Nếu camera kép là chưa đủ, liệu một chiếc camera 16 ống kính có cạnh tranh được với DSLR?

Những người đam mê nhiếp ảnh trên smartphone có thể đã nghe đến chiếc “máy ảnh điện toán đa khẩu độ” Light L16, được giới thiệu vào năm ngoái. Với mức giá lên đến 1.699 USD và 1.299 USD với khách hàng đặt trước, chắc chắn chiếc L16 không hề rẻ, nhưng nếu nhìn vào cách nó giúp định hình tương lai cho những chiếc smartphone cao cấp, bạn sẽ thấy đó là điều xứng đáng.

Nếu bạn chưa biết về Light L16, dưới đây là một số chi tiết về nó. Được trang bị đến 16 cảm biến hình ảnh đi kèm với các ống kính bằng nhựa rẻ tiền, kết hợp với những thuật toán độc quyền, camera trên chiếc điện thoại mỏng manh này có thể mang lại hình ảnh lên đến 52 megapixel. Với tiêu cự có thể thay đổi từ 28 đến 150 mm, camera này còn có thể zoom lên đến mức 5,4x.

Trong khi đó, ngay cả chiếc iPhone 7 Plus cũng chỉ có một lens zoom 2x cố định, còn chiếc Mate 9 của Huawei cũng chỉ cho phép zoom đến 4x. Tuy nhiên, những gì chiếc L16 mang lại còn nhiều hơn khả năng zoom quang học. Chiếc Light L16 ra đời nhằm đưa các tính năng và chất lượng của máy ảnh DSLR kết hợp với yếu tố tiện dụng của chiếc smartphone.

Vấn đề với điện thoại

Cho đến nay, nguyên nhân chính khiến cho camera smartphone không thể so sánh với chất lượng của những chiếc DSLR là do kích cỡ. Cảm biến hình ảnh của thiết bị cầm tay rất nhỏ, thông thường chỉ chưa đến 30 mm² so với 370 mm², kích cỡ nhỏ nhất của cảm biến DSLR, và còn cách khá xa so với cảm biến 864 mm² của máy Full Frame.

Cảm biến nhỏ hơn sẽ thu được ít ánh sáng hơn trên mỗi pixel và cũng sẽ làm hình ảnh bị nhiễu hơn khi tổng số Mpx tăng lên, bởi vì kích thước mỗi pixel trở nên nhỏ hơn. Kết quả là chất lượng hình ảnh của camera smartphone sẽ ngày càng giảm đi so với các cảm biến lớn hơn của DSLR.

Tuy nhiên, điều này cũng không ngăn cản được các nhà sản xuất smartphone nỗ lực thu hẹp khoảng cách về chất lượng hình ảnh với DSLR, bằng cách cân bằng giữa số lượng pixel với kích thước cảm biến và độ phân giải. Những chiếc camera smartphone hàng đầu hiện nay, như Galaxy S7, iPhone 7 và Google Pixel, đều trang bị các cảm biến 12 Mpx và chụp khá tốt trong điều kiện ánh sáng tốt.

Bên trái là hình ảnh chụp từ LG G3, bị nhiều noise hơn so với ảnh chụp từ chiếc Nikon D3300 rẻ tiền (phải).

Tuy nhiên, việc chụp trong ánh sáng yếu và zoom vẫn kém xa DSLR. Xu hướng hình dáng mảnh mai của điện thoại cũng hạn chế các nhà sản xuất kết hợp các ống kính lớn, có thể điều chỉnh được vào smartphone của họ. Đó là lý do tại sao camera của điện thoại có một tiêu cự cố định trải ra trên một dải rất rộng. Dù điều này giúp làm nét mọi đối tượng trong ảnh, nhưng nó hạn chế khả năng zoom và vô dụng khi muốn tạo ra những bức ảnh nghệ thuật với chỉ một điểm được làm nét trong một lần chụp.

Đó là động lực thúc đẩy các hãng như HTC, LG, Huawei và Apple chuyển sang sử dụng các cảm biến kép thông minh để không chỉ nâng cao chất lượng ảnh chụp, mà còn mang đến các tính năng chuyên nghiệp mà các nhiếp ảnh gia cần, như khả năng tạo ra các bokeh nghệ thuật từ độ dài tiêu cự thay đổi.

Hình ảnh đơn điệu từ camera smartphone (trái) và hình ảnh từ DSLR (phải) với hậu cảnh bị làm mờ.

Hiệu ứng bokeh trên những smartphone đó đã được cải thiện cho thấy cách tiếp cận đúng đắn của các hãng này, nhưng bằng số lượng lớn hơn các cảm biến và tùy chọn chụp ảnh, chiếc L16 còn đưa những tiến bộ đó tiến lên một mức độ cao hơn nữa.

Cách hoạt động của Light L16

Chiếc Light L16 có một vẻ ngoài khá kỳ lạ, khi nó được trang bị đến 16 cảm biến hình ảnh riêng biệt, 5 trong số đó có trường ảnh (field of view) nằm trong tiêu cự chuẩn 28 mm, 5 cảm biến khác đi kèm với ống kính tele có tiêu cự tương đương 70 mm, cuối cùng là 6 camera tương đương tiêu cự 150 mm. Mỗi ống kính đều có khẩu độ cố định f/2.4, một bộ truyền động để di chuyển ống kính khi lấy nét, và một cảm biến hình ảnh CMOS 13 Mpx AR1335.

Điều kỳ diệu thực sự đến từ 11 cảm biến cuối cùng này, khi chúng được trang bị kèm một chiếc gương ở phía trước mỗi ống kính. Chiếc gương này có thể di chuyển một chút để điều chỉnh vùng trung tâm của trường ảnh. Đây là điều rất cần thiết khi hiệu chỉnh các cảm biến để chụp ảnh tại các tiêu cự khác nhau. Vì vậy, thay vì sử dụng các ống kính cơ học, chiếc L16 sử dụng các gương để điều chỉnh điểm lấy nét.

Các hình ảnh dưới đây cho thấy những ví dụ về hình ảnh chụp tại các tiêu cự 28, 70 và 150 mm.

Để thực sự tạo ra một bức ảnh, chiếc L16 sử dụng đến 10 cảm biến hình ảnh ở các vị trí tốt nhất để thu được chi tiết với tiêu cự mong muốn. Ví dụ khi chụp một bức ảnh ở tiêu cự 70 mm, những chiếc gương sẽ hướng các cảm biến 70 mm ra bên ngoài camera, trong khi bốn module 150 mm cũng điều chỉnh gương của chúng để phù hợp với trường ảnh ở 70 mm. Dữ liệu từ hình ảnh chụp ở 70 mm sẽ được sử dụng để hiệu chỉnh và ghép với dữ liệu từ các cảm biến 150 mm “zoom tốt hơn”, từ đó có thể tạo ra một hình ảnh sắc nét với độ phân giải lên đến 52 Mpx.

Khi nó được sử dụng để chụp một hình ảnh ở tiêu cự nằm giữa các giá trị 28, 70 và 150, kỹ thuật chồng lấn được sử dụng tương tự như vậy, kết hợp với kỹ thuật crop để cho ra kết quả như ý. Ví dụ, để chụp được một hình ảnh 50 mm, các camera 28 mm kết hợp lại tạo ra một hình ảnh nền, để sau đó crop xuống còn một khung 50 mm. Các gương của camera 70 mm sẽ hiệu chỉnh các cảm biến để chồng lên khung 50 mm trên, và các pixel từ những hình ảnh này sẽ ghép lại với nhau để tạo ra một hình ảnh 40 Mpx.

Không chỉ tăng cường độ phân giải , các chi tiết của hình ảnh còn được ghi lại với nhiều cảm biến camera hơn. Cách làm này sẽ giúp camera thu được nhiều ánh sáng hơn so với một cảm biến đơn thông thường, và mang lại phạm vi động (dynamic range) rộng hơn do chút khác biệt về thời gian phơi sáng khi chụp ảnh.

Với sự tăng cường về phần mềm xử lý ảnh, các bức ảnh bị phơi sáng lâu hơn có thể giúp loại bỏ độ nhiễu (noise) khi chụp ở khu vực tối, còn những bức ảnh phơi sáng thấp từ các cảm biến khác có thể giúp thu được những điểm sáng chi tiết hơn trong cùng lúc. Về lý thuyết, điều này cũng làm chiếc Light có thể chụp HDR tốt hơn, do các bức ảnh với thời gian phơi sáng khác nhau được chụp cùng lúc, thay vì ở nhiều thời điểm khác nhau như các smartphone hiện đại.

Ngoài việc tăng cường độ sáng cho ảnh chụp, khoảng cách giữa các cảm biến cũng cho phép L16 thu được độ sâu của hình ảnh. Từ dữ liệu này, phần mềm máy ảnh hoặc phần mềm chuyên dụng trên máy tính có thể tạo ra các hiệu ứng bokeh, cho phép các nhiếp ảnh gia thay đổi mức độ và kiểu dáng của vết mờ sau khi ảnh được chụp. Trong khi đó, để làm được điều này với chiếc DSLR, bạn sẽ phải bỏ ra một số tiền lớn với những ống kính khác nhau để đạt được hiệu ứng trên.

Hình ảnh bên trong của chiếc Light L16.

Các cải tiến trong tương lai

Tuy nhiên, chiếc Light L16 vẫn có những điểm yếu. Sức mạnh xử lý của những chiếc smartphone hiện tại không đủ để xử lý kịp thời một lượng lớn dữ liệu trong phạm vi nguồn năng lượng hợp lý. Con chip Snapdragon 820 hiện tại cho phép xử lý theo thời gian thực 16 cảm biến, nhưng chỉ giới hạn kết quả ở độ phân giải 3 Mpx. Nó có thể đủ cho mạng xã hội, nhưng không thực sự khác biệt khi so với các phần cứng khác.

Trong tương lai, Light dự định tích hợp một bộ xử lý hình ảnh chuyên dụng vào thế hệ tiếp theo của mình, cho phép hệ thống đẩy nhanh tốc độ xử lý ở độ phân giải đầy đủ và điều chỉnh độ sâu trường ảnh theo thời gian thực. Hơn nữa, thế hệ tiếp theo còn có một phiên bản có thể được trang bị một ống kính tiêu cự tương đương 600 mm. Phiên bản này cho phép zoom đến 21,4x với tiêu cự từ 28 mm đến 600 mm, và mang đến một trải nghiệm mà chỉ một chiếc DSLR với ống kính giá 12.000 USD có được.

Ngoài ra, các cải tiến khác còn có thể đến từ việc tinh chỉnh bản thân các cảm biến. Thay vì trang bị một bộ lọc quang phổ RGB, Light dự định kết hợp với các cảm biến không có bộ lọc để thu được nhiều ánh sáng hơn nữa. Phương pháp này tương tự với cách làm của Huawei P9 và Honor 8, khi sử dụng các cảm biến hình ảnh đen trắng, để thu được nhiều ánh sáng hơn và dùng thuật toán để cải thiện khả năng chụp HDR.

Hình ảnh bên trong của chiếc Light L16.

Ngoài một chiếc camera thế hệ mới, Tiến sĩ Rajiv Laroia, người tạo ra chiếc L16 còn cho biết về khả năng tích hợp công nghệ của Light lên những chiếc smartphone. Light hiện đang hợp tác với On Semiconductor để sản xuất mảng cảm biến không bộ lọc (filter-less sensor), và nhà gia công Foxconn đã được cấp phép công nghệ này từ Light. Tuy nhiên, chúng ta vẫn chưa biết chiếc smartphone nào trong tương lai sẽ được sử dụng công nghệ này.

Tất nhiên, chúng ta phải đợi đến khi công nghệ này cập bến các smartphone mới có thể so sánh kết quả của nó với những chiếc flagship hiện tại và tương lai. Mặc dù vậy, những gì mà công nghệ mới này mang lại sẽ rất hứa hẹn, và cách tiếp cận bằng camera kép đang mở đường cho những ý tưởng thú vị hơn trên các sản phẩm điện tử tiêu dùng.

Tham khảo AndroidAuthority