Công nghệ camera trên smartphone đang có những bước nhẩy vọt so với một vài năm trước đây, và tiếp tục trở thành điểm nhấn kinh doanh cho phân khúc flagship trên thị trường. Tuy nhiên, ngành công nghiệp này vẫn chưa có được đột phá lớn nào về công nghệ, vì vậy dưới đây là danh sách ngắn các công nghệ camera cho smartphone có thể sẽ phổ biến trong thời gian tới.

Chống rung công nghệ mới

Oppo và công ty MEMS Drive Inc. đã trình diễn công nghệ ổn định hình ảnh mới của họ, SmartSensor tại hội chợ MWC 2016. SmartSensor là một bộ ổn định hình ảnh cho smartphone dựa trên hệ thống MEMS (micro-electro-mechanical system : hệ thống vi cơ điện). Công nghệ này được tuyên bố là hệ thống ổn định hình ảnh quang học đầu tiên ở mức dưới pixel.

Smart Sensor được tạo ra nhờ kết quả hợp tác nghiên cứu và phát triển giữa hai công ty và hứa hẹn sẽ cải thiện đáng kể hiệu camera và chất lượng hình ảnh chụp trên smartphone. Các công nghệ ổn định hình ảnh quang học bên trong smartphone thường dịch chuyển ống kính để giảm dao động lắc bằng cách sử dụng các bộ truyền động Voice Coil Motor (VCM: động cơ cuộn dây dao động). Trong khi đó, công nghệ MEMS thực sự di chuyển cả cảm biến, tương tự như camera DSLR chuyên nghiệp, cho phép khả năng ổn định hình ảnh được mở rộng từ hai trục lên ba trục. Video dưới đây mô tả làm thế nào công nghệ này cho phép cảm biến có thể chuyển động tự do.

Cách tiếp cận dựa trên công nghệ MEMS này mang lại một số ưu điểm hơn so với VCM. Bộ ổn định ba trục mang đến khả năng bù chuyển động cho cả trục ngang, dọc và xoay. Công nghệ này nhanh hơn và chính xác hơn đáng kể so với công nghệ chống rung OIS trên smartphone, với khả năng bù dao động chỉ trong 15 ms so với 50 ms của công nghệ dựa trên dịch chuyển lens. Đồng thời khả năng tiêu thụ năng lượng cũng thấp hơn, chỉ khoảng 10 mW, thấp hơn 50 lần so với công nghệ OIS cũ.

Công nghệ SmartSensor của Oppo tuyên bố sẽ mang lại độ chính xác đến 0,3 µm khi khử rung động trong khi hệ thống OIS điển hình sẽ sai số từ 3 µm đến 5µm. Với kích thước các cảm biến hình ảnh điển hình trên smartphone của bạn chỉ khoảng từ 1 µm đến 2 µm, thì độ chính xác ở mức dưới pixel mà công nghệ này mang lại sẽ giảm đáng kể ảnh hưởng của chuyển động đến hình ảnh và video.

Cách tiếp cận của Oppo có thể khử những rung động lên đến 1,5 độ, dù có thể chưa so sánh được với các camera hàng đầu, nhưng rõ ràng là một bước tiến cho smartphone. Công nghệ này có thể áp dụng cho các kích thước cảm biến khác nhau, từ 1/1,8 inch của dòng cao cấp cho đến 1/3 inch cho dòng thiết bị trung cấp.

Công nghệ zoom “quang học” bằng camera kép

Những năm gần đây, một số smartphone đã trang bị camera kép, cho phép lấy nét lại hình ảnh sau khi chụp, chụp ảnh 3D và tự động chuyển đổi giữa hai loại ống kính với nhau, ví dụ khả năng tùy chọn camera góc rộng của LG G5. Dù các tính năng này rất hữu ích, nhưng chúng không thực sự cải thiện chất lượng ảnh chụp trên smartphone. Tuy nhiên, công nghệ zoom quang học bằng camera kép của công ty Corephotonic có thể là bước tiến mà nhiều người đang trông đợi.

Corephotonic đã phát triển công nghệ zoom bằng camera kép của mình trong một vài năm gần đây và vừa mới trình diễn phiên bản mới nhất cho công nghệ của mình. Thiết kế này là sự kết hợp 2 cảm biến máy ảnh 13 Mpx, một là cảm biến thông thường và cảm biến còn lại dựa trên một thiết kế độc quyền để “nhốt ánh sáng”, kết quả cho ra khả năng zoom “quang học” đến 5x.

Mặc dù có chữ “quang học” nhưng công nghệ của công ty này không thực sự dựa trên các ống kính hay các kỹ thuật zoom quang học bằng cơ khí như truyền thống. Thay vào đó, công nghệ này dựa trên các thuật toán phần mềm để ghép các mảnh nhỏ của hình ảnh lại với nhau. Công ty cũng một phiên bản khác, kết hợp giữa cảm biến 13MP và 8MP để cho khả năng zoom quang học 3x. Một cảm biến sẽ dùng cho ống kính góc rộng, và cảm biến còn lại cho ống kính chụp từ xa.

Chúng ta biết rằng máy ảnh zoom kỹ thuật số truyền thống không mang lại gì hơn một bức ảnh bị vỡ hình khi phóng to, công nghệ của Corephotonic thực sự đem lại chất lượng hình ảnh tốt hơn khi phóng to. Hãy xem hình ảnh dưới đây.

Nửa bên phải là hình ảnh chụp bởi camera kép của Corephotonic, nửa bên trái là camera thường.

Hơn nữa, thuật toán kỹ thuật số và các cảm biến máy ảnh kép cũng có thể sử dụng để cải thiện việc chụp trong điều kiện ánh sáng yếu và giảm độ nhiễu của ảnh. Lần trình diễn gần nhất cũng cho thấy một dạng phần mềm dựa trên bộ ổn định hình ảnh quảng học, cho thấy khả năng hoạt động rất tốt.

Các camera của Corephotonic hiện có thể hoạt động tốt với các bộ xử lý Qualcomm Snapdragon và công ty đang nghiên cứu để mang công nghệ này lên các nền tảng Exynos của Samsung và MediaTek.

Hãy quên số megapixel đi, giờ là thời của ống kính

Samsung đã chọn cho mình cảm biến hình ảnh 12MP trên chiếc Galaxu S7, giảm so với cảm biến 16MP trên chiếc Galaxy S6, một vài trong số những camera tốt nhất của ngành công nghiệp này, như Nexus 6P, cũng đang sử dụng cảm biến số pixel nhỏ hơn để chứa các tế bào điểm ảnh lớn hơn. Cùng lúc đó, các nhà sản xuất thiết bị tầm trung của Trung Quốc, cũng bị cuốn vào cuộc đua số megapixel, vì vậy họ cần tìm ra cách mới để khác biệt hóa sản phẩm của mình. Do vậy, ống kính có thể sẽ là chiến trường tiếp theo.

Nếu bạn biết chút ít về công nghệ camera, bạn có thể hiểu một ống kính tốt cũng quan trọng như một cảm biến tốt. Một ống kính không hoàn hảo có thể làm hỏng ánh sáng trong thời gian nó đi đến cảm biến.

Điều thú vị là gần đây, Huawei thông báo về quan hệ đối tác với Leica, công ty nổi tiếng của Đức về việc làm ra những chiếc máy ảnh và ống kính tốt nhất trong ngành công nghiệp này. Mặc dù chưa rõ liệu Leica sẽ trực tiếp cung cấp ống kính cho Huawei hay hợp tác cùng họ trong nghiên cứu và phát triển cho một công nghệ khác, nhưng tên tuổi thương hiệu này sẽ có sức nặng lớn cho dù Huawei ra mắt bất cứ sản phẩm gì trong thời gian tới.

“Leica là một huyền thoại trong thế giới nhiếp ảnh, chúng tôi tin không nhà sản xuất nào khác đã cách mạng hóa ngành công nghiệp này nhiều như họ. Chúng tôi, Huawei, lấy làm tự hào vì có chất lượng vượt trội và Leica là người đứng đầu trong lĩnh vực của họ.” – trích thông báo của Huawei.

Nhược điểm của cảm biến lớn hơn và ống kính tốt hơn là kích thước, yếu tố hạn chế lớn nhất đối với nhiếp ảnh trên smartphone. May mắn là một số nhóm nghiên cứu đã hợp tác với nhau để phát triển loại ống kính mỏng hơn, đó sẽ là sự phù hợp hoàn hảo cho smartphone.

Các kỹ sư từ Đại học Utah đã tạo ra một loại ống kính siêu mỏng, mỏng hơn một phần mười bề rộng của sợi tóc người, nhưng vẫn có khả năng bẻ cong ánh sáng vào một điểm duy nhất như các ống kính thông thường. Các ống kính này được tạo ra bằng cách sử dụng công nghệ quang khắc, vốn rất dễ thực hiện sản xuất với chi phí thấp và có thể tạo ra từ các vật liệu thông thường ví dụ như kính và nhựa. Vẫn cần phải nghiên cứu thêm trước khi những ống kính này có thể mang lại các hình ảnh với chất lượng đạt yêu cầu của ngành công nghiệp nhiếp ảnh, nhưng công nghệ mới này được kỳ vọng sẽ xuất hiện trong vòng năm năm tới.

Loại lens siêu mỏng của các nhà nghiên cứu tại Đại học Utah.

Các bộ phận mới, mỏng hơn rất quan trọng để giữ bề mặt camera phẳng trên một chiếc smartphone mỏng.

Tương tự như vậy, các nhà khoa học tại Đại học Quốc gia Úc vừa tạo ra ống kính mỏng nhất thế giới, có độ dầy chỉ bằng một phần hai nghìn chiều rộng sợi tóc người. Một ống kính bán kính 10 micron, làm từ một lớp Molybden di-sunphide MoS₂ duy nhất, chỉ dầy 0,7 nanomet, được phát hiện là có đặc tính quang học đáng chú ý. Các nhà nghiên cứu cho rằng loại ống kính này có thể là bước đột phá hữu ích cho màn hình dẻo và các camera dạng nhỏ, tuy nhiên vẫn còn nhiều việc phải làm từ đây.

Trên là danh sách những công nghệ camera đáng chú ý có thể làm chấn động thị trường smartphone trong thời gian tới, nhưng điều quan trọng hơn cả là người tiêu dùng phải thực sự thích thú các bước tiến này.