Chế độ thiên văn trên máy Pixel đời mới hoạt động như thế nào?

Một trong những tính năng ấn tượng nhất trên Google Pixel 4 đó chính là chế độ chụp thiên văn, giúp người dùng có thể chụp chính xác những gì họ thấy trên một bầu trời đầy sao. Trước đây, Google đã từng đề cập đến cách thức hoạt động của nó, nhưng giờ đây, gã khổng lồ này đã giải thích rõ ràng và cụ thể hơn trên trang blog AI của mình.

Đầu tiên, Google lưu ý rằng chế độ thiên văn trên Pixel 4 sẽ cho phép camera phơi sáng tối đa lên đến 4 phút. Tính năng này cũng có trên Pixel 3 và Pixel 3a, nhưng bị giới hạn thời gian phơi sáng tối đa chỉ còn 1 phút.

Google giải thích, một trong những vấn đề lớn nhất với phơi sáng lâu đó chính là có thể gây ra hiện tượng mờ.

"Người xem sẽ 'nhắm mắt cho qua' những đám mây hoặc bụi cây bị mờ do chuyển động, nếu phần còn lại của bức ảnh vẫn sắc nét, nhưng những ngôi sao bị mờ do chuyển động, trông giống những đoạn sáng thì thật không thể chấp nhận", công ty giải thích trên trang blog AI của mình. "Để giảm tình trạng này, chúng tôi chia quá trình phơi sáng thành các khung với thời gian phơi sáng đủ ngắn để làm cho ngôi sao trông thực sự là ngôi sao."

Google nhận thấy rằng thời gian phơi sáng lý tưởng cho mỗi khung hình chụp bầu trời trời đêm là 16 giây. Thế nên, họ kết hợp 15 khung hình (với mỗi khung hình có thời gian phơi sáng 16 giây) để mang lại kết quả tổng thể 4 phút phơi sáng trên Pixel 4. Điều này giúp mang lại kết quả mượt mà và trơn tru hơn.

Một số hình chụp mẫu từ Android Authority:

Bốn thách thức nữa

Google cũng gặp một vài trở ngại khi phát triển chế độ thiên văn trên Pixel 4, khởi điểm là vấn đề warm/hot pixel.

Warm hay hot pixel sẽ xuất hiện trong suốt quá trình phơi sáng với thời gian dài ở dưới dạng các chấm sáng nhỏ trong ảnh (dù thực thế không có những chấm sáng đó trong cảnh chụp). Nhưng Google cho biết, họ có thể xác định những chấm sáng này bằng cách "so sánh với những pixel lân cận" trong khung và trên toàn bộ khung đã chụp.

Một khi phát hiện ra chấm sáng, Google có thể che giấu nó đi bằng cách thay thế giá trị của nó bằng mức trung bình của những pixel lân cận. Đây là một ví dụ về các warm hay hot pixel (nằm ở bên trái) và giải pháp của Google (nằm ở bên phải).

Thách thức thứ 2 mà Google phải giải quyết đối với chế độ thiên văn đó chính là bố cục cảnh. Viewfinder của camera trên smartphone thường cập nhật 15 lần/giây, nhưng điều này trở thành một vấn đề vào ban đêm.

"Ở những mức độ ánh sáng dưới mức tương đương khi trăng tròn, viewfinder sẽ chủ yếu là màu xám – có thể hiển thị một vài ngôi sao sáng nhưng toàn bộ cảnh thì không – và việc tạo ra một bức ảnh trở nên khó khăn hơn", Google lý giải. Giải pháp của công ty đó là hiển thị khung hình chụp mới nhất trong chế độ thiên văn (như hình ảnh bên dưới).

"Các thành phần này sau đó có thể được điều chỉnh bằng cách di chuyển điện thoại trong khi quá trình phơi sáng vẫn tiếp tục diễn ra. Một khi bố cục chính xác, bức ảnh ban đầu có thể được ngừng lại và tiếp tục chụp bức ảnh thứ 2, trong đó tất cả khung đều có những thành phần mong muốn."

Tự động lấy nét cũng là một vấn đề khác đối với chế độ chụp thiên văn trên Pixel 4 bởi ánh sáng cực kỳ yếu thường đồng nghĩa rằng nó thực sự không thể tìm thấy bất cứ thứ gì để lấy nét vào. Giải pháp của Google là sử dụng một kỹ thuật có tên "tự động lấy nét sau màn trập". Kỹ thuật này sẽ nhìn vào 2 khung ảnh tự động lấy nét với thời gian lên đến 1 giây, mỗi khung hình sẽ được chụp sau khi bạn nhấn phím chụp, sau đó, nó sẽ sử dụng chúng để phát hiện những chi tiết nào cần được lấy nét vào (những khung ảnh này không được sử dụng cho hình ảnh cuối cùng). Điểm lấy nét sẽ được thiết lập thành vô cực nếu "tự động lấy nét sau màn trập" vẫn không thể tìm ra bất cứ thứ gì nó cần. Nhưng thay vào đó, người dùng luôn có thể tự mình điều chỉnh chủ thể lấy nét.

Rào cản cuối cùng đối với Googla đó chính là bầu trời phải đạt được mức độ sáng vừa phải: "Vào ban đêm, chúng ta luôn kỳ vọng bầu trời sẽ tối. Nếu một bức ảnh được chụp vào ban đêm nhưng bầu trời lại sáng thì nó trông thật bất thường".

Giải pháp của gã khổng lồ tìm kiếm này là sử dụng máy học để làm tối bầu trời trong những điều kiện ánh sáng yếu. Google sử dụng mạng thần kinh trên thiết bị đã được đào tạo qua hơn 10.000 bức ảnh để xác định bầu trời đêm và làm tối nó trong quy trình này. Khả năng phát hiện bầu trời cũng được sử dụng để giảm nhiễu trên bầu trời và tăng độ tương phản cho những thứ cụ thể (ví dụ như mây hay Dải Ngân Hà Milky Way). Bức ảnh bên trái là kết quả ban đầu và bên phải là sau khi làm tối.

Tất cả những diều này kết hợp lại với nhau nhằm mang lại kết quả tốt nhất cho người dùng.

"Đối với Pixel 4, chúng tôi sử dụng phần sáng nhất của Dải Ngân Hà, gần với chòm sao Nhân Mã, để trở thành chuẩn mực cho chất lượng hình ảnh của bầu trời không có trăng. Dựa theo tiêu chuẩn đó, Night Sight đã hoạt động rất tốt", Google kết luận. "Những bức ảnh Dải Ngân Hà chỉ còn sót lại một chút nhiễu nhưng cho chúng ta thấy nhiều sao hơn và nhiều chi tiết hơn so với một người có thể nhìn thấy trên bầu trời đêm thực sự."

Nhưng Google lưu ý rằng hiện tại không thể chụp được những cảnh ánh sáng yếu với dải sáng cực rộng (ví dụ như phong cảnh dưới ánh trăng hay chính bản thân mặt trăng). Liệu đây có phải là bước tiếp theo của Google?

Minh Hùng theo Android Authority