Tại sao cụm camera smartphone lúc nào cũng phải to ra?

Hôm nay coi hình rò rỉ của chiếc Mi 11 Ultra, chúng ta tiếp tục thấy một chiếc máy có cụm camera kích thước lớn, cả về diện tích lẫn độ dày. Và nhớ lại trên nhiều máy khác, từ Galaxy S21 Ultra, iPhone 12 Pro Max, Huawei Mate 40 Pro, Vivo X60 Pro,... tất cả đều có cụm camera siêu to. Trên thực tế, những chiếc máy này đều cho ra hình ảnh rất ấn tượng, tất nhiên là được đánh giá cao dù ở phương diện nào so với mặt bằng chung của cả thế giới smartphone.

Trong khi đó từng có thời độ mỏng của những chiếc điện thoại là cái mà các hãng sản xuất chạy theo như một cách tạo lợi thế so với các máy khác. Tuy nhiên khi có trào lưu chạy đua camera xuất hiện thì người ta đã bắt đầu chấp nhận đánh đổi độ mỏng, độ đẹp của những chiếc điện thoại để trang bị các cụm camera to, dầy, cồng kềnh nhằm có được những bức ảnh tốt hơn chụp bằng điện thoại. Các máy flagship đều không thể thoát khỏi quỹ đạo này, bất kể là máy nào. Tuy nhiên, tại sao lại như vậy?



Có vẻ như trước khi nhìn lại lợi ích cụ thể của những cụm camera siêu to, chúng ta hãy tìm lý do tại sao chúng tồn tại trước đã. Và câu trả lời có thể tóm gọn là: vật lý cả.

Tiêu cự, ống kính và tỷ lệ crop

Mặc dù các hãng điện thoại đều có thể thu nhỏ kích thước camera xuống kích thước rất nhỏ, nhét vừa vào trong một chiếc điện thoại mỏng dính, vẫn cho khả năng ghi hình, nhưng vẫn có những giới hạn mà họ phải tuân thủ. Dù các thành phần linh kiện khác đều có thể đạt được những tiến bộ kỹ thuật để làm nhỏ đi, từ đó giúp giảm độ mỏng tổng thể của máy nhưng đối với camera thì không thể, do đó họ buộc phải để cho cụm camera nhô lên khỏi bề mặt máy nhằm đảm bảo tối thiểu khả năng chụp ảnh.

Chi tiết hơn xíu thôi, hãy bắt đầu từ các khái niệm thấu kính và độ dài tiêu cự. Tất cả những chiếc ống kính, dù là trên máy ảnh cơ cho tới smartphone, đều buộc phải tuân theo bản chất vật lý của việc chụp ảnh là cho ánh sáng đi qua, hội tụ lại tiêu điểm. Tiêu điểm cũng là nơi đặt cảm biến hình ảnh để bắt đầu ghi nhận thông tin, khởi đầu quá trình ghi lại bức ảnh số. Trong nhiếp ảnh, độ dài của tiêu cự được tính từ thấu kính tới điểm lất nét, đo bằng mm. Và quan trọng hơn, độ dài tiêu cự ảnh hưởng tới góc nhìn và phối cảnh của ảnh chụp. Nôm na thì tiêu cự càng dài, chủ thể ở tiền cảnh và hậu cảnh sẽ xuất hiện gần nhau hơn, gọi là hiệu ứng tiêu cự. (Xem thêm về tiêu cự tại đây)



Một khái niệm khác nữa của vấn đề chính là "hệ số crop", một khái niệm khác hoàn toàn với tiêu cự. Hệ số crop của máy ảnh phụ thuộc vào kích thước cảm biến. Hình ảnh từ bên ngoài chui qua các thấu kính của ống kính, đi vào bên trong cảm biến, bất kể đó là cảm biến nào thì hình ảnh mà ống kính thu được là như nhau. Do đó bức ảnh cuối cùng mà ống kính thu được sẽ bị crop bởi kích thước của cảm biến.



Cảm biến nhỏ hơn sẽ tạo ra vùng crop hẹp hơn, trường nhìn cũng hẹp hơn. Và cũng vì thế, bức ảnh trông được zoom nhiều hơn so với hình ảnh lớn mà ống kính thu được, đây chính là hệ số crop. Và đây cũng là nguyên nhân mà ống kính tele trên các smartphone sẽ thường đi kèm với một cảm biến kích thước nhỏ hơn là vậy. Tuy nhiên, cần lưu ý là "cảm giác zoom" của crop không cho hiệu ứng phối cảnh giống như độ dài tiêu cự ở toàn khung tại cùng một độ phóng đại. Đây là yếu tố quan trọng để hiểu được về trường nhìn FoV của không chỉ ống tele mà cả ống rộng trên smartphone.

Nhu cầu cảm biến lớn hơn và zoom nhiều hơn

Tiếp theo sẽ là độ dầy của cụm camera. Lý do đầu tiên cần phải làm cụm camera dày lên chính là để có chỗ cho tính năng zoom được xa hơn. Như đã đề cập ở trên, độ dài tiêu cự đóng vai trò quyết định độ phóng đại của máy ảnh. Mặc dù có thể tạo nên những hệ thấu kính phức tạp nhằm tăng cường hiệu ứng tiêu cự nhưng cuối cùng, việc tăng khoảng cách giữa ống kính và cảm biến vẫn là yếu tố quan trọng giúp zoom được xa hơn.

Đó là lý do tại sao trên các smartphone, người ta bắt đầu sử dụng ống kính theo kiểu kính tiềm vọng tàu ngầm, bẻ cong ánh sáng 90 độ. Đơn giản là vì cách làm này sẽ giúp kéo dài khoảng cách từ thấu kính tới cảm biến. Giải pháp này giúp những chiếc smartphone muốn được zoom quang xa hơn nhưng không cần phải có cụm camera chứa ống kính quá dày hơn. Mặc dù vậy, giải pháp kính tiềm vọng vẫn chỉ giúp cụm camera đỡ dày hơn khi đảm bảo zoom quang được xa hơn, tuy nhiên bản chất nó vẫn khiến cụm camera lồi dày lên.



Yếu tố thứ 2 ảnh hưởng tới cụm camera kích thước lớn chính là bên cạnh zoom, các hãng cũng muốn trang bị cảm biến lớn hơn. Chúng ta vẫn biết cảm biến càng lớn thì lượng ánh sáng vào càng nhiều, hình ảnh càng có chất lượng cao hơn. Mặc dù kích thước cảm biến mới quyết định hệ số crop chứ không phải độ dài tiêu cự, nhưng độ dài tiêu cự vẫn có lý do đòi hỏi có cảm biến lớn hơn.

Những chiếc điện thoại không chỉ có 1 ống kính mà có nhiều ống, ít nhất là siêu rộng, rộng, tele và khi đó, các độ phóng đại của trường nhìn ở từng ống kính phải được giữ cố định. Do đó, nhu cầu ở đây là giữ nguyên khung hình, giữ nguyên hệ số crop và dùng cảm biến lớn hơn. Do đó, bải toán ở đây buộc phải có tiêu cự dài hơn, nếu không thì khi tăng kích thước cảm biến, trường nhìn sẽ rộng hơn một cách không mong muốn.


Cảm biến lớn sẽ cải thiện chất lượng ảnh, nhưng vùng crop rộng lại cho ảnh có hiện tượng méo hình ở viền ảnh. Nếu dùng tiêu cự ống kính đủ dài để vừa khít với hệ số crop của cảm biến nhỏ thì vô tình, rơi vào "điển ngọt" để hình cho ra không còn méo viền nữa.

Một vấn đề khác là hiện tượng méo hình, dễ nhìn thấy ở phần rìa của ống kính. Việc tăng kích thước cảm biến, hệ số crop lớn hơn sẽ dẫn tới méo hình nhiều hơn. Vấn đề này sẽ nhiều hơn, đặc biệt đối với các ống kính khẩu lớn dùng trên các smartphone. Tất nhiên điều đó có thể giải quyết bằng việc sử dụng thấu kính có chất lượng tốt hơn, tuy nhiên với các đòi hỏi về nhỏ gọn và khẩu lớn thì lại cực kỳ khó chế tạo, đắt đỏ. Do đó giải pháp thay thế ở đây là điều chỉnh độ dài tiêu cự để sao đó trường nhìn trùng với điểm ngọt, tức là trùng với hệ số crop, để ít méo hình nhất. Và rồi cuối cùng, một lần nữa đòi hỏi phải có một tiêu cự dài hơn, cụm camera cũng lớn hơn.

Vậy cuối cùng tại sao các cụm camera ngày càng to ra?

Nguyên nhân chỉ đơn thuần là các nhà sản xuất luôn tìm cách cải thiện khả năng zoom và chất lượng hình ảnh của camera điện thoại bằng cách chống lại các quy luật vật lý. Họ vừa muốn cảm biến lớn hơn để hình ảnh đẹp hơn, vừa muốn zoom được xa hơn,... nhằm tiến gần hơn tới chất lượng của máy ảnh DSLR.



Cũng có ý kiến cho rằng, một trong những nguyên nhân khiến các hãng cần phải làm cụm camera lớn hơn chính là phục vụ cho mục đích quảng bá khả năng của smartphone. Tất nhiên, giữa 2 người, một người cầm D5 gắn ống hầm hố, và một người cầm máy ảnh du lịch, thì phần đông người ta sẽ ấn tượng với người cầm bộ máy ảnh chuyên nghiệp hơn. Có thể cùng logic đó, những chiếc điện thoại có cụm camera to sẽ dễ gây cảm giác chuyên nghiệp hơn, to thì tốt hơn, bất chấp lắm lúc là ngoại hình xấu hơn.



Dù vậy, khía cạnh phần cứng như chúng ta đề cập trên đây vẫn chỉ là một phần trong quá trình tạo ra một bức ảnh trên điện thoại. Cái quan trọng không kém khác chính là thuật toán xử lý ảnh và những chiếc điện thoại Pixel hay iPhone là minh chứng cho điều đó. Thuật toán và AI đóng vai trò cực kỳ quan trọng, góp phần giúp những chiếc camera smartphone vượt qua được giới hạn của vật lý và cho ra được những bức ảnh ấn tượng, bất ngờ hơn. Dù vậy, phần cứng mà ở đây là cảm biến, ống kính, tiêu cự, vẫn là thành phần quan trọng không kém bởi nó cung cấp thông tin nhiều và đủ cho thuật toán, thì hình ảnh cũng đẹp hơn. Âu cũng là một cuộc đua trong nội tại của chính camera smartphone, của chính các hãng sản xuất và của cả thị trường smartphone, cuộc đua mà có lẽ hồi kết vẫn chưa có.

==***==

Khoá học Quản trị Chiến lược Dành cho Lãnh đạo Doanh nghiệp

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Nơi hội tụ Tinh Hoa Tri Thức - Khơi nguồn Sáng tạo

Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com

Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com

--- 

Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên ZALO!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên Facebook!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa đào tạo Power BI phân tích báo cáo để bán hàng thành công

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Bảo mật và tấn công Website - Hacker mũ trắng

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học ​

KHÓA HỌC LẬP TRÌNH PYTHON TỪ CƠ BẢN ĐẾN CHUYÊN NGHIỆP

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Lập trình Visual Foxpro 9 - Dành cho nhà quản lý và kế toán

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học hướng dẫn về Moodle chuyên nghiệp và hay

Xây dựng hệ thống đào tạo trực tuyến chuyên nghiệp tốt nhất hiện nay.

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

KHÓA EXCEL CHUYÊN NGHIỆP

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học AutoIt dành cho dân IT và Marketing chuyên nghiệp

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khoá học Word từ cơ bản tới nâng cao, học nhanh, hiểu sâu

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học hướng dẫn sử dụng Powerpoint từ đơn giản đến phức tạp HIỆU QUẢ

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Thiết kế, quản lý dữ liệu dự án chuyên nghiệp cho doanh nghiệp bằng Bizagi

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng Power Query trong Excel

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Lập trình WEB bằng PHP từ cơ bản đến nâng cao

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng TableAU - Chìa khóa thành công!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng SPSS - Chìa khóa thành công!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học "Thiết kế bài giảng điện tử", Video, hoạt hình 

kiếm tiền Youtube bằng phần mềm Camtasia Studio

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ VIDEO CLIP CHO DÂN MARKETING CHUYÊN NGHIỆP

​​​​​

HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ QUẢNG CÁO VÀ ĐỒ HỌA CHUYÊN NGHIỆP VỚI CANVA

Hãy tham gia khóa học để trở thành người chuyên nghiệp. Tuyệt HAY!😲👍

 KHÓA HỌC VIDEO- XÂY DỰNG PHẦN MỀM QUẢN LÝ BẰNG MICROSOFT ACCESS

GOOGLE SPREADSHEETS phê không tưởng

Khóa hoc lập trình bằng Python tại đây

Hãy tham gia khóa học để biết mọi thứ

Để tham gia tất cả các bài học, Bạn nhấn vào đây 

Khóa học lập trình cho bé MSWLogo

Nhấn vào đây để bắt đầu học

Khóa học Ba, Mẹ và Bé - Cùng bé lập trình  TUYỆT VỜI

Khóa học sử dụng Adobe Presenter-Tạo bài giảng điện tử

Khóa học vẽ tạo giao diện demo cho website

Để thành thạo Wordpress bạn hãy tham gia khóa học 

Tham gia khóa học tại đây

Khóa học sử dụng Edmodo để dạy và học hiện đại để thành công

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Bảo hiểm nhân thọ - Bảo vệ người trụ cột

Cập nhật công nghệ từ Youtube tại link: congnghe.hocviendaotao.com
Tham gia nhóm Facebook
Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com
Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com

Nguồn: Tinh Tế

Share !