Google đăng đàn giải thích về cách hoạt động của chế độ chụp Thiên văn trên Pixel 4

Chế độ chụp ảnh thiên văn trên Google Pixel 4 vừa ra mắt đã làm nhiều người phải kinh ngạc vì sự ấn tượng của nó. Trước khi tính năng này xuất hiện trên Pixel 4, không nhiều người nghĩ camera điện thoại có thể chụp ra các bức ảnh với độ sáng và độ nét cao như vậy dưới bầu trời đêm.

Thông thường những bức hình như vậy thường được ghi lại bằng các thiết bị chụp ảnh chuyên dụng, vốn cồng kềnh và đắt đỏ hơn nhiều so với một chiếc smartphone đơn giản. Hơn nữa các fan của dòng Pixel còn có thêm lý do khác để vui mừng khi Google cho biết, tính năng cũng sẽ xuất hiện trên Pixel 2 và Pixel 3 trong thời gian tới, thay vì độc quyền trên Pixel 4.

Chứng kiến sự quan tâm của người dùng ngày càng tăng tới tính năng này, người khổng lồ công nghệ đã quyết định chia sẻ một số hiểu biết về cách làm việc, cũng như lý giải cho việc tính năng phần mềm này đã cho ra những bức ảnh tương đương các thiết bị chụp ảnh cao cấp như thế nào.

Phơi sáng đến 4 phút mà không bị nhòe ảnh

Về cơ bản, chế độ chụp thiên văn này là một phiên bản cao cấp hơn của Night Sight, tính năng chụp thiếu sáng mạnh mẽ từng ra mắt trên Pixel 3 năm 2018.

Nhóm chụp ảnh của Google cho biết trên blog: "Phiên bản Night Sight trong năm nay đã đẩy giới hạn của nhiếp ảnh thiếu sáng trên camera điện thoại lên một tầm cao mới. Bằng cách cho phép phơi sáng đến 4 phút trên Pixel 4 và một phút trên Pixel 3 và 3a, phiên bản Night Sight này cho phép tạo ra các bức ảnh sắc nét và rõ ràng về những ngôi sao trên bầu trời đêm hoặc khung cảnh ban đêm mà không có bất kỳ nguồn sáng nhân tạo nào."

Tuy nhiên, phơi sáng trong thời gian dài như vậy sẽ rất dễ làm hình ảnh bị nhòe do người chụp rung tay hoặc sự chuyển động của khung cảnh cần chụp. Tuy vậy, thuật toán của Google đã tìm ra giải pháp cho vấn đề này, bằng cách chia thời gian phơi sáng dài thành nhiều khung hình trước khi sắp xếp chúng lại với nhau để tạo thành một bức ảnh sắc nét.

Google nhận ra rằng, thời gian phơi sáng lý tưởng cho việc chụp mỗi khung hình là 16 giây, vì vậy để phơi sáng trong 4 phút, thuật toán sẽ chia thành 15 khung hình. Thời gian phơi sáng lâu hơn sẽ tạo ra hiện tượng "vệt sao" (star trail) do các thiên thể dịch chuyển trên bầu trời.

Trong khi một số nhà nhiếp ảnh thiên văn thích chụp các ngôi sao với vệt sao, tính năng của Google hướng tới việc tạo ra các ngôi sao "trông giống như những điểm sáng."

Các pixel ấm và nóng - hậu quả của việc phơi sáng dài

Còn một vấn đề khác gây ra khi thời gian phơi sáng dài, đó là các pixel ấm và nóng – những điểm sáng li ti sẽ hiện lên trên bức ảnh chụp bằng cảm biến máy ảnh kỹ thuật số. Ngay cả như vậy, thuật toán của Google cũng được thiết lập để xử lý vấn đề này.

Khử các pixel phát sáng do việc phơi sáng trong thời gian dài.

Theo Google, các pixel ấm và nóng có thể được xác định "bằng cách so sánh giá trị của các pixel lân cận trong cùng một khung hình và trên cùng một chuỗi các khung hình được ghi lại trong một bức ảnh và tìm ra các ngoại lệ."

Khi đã xác định được vị trí của nó, pixel này sẽ được che giấu bằng cách thay thế giá trị của nó bằng giá trị trung bình của pixel lân cận. "Do giá trị pixel ban đầu bị loại bỏ, vì vậy một số thông tin hình ảnh sẽ bị mất đi, nhưng trên thực tế, điều này không ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng bức ảnh." Google cho biết.

Tự động lấy nét trong điều kiện ánh sáng ban đêm

Một vấn đề khác mà Pixel 4 phải vượt qua trong chế độ chụp thiên văn là mức độ sáng siêu thấp thường khiến cho thiết bị không thể tìm thấy chủ thể nào để lấy nét vào nó. Giải pháp của Google là kỹ thuật có tên "tự động lấy nét sau khi chụp" (post-shutter autofocus).

Thuật toán sẽ lấy ra hai khung hình được tự động lấy nét sau khi bạn ấn nút chụp 1 giây. Chúng sẽ được sử dụng để tìm xem có bất kỳ chi tiết nào đáng chú ý hay không (các khung hình này không được sử dụng cho bức ảnh cuối cùng). Tiêu điểm sẽ được đặt ở vô cực nếu thuật toán lấy nét sau khi chụp không tìm được chi tiết nào đáng chú ý. Nhưng người dùng có thể lấy nét bằng tay đối với chủ thể sau đó.

Bên cạnh các thách thức trên, bài đăng trên blog của Google còn cho biết về cách phần mềm làm sáng bối cảnh xung quanh để hỗ trợ cho bố cục bức ảnh, và cách thức họ đảm bảo được việc lấy nét trong các điều kiện ánh sáng yếu.

Ngoài ra bài đăng cũng giải thích về việc sử dụng máy học để giảm độ nhiễu và làm tối một số vùng được lựa chọn của bầu trời, mang lại ấn tượng chân thực hơn về thời gian của khung cảnh và làm các ngôi sao cùng phần còn lại của bức ảnh trở nên nổi bật hơn.

Bài đăng trên blog Google cho thấy, tính năng chụp thiên văn trên Pixel 4 không chỉ giúp người dùng ghi lại những khung cảnh ấn tượng của bầu trời đêm bằng smartphone, mà còn cho thấy sức mạnh của nhiếp ảnh điện toán, dùng những dòng code để thu hẹp khoảng cách với những thiết bị chụp ảnh chuyên dụng đắt tiền.

Tham khảo Android Authority