Tìm hiểu về công nghệ camera trên smartphone

Khẩu độ, kích cỡ cảm biến hay chống rung quang học là những cụm từ thường xuyên xuất hiện đi kèm với smartphone hiện nay, nhưng không phải ai cũng hiểu rõ về những thuật ngữ này.

Nếu có một điểm nhấn đáng chú ý về smartphone trong năm 2013 thì đó chính là năm của camera. Hầu hết các smartphone đáng chú ý hiện nay đều có khả năng chụp ảnh đẹp lung linh trong điều kiện đầy đủ ánh sáng. Trong khi đó, khả năng chụp thiếu sáng lại mang đến một câu chuyện rất thú vị về các công nghệ liên quan đến ảnh trên một chiếc smartphone.

HTC One là một ví dụ. Model này được giới thiệu tháng 3/2013 với camera độ phân giải chỉ 4 megapixel, tích hợp điểm ảnh lớn (HTC gọi là Ultrapixel). Thông điệp của HTC rất rõ ràng: điểm ảnh càng lớn, máy càng có khả năng thu sáng, khử nhiễu tốt, dẫn đến chụp thiếu sáng ấn tượng.

Nokia cũng tập trung vào khả năng chụp thiếu sáng với Lumia 925 hay 1020 sở hữu các công nghệ tiên tiến như chống rung quang học hay oversampling. Ngay cả Apple cũng trang bị ống kính lớn hơn và đèn flash kép trên iPhone 5S.

Đây là hướng đi hơi khác so với các nhà sản xuất còn lại. Sony là ví dụ tiêu biểu với tất cả những chiếc smartphone cao cấp của hãng như Z hay Z1 đều có camera độ phân giải lớn nhưng cho khả năng chụp thiếu sáng kém ấn tượng hơn hẳn.

Kích cỡ cảm biến trên một số sản phẩm điện thoại và máy ảnh hiện nay. Ảnh: TechRadar.

Lý do hàng đầu để những mẫu máy ảnh chuyên nghiệp như DSLR cho khả năng chụp thiếu sáng tốt là do cảm biến của nó có kích thước lớn. Cảm biến camera – khối hộp nhỏ hình chữ nhật – có khả năng “nhìn” thế giới bên ngoài và biến ánh sáng thành electron, được thiết kế rất lớn trên các mẫu máy full-frame như Nikon 3DS hoặc những mẫu máy không gương lật như Sony Nex C-3. Nó giống như việc bạn đem một tờ giấy A3 ra hứng mưa. Nước mưa sẽ rơi trung nó nhiều hơn so với việc hứng bằng một tờ giấy khổ A4 thông thường.

Đó cũng là lý do vì sao, những bức ảnh chụp đêm của máy DSLR trông rất ấn tượng so với những bức ảnh thiếu chi tiết của smartphone. Ngoài việc không đủ sáng, còn một vấn đề nữa smartphone thường gặp phải khi chụp tối: hiện tượng nhiễu.

Để bù đắp cho việc dùng cảm biến kích cỡ nhỏ, smartphone thường đẩy cao độ nhạy cảm trên cảm biến – một giá trị người ra gọi là ISO. ISO càng cao, cảm biến với ánh sáng của máy càng nhạy.

Tuy nhiên, việc đẩy ISO lên cao lại gây hiện tượng nhiễu (noise). Một số điểm ảnh ngẫu nhiên sáng lên hoặc thay đổi màu sắc sẽ khiến bức ảnh trông sần sùi, kém tự nhiên. Các bộ cảm biến lớn (và đắt tiền) có thể cài đặt ISO cao hơn mà không gây nhiễu – là một lý do khác giúp máy DSLR cho khả năng chụp thiếu sáng tốt. Trong khi những sản phẩm như iPhone hay Samsung Galaxy có ISO tối đa là 3.200 thì những chiếc máy DSLR cao cấp có thể đạt ISO 204.800. Những máy không gương lật thông thường cũng có ISO khoảng 25.600.

Để tránh ảnh bị nhiễu ở ISO cao, các nhà sản xuất – như Nokia – dùng các phần mềm thông minh. Nhờ cảm biến 41 megapixel trên Lumia 1020, Nokia tạo ra một công nghệ có tên oversampling – một thủ thuật nén các điểm ảnh giúp giảm độ phân giải trên bức ảnh đồng thời, hạn chế những điểm ảnh gây nhiễu.

Nokia Lumia 1020 – camera có khả năng chụp ảnh tốt nhất trên thị trường hiện nay.Ảnh: Engadget.

Một yếu tố khác giúp khắc phục khả năng chụp thiếu sáng chính là khẩu độ của ống kính. Đơn vị này quyết định độ mở tối đa của màn trập ống kính, tức là bao nhiêu ánh sáng có thể đi vào cảm biến.

Chẳng hạn, những smartphone như iPhone 4 hay Galaxy S2 có khẩu độ chỉ f2.7 thì đến iPhone 5S, con số này đã là f2.2 (nhỏ hơn là tốt hơn). Thậm chí, một sản phẩm tầm trung của Nokia là Lumia 720 sở hữu ống kính khẩu độ f1.9, gần tương đồng với những mẫu máy ảnh kích thước đầy đủ (thường dùng ống kính khẩu độ f1.4).

Ngoài khẩu độ, khả năng chống rung quang học cũng là một yếu tố khác đang được nhà sản xuất chú ý đến. Lý do nhiều nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp dùng tripod để chụp ảnh trời tối là để tăng thời gian phơi sáng (màn trập mở trong bao lâu). Thời gian phơi sáng lâu dễ đẫn đến ảnh chụp bị nhòe do rung tay nếu chụp bằng tay.

Hệ thống chống rung quang học giúp giải quyết vấn đề trên bằng cách cho phép ống kính treo lơ lửng để triệt tiêu hiện tượng rung lắc ngoài ý muốn của tay người. Hệ thống chống rung quang học đã xuất hiện cách đây cả thập kỷ trên ống kính camera cao cấp nhưng lại chỉ có mặt trên smartphone từ năm 2012, bắt đầu từ chiếc Lumia 920 của Nokia.

Sẽ còn nhiều cải tiến mới được tích hợp trên các smartphone cao cấp năm tới. Ảnh: BGR.

Tuy nhiên, hệ thống này có một nhược điểm là tăng đáng kể kích thước và độ nặng của máy. Đó là lý do, nhiều hãng đã tìm đến các giải pháp phần mềm để thay thế.

Cũng giống như việc Photoshop có khả năng giảm mắt đỏ khi chụp đêm, phần mềm cũng có thể giúp hạn chế nhiễu. Những bộ xử lý hình ảnh riêng đang được tích hợp trên camera của smartphone.

Nokia đã và đang xây dựng những thuật toán hình ảnh riêng, thậm chí còn hỗ trợ định ảnh RAW giup các công đoạn xử lý hậu kỳ trên PC thân thiện hơn nhiều. Trong tương lai gần, có thể smarphone sẽ có dải ISO cao hơn và ít nhiễu hơn.

Tuy nhiên, có một thực tế là những chiếc máy ảnh tốt nhất vẫn có giá cả nghìn USD, chưa kể đến kích thước lớn gấp nhiều lần iPhone. Do đó, thách thức của các nhà sản xuất là giảm kích thước các linh kiện hiện đại trên máy ảnh truyền thống và quan trọng hơn, giảm giá thành của chúng để trang bị trên các mẫu smartphone trong tương lai.

Theo VNE