Với sự phát triển của phần cứng và thuật toán, chụp ảnh dưới ánh sáng yếu đã không còn là thử thách khó vượt qua đối với smartphone.
 |
|
Google và Huawei được đánh giá là những công ty tiên phong trong lĩnh vực nhiếp ảnh di động. Ảnh: IDN Times |
Để cải thiện khả năng chụp đêm trên smartphone, cảm biến máy ảnh cần tiếp nhận tối đa ánh sáng từ môi trường xung quanh. Có bốn yếu tố quyết định khả năng thu sáng của cảm biến máy ảnh, gồm chất lượng và độ mở ống kính (khẩu độ), kích thước cảm biến, kích thước điểm ảnh và thời gian phơi sáng.
Tăng khẩu độ
Giải pháp đầu tiên các nhà sản xuất đang thực hiện là tăng khẩu độ. Huawei đã tăng khẩu độ từ f/1.8 trên P20 Pro và Mate 20 lên f/1.6 trên P30 Pro và Mate 30. Samsung trang bị cho Galaxy Note 10 hai ống kính với khẩu độ f/1.5 và f/2.4, đồng thời cho phép người dùng chuyển đổi linh hoạt tùy theo nhu cầu. Google nâng cấp từ f/1.8 trên Pixel 3 lên f/1.7 trên Pixel 4. iPhone 11 cũng có khẩu độ là f/1.8.
Ảnh chụp bằng Huawei P20 Pro khẩu f/1.8 (trái) và Mate 30 khẩu f/1.6 (phải).
Ống kính mở rộng hơn cho phép nhiều ánh sáng chiếu vào cảm biến. Vì không gian bên trong điện thoại nhỏ hơn máy ảnh DSLR nên việc chế tạo ống kính nhỏ, rộng với chất lượng cao dành cho smartphone là thách thức lớn đối với các nhà sản xuất. Hơn nữa, khẩu độ quá rộng sẽ làm biến dạng bức hình (quang sai) và để lại hiệu ứng độ sâu trường ảnh, làm mất chi tiết trong các bức hình chụp phong cảnh.
Tăng kích thước cảm biến
Giải pháp truyền thống để thu được nhiều ánh sáng hơn là tăng kích thước của cảm biến. Cảm biến càng lớn, ánh sáng tiếp nhận trong khoảng thời gian màn trập càng nhiều. Khi đó, người dùng sẽ không phải giảm độ nhạy sáng (ISO) hay tăng tốc độ màn trập, qua đó tránh hiện tượng nhiễu hạt trên các bức hình chụp đêm.
Huawei là nhà sản xuất tiên phong trong giải pháp tăng kích thước cảm biến. Hai mẫu flagship cao cấp nhất của công ty Trung Quốc là P30 Pro và Mate 30 đều được trang bị cảm biến 1/1,7 inch, kích thước khoảng 7,53 x 5,64 mm. Cảm biến máy ảnh sửa dụng trên bộ đôi này lớn hơn đáng kể so với cảm biến 1/2,55 (khoảng 5,75 x 4,32 mm) trên smartphone của Samsung, Google và Apple.
 |
|
Theo Huawei, cảm biến máy ảnh của Mate 30 và P30 Pro tiếp nhận ánh sáng nhiều hơn cảm biến trên iPhone 11 Pro Max 137%. |
Công nghệ ghép điểm ảnh
Máy ảnh của P30 Pro và Mate 30 có độ phân giải 40 megapixel so với 12 megapixel trên smartphone của đối thủ, tương đương với kích thước của mỗi pixel đơn lẻ là 1 micron so với 1,4 micron, nhưng cảm biến của Huawei dùng công nghệ ghép điểm ảnh (pixel binning) với bộ lọc màu Quad Bayer. Do đó, máy ảnh độ phân giải 40 megapixel này ghi lại chất lượng ảnh tương đương với máy ảnh 10 megapixel cải tiến với kích thước điểm ảnh 2 micron.
Công nghệ ghép điểm ảnh đang ngày càng trở nên phổ biến. Người dùng có thể thấy cảm biến máy ảnh dùng bộ lọc Quad Bayer trên flagship của Huawei và Oppo, cũng như điện thoại tầm trung và bình dân từ Realme và Honor.
Trên lý thuyết, công nghệ ghép điểm ảnh cho phép các nhiếp ảnh gia di động có thể ghi lại bức hình với độ phân giải cao dưới ánh sáng ban ngày, đồng thời điểm ảnh lớn sẽ thu nhiều hạt ánh sáng hơn vào ban đêm. Tuy nhiên, cảm biến loại này vẫn tồn tại hạn chế là bức hình không thể giữ mức độ chi tiết khi phóng to.
 |
|
Khi chụp, mỗi điểm ảnh sẽ tiếp nhận hạt ánh sáng để xác định độ sáng và màu sắc. Ảnh: Gadget Hacks |
Một số chuyên gia công nghệ cho rằng kích thước mỗi điểm ảnh đóng vai trò quan trọng, tạo nên sự khác biệt cho bức hình đêm. Apple, Google và Samsung đã khắc phục vấn đề khi chụp ảnh thiếu sáng bằng cảm biến với kích thước 1,4 micron. Còn Huawei, nhờ bộ lọc Quad Bayer, đã đẩy giới hạn điểm ảnh trên cảm biến dành cho smartphone lên 2,0 micron và được đền đáp bằng kết quả ấn tượng.
Thuật toán và thời gian phơi sáng dài
Google đã đặt nền móng ban đầu cho kỹ thuật Chụp đêm và phơi sáng dài trên smartphone ngày nay bằng công nghệ chụp HDR+ của điện thoại Pixel. HDR+ kết hợp nhiều bức ảnh ghi lại ở thời gian phơi sáng khác nhau, giúp tăng mức độ chi tiết ngay cả khi chụp trong điều kiện ánh sáng yếu.
Huawei đã kế thừa thành công của Google và phát triển công nghệ “one-shot HDR”. Khi chụp đêm với one-shot HDR, cảm biến sẽ tiếp nhận thông tin về màu sắc của 10 triệu điểm ảnh lớn và thu ánh sáng qua 40 triệu điểm ảnh nhỏ. Trong đó, một nửa điểm ảnh sẽ được thiết lập ở thời gian phơi sáng dài và nửa còn lại dùng thời gian phơi sáng ngắn. Cuối cùng, dữ liệu ảnh sáng được hệ thống tính toán để tạo ra bức ảnh HDR, thay vì phải chồng nhiều bức ảnh như trước đây.
Năm 2018, Huawei và Google đã đồng loạt giới thiệu chế độ Chụp đêm (Night mode). Kỹ thuật này cũng kết hợp hình ảnh phơi sáng ngắn và dài để đem đến bức hình chụp đêm tươi sáng hơn, nhưng người dùng cần giữ yên máy trong vài giây.
Chụp đêm hiện đã trở thành tính năng phổ biến trong ứng dụng chụp ảnh của nhiều nhà sản xuất, chứ không còn dành riêng cho thiết bị cao cấp. Tuy nhiên, hiệu quả đem lại phụ thuộc vào chất lượng ống kính và phần mềm thuật toán.
Bức ảnh chụp bằng OnePlus 7 Pro khi bật chế độ cảnh đêm (trái) và tắt chế độ cảnh đêm (phải).
Cảm biến tiên tiến hơn
Trên P30 Pro, Huawei đã thay thế bộ lọc màu RGGB (đỏ – xanh lá – xanh lam – đen) truyền thống của máy ảnh bằng bộ lọc RYYB (đỏ-vàng-xanh lam) SuperSpectrum mới, được thiết kế để cải thiện khả năng thu sáng.
RYYB DSuperSpectrum thực sự hứng nhiều ánh sáng hơn nhờ bộ lọc vàng thu thập cả thông tin màu xanh lục và đỏ, nhưng đổi lại, màu của bức hình có chân thực hay không lại phụ thuộc vào thuật toán. Điều này lý giải cho hiện tượng ngả vàng đôi khi xảy ra khi thuật toán không thể tách chính xác màu xanh và đỏ.
Bộ lọc RYYB Spectrum hiện là công nghệ độc quyền của Huawei, nhưng không bắt buộc phải có để chụp thiếu sáng tốt. Ưu điểm của nó là hạn chế chi tiết bị mờ do người dùng rung tay hay vật thể chuyển động.
Việt Anh (Theo Android Authority)
