Khẩu độ của smartphone lớn hơn liệu có nghĩa lý gì khi cảm biến ngày càng nhỏ đi?

Thứ tư, 16:29:08 08/11/2017
Trong những năm qua, các nhà sản xuất điện ngày càng chú ý hơn vào cải tiến hệ thống quang học cho camera điện thoại, nâng cao độ mở ống kính (khẩu độ) nhằm tăng hiệu suất chụp thiếu sáng. Tuy nhiên, khẩu độ lại chỉ tác động rất nhỏ đến hiệu suất chung của camera, mà quan trọng hơn chính là kích thước cảm biến.

khẩu độ lớn hơn đồng nghĩa với hiệu năng chụp thiếu sáng

Theo TheNextWeb, khẩu độ lớn hơn đồng nghĩa với hiệu năng chụp thiếu sáng cao hơn, trường sâu của ảnh (DOF) cũng mỏng hơn (hậu cảnh được làm mờ nhiều hơn, xuất hiện nhiều bokeh hơn). 

Vấn đề ở đây lại nằm ở kích thước cảm biến. Hãy tưởng tượng hai chiếc điện thoại với cấu hình y hệt nhau, trừ khẩu độ ống kính và kích thước cảm biến. Nếu cả hai máy có cùng kích thước cảm biến, máy có khẩu độ ống kính lớn hơn sẽ cho ra ảnh tốt hơn. Nhưng ngược lại, nếu cả hai máy có cùng khẩu độ ống kính, máy có kích thước cảm biến lớn hơn sẽ cho ra ảnh tốt hơn. Trường hợp phức tạp hơn nếu chúng khác nhau cả về khẩu độ lẫn kích thước cảm biến, sẽ rất khó biết được máy nào chụp ảnh tốt hơn.

Chúng ta sẽ cùng xem một ví dụ. 

Bức ảnh dưới đây được chụp bởi ống kính khẩu độ F1.8 của Google Pixel 2

Tư duy đúng tạo nên khoảng cách giữa người có mức lương năm là 1 tỷ đồng và 100 triệu đồng: 5 lối tư duy giúp bạn “đánh đâu thắng đó”
Cách tiêu tiền của tỷ phú Warren Buffett
Các nước đang dùng ứng dụng gì để chống lại Covid-19?

Bức ảnh dưới đây được chụp bởi ống kính khẩu độ F1.8 của Google Pixel 2.

bức ảnh này được chụp bởi ống kính khẩu độ F3.5 của một chiếc camera có cảm biến M4/3

Và bức ảnh này được chụp bởi ống kính khẩu độ F3.5 của một chiếc camera có cảm biến M4/3

Có thể thấy, dù camera của Pixel 2 có khẩu độ lớn hơn, nhưng ảnh chụp từ chiếc camera M4/3 khẩu độ F3.5 lại xoá phông tốt hơn (và chắc chắn là chụp thiếu sáng cũng tốt hơn), đơn giản là vì kích thước cảm biến M4/3 lớn hơn rất nhiều, từ đó thu được nhiều ánh sáng hơn.

Nếu bạn cảm thấy chưa được thuyết phục, thì đây là hình ảnh chụp bởi ống kính máy ảnh có cùng khẩu độ F1.8 như Pixel 2, nhưng lắp trên chiếc camera có cảm biến M4/3 nêu trên:

cùng khẩu độ F1.8 như Pixel 2, nhưng lắp trên chiếc camera có cảm biến M4/3

Đến tận hôm nay tôi mới hiểu, tại sao bạn mình làm sếp còn tôi thì cứ mãi ở vị trí nhân viên
Người tính toán để 14 lần trúng xổ số độc đắc
Tại sao Tần Thủy Hoàng là vị vua duy nhất mặc áo long bào đen?

Cảm biến Pixel 2 có kích thước rất nhỏ, chỉ 1/2.55", tức là thuộc hàng nhỏ nhất trong số các cảm biến máy ảnh phổ biến có thể thấy trong hình ảnh so sánh dưới đây:

 

Pixel 2 có kích thước rất nhỏ, chỉ 1/2.55

Vậy tại sao chúng ta lại làm phép so sánh này?

Thực ra hiện nay, các nhà sản xuất smartphone luôn quảng cáo rằng camera điện thoại của họ sản xuất có khẩu độ ngày càng lớn, và nhờ đó cho chất lượng ảnh ngày một tốt hơn. Nhưng vấn đề ở đây là họ lại không hề nêu bất kỳ thông tin nào liên quan kích cỡ cảm biến. 

Chiếc V30 được LG quảng cáo là có khẩu độ F1.6 - lớn nhất trong số các smartphone flagship năm nay. Theo LG thì đây là một nâng cấp đáng giá so với khẩu độ F1.8 trên LG V20. Tuy nhiên có mấy ai biết được rằng, LG đã giảm kích thước cảm biến của V30 xuống còn 1/3", nhỏ hơn so với cảm biến của V20 là 1/2.6", hay nói thẳng ra là "nâng cấp đáng giá" về camera trên V30 chỉ là một chiêu trò "lừa phỉnh" của LG mà thôi!

Hé lộ sự thật về nơi chôn cất Tư Mã Ý: Không thể che giấu dù tìm đủ mọi kế tung hỏa mù
Lí giải tại sao chữ "x" được dùng để ký hiệu ẩn số trong toán học
Phát hiện đột phá tại 'địa ngục' sâu 3.000 km của Trái Đất: Thứ quyết định sự tồn vong chính là đây!

LG có thể nguỵ biện rằng thấu kínhcông nghệ cảm biến trên V30 tốt hơn so với V20, do đó camera trên V30 xét một cách tổng quát chắc chắn tốt hơn V20. Điều này cũng có thể xảy ra, nhưng rõ ràng với nhiều người, việc LG giảm kích cỡ cảm biến rồi lại tăng khẩu độ ống kính quả là một trò dối trá không thể tin được.

Tệ hơn nữa, cảm biến nhỏ hơn tức là dải nhạy sáng (dynamic range) sẽ kém hơn, và vấn đề này không thể giải quyết chỉ bằng cách tăng khẩu độ.

Tất nhiên, làm cảm biến nhỏ hơn chưa hẳn là xấu. Trên Pixel 2, Google cũng đi theo hướng tương tự khi giảm kích cỡ cảm biến từ 1/2.3" xuống 1/2.55", và tăng khẩu độ từ F2.0 lên F1.8, nhưng đồng thời với việc này, Google cũng thêm vào tính năng chống rung quang học để cải thiện hiệu năng chụp thiếu sáng, và công nghệ cảm biến của Pixel 2 cũng tốt hơn hẳn so với Pixel 1.

Vấn đề nằm ở đâu?

Rõ ràng, vấn đề nằm ở việc các nhà sản xuất tập trung quảng cáo quá mạnh cho khẩu độ mà không hề đề cập đến kích cỡ cảm biến, vốn bị làm cho nhỏ đi. Nếu khẩu độ tăng đến một mức nào đó, nó có thể hỗ trợ một cảm biến nhỏ hơn trong việc cải thiện hiệu năng chụp thiếu sáng, còn hỗ trợ được đến thế nào thì hoàn toàn tuỳ thuộc vào khả năng PR của hãng sản xuất.

Đọc tới đây, hẳn các bạn sẽ tự hỏi, tại sao các nhà sản xuất lại làm cảm biến nhỏ đi? Đơn giản thôi, để giảm kích thước máy. Cảm biến lớn sẽ cần một ống kính lớn, và đòi hỏi linh kiện lớn hơn để có thể hỗ trợ các tính năng như chống rung quang học.

Essential Phone sử dụng cảm biến kép 1/3

Essential Phone sử dụng cảm biến kép 1/3" nhưng không thể đấu lại một cảm biến đơn có kích thước lớn hơn nếu không dựa vào sức mạnh của bộ vi xử lý hình ảnh

Trên các thiết bị sử dụng hệ thống camera kép, kích cỡ cảm biến thậm chí còn nhỏ hơn, ví dụ như chiếc Essential Phone có cảm biến chỉ 1/3", nhờ đó tuy được trang bị 2 camera thì máy vẫn mỏng, gọn nhẹ. Về lý thuyết, hệ thống camera kép có thể cho chất lượng hình ảnh tốt hơn dù cảm biến nhỏ, thông qua việc kết hợp các chi tiết từ cả hai cảm biến, nhưng trên thực tế, chúng rất hiếm khi cho hình ảnh có chất lượng tốt như các thiết bị có một camera với cảm biến lớn hơn.

Cũng cần phải nói thêm rằng, còn rất nhiều yếu tố tác động lên chất lượng ảnh chụp bên cạnh kích cỡ cảm biến và khẩu độ. Đó là công nghệ cảm biến, chất lượng thấu kính phần mềm xử lý, thuật toán HDR, chống rung quang học, phần mềm xử lý bokeh...

Do đó, đừng nên đánh giá camera trên điện thoại chỉ thông qua thông số của nó. Khẩu độ lớn là một chuyện, kết quả chụp ra lại là một chuyện khác. Và các nhà sản xuất smartphone cũng không nên đánh lừa người dùng bằng cách trước mặt thì tăng khẩu độ, còn sau lưng thì lại "cắt xén" bớt kích cỡ cảm biến. Có thể nói, hiện nay kỹ thuật số và thuật toán mới chỉ hỗ trợ để tăng cường chất lượng chứ chưa thể vượt qua giới hạn vật lý của cảm biến ảnh.

Duy Vũ

Bài viết cùng chuyên mục

Đọc nhiều nhất

Chủ đề được quan tâm

Ngày tận thế Ngày tận thế Thứ bảy, 11:10:49 11/07/2020
Thế giới động vật Thế giới động vật Thứ bảy, 11:09:41 11/07/2020
Kiếm hiệp Kiếm hiệp Thứ sáu, 16:59:02 10/07/2020
Trí tuệ nhân tạo Trí tuệ nhân tạo Thứ năm, 11:12:32 09/07/2020
1001 câu hỏi tại sao 1001 câu hỏi tại sao Thứ tư, 14:12:28 08/07/2020

Video nổi bật

Sản phẩm mới