Chụp ảnh thiếu sáng - "Cuộc chiến" không có hồi kết của camera smartphone

Chụp ảnh thiếu sáng - "Cuộc chiến" không có hồi kết của camera smartphone

Việc số lượng camera đang xuất hiện ngày càng nhiều hơn trên mặt sau của những chiếc smartphone cho thấy một cuộc chạy đua khốc liệt giữa những thương hiệu trong việc nâng cấp máy ảnh điện thoại của mình.

Kể từ khi P20 Pro, quân át chủ bài một thời của Huawei ra đời, nó đã luôn được xếp hạng là một trong những “cái tên vàng trong làng chụp ảnh thiếu sáng”. Chiếc điện thoại Huawei Mate 30 Pro mới nhất còn giành được không ngớt những lời khen ngợi khi đã được nâng cấp và làm tốt hơn cả người tiền nhiệm.

Dĩ nhiên, không chỉ có Huawei, dòng flagship của Samsung là Galaxy hay Google Pixel 4 và không thể không kể đến những anh em iPhone thế hệ 11 cũng đều có thể cho ra đời những bước ảnh tuyệt vời trong điều kiện ánh sáng yếu, và đưa tính năng này trở nên ngày càng quan trọng trong cuộc đua sản xuất camera smartphone. Và với bài viết này, chúng ta sẽ biết được chính xác những gì mà các công ty đang làm trên máy ảnh của mình,  để tạo ra những bức ảnh thiếu sáng đáng kinh ngạc đến như vậy.

Bắt đầu từ phần cứng

Chìa khóa để chụp những bức ảnh đẹp trong bóng tối là thu được càng nhiều ánh sáng càng tốt vào cảm biến camera. Điều này sẽ dễ dàng hơn nhiều đối với máy ảnh DSLR, nhưng giờ đây, những chiếc cảm biến tí hon trên điện thoại cũng đang dần được cải tiến rất nhanh. Có ba phần quan trọng của tất cả các hệ thống camera sẽ tham gia trực tiếp vào quá trình thu sáng: chất lượng và độ mở của ống kính(khẩu độ - f), kích thước của cảm biến và các điểm ảnh, và cuối cùng là thời gian phơi sáng. Các nhà sản xuất điện thoại có một vài thủ thuật cho từng yếu tố này. 

Khẩu độ rộng hơn

Đầu tiên là cung cấp một khẩu độ rộng. Huawei P20 Pro và Mate 20 Pro cho khẩu độ f/1.8, trong khi P30 Pro và Mate 30 Pro có khẩu độ lên đến f/1.6. Samsung Galaxy Note 10 có khẩu độ f/1.5-2.4 có thể thay đổi đổi, Google Pixel 3 là f /1.8 trong khi Pixel 4 nâng cấo lên f/1.7. Trong khi đó,khẩu độ của iPhone 11 vẫn là f / 1.8.

Việc mở ống kính rộng hơn cho phép nhiều ánh sáng chiếu vào cảm biến hơn, nhưng với ống kính nhỏ, tiêu cự rộng và chất lượng cao rất khó để hoạt động mà không gây ra biến dạng nào. Do đó tại sao không phải mọi nhà sản xuất đều có thể cung cấp khẩu độ rộng như vậy. Khẩu độ rộng cũng tạo ra hiệu ứng trường độ sâu hơn một chút, làm cho máy ảnh trông đẹp ở macro, nhưng chúng không thực sự cần thiết khi chụp ảnh phong cảnh.

Khẩu độ chỉ là một phần của bức ảnh, vì các điện thoại như OnePlus 7 Pro có khẩu độ rất giống với Huawei, nhưng lại chụp không tốt trong điều kiện ánh sáng yếu. Yếu tố tiếp theo chính là kích thước của cảm biến máy ảnh.

Cảm biến to hơn

Với nhiều ánh sáng đi vào máy ảnh, cách tốt nhất để tân dụng số ánh sáng này là có một cảm biến lớn hơn. Cảm biến càng lớn, càng nhiều ánh sáng được thu thập trong thời gian ngắn hơn và do đó hình ảnh thiếu sáng tốt hơn. Nói cách khác, bạn sẽ không cần mức phơi sáng dài và ISO cao, dẫn đến hình ảnh ít bị mờ và nhiễu hạt hơn ngay trong điều kiện ánh sáng yếu.

Huawei đang dẫn đầu về kích thước cảm biến hình ảnh. Hai thế hệ mới nhất của dòng P và Mate đều sở hữu cảm biến 1/1.7 inch. Con số này lớn hơn đáng kể so với nhiều đối thủ của Huawei, như Apple, Google và Samsung với cảm biến 1/2.55 inch. Huawei tuyên bố cảm biến của họ thu được nhiều ánh sáng hơn 137% so với iPhone 11 Pro Max. Nếu chính xác, điều này rõ ràng có ý nghĩa rất lớn đối với lượng ánh sáng thu được trong bóng tối.

Tuy nhiên, cảm biến Huawei đang ở mức 40 megapixel, so với mức 12 megapixel thường thấy trên các đối thủ của họ. Điều này làm cho mỗi một pixel sẽ có kích thước 1.0 micromet, so với 1.4 micromet trên các cảm biến nhỏ hơn của đối thủ. Điều này cho thấy các đối thủ của Huawei sẽ cung cấp độ nhiễu thấp hơn trong điều kiện ánh sáng yếu. Tuy nhiên, cảm biến hình ảnh Huawei sử dụng một kỹ thuật được gọi là pixel binning hoặc công nghệ lọc quad - Bayer. Nó không phải là một cảm biến 40MP/1.0 micromet, mà thực tế là một cảm biến 10MP/2.0 nâng cao.

Pixel binning đang trở thành một công nghệ máy ảnh ngày càng phổ biến. Chúng ta sẽ tìm thấy nó trong các flagship từ Huawei hay OnePlus, cho đến các điện thoại tầm trung và giá rẻ như Realme và Honor. Về lý thuyết, điều này cho phép các nhiếp ảnh gia có được cả hai điều tối ưu nhất - độ phân giải cao cho ánh sáng ban ngày và các pixel lớn hơn cho ánh sáng yếu. Tuy nhiên, các máy ảnh được tích hợp pixel binning chắc chắn không thể giữ được tất cả chất lượng của chúng khi chuyển sang chế độ phân giải đầy đủ, như thử nghiệm trên camera của Realme XT 64MP  đã chỉ ra.

Điều thực sự quan trọng ở đây là kích thước riêng của từng pixel. Apple, Google và Samsung đang làm rất tốt với pixel 1.4 micromet của mình với những kết quả tuyệt vời. Huawei đang cố gắng đi xa hơn với các pixel 2.0 - với bộ lọc quad-Bayer được tích hợp trong đó.

Đến phần mềm hỗ trợ

Công nghệ HDR+ của Google Pixel ban đầu đã đặt nền tảng cho các kỹ thuật xử lí ánh sáng yếu ngày nay. HDR+ kết hợp nhiều mức phơi sáng với nhau, cải thiện độ chi tiết tại các điểm lấy nét trong cả ảnh chụp sáng và mờ. Với P20 Pro, Huawei đã giới thiệu công nghệ HDR one-shot riêng của mình, rất hữu ích cho môi trường ánh sáng yếu. Công nghệ này sẽ sử dụng chế độ pixel binning 10MP để xử lí màu sắc nhưng đồng thời nhưng sử dụng chế độ phân giải đầy đủ 40MP để phơi sáng. Một nửa số pixel chụp với độ phơi sáng dài và nửa còn lại sử dụng phơi sáng ngắn. Độ sáng  được kết hợp lại để tạo ra một bức ảnh HDR cuối cùng thay vì nhiều hình ảnh khác nhau.

Trong cùng một năm, Huawei và Google đã ra mắt Night modes - chế độ phơi sáng của riêng họ. Kỹ thuật này kết hợp một số hình ảnh phơi sáng ngắn và dài với nhau để mang lại những bức ảnh ban đêm năng động và sáng sủa hơn. Bạn chỉ cần đôi tay vững vàng để giữ yên máy ảnh trong vài giây.

Nhiều chế độ phơi sáng ban đêm hiện đang là các tùy chọn chính trên camera. Không còn dành riêng cho những smartphone cao cấp,nhiều điện thoại tầm trung vẫn đang cung cấp những tính năng tương tự. Tuy nhiên, kết quả sẽ thay đổi dựa trên chất lượng của máy ảnh và thuật toán phần mềm. Night modes không thể nâng cấp một camera yếu kém, nhưng nó có thể biến những bức ảnh có thể bị bỏ đi trở nên chấp nhận được. Google được cho là dẫn đầu tính năng này với việc triển khai Astrophotography trong Pixel 4.

Công nghệ cảm biến mới

Mặc dù tất cả các công nghệ được đề cập cho đến nay có thể được tìm thấy trên nhiều thương hiệu khác nhau, nhưng công nghệ tiếp theo hiện đang là độc quyền của Huawei.

Với dòng P30, Huawei đã thay thế công nghệ lọc màu máy ảnh truyền thống RGGB của mình bằng bộ lọc RYYB SuperSpectrum mới, được thiết kế để giúp cải thiện độ sáng ảnh. Tóm lại, cảm biến SuperSpectrum của Huawei thay thế bộ lọc màu đỏ-lục-lam (RGB) truyền thống bằng bộ lọc màu đỏ-vàng-xanh (RYB). Bộ lọc này thu được nhiều ánh sáng hơn nhưng sẽ sử dụng thêm một bộ lọc màu khác để tái thiết lập màu sắc trên ảnh chụp.

Chìa khóa để hiểu phương pháp này là bộ lọc màu vàng sẽ thu thập cả màu xanh lục và đỏ. Vì vậy trên tổng thể, nó thu được một phạm vi ánh sáng rộng hơn. Tuy nhiên, sự đánh đổi là các thuật toán phải phục hồi dữ liệu màu xanh từ màu vàng. Điều này chắc chắn là có thể thực hiện được, nhưng nó là một quá trình phức tạp mà không phải lúc nào cũng có được màu sắc hoàn toàn đúng. Huawei đã có những cải tiến lớn về vấn đề này giữa P30 và Huawei Mate 30 Pro.

Công nghệ này chắc chắn không thực sự cần thiết để chụp những bức ảnh thiếu sáng. Tuy nhiên, nó cho phép Huawei P30 và Mate 30 có thể chụpc ảnh trong điều kiện ánh sáng yếu cực kỳ chi tiết và sáng sủa mà không cần đến Night modes. Vì vậy, ảnh có ít nguy cơ bị mờ hơn nếu không vững tay hoặc nếu các vật thể đang di chuyển trong lúc chụp.

Tạm kết

Chụp ảnh tuyệt vời trong điều kiện ánh sáng yếu đòi hỏi sự kết hợp giữa các yếu tố cơ bản giữa phần cứng và phần mềm chuyên dụng. Các nhà sản xuất điện thoại thông minh đang ngày càng cải thiện máy ảnh của họ, với ống kính và cảm biến vượt trội. Các thuật toán phần mềm cũng đóng một vai trò rất lớn: quản lý phơi sáng, khử nhiễu hình ảnh mà không xóa chi tiết và cải thiện chất lượng của nhiều chế độ phơi sáng ban đêm.

Các smartphone hàng đầu, đặc biệt là các điện thoại của Google và Huawei, hầu như là những cái tên xuất sắc nhất trong lĩnh vực này, chúng tạo ra những bức ảnh đẹp tuyệt vời trong các tình huống chụp không lý tưởng.

Một số nhà sản xuất vẫn đang cố gắng nắm bắt được những nguyên tắc cơ bản này, và đừng ngạc nhiên nếu chúng ta bắt đầu thấy những bước nhảy vọt trong thị trường tầm trung và giá rẻ. Ánh sáng yếu có thể sẽ tiếp tục là chiến trường chính cho chất lượng camera của điện thoại thông minh trong năm tới hoặc hơn.

Mời bạn tham gia group Facebook của Sforum.vn cùng nhau trao đổi, thảo luận các thông tin hot về thị trường công nghệ Việt Nam, tham gia ngay tại: Sforum – Sunsee Tech.

Vui lòng nhập bình luận

0 Hỏi đáp