Cảm biến 108MP trên Galaxy S20 Ultra không đơn giản chỉ là mánh khóe quảng cáo

Không chú trọng đến phần cứng, Google và Apple đã chứng minh, thuật toán và máy học mới là thành phần chính góp phần nâng cao chất lượng camera trên smartphone. Nhưng với Samsung, điều này hoàn toàn ngược lại.

Samsung cho rằng phần cứng mới là yếu tố giúp gia tăng chất lượng hình ảnh

Trong nhiều năm qua, chúng ta đã thấy sự bảo thủ của Samsung trong việc phát triển công nghệ máy ảnh trên smartphone. Và Galaxy S20 Ultra với cảm biến 108MP là một ví dụ điển hình.

Hiện tại, do mới ra mắt nên chúng ta phải dành nhiều thời gian để đánh giá chất lượng camera trên thế hệ flagship Galaxy mới của Samsung, xem chất ảnh cho ra có cải thiện so với đời trước hay không. Tuy nhiên, thật không thể phủ nhận việc Samsung đã rất nỗ lực để mang đến những trang bị phần cứng tốt nhất cho camera trên S20 Series.

Trong đó, nổi bật nhất là Galaxy S20 Ultra khi được "nhồi nhét" hai công nghệ camera lần đầu tiên có mặt trên smartphone (ít nhất là đối với thị trường Mỹ): một ống kính tele tiềm vọng cho khả năng zoom ấn tượng lên đến 100x và ống kính chính có độ phân giải 108MP.

Từ đây, Samsung đã chính thức ghi tên mình vào cuộc đua độ phân giải cảm biến ảnh trên smartphone do các hãng Trung Quốc khởi xướng vào năm ngoái. Còn nhớ nhiều năm trở về trước, thị trường đã chứng kiến sự thoái trào của cuộc đua "số chấm" camera.

Bằng chứng là việc nâng cao độ phân giải cảm biến sẽ không làm chất lượng ảnh tốt hơn, thay vào đó còn khiến cho ảnh tệ đi. Nguyên nhân là do kích thước điểm ảnh (pixel) nhỏ trên cảm biến khiến camera không thể thu được đủ sáng, gây nhiễu, mờ cho bức ảnh khi gặp điều kiện ánh sáng yếu.

Nhưng khi máy ảnh, vi xử lý và phần mềm phát triển, việc đánh giá công nghệ cảm biến đang dần trở nên khó khăn hơn. Mặc dù điện thoại được trang bị cảm biến 108MP nghe có vẻ khá vô lý, nhưng khi bạn hiểu cách Samsung đang ứng dụng công nghệ này, điều đó sẽ hoàn toàn trở nên hợp lý.

Nhờ khẩu độ f/1.8, camera 108MP của Samsung có thể thu được nhiều ánh sáng tự nhiên nhất

Không phải Galaxy S20 Ultra, mà thay vào đó, Xiaomi Mi Note 10, hay còn gọi là Mi CC9 Pro ở Trung Quốc mới là chiếc smartphone đầu tiên trên thị trường sử dụng cảm biến ảnh 108MP. Theo đó, công nghệ mà Xiaomi đang sử dụng cũng do chính Samsung thiết kế. Tuy nhiên, trên chiếc S20 Ultra của mình, Samsung đã tinh chỉnh để cho ra nhiều cải tiến khác biệt.

Samsung xem hoạt động kinh doanh cảm biến ảnh là một lĩnh vực quan trọng trong sự phát triển của hãng, với các thiết kế cảm biến độ phân giải cao từng "làm mưa làm gió" trên thị trường, bao gồm 48MP và 64MP.

Bắt đầu từ năm ngoái, phần lớn các cảm biến do Samsung sản xuất thường được các hãng smartphone Trung Quốc sử dụng. Và cảm biến 108MP được xem là một trong những nỗ lực mới nhất của Samsung trong việc cạnh tranh với người đứng đầu thị trường cảm biến ảnh, Sony.

Trước tiên, chúng cần hiểu rõ bản chất của cảm biến ảnh: càng lớn càng tốt. Camera cần ánh sáng để tạo ra hình ảnh và các cảm biến có kích thước vật lý lớn sẽ chụp được nhiều sáng hơn. Tuy nhiên, mỗi cảm biến sẽ được chia thành hành triệu các điểm ảnh nhỏ, mà tất cả chúng đều thu sáng độc lập.

Theo đó, độ phân giải của một cảm biến càng cao sẽ khiến các điểm ảnh bên trong càng nhỏ. Vì vậy, khả năng ghi lại thông tin màu chính xác của cảm biến sẽ càng thấp. Từ đây, ta có thể lý giải tại sao ảnh chụp trong điều kiện thiếu sáng thường gặp tình trạng nhiễu, cũng như biết được hiện tượng nhiễu thường xuất hiện trên các camera có kích thước cảm biến nhỏ nhưng lại mang độ phân giải cao. Nhưng trên cảm biến 108MP, camera của Samsung lại không gặp phải tình trạng trên.

Trong bối cảnh hiện tại, cảm biến camera được trang bị trên smartphone thực sự có kích thước khá lớn. Được biết, Samsung đều sử dụng kích thước điểm ảnh 0,8 µm cho các cảm biến 48MP, 64MP và 108MP. Nhưng trên Galaxy S20 Ultra, Samsung đã tăng kích thước bề mặt vật lý của cảm biến lên 1/1,3 inch, lớn hơn nhiều so với kích thước cảm biến được sử dụng trên Lumia 1020, từng mang tính biểu tượng một thời của Nokia (nhưng vẫn nhỏ hơn khi so với "ông tổ" của camera độ phân giải cao – Nokia 808 PureView). 

So với một điểm ảnh riêng lẻ, kích thước 0,8 µm trên các cảm biến của Samsung vẫn còn tương đối nhỏ. Để dễ hình dung, hãy so sánh cảm biến ảnh 108MP được sử dụng trên Xiaomi Mi Note 10 với kích thước điểm ảnh 1,4 µm và độ lớn cảm biến 1/2,55 inch của trên iPhone 11, cùng độ phân giải chỉ 12MP.

Để khắc phục tình trạng nhiễu do thiếu sáng, những smartphone sử dụng cảm biến độ phân giải cao sẽ sử dụng công nghệ gộp điểm ảnh, kết hợp dữ liệu từ nhiều pixel thành một và chủ động giảm độ phân giải thu được để làm tăng chất lượng hình ảnh. Trong khi gặp điều kiện đủ sáng, nhà sản xuất sẽ cho phép thiết bị chụp ảnh với độ phân giải đầy đủ để thu được nhiều chi tiết hơn.

Dưới đây là ảnh chụp từ Xiaomi Mi Note 10 vào một buổi chiều nọ:

Và đây là hình ảnh được crop ra:

Bên trái là Xiaomi Mi Note 10, bên phải là iPhone 11

Như chúng ta đã thấy, ảnh có độ phân giải 108MP cho chất lượng tốt hơn rõ rệt khi zoom ra so với 12MP trên iPhone 11. Để có thể chụp ảnh ở độ phân giải cao nhất trên Mi Note 10, người dùng phải chuyển sang một chế độ đặc biệt. Trong khi đó, ở chế độ chụp mặc định, máy sẽ dùng thuật toán gộp 4 điểm ảnh và cho ra ảnh có độ phân giải 27MP nhằm tiết kiệm dung lượng:

Khác với các cảm biến Xiaomi sử dụng, cảm biến 108MP mà Samsung trang bị trên Galaxy S20 Ultra sẽ gộp 9 điểm ảnh lại thành một và cho ra hình ảnh ở độ phân giải 12MP, ngang bằng so với trên iPhone. Ở điều kiện đủ sáng, nếu như không có những đánh giá về chất lượng hình ảnh trên thiết bị của Xiaomi, cảm biến ảnh 108MP chỉ đơn giản là cho phép chụp ảnh có độ chi tiết hơn so với khi chụp trên cảm biến thường.

Nhưng khi chuyển sang điều kiện ánh sáng yếu, việc so sánh sẽ trở nên phức tạp hơn. Cũng như phụ thuộc vào phần mềm và thuật toán của các hãng. Nếu chúng khác nhau, nước ảnh cho ra sẽ khác nhau mặc cho có cùng sử dụng một bộ cảm biến.

Điều này hoàn toàn đúng khi đem so sánh nước ảnh của Google, Apple, Samsung và Huawei trong cùng một chế độ chụp, cụ thể đây là chế độ ban đêm Night Mode. Mỗi hãng đều sẽ có cách xử lý riêng, vì thế, cảm biến ảnh trong trường hợp này sẽ không là yếu tố then chốt tạo nên chất lượng.

Cũng như ánh sáng yếu sẽ được xem là điều kiện gây trở ngại cho những loại cảm biến sử dụng công nghệ gộp điểm ảnh. Khi ấy, thiết bị không thể dựa hoàn toàn vào chế độ ban đêm, cũng như không đủ sáng để cho ra độ phân giải đầy đủ. Bức ảnh dưới đây được chụp bởi Mi Note 10 trong một căn phòng thiếu sáng:

Quay sang bài so sánh trên, ngoài việc cho độ chi tiết cao hơn iPhone 11, ảnh 27MP trên Mi Note 10 không thể giải quyết triệt để các vấn đề điểm ảnh và khử nhiễu. Ảnh trên Mi Note 10 đã cho ta thấy một vài điểm ảnh tím không nên xuất hiện, trong khi ảnh từ iPhone 11 cho ra khá sắc nét và đồng nhất.

Bên trái là Xiaomi Mi Note 10, bên phải là iPhone 11

Nhưng cần lưu ý rằng, hình ảnh trên iPhone đã có sự can thiệp tự động của Deep Fusion, được thiết kế đặc biệt để xử lý tốt một vài chi tiết trong điều kiện thiếu sáng. Vì thế, đây lại là một trường hợp nữa cho thấy phần cứng không phải là tất cả. Tuy nhiên, xét về mặt lý thuyết, do ảnh chụp từ Galaxy S20 Ultra chỉ có độ phân giải 12MP, nên có thể, khả năng khử nhiễu của thiết bị sẽ tốt hơn so với trên Xiaomi.

Kích thước cảm biến lớn hơn cũng ảnh hưởng đến độ sâu trường ảnh và mức độ lấy nét của thiết bị. Như chúng ta đã biết, khi chụp chân dung xóa phông, phần nền mờ phía sau sẽ được sinh ra do sự kết hợp giữa độ dài tiêu cự và khẩu độ ống kính lớn. Trong nhiếp ảnh, để đạt được cùng một trường nhìn trên một cảm biến lớn, người dùng cần phải sử dụng ống kính dài hơn. Và điều đó cũng tương tự đối với smartphone. Cụ thể, trên Xiaomi Mi Note 10 có ống kính 6,72mm, dài hơn với 4,25mm trên iPhone 11, cùng khẩu độ f/1.7 cao hơn đôi chút so với f/1.8 trên iPhone nên đã giúp độ sâu trường ảnh trên Mi Note 10 sâu hơn và phông nền được xóa "mạnh tay" hơn:

Ảnh chụp từ Mi Note 10 có khẩu độ f/1.7

Và ảnh chụp trên iPhone 11 với khẩu độ f/1.8

Ngày nay, việc thiếu độ sâu trường ảnh trên smartphone thường được giải quyết bằng các thuật toán, chế độ chụp chân dung, giúp giả lập và làm mờ các khu vực không được lấy nét. Tuy nhiên, khi muốn chụp "xóa phông" đồ ăn hoặc thú cưng, tính nằng chụp portrait lại không hoạt động hiệu quả.

Đơn giản là vì chế độ chụp chân dung trên điện thoại không sử dụng các định luật vật lý, không tuân theo cách ánh sáng khúc xạ qua thấu kính và lên cảm biến. Thay vào đó, những smartphone có khẩu độ lớn sẽ giúp người dùng tạo ra những bức ảnh trông "nghệ" hơn.

Quan trọng hơn hết, do chúng ta vẫn chưa thực sự hiểu rõ camera trên Galaxy S20 Ultra, nên không thể đánh giá là nó có tốt hay không. Tuy nhiên, có thể chắc chắn một điều rằng cảm biến ảnh 108MP trên Galaxy S20 Ultra không phải là một mánh khóe quảng cáo mà Samsung sử dụng. Nhưng nhờ nó, gã khổng lồ công nghệ đã có thể tạo áp lực cho các đối thủ cạnh tranh, cũng như giúp camera zoom trên Galaxy S20 Ultra trở nên thực tế hơn.

Thái Âu theo The Verge

Đánh giá gần đây
Đọc nhiều nhất Phản hồi nhiều nhất

1 "Điểm mặt" những quảng cáo smartphone thất bại nhất từ trước đến nay

2 Tân Thứ trưởng 8x Nguyễn Huy Dũng từng là học sinh chuyên Toán, sinh viên ĐH Bách Khoa Hà Nội

3 Xin lỗi người hâm mộ Android, Apple đã đúng: màn hình 1080p là quá đủ với smartphone!

4 10 bộ phim 18+ đáng chú ý nhất thập kỷ qua

5 Hệ thống đếm phiếu bầu Dominion có đáng nghi như Tổng thống Trump cáo buộc?

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