Đây là những thứ tạo nên sự kì diệu của camera trên smartphone

Camera trên điện thoại đang ngày càng trở nên hiện đại tiên tiến hơn, thậm chí có thể thách thức các hệ thống camera chuyên dụng. Vậy những chiếc camera bé tẹo này được cấu thành từ những bộ phận nào? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

1. Cảm biến hình ảnh

Camera smartphone đang ngày càng phát triển nhưng ngành công nghiệp này vẫn luôn gặp vấn đề về cảm biến hình ảnh. Các cảm biến có kích thước lớn luôn vượt trội so với cảm biến nhỏ hơn, nhưng do điện thoại ngày càng mỏng và nhỏ lại nên rất khó để tích hợp cảm biến kích thước lớn vào thân máy. Chính vì thế điều này luôn là thách thức với các nhà sản xuất.

Cảm biến có kích thước lớn cũng cần có ống kính lớn hơn. Các cảm biến thường có kích thước là 1/2.3 inch hoặc 1/1.7 inch như cảm biến Huawei P30 Pro có kích thước 1/1.7 inch hay cảm biến trên Google Pixel 3 XL có kích thước là 1/2.55 inch. Rất nhỏ so với kích thước cảm biến của máy ảnh DSLR là 1.38 inch.

Tuy kích thước bị giới hạn nhưng các nhà sản xuất vẫn có những phương pháp khác để cải thiện chất lượng hình ảnh. Một trong số đó là tăng kích thước điểm ảnh (pixel) giúp thu được nhiều ánh sáng hơn (kích thước pixel có đơn vị là µm, thường dao động từ 1.2µm tới 2.0µm).

Một phương pháp thú vị khác đã  được Huawei áp dụng trên P30 Pro là sử dụng cảm biến RYB thay vì cảm biến RGB thông thường với mục đích thu được nhiều ánh sáng hơn.

2. Ống kính

Tuy ống kính thường ít được đề cập khi nói đến nhiếp ảnh trên điện thoại, nhưng ống kính thiết kế tốt sẽ mang đến hình ảnh chất lượng tốt hơn. Ống kính cũng quyết định đến khẩu độ - một trong những yếu tố hàng đầu cần xem xét. Tuy nhiên, ống kính có khẩu độ rộng cũng đi kèm với rủi ro. Những ống kính có giá thành rẻ sẽ dễ gặp vấn đề khi tập trung ánh sáng và ít giảm quang sai.

Vật liệu làm ống kính cũng đóng một vai trò quan trọng, mặt kính có chất lượng cao cộng với nhiều lớp phủ sẽ cung cấp khả năng hiệu chỉnh tốt hơn và ít biến dạng hơn. Một số những thương hiệu ống kính người dùng có thể tin tưởng khi nói đến camera smartphone, như là Zeiss hợp tác với Sony và Nokia hay LEICA hợp tác với Huawei.

3. Điện thoại có nhiều hơn một camera

Smartphone đã từng chỉ có duy nhất một camera, nhưng hiện nay việc điện thoại có nhiều hơn một ống kính đã trở thành một điều bình thường. Rất nhiều điện thoại có hai, ba camera hoặc thậm chí là năm như Nokia 9 PureView. Đây cũng là một cách các nhà sản xuất áp dụng để vượt qua giới hạn của camera smartphone.

Có rất nhiều lý do để trang bị nhiều hơn một ống kính cho smartphone, một trong số đó là để làm cho trải nghiệm chụp ảnh trở nên linh hoạt hơn. Như Huawei P30 Pro, điện thoại được thiết lập bộ ba camera gồm ống kính tiêu chuẩn, ống kính góc siêu rộng, ống kính zoom tiềm vọng 125mm . Mỗi ống kính đều được sử dụng trong những tình huống cụ thể.

Việc trang bị nhiều ống kính cũng đóng vai trò lớn trong chụp ảnh điện toán, như bộ năm camera trên Nokia 9 PureView gồm ba cảm biến đơn sắc, hai cảm biến RGB và camera ToF. Tất cả những camera này đều được tận dụng trong mỗi lần chụp để có thể thu được đầy đủ chi tiết, màu sắc, ánh sắc và thông tin độ sâu.

4. Ổn định hình ảnh (Chống rung)

Camera smartphone sử dụng hai loại ổn định hình ảnh gồm ổn định hình ảnh quang học (OIS) và ổn định kỹ thuật số (EIS). Phụ thuộc vào từng điện thoại mà sẽ có từng chế độ riêng biệt, có cả hai hoặc không hỗ trợ cái nào.

Công nghệ ổn định hình ảnh sẽ giúp giảm rung lắc và cung cấp khả năng chụp hình ảnh mượt và sắc nét hơn. Cách lý tưởng nhất nếu được áp dụng cả hai công nghệ thì bạn nên dùng OIS khi chụp ảnh và EIS khi quay video. Nếu phải lựa chọn giữa một trong hai thì lựa chọn tốt nhất là OIS.

• OIS

Về cơ bản, OIS sẽ tận dụng ống kính nổi, con quay hồi chuyển và các mô tơ nhỏ. Các bộ phận này được điều khiển bởi một vi điều khiển, để có thể di chuyển ống kính rất nhẹ nhằm chống lại sự rung lắc từ camera hoặc điện thoại – nếu điện thoại di chuyển sang phải thì ống kính sẽ di chuyển sang trái.

OIS là sự lựa chọn tốt nhất vì sự ổn định này dựa trên các bộ phận vật lý chứ không thông qua phần mềm. Điều này có nghĩa là chất lượng sẽ không bị mất trong quá trình ổn định.

• EIS

Khác với OIS, EIS hoạt động thông qua phần mềm. Về cơ bản, EIS sẽ chia video thành các đoạn và so sánh nó với từng khung hình trước đó. Sau đó, nó sẽ xác định xem chuyển động trong khung là rung tự nhiên hay không mong muốn và sẽ điều chỉnh lại.

Tuy EIS thường làm giảm chất lượng nhưng điều này đã được cải thiện trong vài năm qua. Các Smartphone hỗ trợ EIS thường tận dụng con quay hồi chuyển và gia tốc kế để giúp EIS trở nên chính xác hơn và ít bị giảm chất lượng.

5. Ghép Pixel

Ghép Pixel là một quá trình kết hợp dữ liệu từ bốn pixel thành một. Sử dụng công nghệ này, cảm biến camera có kích thước pixel 0.9 µm có thể cho ra hình ảnh kích thước pixel 1.8 µm. Nhược điểm lớn nhất của ghép pixel là độ phân giải cũng sẽ bị chia làm bốn khi chụp ảnh ghép pixel. Điều này có nghĩa khi chụp ghép pixel trên camera 48 MP chỉ cho hình ảnh 12 MP.

Công nghệ ghép pixel có thể được thực hiện nhờ vào bộ lọc Quad - Bayer, đây là bộ lọc màu được sử dụng trong tất cả các cảm biến máy ảnh kỹ thuật số. Nó nằm trên các pixel và thu hình ảnh với các màu đỏ, xanh lục, xanh lam. Bộ lọc Bayer tiêu chuẩn được cấu thành từ 50% bộ lọc xanh lục, 25% bộ lọc đỏ và 25% bộ lọc xanh lam.

Sự sắp xếp này dựa trên mắt của con người, vốn nhạy cảm với ánh sáng xanh lục. Khi hình ảnh được chụp, bộ lọc sẽ nội suy và xử lý để tạo ra hình ảnh cuối cùng với đầy đủ màu sắc.

6. Lấy nét tự động

Camera smartphone thường sử dụng ba loại hệ thống lấy nét tự động, bao gồm Dual Pixel, theo pha, so sánh độ tương phản.

• Tự động lấy nét theo so sánh độ tương phản

Đây là phương pháp cũ nhất trong cả ba, nó hoạt động bằng cách đo độ tương phản giữa các điểm ảnh. Cảm biến sẽ thực hiện việc so sánh độ tương phản giữa các điểm ảnh và chọn ra điểm ảnh có độ tương phản tốt nhất, sau đó sẽ tiến hành lấy nét. Đây là một kỹ thuật cũ và chậm vì camera cần phải tìm thấy độ tương phản phù hợp.

• Tự động lấy nét theo pha

Tự động lấy nét theo pha sử dụng các điôt quang trên cảm biến để đo sự khác biệt về pha. Sau đó, nó di chuyển các phần tử lấy nét trong ống kính để lấy nét chính xác vào đối tượng. Phương pháp này thực sự nhanh và chính xác nhưng lại tụt hậu so với lấy nét tự động Dual Pixel vì sử dụng các điôt quang chuyên dụng thay vì số lượng lớn pixel.

• Tự động lấy nét Dual Pixel

Đây là công nghệ lấy nét tự động tốt nhất hiện nay trên smartphone. Tự động lấy nét Dual Pixel cũng giống như tự động lấy nét theo pha nhưng phương pháp này sử dụng số lượng điểm lấy nét nhiều hơn. Điểm khác biệt là mỗi pixel sẽ được chia thành hai điôt quang, giúp camera lấy nét hình ảnh nhanh hơn đồng thời cải thiện khả năng chụp ảnh chuyển động.

7. Megapixel

Số Megapixel (MP) lớn hay nhỏ, có cần thiết hay không phụ thuộc vào mỗi người dùng cùng vài yếu tố khác.

• Số MP lớn

Số MP lớn tuy không phải lúc nào cũng giúp hình ảnh trở nên đẹp hơn, nhưng sẽ cung cấp nhiều chi tiết hơn. Hình ảnh có độ phân giải cao cũng sẽ đảm bảo chất lượng in tốt hơn, đồng thời cũng khiến việc cắt hoặc điều chỉnh hình ảnh tốt hơn.

• Số MP nhỏ

Thông thường, camera-phone có số MP nhỏ. Bởi việc in những hình ảnh chụp từ smartphone là rất hiếm và khó có thể trở thành thói quen, vì thế số MP lớn giúp chất lượng in trở nên tốt hơn cũng không quá quan trọng. Chưa kể nó sẽ khiến hình ảnh có kích thước lớn và chiếm nhiều bộ nhớ. Việc chỉnh sửa những hình ảnh kích thước lớn cũng sẽ khiến cho các thiết bị có hiệu năng thấp rất mất thời gian.

8. Phần mềm

Phần mềm cung cấp cho camera smartphone khả năng chụp ảnh điện toán. Công nghệ này có thể phân tích khung hình và đưa ra những điều chỉnh phù hợp cho người dùng. Phần mềm cũng giúp cho các tính năng phức tạp trở nên khả thi như chế độ chụp chân dung, HDR, chế độ chụp đêm. Tất cả các quy trình này đều yêu cầu thiết bị đặc biệt, thời gian, kiến thức và nỗ lực.

Có thể thấy, phần mềm đang thực hiện một khối lượng lớn công việc nặng nhọc của camera phone. Với việc điện thoại đang ngày càng có nhiều camera hơn, điều này giúp cho phần mềm cũng có thể chụp được nhiều hình ảnh và kết hợp chúng lại để tạo ra một bức ảnh hoàn thiện duy nhất. Camera trên điện thoại nếu một ngày nào đó có thể đánh bại được camera truyền thống thì chắc chắn là nhờ vào phần mềm.

Nguồn: AndroidAuthority

Xem thêm: Samsung công bố module camera zoom quang 5X mới: Thiết kế phẳng, siêu mỏng