Cách ống kính tiềm vọng đưa chụp ảnh iPhone lên tầm cao mới

Các nhà sản xuất Smartphone nói chung và Apple nói riêng vẫn miệt mài nghiên cứu để mang đến cho người dùng những trải nghiệm tối ưu nhất, đặc biệt là ở hệ thống camera. Với những tiến bộ trong nhiếp ảnh điện toán cùng với khả năng thu phóng được nâng cấp, ống kính máy ảnh tiềm vọng có thể giúp nâng cao khả năng chụp ảnh của iPhone lên một tầm cao mới.

Hạn chế về không gian

Vấn đề quan trọng mà các nhà sản xuất phải giải quyết đó là vừa cho phép ống kính máy ảnh thực hiện tính năng zoom quang học nhưng vừa tiết kiệm được không gian của các thành phần thấu kính. Bởi lẽ, để ống kính máy ảnh thực hiện được các mức thu phóng thì các thành phần ống kính tương tự cũng phải di chuyển và chiếm nhiều không gian hơn. Nhưng vấn đề nan giải đối với các nhà sản xuất là điện thoại thông minh thường không có đủ không gian để đáp ứng được điều này.

Điện thoại thông minh thường có độ dày trung bình chỉ nằm trong khoảng gần 1 cm hoặc cụ thể như iPhone 12 Pro chỉ khoảng 7,4mm. Vì thế, thật khó để có thể bố trí ống kính tele phức tạp trong một thiết kế vỏ mỏng như ở iPhone. Apple đã cố gắng tối đa hóa không gian bằng cách tăng thêm độ dày dưới dạng một vết lồi của camera, nhưng điều này cũng không tạo ra nhiều không gian cho cảm biến.

độ dày của iPhone 12 Pro

độ dày của iPhone 12 Pro

Cụm thấu kính trên đầu cảm biến không có bất kỳ khoảng trống nào để các thành phần khác chuyển động hay sử dụng cách sắp xếp thành phần thấu kính tiên tiến để cung cấp mức thu phóng xạ. Do đó, một cụm thấu kính cố định đã được sử dụng và có thể di chuyển để lấy nét hoặc ổn định hình ảnh quang học. Tuy nhiên, nó vẫn không đủ không gian để cải thiện zoom quang học.

Để có đủ không gian cung cấp cho tính năng zoom, các nhà sản xuất điện thoại thông minh sử dụng nhiều chuyển đổi cảm biến máy ảnh ở mặt sau, trang bị các cụm ống kính khác nhau để bao phủ hình ảnh tele: rộng và siêu rộng. Bằng phương pháp này, điện thoại thông minh có thể thay đổi mức thu phóng ngay tại thời điểm đó.

Các nhà sản xuất đã cải thiện zoom quang học cùng với zoom kỹ thuật số. Điều này thường liên quan đến thao tác xử lý hình ảnh ra khỏi cảm biến để cắt, thay đổi kích thước hình ảnh để đáp ứng độ phân giải theo ý muốn của người dùng.

Mặc dù tính năng zoom đã được nâng cấp nhưng nó cũng không phải là một giải pháp tuyệt vời. Việc thu phóng kỹ thuật số thường làm chất lượng ảnh kém hơn so với thu phóng quang học. Nhưng ngược lại, các kỹ thuật thu phóng kỹ thuật số hiện đại rất tốt cho mục đích quảng cáo của nhà sản xuất.

Ví dụ, iPhone 12 Pro Max có phạm vi quang học từ 2,5x in đến 2x out nhưng khi thêm yếu tố zoom kỹ thuật số, khả năng zoom của nó lên tới 12x.

Đối với các nhà sản xuất điện thoại thông minh, câu hỏi vẫn là: làm thế nào để bổ sung thêm tính năng zoom quang học chất lượng tốt hơn.

Tăng cường tính năng thu phóng hình ảnh

Một số dòng điện thoại thông minh đầu tiên đã giải quyết vấn đề theo một vài cách thức với các mức độ thành công khác nhau. Cụ thể là Nokia Lumia 1020 bắt đầu với một bộ cảm biến hình ảnh lớn lên đến 41,3 MP đã giúp nó có nhiều thời gian hơn khi phóng to cảnh. Từ đó, cung cấp khả năng thu phóng chất lượng cao hơn.

Nokia Lumia 1020 đã sử dụng cảm biến có độ phân giải cao để cung cấp khả năng thu phóng chất lượng cao

Nokia Lumia 1020 đã sử dụng cảm biến có độ phân giải cao để cung cấp khả năng thu phóng chất lượng cao.

Thay vì sử dụng zoom quang học thuần túy, camera đã tận dụng độ phân giải tuyệt đối của nó để cắt hình ảnh từ cảm biến để hình ảnh cuối cùng phù hợp với mức thu phóng mà người dùng muốn, thay vì điều chỉnh tỷ lệ hoặc nội suy hình ảnh để thay đổi kích thước. Từ đó, hình ảnh thu được vẫn ở độ phân giải có thể sử dụng cao, ngay cả sau khi áp dụng cắt ảnh đáng kể.

Một cách khác để giải quyết vấn đề tương tự là mượn cơ chế thu phóng cổ điển từ máy ảnh compact. Các thiết bị như Samsung Galaxy S4 Zoom bao gồm một hệ thống máy ảnh mà trong đó các ống kính có thể dịch chuyển ra khỏi thân máy, thay đổi vị trí của các thành phần ống kính và cho phép mở rộng zoom quang học.

Samsung Galaxy S4 Zoom đã mượn tính năng zoom ống lồng từ máy ảnh nhỏ gọn.

Samsung Galaxy S4 Zoom đã mượn tính năng zoom ống lồng từ máy ảnh nhỏ gọn.

Mặc dù cung cấp khả năng zoom quang học 10x trên cảm biến 16MP và giải quyết được vấn đề không gian nhưng cái giá đổi lại là làm mất đi vẻ ngoài thẩm mĩ của thiết bị.

Ống kính tiềm vọng

Thuật ngữ "thấu kính kính tiềm vọng" bắt nguồn từ ý tưởng làm tăng khoảng không gian của thấu kính trong một khu vực hạn chế bằng cách tận dụng cách ánh sáng phản chiếu. Thay vì hướng cảm biến máy ảnh trực tiếp ra mặt sau của điện thoại, ta có thể được đặt nằm nghiêng trong khoảng không gian nhỏ còn lại của bề dày điện thoại. Dù các nhà cung cấp không thể tác động nhiều về độ dày tổng thể của điện thoại thông minh, thì họ vẫn có thể quản lý các thành phần bên trong để cung cấp cho cảm biến máy ảnh nhiều không gian hơn để sử dụng hơn.

Các ống kính vẫn được đặt phía trước cảm biến máy ảnh như bình thường, nhưng sau đó là một tấm gương hoặc lăng kính được sử dụng để hướng ánh sáng qua một khẩu độ ở mặt sau của điện thoại thông minh.

Thiết lập máy ảnh kính tiềm vọng hoặc gập lại gắn cảm biến và ống kính chính ở bên cạnh chúng và phản chiếu ánh sáng bằng lăng kính hoặc gương

Thiết lập máy ảnh kính tiềm vọng hoặc gập lại gắn cảm biến và ống kính chính ở bên cạnh chúng và phản chiếu ánh sáng bằng lăng kính hoặc gương.

Vì có thể tạo ra khoảng trống giữa cảm biến và thành phần phản xạ đã cho phép khoảng cách giữa các phần tử rộng hơn, có nghĩa là các nhà thiết kế có thể sắp xếp ống kính một cách tối ưu hơn.

Thương mại hóa ban đầu

Apple chắc chắn sẽ không phải là hãng đầu tiên cung cấp điện thoại thông minh có camera bằng kính tiềm vọng vì đã một số đối thủ cạnh tranh xuất xưởng thành công các mẫu sử dụng công nghệ này.

Huawei là một trong những hãng đầu tiên tung ra thị trường một chiếc điện thoại thông minh có sử dụng hệ thống camera kính tiềm vọng, đó là: P30 Pro được trang bị ống kính SuperZoom.

Một góc nhìn bùng nổ về Huawei P30 Pro, cho thấy hướng khác nhau của ống kính tiềm vọng so với các máy ảnh thông thường.

Một góc nhìn bùng nổ về Huawei P30 Pro, cho thấy hướng khác nhau của ống kính tiềm vọng so với các máy ảnh thông thường.

Tuy nhiên, việc triển khai ý tưởng của Huawei là không hoàn toàn hoàn hảo. Đầu tiên, mặc dù bao gồm cảm biến máy ảnh góc rộng 40MPl và phiên bản góc siêu rộng 20MP, cảm biến được sử dụng trong ống kính tiềm vọng chỉ có độ phân giải là 8MP.

Trong khi cảm biến nhỏ hơn có độ phóng đại lên đến 5x, để đạt được zoom 10x, Huawei đã kết hợp hình ảnh của camera kính tiềm vọng 8MP với ảnh được cắt từ cảm biến 40MP, kết hợp cả hai để tạo ra hình ảnh 10x có độ chi tiết cao.

Thu phóng 50x hoat động dựa trên nhiều kỹ thuật thu phóng kỹ thuật số hơn, bao gồm cắt xén và phóng to hình ảnh, được hỗ trợ bởi các cải tiến thuật toán.

Đối thủ chính của Apple, Samsung, đã đưa ra phiên bản riêng của mình trong Galaxy S20 Ultra vào tháng 2 năm 2020. Được mệnh danh là "Space Zoom", hệ thống ống kính tiềm vọng được kết hợp với cảm biến 48MP.

Samsung Galaxy S20 Ultra đã đặt cụm ống kính gập lại của nó ở chân đế của camera

Samsung Galaxy S20 Ultra đã đặt cụm ống kính gập lại của nó ở chân đế của camera

Lần này, hệ thống cho phép zoom quang học 4x, zoom 10x sử dụng các kỹ thuật như cắt xén cảm biến, ghép pixel và các kỹ thuật thu phóng kỹ thuật số điển hình hơn cho chức năng zoom 100x của nó.

Hai bản phát hành cho thấy tiềm năng của việc sử dụng hệ thống ống kính tiềm vọng với khả năng thu phóng quang học được cải thiện hơn nhiều so với bình thường mà không làm mất đi kiểu dáng vật lý của thiết bị.

Cải thiện zoom iPhone

Hiện tại, có vẻ như Apple sẽ không đưa bất kỳ loại zoom kính tiềm vọng nào vào đợt ra mắt của dòng iPhone tiếp theo. Một báo cáo từ nhà phân tích Ming-Chi Kuo vào tháng 11 năm 2020 đã đưa ra ý tưởng rằng Apple trang bị một hệ thống như trên vào iPhone 2022. Tuy nhiên, vào tháng 3 năm 2021, Kuo đã điều chỉnh lại dự báo về thời gian cho ra mắt là vào năm 2023.

Khác với suy đoán của các nhà phân tích, các báo cáo khác cho rằng Apple đang lên kế hoạch để có camera ống kính tiềm vọng cho iPhone trong tương lai. Vào tháng 11 năm 2020, Apple được cho là đang tìm kiếm nhà cung cấp ống kính tiềm vọng cho các mẫu iPhone trong tương lai. Vào tháng 12 năm 2020, các báo cáo đã chỉ ra rằng đối tác máy ảnh hiện tại của Apple là LG InnoTek có khả năng khai thác Samsung cho thiết bị truyền động và ống kính để tạo ra các mô-đun ống kính tiềm vọng sử dụng trong các mẫu iPhone trong tương lai.

Hình ảnh ứng dụng bằng sáng chế của Apple cho một ống kính tiềm vọng có các yếu tố chuyển động cho OIS và tự động lấy nét.

Hình ảnh ứng dụng bằng sáng chế của Apple cho một ống kính tiềm vọng có các yếu tố chuyển động cho OIS và tự động lấy nét.

Apple đã nộp nhiều đơn đăng ký bằng sáng chế trong lĩnh vực này. Đơn đăng kí xuất hiện vào tháng 1 năm 2021 đã đề xuất việc sử dụng một bộ truyền động để di chuyển các thành phần ống kính trong một hệ thống ống kính tiềm vọng, một thiết bị có thể cung cấp khả năng ổn định hình ảnh quang học và tự động lấy nét.

Apple được đồn đoán là đang thiết kế và chế tạo phương tiện tự động, có thể sử dụng thấu kính tiềm vọng để điều khiển hệ thống tự động lái trên Apple Car. Khả năng quản lý cách chế tạo hệ thống camera và ống kính cho phép Apple tạo ra các mảng cảm biến hình ảnh có thể dễ dàng ẩn bên trong thân xe hơn.

Với những tiến bộ trong nhiếp ảnh điện toán cùng với khả năng thu phóng tăng lên, ống kính máy ảnh tiềm vọng có thể giúp nâng cao khả năng chụp ảnh của iPhone lên một tầm cao mới.

MUA iPHONE CHÍNH HÃNG VN/A

Xem thêm:

Xem thêm