Mải bàn tán về khả năng chụp ảnh của camera kép trên iPhone 7, ít người nhận ra đây mới là mưu đồ thực sự của Apple

Chiếc điện thoại mới nhất của Apple, iPhone 7 Plus, có đến hai camera cùng lúc, với một ống kính góc rộng và một ống kính tele. Cho dù Apple không phải là người đầu tiên có tính năng công nghệ này, nhưng việc chúng xuất hiện trên iPhone đã cho thấy sự phát triển của xu hướng camera kép trong tương lai.

Nhưng Jeffrey Ferguson, giảng viên về Điện toán di động tại Đại học Westminster, đã đi một bước xa hơn khi giải thích tại sao các camera này sẽ làm cho công nghệ thực tế tăng cường trở nên phổ biến trong một bài viết trên tạp chí The Conversation. Dưới đây là lý giải của ông.

Những chiếc smartphone đang tin rằng camera kép sẽ trở nên phổ biến hơn, đặc biệt là khi chiếc iPhone 7 Plus ra đời, hứa hẹn sẽ thúc đẩy nhanh hơn quá trình đó. Nhưng trong khi camera kép ra đời với nỗ lực nhằm cải thiện chất lượng ảnh chụp, chúng còn có thể đưa ta đến một câu chuyện thú vị không kém: lý do thật sự cho việc Apple sử dụng camera kép là nhằm định vị bản thân công ty trong thế giới thực tế tăng cường, vốn đã được mở ra bởi hiện tượng Pokemon Go.

Thực tế tăng cường, hay AR, trong nhiều năm nay đã tìm kiếm giải pháp cho vấn đề phổ biến bản thân mình. Nhưng chỉ trong vài tháng gần đây, Pokemon Go đã là ứng dụng đưa AR thành một trào lưu sau nhiều năm im hơi lặng tiếng. Và giờ, với việc đưa Pokemon Go lên chạy trực tiếp trên Apple Watch, rõ ràng công ty hy vọng rằng mình đã tìm thấy câu trả lời cho vấn đề đó. Hệ thống camera kép mới của iPhone 7 Plus có thể chỉ là một nền tảng để cho phép họ mở rộng sang AR.

Các nhà sản xuất giới thiệu camera kép với ý nghĩa rằng chúng có thể giúp máy ảnh trên smartphone mang lại chất lượng ảnh gần hơn với các máy ảnh ống kính rời (DSLR) chuyên nghiệp. Đây cũng có thể là nguyên nhân chính cho sự trỗi dậy của camera kép. Những giới hạn vật lý khiến cho việc gắn một loạt các ống kính zoom chuyên nghiệp lên những chiếc smartphone mảnh mai là không thể.

Trong khi đó, việc tạo ra các camera có tính năng zoom bằng phần mềm cũng đã nhanh chóng đạt đến giới hạn về chất lượng ảnh chụp. Tuy nhiên, việc phần cứng ống kính giảm giá đã làm cho việc bổ sung thêm một ống kính vật lý nữa trở nên khả thi hơn, với phần mềm cho phép chuyển đổi giữa hai camera cũng như nội suy hình ảnh từ hai camera đó.

Một cụm hai camera với sự khác biệt về chiều dài tiêu cự, ví dụ một ống kính góc rộng và một ống kính tele (chụp xa), mang lại rất nhiều lợi ích khác nhau. Ống kính tele có thể được sử dụng để bù lại tình trạng méo hình, vốn xuất hiện phổ biến ở các ống kính góc rộng, bằng cách trộn thêm hiệu ứng làm phẳng của ống kính dài.

Việc có được 2 loại cảm biến khác nhau cũng giúp mang lại dải nhạy sáng tốt hơn, giúp camera có thể bắt được các chi tiết. Dải nhạy sáng lớn hơn và thông tin về khung cảnh giúp mang đến các chi tiết sắc nét hơn và màu sắc phong phú hơn. Bằng việc sử dụng các ống kính quang học thực thay vì phần mềm để zoom, sẽ giúp giảm được độ nhiễu kỹ thuật số, giúp các bức ảnh đỡ bị sạn hơn. Bằng việc giảm nhiễu cho các bức ảnh đồng thời và thu thập thêm dữ liệu cho ảnh, nó sẽ giúp cải thiện chất lượng ảnh chụp so với việc zoom bằng phần mềm.

Cặp đôi camera 12 MPx trên mặt sau chiếc iPhone 7 Plus là kết quả từ thương vụ Apple mua lại nhà sản xuất module máy ảnh Linx vào năm 2015. Dựa trên công nghệ của Linx, Apple có thể kết hợp một ống góc rộng 28mm với một ống kính tele 56mm trên chiếc điện thoại của mình.

Phần mềm camera cho phép sử dụng một hoặc cả hai camera kép để có được chất lượng ảnh tốt nhất. Quá trình điều khiển được thực hiện thông qua giao diện cảm ứng của iOS, cho phép chuyển đổi giữa ống kính góc rộng (1x), ống kính tele (2X) và zoom bằng phần mềm lên đến 10x.

Xây dựng các khung cảnh nổi

Nhưng việc bổ sung thêm một camera ở đằng sau còn mang lại nhiều khả năng thú vị khác: Có được hai góc nhìn khác nhau có nghĩa các hình ảnh chụp được có thể xử lý để chứa thông tin về chiều sâu ảnh trên mỗi pixel, vì vậy các bức ảnh đó sẽ được tăng cường thêm dữ liệu về chiều sâu.

Do khoảng cách giữa hai camera là đã biết, phần mềm có thể thực hiện các phép đo theo thời gian thực để xác định khoảng cách đến những điểm tương ứng trong hai bức ảnh. Trên thực tế, não người cũng hoạt động theo cơ chế tương tự như vậy, với tên gọi stereopsis (thị giác lập phương), để chúng ta có thể nhìn thế giới bằng cách hình ảnh ba chiều.

Chiếc iPhone sử dụng các thuật toán học máy để quét các đối tượng trong một khung cảnh, xây dựng các bản đồ chiều sâu 3D theo thời gian thực cho địa hình và các đối tượng trong khung cảnh đó. Hiện tại, chiếc iPhone sử dụng kỹ thuật này nhằm tách phần hậu cảnh ra khỏi tiền cảnh của bức ảnh, để lựa chọn lấy nét vào các đối tượng ở tiền cảnh.

Hiệu ứng làm mờ các chi tiết của hậu cảnh, được gọi là bokeh, là một tính năng thường thấy trên máy ảnh DSLR, nhưng chưa xuất hiện trên các camera nhỏ hơn, như trên các smartphone. Bản đồ chiều sâu cho phép chiếc iPhone có thể giả lập các độ mở ống kính khác nhau, để hiển thị các vùng hình ảnh bên ngoài vùng lấy nét.

Trong khi đây là sự bổ sung đáng mơ ước cho những người dùng máy ảnh trên smartphone, cải thiện khả năng chụp ảnh lại không phải là điều cần thiết nếu so với những gì bản đồ chiều sâu thực sự làm được.

Thiết kế các tương tác tự nhiên

Những gì Apple đang làm mới chỉ là bước đầu tiên hướng tới một thiết bị như Hololens của Microsoft, một thiết bị hiển thị thực tế tăng cường đeo trên đầu vẫn đang trong quá trình phát triển. Microsoft đã có được một số thành công nhỏ với hệ thống Kinect trước đây, khi trong một thời gian ngắn chúng được dùng như một bộ điều khiển cho máy chơi game Xbox. Nhưng với các nhà nghiên cứu và các kỹ sư, chiếc Kinect là một thiết bị hữu ích và đáng chú ý khi chúng có thể sử dụng cho các tương tác tự nhiên với máy tính.

Microsoft đang tích hợp một số phần cứng, phần mềm và cả những bài học mà họ thu được từ Kinect lên Hololens, mở rộng chúng với kỹ thuật Lập bản đồ và địa phương hóa đồng thời, hay SlaM (Simultaneous Localisation and Mapping). Kỹ thuật này lập bản đồ 3D khu vực xung quanh và thông tin đó được sử dụng để phủ các lớp đồ họa lên trên nó trong một đoạn video.

Phần mềm sẽ phân tích tư thế và vị trí của người trong khung cảnh đó, để camera kép của smartphone có thể tạo ra một cửa sổ ảo trong thế giới thực. Bằng cách sử dụng ứng dụng nhận diện cử chỉ của bàn tay, người dùng có thể tương tác một cách tự nhiên với thế giới thực tế hỗn hợp, thông qua cảm biến gia tốc của điện thoại và dữ liệu GPS để phát hiện và trình diễn, cũng như cập nhật các thay đổi của môi trường xung quanh. Cũng có dự đoán cho rằng Apple dự định sử dụng kỹ thuật trong Apple Maps để tăng cường cho các chủ thể trong thế giới thực với thông tin kỹ thuật số.

Apple đã không ngẫu nhiên tiếp cận theo hướng này. Bên cạnh việc mua lại Linx, Apple cũng mua một công ty tiên phong về thực tế tăng cường Metaio vào năm 2015, cho thấy họ đang có dự định phát triển một nền tảng thực tế hỗn hợp. Metaio không chỉ hoạt động về phần mềm thực tế hỗn hợp mà còn về bộ chipset phần cứng di động để chạy các tác vụ thực tế tăng cường với tốc độ nhanh hơn.

Đáng kể hơn cả là việc Apple thâu tóm PrimeSense vào năm 2013. Công ty của Israel này chính là hãng đã cấp phép công nghệ cảm biến 3D cho Microsoft để họ có thể phát triển chiếc Kinect. Có thể thấy, việc Apple tập trung vào mạng xã hội với các công nghệ thực tế tăng cường, hỗn hợp, sẽ giúp họ có thể xây dựng được một hệ thống nhắn tin với Telepresence – kỹ thuật trình diễn các hình ảnh 3 chiều hay AR cho các cuộc hội thoại từ xa – một hình thức hội nghị truyền hình Facetime với việc số hóa các khung cảnh và người tham gia.

Có lẽ ta sẽ sớm thấy công nghệ thực tế tăng cường không chỉ hiện diện trong trò chơi Pokemon Go trên điện thoại.