Vi xử lý Snapdragon hiện nay có thực sự 'gánh' được camera độ phân giải 48MP hay không?

Trong thời gian gần đây công nghệ chụp hình trên smartphone đã có những bước nhảy vọt lớn, trong đó gồm có cả vấn đề độ phân giải. Từ camera chính chỉ 8MP đến 12MP, thị trường bỗng xuất hiện những camera smartphone có độ phân giải lên tới 40MP hoặc thậm chí 48MP.

Vậy câu hỏi đặt ra là liệu các vi xử lý hiện nay (như Qualcomm Snapdragon, Huawei Kirin) có thực sự đủ sức mạnh xử lý để theo kịp được sự nâng cấp này hay không?

OPPO Reno với camera sau độ phân giải 48MP

Với các dòng máy ảnh chuyên nghiệp, các con chip phải xử lý từ 10, 15 thậm chí 60 ảnh có độ phân giải 20MP hoặc 24MP. Các SoC từ smartphone có sức mạnh cao hơn rất nhiều, nên việc xử lý một bức hình 48MP có lẽ là quá đơn giản. Thế nhưng SoC trên smartphone cũng cần phải đảm nhiệm nhiều công việc khác, bao gồm: lưu trữ, điều khiển giao diện người dùng, lấy nét và đặc biệt là điều khiển trí tuệ nhân tạo (AI).

Trên một số dòng smartphone, các nhà sản xuất cũng tích hợp thêm một nhân điều khiển AI (NPU) để giảm gánh nặng cho CPU, nên trong đa phần truòng hợp tất cả những công việc này đều được thực hiện dễ dàng.

Cảm biến hình ảnh luôn luôn phải có filter để tạo màu

Đi sâu hơn về lý thuyết, cảm biến hình ảnh của smartphone hiện đại cũng được cấu tạo khác với cảm biến được sử dụng ở các dòng máy ảnh chuyên nghiệp. Để tạo ra ảnh màu, cảm biến hình ảnh phải có 1 lớp phủ (filter) gồm 3 màu cơ bản là xanh lá, xanh dương.

Với cảm biến thông thường, ta có filter Bayer (được đặt tên theo kĩ sư Bryce Bayer từ Kodak) với 2 điểm xanh lá, 1 điểm xanh dương và 1 điểm đỏ. Sau đó máy ảnh sẽ phải 'dịch' thông tin từ cảm biến để tạo ra đầy đủ các màu sắc khác nhau.

Filter RGB Bayer thông thường và thế hệ filter Quad-bayer trên smartphone mới

Trên các smartphone hiện đại sử dụng cảm biến Sony IMX586 đều có filter mang tên Quad-Bayer, với các điểm ảnh màu giống nhau được đặt ngay cạnh nhau. Cảm biến này có độ phân giải 48MP, thế nhưng khi ở chế độ 12MP thì máy sẽ gộp 4 điểm ảnh lại thành 1, giảm độ phân giải còn 1/4 nhưng cũng có ưu điểm là giảm được nhiễu.

Loại cảm biến này cũng có thể chụp HDR thông minh, tức sử dụng một nửa số điểm ảnh để chụp 1 hình, dùng nửa còn lại để chụp hình khác với giá trị sáng khác nhau, sau đó ghép lại để có dải biến động sáng (DR) rộng hơn. Đây không phải là ý tưởng mới, trước đây hãng máy ảnh Fujifilm cũng đã thử nghiệm.

Khi chụp ở chế độ 48MP, smartphone sẽ chọn các ô có đầy đủ các màu khác nhau gồm 2 xanh lá, 1 xanh dương và 1 đỏ. Cách làm này không thể đạt được độ phân giải 48MP 'thực' giống như filter màu Bayer thông thường, nhưng vẫn có chất lượng cao hơn so với kiểu chụp gộp điểm màu 12MP như đã đề cập ở trên. Ở chế độ này máy sẽ phải làm việc nặng hơn vì phải 'dịch' nhiều điểm ảnh.

Ảnh chụp ở chế độ 12MP (trái) và 48MP (phải)

Phía trên là một ví dụ từ cảm biến IMX586, độ lớn 1/2″ ở 2 chế độ 12MP và 48MP. Như các bạn có thể thấy, thì ảnh ở độ phân giải 48MP cho độ nét lớn hơn, nên các chi tiết được giữ và không vỡ hạt. Tuy vậy chất lượng không hề cao hơn 4 lần, vì ta sẽ cần ống kính có khẩu độ lên tới f/1.2 - f/1.3 để tránh nhiễu xạ (diffraction) ở độ phân giải này. Chưa bất cứ smartphone nào trên thị trường có ống kính lớn như vậy.

So sánh filter RGB và RYB

Một trường hợp cá biệt là chiếc Huawei P30 Pro, áp dụng cảm biến RYB thay vì RGB, có điểm ảnh màu vàng thay vì xanh lá. Theo đó, điểm ảnh vàng có độ nhạy sáng cao hơn 30% so với điểm xanh lá, từ đó giúp cho máy thu nhận được giá trị sáng cao hơn, giảm nhiễu hạt. Nhưng màu vàng lại không phải là 1 màu cơ bản, nên P30 Pro sẽ phải 'tách' điểm đó ra thành 2 màu xanh lá và đỏ.

Quá trình nói trên sẽ tốn thêm sức mạnh xử lý, song chip Kirin 980 được có thêm nhân NPU xử lý AI mạnh mẽ để đảm nhiệm, nên đây vẫn không phải là trở ngại. P30 Pro sử dụng trên thực thế quả thực cho ảnh sáng hơn so với các smartphone khác, nhưng cũng có màu sắc khác biệt vì quá trình tách màu nói trên không phải lúc nào cũng diễn ra hoàn hảo.

Để trở lại với câu hỏi ở đầu bài, thì sức mạnh xử lý của smartphone hiện nay chắc chán đáp ứng được camera với độ phân giải 48MP. Nhưng để đạt được chất lượng cao thực sự lại là một câu chuyện khác.

Theo nhiếp ảnh gia Dave Haynie