặt trận mã lệnh.

Phần mềm lúc này xuất hiện để cứu vớt những gì phần cứng không thể thực hiện được. Với nhiếp ảnh điện toán, điện thoại biết bạn đang chụp gì, bạn đang chụp ở đâu, và thời điểm bạn đang chụp. Kỹ thuật này có thể phân tích khung hình và đưa ra quyết định giúp bạn, như làm bầu trời xanh hơn, tùy chỉnh cân bằng trắng trong điều kiện trời tốt, và tăng cường màu sắc khi cần thiết.

Phần mềm còn biến các tính năng phức tạp trở nên khả thi, như chế độ chân dung, HDR, và chụp đêm. Mọi tính năng này đều đòi hỏi những trang thiết bị đặc biệt, thời gian, kiến thức và nỗ lực. Nhưng nay phần mềm có thể đảm đương phần lớn những công việc khó khăn đó. Nhờ vào các điện thoại với nhiều camera, phần mềm còn có thể chụp nhiều ảnh và ghép chúng thành một ảnh đơn duy nhất với chất lượng được cải thiện rất nhiều.

Sẽ có một ngày, điện thoại đánh bại camera truyền thống, và tất cả là nhờ vào phần mềm. Chúng ta chỉ mới chạm đỉnh của một tảng băng trôi mà thôi, vẫn còn rất nhiều thứ bạn cần khám phá về nhiếp ảnh điện toán mà bạn có thể xem thêm trong video dưới đây.

Tổng kết

Có quá nhiều thông tin, và đây là tóm tắt lại mọi thứ bạn nên biết khi chọn mua một chiếc smartphone chụp ảnh vừa ý.

- Cảm biến càng lớn càng tốt: hiện cảm biến camera lớn nhất mà hầu hết smartphone đạt được là 1/1.7-inch. Vẫn có những cảm biến lớn hơn, nhưng khá hiếm.

- Nếu bạn muốn in ảnh (hoặc thực sự cần ảnh lớn), hãy chọn camera nhiều megapixel. Nếu không, hãy ưu tiên điểm ảnh lớn, hoặc những kỹ thuật đi kèm như gộp điểm ảnh. Kích cỡ điểm ảnh được tính theo micromet, và miễn kích cỡ này lớn hơn 1,2 micromet là được. Một chiếc smartphone tốt nên có camera ít nhất 12MP, bởi đây là số megapixel vừa đủ để chia sẻ ảnh trực tuyến và in ấn cỡ nhỏ.

- Ống kính là rất quan trọng. Dù thông tin về ống kính không nhiều, nhưng hãy chắc chắn điện thoại của bạn có thấu kính chất lượng. Một số nhà sản xuất hợp tác với các nhãn hiệu nổi tiếng như Leica hay Zeiss.

- Phần mềm tốt là chìa khóa thành công. Mọi nhà sản xuất tiếp cận phần mềm theo hướng khác nhau, và kết quả do đó rất đa dạng. Samsung nổi tiếng vì ảnh tương phản cao và màu sắc rực rỡ. Google Pixel thì có phần mềm tuyệt vời cho ra ảnh có dải động cao, màu sắc tự nhiên, và hình ảnh sắc nét.

- Lấy nét tự động điểm ảnh kép là công nghệ lấy nét tốt nhất trên smartphone. Lấy nét theo pha cũng rất tốt, nhưng sẽ chậm hơn một chút.

Minh.T.T


Đánh giá gần đây
Đọc nhiều nhất Phản hồi nhiều nhất

1 Nếu thấy 7 dấu hiệu này, bạn nên đi mua ngay điện thoại Android mới

2 Những hậu quả không lường trước của lệnh cấm đối với Huawei đang bắt đầu xuất hiện

3 Lý do nào khiến Đại học Harvard danh tiếng bị coi là nỗi xấu hổ của giáo dục đại học Mỹ

4 Lợi nhuận Samsung lao dốc, một nhà máy tại Việt Nam lỗ 1.000 tỷ đồng

5 Tại sao Huawei đặt tên hệ điều hành di động là "Hỗn mang"?

Tin Liên quan
Các tin khác
a
Xem thêm
Góc nhìn VNREVIEW