Năm nay, Apple và Google đã nâng công nghệ ảnh chụp lên theo cách khác biệt mà Nikon hay Canon cũng không bì kịp được

Nhiếp ảnh = Vật lý

Trong hàng thập kỷ và thậm chí là cho đến tận bây giờ, các bước tiến của lĩnh vực công nghệ chụp ảnh số vẫn chủ yếu nằm ở khía cạnh vật lý: làm thế nào để tăng kích cỡ cảm biến, làm thế nào để tích hợp được zoom quang học, chọn lens nào cho hợp lý...

Trên chiếc smartphone – thiết bị đã giết chết máy ảnh point-and-shoot, bước tiến đột phá nhất của những năm qua cũng vẫn là vật lý. Bắt đầu từ 2016, một loạt các nhà sản xuất như Huawei, LG, Apple mở màn cho cuộc đua camera kép để giải quyết vấn đề chụp góc rộng, để tăng cường chất lượng ảnh chụp (bằng cách kết hợp thông tin từ 2 cảm biến/ống kính) hoặc để tạo hiệu ứng bokeh.

Trong nhiều năm, nhắc đến nhiếp ảnh là nhắc đến kích cỡ của cảm biến và nhắc đến thông số của ống kính.

Từ ống kính đến cảm biến, từ Ultrapixel cho đến camera kép, bản chất của các thay đổi vật lý này vẫn chỉ có 1: tìm cách để gia tăng (hoặc thay đổi) lượng thông tin do cảm biến thu về được. Không mấy ai nhắc đến khả năng “tinh chỉnh” các thông tin do cảm biến cung cấp đến chip xử lý tín hiệu hình ảnh (ISP).

Nói cách khác, trong nhiều năm liền, không mấy ai nghĩ đến chuyện sử dụng thuật toán để giúp tạo ra những bức ảnh đẹp hơn. Với gần như tất cả mọi người, khía cạnh “phần mềm” bên trong từng bức ảnh chụp ra vẫn chỉ là công dân hạng hai trong thế giới nhiếp ảnh.

Thuật toán cũng quan trọng

Với iPhone X, một con chip nhỏ không được nhiều người để ý trên SoC đã trở thành một thế mạnh cạnh tranh quan trọng.

Chỉ bằng một thế hệ đầu bảng duy nhất, Apple và Google đã thay đổi cách con người nhìn nhận về vai trò của thuật toán và chip ISP.

Với iPhone X (và cả iPhone 8), chip ISP trong bộ phận camera sẽ giúp lấy nét nhanh, chính xác và quan trọng hơn là xử lý thuật toán giảm nhiễu trong các bức ảnh. Hoặc, trong tình huống ảnh chụp có độ chi tiết không đồng đều, Apple sẽ dùng thuật toán để “đọc” bức ảnh, phát hiện ra các phần có chi tiết không tốt và tăng mức độ nén, trong khi các phần nhiều chi tiết sẽ được giữ nguyên.

Hay, trong chế độ chụp chân dung, Apple sẽ tập trung xử lý phần dữ liệu nằm trên khuôn mặt và dùng thuật toán để giả lập nhiều môi trường ánh sáng trên phần ảnh này. Trong các tình huống chụp chiếu sáng, zoom hoặc chụp bokeh, iPhone 8/8 Plus đều được đánh giá rất cao so với thế hệ tiền nhiệm. Thuật toán xử lý được thực thi trên chip ISP được coi là lý do chính dẫn tới bước tiến này.

Một khái niệm mới mở ra: "Nhiếp ảnh điện toán", nơi sức mạnh của chip ISP sẽ đóng phần quan trọng vào chất lượng cuối cùng cho người dùng. Ảnh chụp từ iPhone X.

Điều đáng ngạc nhiên là, cũng giống như nhiều mẫu smartphone khác trên thị trường, gần như tất cả các mẫu iPhone đều sử dụng cảm biến của Sony. Một số nhà sản xuất Trung Quốc thậm chí còn sẵn lòng "ám chỉ" rằng camera của họ có chất lượng tuyệt vời vì... cùng sử dụng cảm biến Sony, vốn là một trong các loại linh kiện “tiêu chuẩn” của cả thị trường smartphone (giống như chip modem của Qualcomm, RAM của Samsung, màn hình của LG v..v...).

Không còn là của chung

Trong thực tế, đối thủ duy nhất vượt mặt được Apple về chất lượng ảnh chụp (tính bằng điểm DxOMark) mới chỉ có Google. Gã khổng lồ tìm kiếm không phải là một thế lực phần cứng – hãy nhìn vào những sự cố liên tiếp xảy ra với Pixel 2 và Pixel 2 XL. Năm ngoái, chiếc Pixel của Google cũng chỉ sử dụng IMX780, vốn là cảm biến dùng trên Xiaomi 5S và BlackBerry KeyOne.

Ngôi đầu về ảnh chụp với các thuật toán AI "học" từ người dùng và một con chip phối hợp thiết kế với Intel: Google sẽ không bao giờ chia sẻ thế mạnh của Pixel 2 cho Samsung, Huawei hay bất cứ ai.

Ấy vậy mà Pixel vươn lên trở thành chiếc smartphone chụp ảnh tuyệt nhất năm 2016 trong khi ảnh chụp của Xiaomi vẫn không thể sánh với các đối thủ đầu bảng. Trong năm nay, không một đối thủ nào có thể vượt mặt được Pixel 2 và Pixel 2 XL. Lợi thế cốt lõi của Google đến từ Visual Core, một mẫu chip riêng sử dụng cho các thuật toán của Google để tăng chất lượng ảnh chụp bằng cách gia tăng đáng kể tốc độ của cơ chế HDR. Do thuật toán sử dụng đi theo mô hình máy học (machine learning), Google hứa hẹn rằng Pixel 2 sẽ "mổ xẻ" các bức ảnh chụp để chất lượng ngày một gia tăng.

Kinh ngạc nhất, chỉ bằng thuật toán, Google có thể tạo ra hiệu ứng bokeh trên camera đơn. Cách thực thi của Google là tạo ra 3 bức ảnh khác nhau, phân tích dữ liệu trên 3 bức ảnh đó để định hình ra mô hình 3 chiều của ảnh chụp, từ đó cho phép “giả lập” bokeh không khác gì camera kép hay ống kính lớn.

Dùng thuật toán để tạo được hiệu ứng bokeh không khác gì các giải pháp vật lý (camera kép).

Khi cuộc chiến chuyển sang tập trung vào thuật toán và chip ISP, hành động đem cảm biến Sony ra để "ám chỉ" đến chất lượng ảnh chụp sẽ sớm trở nên... lố bịch.

Khác với module cảm biến của Sony, thuật toán xử lý hình ảnh hay thiết kế chip ISP/SoC không phải là “của chung”. Apple chắc chắn sẽ không chia sẻ bước tiến của mình cho đối thủ, nhưng ngay cả ông chủ của Android cũng đang có tham vọng riêng dành cho Android (cạnh tranh với cả Samsung) chứ không chia sẻ cho OEM.

Muốn chống lại sự thay đổi này, cả Samsung, LG hay Huawei cũng phải có thiết kế ISP riêng, phải có thuật toán ngang tầm với AI. Một cuộc đua mới sẽ bắt đầu, chất lượng ảnh chụp trên không gian chật hẹp của chiếc smartphone sẽ được cải tiến mà chưa chắc đã đòi hỏi kích cỡ cảm biến phải gia tăng.

Và rõ ràng đó sẽ là một cuộc đua mà tất cả các đối thủ đều phải lép vế trước Apple và Google.