Camera trên smartphone đã cải tiến vượt bậc suốt 6 năm qua? (Phần 2)

Sau phần 1 của bài tổng hợp quá trình phát triển của camera smartphone trong suốt 6 năm qua, mời anh em cùng xem tiếp phần 2 của chuỗi tổng hợp sự phát triển về phần cứng trên camera smartphone của DxOmark nhé.

Anh em có thể xem lại phần 1 của bài viết ở link bên dưới.

Xem thêm: Camera trên smartphone đã cải tiến vượt bậc suốt 6 năm qua? (Phần 1) 

3. Chống rung khi quay video: Kết hợp mọi thứ lại với nhau

Chống rung video là một trong những tính năng đòi hỏi kết hợp tương quan giữa phần cứng lẫn phần mềm để hoạt động một cách trơn tru. Những thiết bị cũ như Nokia 808 hay Galaxy S5, được trang bị khả năng chống rung xử lý bằng phần mềm. Thuật toán sẽ phát hiện chuyển động và tính toán sự bù trừ, dịch chuyển khung hình để đồng bộ theo hướng rung lắc.

Apple được xem là hãng đầu tiên giải quyết tâm cải tiến qua việc tích hợp dữ liệu từ con quay hồi chuyển vào công nghệ chống rung. Việc đồng bộ dữ liệu con quay hồi chuyển và cảm biến hình ảnh rất khó khăn về mặt kĩ thuật, nhưng Apple đã có thể làm mọi thứ hoạt động vì họ toàn quyền kiểm soát tất cả phần cứng và phần mềm trên các thiết bị. Ngược lại, Samsung cũng đã có các con quay hồi chuyển trong các thiết bị cũ từ thời Galaxy S4 nhưng không thể sử dụng chúng một cách hiệu quả để ổn định video, có thể là do các hạn chế trong hệ điều hành Android.

Bước phát triển tiếp theo trong công nghệ chống rung gọi là non-causal stabilization, tạm gọi là ổn định phi nhân quả. Nói một cách dễ hiểu là sử dụng bộ nhớ đệm cho video khoảng 1 giây để hệ thống dự đoán sự chuyển động của camera trong tương lai. Nhờ sự dự đoán có chủ đích này mà hình ảnh sẽ rất mượt. Tuy nhiên hình ảnh sẽ bị cắt đi phần viền ngoài vì bị dịch chuyển tự do trong quá trình chống rung. Công nghệ này đòi hỏi một lượng lớn dữ liệu từ con quay hồi chuyển và được xử lý thật chính xác. DxOmark cho biết công nghệ này chỉ mới bắt đầu từ 2012 hoặc 2013.

Các thiết bị sau này còn được bổ sung một công nghệ khác là chống rung quang học OIS. Hệ thống này sử dụng phần cứng để kéo các thấu kính chuyển động đồng pha nhằm bù lại sự rung động, giải quyết vấn đề cắt xén khung hình so với chống rung bằng phần mềm. Tuy nhiên việc này khá phức tạp vì phải kết hợp thêm 1 lớp dữ liệu nữa. Samsung đã thử trên Galaxy S6 và S7 nhưng chưa ổn, và kết quả là hệ thống chống rung hoạt động còn kém hơn cả chiếc iPhone 6 vốn ko có hệ thống OIS. Đến Note 8 thì mọi thứ đã tuyệt vời hơn.

Là thiết bị lâu đời nhất trong so sánh, tính ổn định video của Nokia 808 Pureview phải thực hiện mà không có bất kỳ công nghệ tiên tiến nào, dẫn đến các chuyển động và sự biến dạng khi đi bộ trong quá trình quay video.

iPhone 5s là thiết bị đầu tiên sử dụng con quay hồi chuyển để chống rung video. Kết quả cải thiện rõ rệt.

Sau Galaxy S6 thì S7 là thế hệ thứ 2 được Samsung trang bị chống rung OIS, tuy nhiên nếu so sánh thì khả năng chống rung khi quay video cũng chỉ nhỉnh hơn iPhone 5S một chút mà thôi.

Trường hợp ổn định hình ảnh khi quay video trên Google Pixel lại khác, Google đã tối ưu xử lý từng khung ngay lập tức và đạt được những kết quả đáng chú ý là vượt trội so với sự cạnh tranh vào thời điểm đó, với cảnh quay rất mượt mà. 

Trên Pixel 2, Google đã chuyển sang phương pháp tiếp cận dựa trên bộ đệm dựa trên con quay hồi chuyển, dẫn đến kết quả hoạt động tốt hơn nữa.

4. Lấy nét tự động

Giống như ổn định video, việc lấy nét là một hệ thống phụ khác của máy ảnh đòi hỏi phần cứng và phần mềm để làm việc với nhau trong sự hài hòa cho kết quả tối ưu. Mặc dù dựa vào cùng một công nghệ, hai loại tự động lấy nét phải hoạt động theo những cách khác nhau để tạo ra kết quả tốt. Việc lấy nét nhanh và chính xác của thiết bị di động cũng là một yếu tố quyết định chất lượng ảnh. Hoặc khi quay video mà camera liên tục lấy nét thì video thành phẩm sẽ thể hiện rõ ràng sự chuyển động khung hình trọng tâm, rất khó xem. Vì thế các nhà sản xuất liên tục cho ra các giải pháp cải thiện lấy nét, từ việc thay đổi công nghệ cảm biến đến thêm các cảm biến mới.

Lấy nét tương phản là giải pháp duy nhất ở thời điểm trước năm 2015. Tuy nhiên vì phương pháp "dò tìm" của lấy nét tương phản nên nó không phù hợp với quay video. Khi dò tìm chủ thể, nó sẽ liên tục thay đổi vị trí thấu kính và khiến video sẽ out nét liên tục với tần suất cao. Đó là lý do Apple quyết định "huỷ" luôn tính năng AF khi quay video trên iPhone 5s. Điều đó khiến cho điểm số lấy nét khi quay video của iPhone 5s tụt thảm hại.

Đến năm 2015, Samsung Galaxy S5 tiên phong mang công nghệ lấy nét theo pha (Phase Detect AF) lên thiết bị di động và sau đó là iPhone 6. Tuy nhiên PDAF có nhược điểm là hoạt động kém trong điều kiện thiếu sáng. Đó là lý do điểm lấy nét trong điều kiện thiếu sáng của iPhone 6 còn thấp hơn cả iPhone 5S. Đến iPhone 6S, Apple quay trở lại tập trung cho lấy nét tương phản, trong khi đó Samsung tiếp tục cải thiện hệ thống PDAF và điều đó giúp hệ thống lấy nét trên Galaxy S6 đạt điểm cao.

Trong khi Apple vẫn đang tìm cách dung hoà PDAF và Contrast AF, Samsung và Google đã bỏ xa Apple ở tốc độ lấy nét nhờ hệ thống cảm biến laser và cảm biến Dual Pixel mới. Chiếc Galaxy S7 là thiết bị đầu tiên trang bị cảm biến Dual Pixel, chia mỗi điểm ảnh trên cảm biến làm 2 và mỗi điểm ảnh sẽ đảm nhiệm công việc lấy nét theo Pha. Điều này gúp đẩy tốc độ lấy nét lên rất nhanh mà vẫn thu được lượng ánh sáng tốt. Công nghệ Dual Pixel này được Canon giới thiệu lần đầu năm 2013 và Samsung đã đưa nó lên Smartphone, tạo ra một ưu thế lớn vào năm 2016.

Google Pixel thì không có có Dual Pixel, nhưng lại được trang bị cảm biến laser để đo khoảng cách từ máy đến chủ thể. Laser là ánh sáng và tốc độ cực nhanh nên có thể cung cấp thông tin cho hệ thống lấy nét kịp thời để có thể lấy nét chính xác hơn. Đến đời Pixel 2, Google chính thức đưa công nghệ Dual Pixel vào cảm biến, kết hợp cảm biến laser để đạt được kết quả số 1 của DxOMark hiện nay. Còn Apple? Nếu muốn tích hợp Dual Pixel vào cảm biến thì rất khó vì cảm biến của Apple hiện tại không đủ lớn để làm việc này.

5. Zoom ảnh: Camera kép tạo nên khác biệt

Zoom là một điêm yếu của smartphone so với máy ảnh kỹ thuật số. Vì máy quá mỏng nên smartphone không thể tích hợp hệ thống zoom, vì thế các nhà sản xuất bắt đầu chuyển sang hướng tích hợp nhiều camera có tiêu cự khác nhau. Hiện tại chiếc Nokia 808 vẫn là thiết bị có khả năng zoom cho chất lượng ảnh cao nhất trong điều kiện thiếu sáng nhờ cảm biến lớn và độ phân giải cao 41 MP.

iPhone 7 Plus là thiết bị đâu tiên của Apple cho chất lượng ảnh tốt khi zoom trong điều kiện đủ sáng nhờ camera kép. Trong điều kiện thiếu sáng, camera kép của Apple đuổi sức vì cảm biến ảnh trên camera tele của 7 Plus nhỏ hơn camera góc rộng. Đó là lý do Apple quyết định dùng camera góc rộng để zoom kỹ thuật số khi gặp điều kiện thiếu sáng.

iPhone 8 Plus không cải thiện hơn 7 Plus là khác nhưng đối với iPhone X thì câu chuyện lại khác. Nhờ hệ thống chống rung quang học cho camera tele nên điểm số zoom thiếu sáng của iPhone X cao nhất trong họ iPhone. Bằng công nghệ tương tự, Galaxy Note 8 hiện đang có điểm số cao nhất khi zoom trong điều kiện thiếu sáng.

Huawei đi Theo con đường khác: Dùng cảm biến đơn sắc để thu nhận thêm dữ liệu hình ảnh và zoom bằng camera màu. Kết quả cuối cùng được "trộn" từ 2 camera và cho chất lượng ảnh cao hơn. Tuy nhiên, kết quả cuối cùng vẫn không thể nào bằng camera tele "xịn" như iPhone X hay Note 8.

6. Bokeh: Triều đại của xoá phông

Vì cảm biến nhỏ và giới hạn vật lý nên camera của điện thoại không thể có độ sâu trường ảnh (DOF) mỏng hay chúng ta còn gọi không "xoá phông" tốt. Để giả lập hiêu ứng "xoá phông", các nhà sản xuất tìm cách tạo ra bokeh giả bằng cách sử dụng phần mềm để phân tích chủ thể với hậu cảnh và làm nhoè phần hậu cảnh đi. Nokia 808 và iPhone 5s không có tính năng giả bokeh nhưng nhờ cảm biến lớn nên DOF của Nokia 808 vẫn khá dày. Chiếc S6 là thiết bị đầu tiên có khả năng giả bokeh nhưng điểm lại quá thấp vì phần mềm lúc đó còn quá đơn giản để bóc tách chủ thể/hậu cảnh. Kết quả là ảnh thành phẩm không tốt.

Hiện tại iPhone 8 Plus và iPhone X cho chất lượng xoá phông tốt nhất, ít cảm giác "giả tạo" và có độ sâu trường ảnh nhất. Tiếp theo là Galaxy Note 8, Huawei Mate 10 Pro và Pixel 2. Tuy nhiên DxOMark đánh giá khả năng tạo bokeh của Note 8 không ổn định. Về Pixel 2, thiết bị này sử dụng công nghệ Dual Pixel để thu nhận dữ liệu, kết hợp thuật toán xử lý hiệu quả nên việc bóc tác chủ thể của Pixel 2 rất hiệu quả.

Và một vài ví dụ khác.

Tổng kết

Nhìn lại chặng đường 6 năm, camera trên smartphone đang có những thay đổi đáng kể và nhanh hơn khá nhiều so với camera truyền thống. Tất nhiên về chất lượng thì DSLR hay mirrorless vẫn sẽ còn dẫn trước 1 thời gian dài. Nhưng sự xâm lấn của smartphone với thế giới máy ảnh compact nói riêng và máy ảnh kỹ thuật số nói chung là không thể chối cãi. Năm nay chúng ta sẽ có smartphone với 3 camera từ Huawei hay Galaxy S9 với khả năng thay đổi khẩu độ của camera. Hãy cùng chờ đón xem nhé!

Nguồn: DxOmark, Tinhte

Xem thêm: Vi vu Madagui và Đà Lạt cùng camera của OPPO F5 Red

Bài viết liên quan

• 

  Đây chính là những mẫu điện thoại 'đỉnh' được đánh giá cao nhất bởi DxOMark 2023!

  14/02/23
• 

  Nhiếp ảnh điện thoại sẽ ngang tầm với camera DSLR qua concept mới từ Xiaomi!

  02/11/22
• 

  Thêm bằng chứng cho thấy Xperia 1 IV sẽ được trang bị 4 camera, cảm biến chính lên đến 50MP với nhiều nâng cấp đáng kể

  06/04/22
• 

  Điểm DxOMark của điện thoại Qualcomm gây ấn tượng mạnh, cao hơn cả iPhone 12 Pro Max và Mi 11 Ultra ở một vài trường hợp

  17/08/21
• 

  Camera 108MP trên Redmi Note 10 Pro thể hiện vượt trội với 106 điểm DxOMark, quay video tốt như Galaxy S21 5G

  25/05/21
• 

  DxOMark: Camera của Xiaomi Mi 11 5G đạt tổng 120 điểm, tương đương với Pixel 5, quay video ít xuất hiện noise

  18/04/21