Nhờ đâu mà smartphone ngày càng chụp được bức ảnh đẹp hơn trong môi trường thiếu sáng?

Cách đây không lâu, chúng ta đã đi tìm hiểu và làm rõ khái niệm “phần mềm chụp ảnh quan trọng hơn nhiều so với độ phân giải cao”.

Bài viết trên đã đề cập đến việc sử dụng thuật toán để làm cho bức ảnh trở lên đẹp hơn. Vậy làm thế nào mà các smartphone ngày càng chụp được bức ảnh đẹp hơn trong môi trường thiếu sáng? Hãy cùng team Thế Giới Di Động giải mã câu hỏi trên.

Kể từ khi chiếc Huawei P20 Pro ra mắt, các dòng flagship tiếp theo của Huawei luôn đạt được vị trí cao trong top điện thoại chụp thiếu sáng ấn tượng. Chiếc Mate 30 Pro ra mắt cách đây không lâu cũng dành được nhiều lời khen từ giới nhiếp ảnh nghệ thuật, cho thấy Huawei đã phát triển thành công phương thức chụp đêm cho thiết bị của mình. Và nổi trội hơn hết là chiếc Pixel 4 của Google với khả năng chụp ảnh thiếu sáng bá đạo.

Bên cạnh đó, các flagship của Samsung cũng cho người dùng trải nghiệm được khả năng chụp ảnh xuất sắc trong môi trường thiếu sáng. Và thậm chí, khả năng chụp đêm đang trở thành mục tiêu cạnh tranh của các nhà sản xuất điện thoại. Vậy các nhà sản này đã làm thế nào để cải thiện khả năng chụp ảnh thiếu sáng trên thiết bị của mình?

Chìa khoá để chụp được một bức ảnh đẹp trong môi trường thiếu sáng là làm cho cảm biến máy ảnh thu được nhiều ánh sáng nhất. So với máy ảnh DSLR chuyên dụng, cảm biến tích hợp trên smartphone có kích thước rất nhỏ và khó làm được điều này. Nhưng các hãng sản xuất vẫn có thể làm được nhờ vào ba yếu tố: Chất lượng và kích thước của ống kính mở (hay khẩu độ), kích thước của cảm biến và pixel, thời gian phơi sáng khi chụp. Các nhà sản xuất điện thoại đã có vài thủ thuật cho từng yếu tố trên.

Khẩu độ rộng hơn giúp cảm biến thu được nhiều ánh sáng hơn

Huawei P20 Pro và Mate 20 Pro được tích hợp ống kính với khẩu độ f/1.8, trong khi P30 Pro và Mate 30 Pro có khẩu độ f/1.6. Samsung Galaxy Note 10 có khẩu độ ống kính f/1.5-2.4, Pixel 4 có khẩu độ f/1.7 và iPhone 11 là f/1.8.

Hình chụp từ Huawei P20 Pro f/1.8 (bên trên) và hình chụp từ Huawei Mate 30 Pro f/1.6 (bên dưới)

Việc mở ống kính rộng hơn cho phép cảm biến thu được nhiều ánh sáng hơn. Nhưng vấn đề là các ống kính nhỏ, rộng và chất lượng cao rất khó chế tạo vì dễ gây biến dạng ống kính. Đó là lý do tại sao các nhà sản xuất điện thoại tầm trung không trang bị ống kính có khẩu độ rộng lên smartphone của mình. Ngoài chụp ảnh tốt ở môi trường thiếu sáng, khẩu độ rộng còn cho phép chụp ảnh ở chế độ macro đẹp hơn.

Cảm biến lớn hơn cung cấp các pixel lớn hơn

Để máy ảnh thu được nhiều ánh sáng, cách tốt nhất để chụp được bức ảnh đẹp là trang bị một cảm biến lớn hơn. Nó giống như việc hai bông hoa hướng dương có kích cỡ khác nhau, bông hoa to hơn sẽ hứng được nhiều ảnh sáng hơn, và ngược lại, bông hoa nhỏ sẽ hứng được ánh sáng ít hơn. Nó cũng đồng nghĩa với việc giảm thiểu mức phơi sáng ngắn và iSO thấp, kết quả là một bức ảnh ít bị mờ và nhiễu hạt hơn ngay cả trong môi trường thiếu sáng.

Tính đến nay, Huawei đang dẫn đầu trong cuộc đua trang bị cảm biến lớn trên smartphone. Hai dòng flapship P30 và Mate 30 được tích hợp cảm biến 1/1.7 inch. Con số này nhiều hơn đáng kể so với các đối thủ như Apple, Google và Samsung với cảm biến 1 /2.55 inch. Thậm chí Huawei trong một tuyên bố đã cho rằng cảm biến của mình thu được nhiều ánh sáng hơn 137% so với iPhone 11 Pro Max.

Tuy nhiên, về cỡ điểm ảnh lại là một vấn đề khác. Cảm biến của Huawei có độ phân giải 40 MP, lớn hơn nhiều so với cảm biến 12 MP tích hợp trên các dòng flapship của đối thủ. Cảm biến của Huawei thu được 1.0 micron trong khi iPhone 11 Pro Max thu được 1.4 micron. Về lý thuyêt, cảm biến 12 MP sẽ ít bị nhiễu hơn trong môi trường thiếu sáng. Để khắc phục điều này, Huawei sử dụng một công nghệ gọi là Pixel binning (gộp pixel) hoặc bộ lọc quad Bayer, nó giúp chập 4 pixel thành 1, làm cho cảm biến 40 MP 1.0 micron chập thành 10 MP 2.0 micron.

Pixel binning hay chập pixel đang trở thành xu hướng cho các hãng sản xuất điện thoại. Từ Huawei và OnePlus, cho đến các điện thoại tầm trung và giá rẻ như Realme hay Honor đều đã làm được điều này. Xét về lý thuyết, giả thuyết này cho phép người dùng chụp được bức ảnh với hai lợi thế: Độ phân giải cao và hình ảnh thu được ánh sáng tốt trong môi trường thiếu sáng.

Thời gian phơi sáng là yếu tố quan trọng

Công nghệ HDR của Google chính là nền tảng cho kỹ thuật chụp ảnh thiếu sáng trên smartphone ngày nay. HDR kết hợp với nhiều mức độ phơi sáng khác nhau sẽ tạo được bức ảnh với độ chi tiết tốt trong môi trường ánh sáng yếu. Trên chiếc Huawei P20 Pro, Huawei đã giới thiệu công nghệ one-shot HDR, lấy bức ảnh độ phân giải 10 MP nhận thông tin về màu sắc, trong khi sử dụng pixel có giá trị 40 MP để chụp ảnh phơi sáng. Một nửa số pixel được chụp với độ phơi sáng dài và nửa còn lại được chụp với độ phơi sáng ngắn. Dữ liệu thu được sẽ kết hợp với nhau để tạo ra một bức ảnh HDR duy nhất, thay vì phải chụp nhiều bức ảnh rồi kết hợp chúng lại với nhau.

Hình chụp từ OnePlus 7 Pro Nightcape Off (bên trên) và hình chụp từ OnePlus 7 Pro Nightcape On (bên dưới)

Cùng thời điểm trên thì Huawei và Google đã ra mắt chế độ Night Mode phơi sáng dài. Kỹ thuật này kết hợp các hình ảnh có độ phơi sáng ngắn và dài với nhau để tạo những bức ảnh chụp ở chế độ ban đêm thêm sáng và chi tiết nhất. Một điều kiện nhỏ để chụp được bức ảnh tốt là bạn phải giữ điện thoại trong vài giây để chế độ Night Mode hoạt động.

Công nghệ cảm biến mới RYYB SuperSpectrum

Với dòng P30, Huawei đã thay đổi bộ lọc màu truyền thống RGGB của mình bằng bộ lọc RYYB SuperSpectrum mới. Cảm biến SuperSpectrum của Huawei thay thế bộ lọc màu đỏ – xanh – lam (RGB) truyền thống bằng bộ lọc màu đỏ – vàng – xanh (RYB). Về cơ bản, phần lọc xanh lá thay bằng vàng, vốn có thể thu được cùng lúc cả hai ánh sáng đỏ và xanh lá. Như vậy, lượng ánh sáng tổng thể sẽ nhiều hơn. Tuy nhiên, họ phải dùng thuật toán để tách ánh sáng màu vàng thành xanh và đỏ, với phần xanh lá sẽ được dùng để tổng hợp thông tin cho ảnh. Điều này có thể thực hiện được, nhưng đây là một quá trình khó khiến cho bức ảnh nhận được có màu sắc không chính xác.

Yếu tố khác

Để chụp được bức ảnh đẹp trong môi trường thiếu sáng đòi hỏi các nhà sản xuất phải kết hợp nhuần nhuyễn giữa phần cứng và phần mềm. Bên cạnh việc cải tiến về điểm ảnh, ống kính, các thuật toán cũng đóng vai trò rất quan trọng trong việc quản lý phơi sáng, khử nhiễu…

Các nhà sản xuất điện thoại hàng đầu như Google và Huawei đang nắm đầu xu thế chụp ảnh đêm. Nhưng nhiều nhà sản xuất điện thoại khác cũng đang nắm bắt được xu thế và đang cải tiến chế độ chụp đêm trên thiết bị của mình.

Theo Thế Giới Di Động