Ống kính tiềm vọng cho camera smartphone là gì?

Máy ảnh hàng đầu điện thoại thông minh;Luôn luôn là một cuộc đua thú vị. Các công ty cạnh tranh để tăng “số chấm” (MP), số lượng camera hoặc thậm chí là khả năng thu phóng. Tuy nhiên, do những hạn chế về mặt vật lý, việc tăng zoom quang học và giảm độ dày của điện thoại khó có thể song hành cùng nhau.

Vào tháng 7, có tin đồn rằng Apple có thể sẽ thêm một ống kính tele vào một chiếc iPhone trong tương lai. Ống kính tiềm vọng đã xuất hiện được một thời gian và chúng giải quyết được khá nhiều vấn đề về kích thước mà ống kính tele truyền thống phải đối phó.

Dưới đây là cách chúng hoạt động và ý nghĩa của chúng đối với tương lai của ngành công nghiệp điện thoại thông minh.

Trong nhiếp ảnh, kích thước luôn quan trọng

Hạn chế lớn nhất của nhiếp ảnh luôn là vật lý, không phải công nghệ. Có một quy luật quang học mà bạn không thể hiểu theo cách của bạn. Đây là lý do tại sao ống kính máy ảnh DSLR và máy ảnh không gương lật thường rất to và nặng. Để cung cấp độ dài tiêu cự dài và khẩu độ lớn, bản thân ống kính phải có kích thước nhất định.

Ví dụ, một ống kính có tiêu cự 200mm và khẩu độ tối đa f / 2.8 sẽ cần có thành phần thấu kính phía trước rộng hơn 70mm. Đó là chưa kể những thứ khác mà các nhà sản xuất có thể nhồi nhét vào.

Máy ảnh điện thoại thông minh cũng gặp phải những hạn chế tương tự, nhưng ở quy mô nhỏ hơn nhiều. Do kích thước cảm biến nhỏ hơn, có độ phóng đại lớn hơn ở độ dài tiêu cự gốc ngắn hơn. Tuy nhiên, có rất nhiều sự đánh đổi đi kèm với sự sắp xếp này.

Ví dụ, iPhone 11 có ống kính tele với tiêu cự tương đương 52mm trên Full Frame, nhưng tiêu cực thực tế của ống kính chỉ là 6mm. Điều này có nghĩa là nếu bạn muốn chụp một bức ảnh tương tự bằng máy ảnh DSLR chuyên nghiệp sử dụng cảm biến Full Frame, bạn sẽ cần một ống kính 52mm. Vì cảm biến camera tele của iPhone chỉ là 1 / 3,6 inch (theo đường chéo khoảng 5mm), bạn sẽ có được độ phóng đại tương tự.

Tuy nhiên, các nhà sản xuất đang phải đối mặt với nhiều vấn đề. Họ không thể thu nhỏ cảm biến máy ảnh hơn nữa vì nó sẽ dẫn đến sự đánh đổi bổ sung. Cảm biến nhỏ hoạt động kém hơn nhiều trong điều kiện ánh sáng yếu và khó xử lý độ phân giải cao hơn.

Nếu Apple muốn tăng zoom trên iPhone, về mặt lý thuyết, họ có thể giảm một nửa kích thước cảm biến. Tuy nhiên, điều đó sẽ làm cho việc sản xuất trở nên tốn kém và kết quả rất tệ.

Tùy chọn tốt nhất là tăng kích thước của ống kính.

Bỏ qua các vấn đề

Tăng kích thước ống kính cũng là một vấn đề. iPhone 11 Pro chỉ dày 8,1mm. Ngay cả một ống kính 6mm không nhất thiết phải dài chính xác 6mm, chỉ cần gần như vậy. Do đó, nó vẫn sẽ chiếm một lượng không gian đáng kể trên điện thoại thông minh. Rõ ràng, không có chỗ để thêm ống kính 12mm vào một chiếc điện thoại chỉ dày 8mm.

Trừ khi bạn làm theo chiều ngang.

Kính tiềm vọng hoạt động giống như kính tiềm vọng trên tàu ngầm. Ánh sáng đi vào thấu kính phía trước và sau đó được phản xạ 90 độ bởi một gương nghiêng. Nó sẽ đi qua mọi thành phần bên trong ống kính trước khi đến cảm biến máy ảnh và sau đó được ghi lại thành hình ảnh. Bằng cách thay đổi hướng ánh sáng truyền đi, các thấu kính dài hơn không cần phải sâu như chúng có thể rộng.

Đối với các nhà sản xuất, đây là một lợi thế thực sự. Thực tế hơn nhiều khi tìm không gian cần thiết cho một ống kính tele dài hơn theo chiều ngang so với việc thu nhỏ cảm biến hoặc làm cho điện thoại dày hơn.

Bằng cách này, các nhà sản xuất không bị giới hạn ở các ống kính có tiêu cự tương đương 50mm với zoom quang học 2x (hoặc đôi khi được bán trên thị trường là 3x). Nó nâng ống kính lên độ dài tiêu cự tương đương 100mm (phạm vi thu phóng 5x) hoặc thậm chí 200mm (phạm vi thu phóng 10x).

Chắc chắn, vẫn sẽ có sự đánh đổi và công nghệ mới, nhưng nó đã bỏ qua những hạn chế lớn nhất của việc tăng zoom quang học trên điện thoại thông minh.

Thu phóng kỹ thuật số và thu phóng quang học

Nếu bạn đang nghĩ rằng iPhone của bạn đã có khả năng zoom 10x, điều đó không sai, nhưng cũng không đúng. Có một lý do mà chúng tôi thường đề cập đến độ dài tiêu cự thay vì hệ số thu phóng.

Trên thực tế, đó là bởi vì có một sự khác biệt quan trọng giữa zoom quang học và zoom kỹ thuật số (hoặc nâng cao, siêu độ phân giải, không gian hoặc hỗ trợ AI). Với tính năng thu phóng quang học, độ phóng đại là kết quả của các đặc tính quang học của ống kính tiêu cự dài. Các vật thể ở xa sẽ thực sự gần hơn, như thể được nhìn thấy qua kính thiên văn, mà không làm giảm chất lượng hình ảnh.

Zoom 10x trên iPhone chỉ là cắt ảnh zoom 2x gần hơn

Trong khi đó, zoom kỹ thuật số, theo nhiều nghĩa của nó, chỉ là một cách cắt xén một bức ảnh để trông giống như một bức ảnh phóng to. Zoom kỹ thuật số đã đi một chặng đường dài. Với cảm biến độ phân giải cao (megapixel), “binning” (kết hợp nhiều pixel thành một pixel lớn) và thuật toán nâng cấp tốt hơn, các nhà sản xuất đang thu được kết quả tốt hơn.

Tuy nhiên, nó thực sự giống như chỉ chụp một bức ảnh và sau đó cắt nó. Bạn không nhận được độ phóng đại thực sự và sẽ luôn bị giảm chất lượng hình ảnh khi bạn phóng to hơn nữa.

Tất nhiên, các nhà sản xuất không thể xây dựng một chiến dịch tiếp thị xung quanh thực tế đó.

Ống kính tiềm vọng có sẵn

Tất nhiên, Apple sẽ không phải là hãng đầu tiên tham gia xu hướng kính tiềm vọng. Các nhà sản xuất Trung Quốc, đặc biệt là Oppo và Huawei, đã áp dụng cách tiếp cận này trong vài năm qua. Huawei P40 Pro Plus có 5 ống kính, trong đó có 1 ống kính tele 10x, cung cấp góc nhìn tương đương ống kính 240mm trên máy ảnh Full Frame.

Camera góc rộng trên Huawei P40 Pro

Samsung Galaxy S20 Ultra được bán rộng rãi hơn có ống kính tele gần tương đương 100mm. Tuy nhiên, việc tiếp thị quá đà của Samsung đã che giấu điều này bằng một hệ số nhân thực sự vô lý.

5x. ống kính tiềm vọng zoom quang học

Tương tự như rất nhiều tính năng khác của điện thoại, ngay cả khi Apple không phải là người đầu tiên, nó vẫn sẽ là một cú hit lớn khi nó gia nhập thị trường. Và có lẽ, đây là tính năng mà nhiều người muốn có nhất.

Minh Hung bởi How To Geek