Công nghệ zoom 2X mới trên iPhone 14 Pro và iPhone 14 Pro Max

Bộ đôi iPhone 14 Pro đã từng được Apple giới thiệu là sở hữu một công nghệ zoom 2x mới, cho ra chất lượng hình ảnh tương đương với hình chụp bằng ống kính zoom 2x.

Vậy công nghệ đó là gì? Liệu nó có thực sự hiệu quả như lời quảng cáo? Cùng XTmobile tìm hiểu thêm về nó nhé

iPhone 14 Pro được trang bị một công nghệ zoom 2X hoàn toàn mới

2X sensor crop và 2X digital zoom

Ống kính 48MP chính là mấu chốt của công nghệ zoom 2X mới trên iphone 14 Pro. Nguyên lý hoạt động của công nghệ này thật ra rất đơn giản: Lấy 12MP trung tâm của một bức ảnh 48MP. Với cách làm này, bạn sẽ không phải kéo giãn ảnh 1X lên gấp đôi như công nghệ zoom 2X kỹ thuật số (2X digital zoom). Điều này giúp bức ảnh 2X của bạn sẽ không bị giảm chất lượng khi thu phóng.

Công nghệ thu phóng hình ảnh mới của iPhone 14 Pro có tên gọi là 2X Sensor Crop

Và nếu bạn đang tự hỏi vậy tại sao lại không áp dụng nguyên lý này cho các ống kính có độ phân giải lớn hơn hoặc khả năng zoom lớn hơn thì câu trả lời là sự khác biệt giữa lý thuyết và thực tế. Về mặt lý thuyết, cách làm này có vẻ rất đơn giản. Song trên thực tế thì việc này lại là vô cùng khó.

Nguyên lý hoạt động của 2X sensor crop

Ngày nay, mọi máy ống kính trên mẫu điện thoại hiện nay đều hướng tới việc sử dụng 12 triệu điểm ảnh (pixel) để thu sáng. Bất kể chiếc điện thoại của bạn có cảm biến 48MP, 50MP, 108MP hay thậm chí là 200MP thì về nguyên lý hoạt động chúng đều sẽ giống như cảm biến 12MP, tức là có 12 triệu điểm ảnh có tác dụng thu sáng.

Vậy làm sao để cảm biến có độ phân giải cao hơn lại hoạt động như một cảm biến 12MP. Câu trả lời là công nghệ gộp điểm ảnh. Một cách đơn giản nhất, công nghệ này cho phép nhiều điểm ảnh nhỏ hợp lại thành một điểm ảnh lớn để thu sáng. Với cảm biến 48MP hoặc 50MP sẽ là 4 pixel nhỏ hợp thành 1 pixel lớn. Tương tự như vậy, cảm biến 108MP sẽ là 9 pixel nhỏ hợp thành và cảm biến 200MP sẽ là 16 pixel nhỏ.

Hiện tượng noise ảnh khi camera không thu thập đủ ánh sáng cần thiết

Thông thường, khi một pixel lớn thu được nhiễu (noise) thì điểm ảnh đó sẽ phải lấy dữ liệu từ các pixel xung quanh để tự “tô màu” cho mình, điều này sẽ khiến ảnh bị mất đi độ chi tiết. Tuy nhiên với công nghệ gộp điểm ảnh, nếu có một điểm ảnh nhỏ thu được nhiễu thì điểm ảnh lớn chỉ mất 25% dữ liệu, nhờ đó giúp giảm nhiễu gấp 4 lần và vẫn giữ được độ chi tiết của hình. Đây cũng chính là ưu điểm của công nghệ gộp điểm ảnh.

Công nghệ gộp điểm ảnh này thường được gọi là Cảm biến quad Bayer (quad Bayer sensor). Tuy nhiên theo cách gọi của Apple thì nó sẽ là Cảm biến quad-pixel (quad-pixel sensor). Về cơ bản thì chúng là cùng một thứ.

Đặc điểm của cảm biến Quad Bayer trên iPhone 14 Pro

Như vậy, công nghệ zoom 2X sensor crop mới của Apple thực chất là việc iPhone 14 Pro sẽ bỏ qua quá trình kết hợp điểm ảnh, thay vào đó là sử dụng trực tiếp 12 triệu điểm ảnh nhỏ của cảm biến 48MP để thu sáng. Nhờ đó mà ảnh vẫn sẽ có độ phân giải 12MP.

Sau đó chiếc điện thoại này sẽ sử dụng AI để xử lý noise, kết quả là ta có một bức có độ chi tiết tốt, nhưng sẽ hơi bị nhiễu một chút. Tuy nhiên, nếu bạn chụp ảnh zoom vào ban ngày, độ nhiễu sẽ là rất thấp và đó rõ ràng là một sự đánh đổi xứng đáng. Với mức độ zoom từ 2.1X đến 2.9X, iPhone 14 Pro sẽ zoom kỹ thuật số từ hình ảnh 2X. Và khi sang zoom 3X thì chiếc điện thoại sẽ sử dụng ống kính zoom 3x quang học.

Sự khác biệt về chất lượng

Ở một vài hình ảnh dưới đây, bạn sẽ cảm nhận được rõ sự khác biệt giữa việc zoom kỹ thuật số thông thường và zoom cảm biến. Sự khác biệt này sẽ đến từ cả độ chi tiết lẫn màu sắc. Thông thường, sự khác biệt cũng không là quá rõ ràng. Song đôi khi cũng có một vài trường hợp ngoại lệ mà ta có thể thấy rõ sự chênh lệch màu sắc, đơn cử như hai bức hình bên dưới đây.

Sự khác biệt về màu sắc giữa ảnh 1.9X (trái) và 2X (phải) chụp bằng iPhone 14 Pro

Sự khác biệt về chi tiết khi crop ảnh 1X (trái) và 2X (phải) chụp bằng iPhone 14 Pro

Về mặt lý thuyết, mọi camera có độ phân giải ống kính cao đều sẽ thực hiện được kỹ thuật zoom cảm biến. Song điều này cũng đồng nghĩa với việc smartphone sẽ phải xử lý hình theo một quy trình hoàn toàn khác so với các quy trình thông thường. Và đây chính là khó khăn lớn nhất đối với các hãng công nghệ bởi nó cần rất nhiều chi phí để nghiên cứu và phát triển, vậy nên việc đây là một tính năng cao cấp dành riêng cho flagship cũng là một điều hợp lý

Liệu chất lượng có thể ngang bằng với ống kính zoom 2X?

Về mặt lý thuyết, kỹ thuật zoom này đem đến cho ống kính độ dài tiêu cự tương tự với ống kính zoom 2X. Điều này cũng đồng nghĩa với việc khoảng cách giữa các đối tượng trong ảnh sẽ không bị thay đổi. Đây là một điều đặc biệt quan trọng khi người dùng muốn sử dụng chế độ chụp chân dung. Tuy nhiên, hiệu ứng làm mờ (bokeh) của chúng sẽ có sự khác biệt nhất định.

Hiệu ứng làm mờ của 2X Sencor Crop và ống kính 2X truyền thống sẽ có sự khác biệt