Bí mật công nghệ "đỡ lưng" cụm camera xuất sắc của Huawei P20 Pro

Huawei và Leica đang dành nhiều nỗ lực để xây dựng camera độc quyền của mình. Theo những thông tin lộ ra, Huawei P20 Pro sẽ sở hữu camera tốt nhất trên thị trường, nhưng tốt đến mức nào? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về công nghệ đứng sau hệ thống camera được cho là đã trang bị trên siêu phẩm mới ra mắt của nhà sản xuất Trung Quốc.

Camera Huawei P20 Pro sở hữu kích thước cảm biến lớn hơn bất kỳ smartphone nào trên thị trường hiện nay.

Trước hết, P20 Pro sở hữu ống kính độ phân giải lên tới 40MP. Cùng với đó, ống kính này sẽ sở hữu kích thước cảm biến lớn hơn bất kỳ smartphone nào trên thị trường hiện nay. Và nếu bạn nghĩ điều này đơn giản khiến các điểm ảnh nhỏ hơn (độ chi tiết tốt hơn) thì nó không đơn giản như thế.

Cảm biến của P20 Pro còn được trang bị bộ lọc được gọi là Quad Bayer (khác với bộ lọc Bayer hiện đang phổ biển). Chúng ta có thể giải thích tác dụng của bộ lọc mới này như sau:

Cảm biến của máy ảnh có "những điểm ảnh", tuy nhiên chúng sẽ khác với những "điểm ảnh trên màn hình". Những điểm ảnh trên cảm biến của máy ảnh không có các subpixel (*) loại RGB(**) hay bất cứ loại subpixel nào khác, và thay vào đó, chúng sẽ có tấm lọc đơn sắc ở mỗi điểm ảnh, các tấm lọc thường là màu Đỏ, Lục hoặc Lam. Mỗi điểm ảnh này sẽ chỉ lấy thông tin về 1 trong 3 màu cơ bản trên.

* Subpixel: là các thành tố tạo thành  một điểm ảnh** RGB: Hệ thống màu gồm 3 màu cơ bản

Cấu trúc của một tấm lọc Bayer điển hình.

Một tấm lọc Bayer điển hình là một dạng cấu trúc với cách sắp xếp mà trong đó sẽ có số ô màu xanh lá nhiều gấp đôi so với màu đỏ hoặc màu xanh biển (vì mắt người nhạy cảm với màu xanh lá nhất trong số các màu). Điều này có nghĩa là một camera 12MP sẽ có tới 6 triệu điểm ảnh màu xanh lá và 3 triệu điểm ảnh là màu đỏ hoặc là màu xanh biển. Nhưng làm thế nào để tổng số điểm ảnh trên ảnh chụp được (ảnh hiển thị trên màn hình) có tổng cộng tới 12 triệu điểm ảnh RGB? Vâng, mỗi điểm ảnh sẽ vay mượn thông tin về 2 màu khác nhau ở các điểm ảnh bên cạnh nó theo một thuật toán nhất định, và kết quả là nó tạo ra được 12 triệu điểm ảnh. Đây là một giải pháp khá tốt trong hầu hết các trường hợp, mặc dù đôi khi nó tạo ra những hiệu ứng đan màu.

Trong cấu trúc của tấm lọc Quad Bayer, khác với tấm lọc Bayer thì cứ 4 điểm ảnh cùng màu tạo lại được nhóm vào một cụm, có thể nhìn rõ cấu trúc ở hình dưới đây:

Cấu trúc lọc Quad Bayer hoàn thiện hơn.

Với bộ lọc Quad Bayer, mỗi điểm ảnh sẽ tiếp tục có những điểm ảnh bên cạnh, nhưng do được sắp xếp cạnh những màu giống nhau nên hiện tượng đan màu ít xảy ra hơn và thuật toán tiến hành gom màu bớt phức tạp hơn. Và kết quả là camera 40MP với bộ lọc 40MP không những có được độ chi tiết tốt mà còn nâng tầm sự chính xác màu lên một tầm cao hơn so với tấm lọc Bayer thông thường.

Cảm biến trên P20 Pro có 2 cảm biến đặt xen kẽ nhau. Điều này cho phép cả 2 "cảm biến" này có thể cùng ghi được 1 hình ảnh nhưng ở những thời gian phơi sáng khác nhau, kết quả là chúng sắp xếp để trở thành một tấm ảnh HDR.

Tiến trình tạo thành một tấm ảnh HDR.

Những điện thoại khác để thực hiện bức ảnh HDR chúng phải chụp 2 bức ảnh liên tiếp, nhưng do nó (khoảng thời gian giữa 2 bức ảnh) diễn ra lâu và các yếu tố trong 2 bức ảnh có thể thay đổi vị trí nên dẫn tới tình trạng bị nhòe hình. Để dễ hiểu thì diễn biến thời gian chụp bức ảnh HDR sẽ bao gồm 3 bước: tấm phơi sáng 1 + thời gian chuyển đổi + tấm phơi sáng 2. Trong khi đó canera trên P20 Pro lại có thể cùng lúc thực hiện 2 tấm ảnh cùng lúc nên kết quả là chất lượng ảnh chụp được tốt hơn hẳn.

Tốt hơn hết hãy thử tắt chế độ cài đặt camera ở 10MP. Bạn sẽ nhận thấy lợi ích của chế độ HDR và 40MP không thực sự sắc nét như gợi ý.

Có thể là bạn nghĩ rằng độ phân giải cao hơn sẽ chỉ hữu dụng khi bạn zoom tấm ảnh sau khi chụp thì nó nét hơn. Điều này là sự thật, nhưng nếu tìm hiểu cặn kẽ hơn thì điều bạn cần là một cách zoom tốt hơn - zoom quang học.

Huawei P20 Pro còn sở hữu một camera tele 8MP, nó sở hữu ống kính với độ dài tiêu cự là 80mm, và so với các ống kính tiêu cụ 27mm thì nó cho khả năng zoom quang học gấp 3 lần. Và khi kết hợp camera tele với cảm biến 40MP thì tầm nhìn của máy ảnh sẽ được mở rộng hết cỡ, điều này cho phép vi xử lý có thể thu thập cả thông tin từ các camera để đạt được hiệu quả zoom vật lý tới 5 lần. Chất lượng thì không được tốt như zoom quang học, nhưng vẫn tốt hơn khá nhiều các điện thoại khác, khi mà chỉ sở hữu ống kính tele với khả năng zoom 2 lần mà không có lợi ích từ độ phân giải cao.

Cấu trúc cụm camera trên Huawei P20 Pro.

Về camera thứ 3 của P20 Pro - cảm biến 20 MP - nó không được trang bị bộ lọc Bayer để lấy màu, do đó nó thu nhận được nhiều ánh sáng hơn. Bạn có thể thấy răng, việc sử dụng tấm lọc sẽ làm mát khá nhiều ánh sáng vươn tới các điểm ảnh. Do đó, một camera B&M giúp chụp ảnh tốt hơn trong trời tối, nhưng nhiều người lại thích những tấm ảnh nhiều màu sắc. Và có một giải pháp để giải quyết việc này.

Nhìn lại ta thấy rằng camera 40MP và camera trắng đen có cùng độ dài tiêu cự là 27mm. Điều này có nghĩa chúng có thể đưa tới những bức ảnh tương đương nhau, nó không chỉ là bức ảnh như là tele hoặc là 40MP, nhưng nó thực sự có một tấm ảnh đều từ bên trái tới bên phải, từ trên xuống đưới mặc dù một phần nhỏ trông hơi xa.

Điều này cho phép camera P20 Pro có thể kết hợp giữa lợi thế từ những tấm ảnh chụp thiếu sáng của camera B&W và những thông tin về màu sắc từ cảm biến của camera 40MP để tạo ra một bức ảnh sáng hơn, tràn đầy màu sắc hơn vào ban đêm. Chúng ta có thể còn sử dụng camera B&W của Huawei vào ban ngày, mặc dù nếu như cường độ ánh sáng quá lớn thì có thể máy sẽ báo không thể chụp được.

Thêm vào đó, P20 Pro là điện thoại duy nhất trên thị trường hiện tại có thể đẩy IOS lên tới 102,400. Sony cũng vừa mới giới thiệu một mẫu hình có thể làm được điều đó, nhưng chưa đưa ra thực tế. Tốc độ màn hình chập tối đa của các smartphone Xperia ở thời điểm hiện tại chỉ là 12,800.

Camera của P20 Pro sở hữu IOS khủng nhất trong số các camera smartphone trên màn hình.

Đương nhiên là IOS cao hơn thì sẽ khiến bức ảnh bị nhiễu hơn. Với những bức hình toàn cảnh ban đêm, thay vào đó bạn cần phải cần đẩy nhanh thời gian phơi sáng. May mắn là hệ thống ổn định sử dụng chí tuệ nhân tạo AI của Huawei cho phép bạn có thể chụp tay những bức hình với thời gian phơi sáng nhiều giây. Kết quả là nằm ngoài sự mong đợi.

Cả camera 40MP và camera tele 8MP của Huawei P20 Pro đều được trang bị chống rung quang học. Điều này cũng rất quan trọng giống như là khi bạn dùng tay để chọn những thành tố zoom khác nhau. Huawei và Leica cũng đã cải thiện hệ thống lấy nét tự động bằng Laser - cho phép máy có thể sử dụng trong khoảng cách tới 2.4m gấp đôi so với phương thức lấy nét Laser AF trên người tiền nhiệm P10, và có một "hệ thống lấy nét 4D" với một cảm biến dự đoán giúp giữ các yếu tố luôn nằm trong phần lấy nét.

Nếu bạn còn đang có bất cứ nghi ngờ gì về hệ thống camera tốt nhất trên smartphone mà Huawei và Leica sản xuất thì hãy nhớ điều này, phần lớn bức ảnh được chụp bởi P20 Pro chỉ sử dụng 2 trong 3 camera của nó, và chỉ với điều này cũng đã dễ dàng đánh bại bất cứ camera nào hiện có trên thị trường hiện nay.