Apple_LinX_cam_bien_HEADER. ​


Apple mới đây đã mua lại công ty sản xuất camera chiều sâu LinX với giá khoảng 20 triệu USD. Những công nghệ mà LinX đã phát triển hứa hẹn tăng cường chất lượng và màu sắc ảnh, cải thiện việc chụp thiếu sáng, đồng thời hỗ trợ nhiều ứng dụng mới như chụp trước lấy nét sau, đo khoảng cách, đo kích thước vật thể. Tất cả lợi ích nói trên được gói gọn vào một cụm camera mỏng hơn so với bình thường. Trong bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu kĩ hơn về công nghệ của LinX và những ảnh hưởng mà nó có thể mang lại cho việc chụp ảnh trên các thiết bị di động của Apple.

Không còn camera lồi

LinX đã phát triển thành công các cụm camera với 2, 3 thậm chí là 4 cảm biến, trong khi hầu hết các điện thoại ngày nay chỉ dùng 1 cảm biến mà thôi (trừ HTC One M8). Theo giải thích của công ty thì các cụm camera đa cảm biến này không cần xài ống kính lớn, nhờ đó độ dày của chúng sẽ ít hơn cụm camera 1 cảm biến truyền thống từ 1,4 đến 2 lần. Một ví dụ được LinX đưa ra đó là cụm camera 2 cảm biến của họ "mỏng hơn đáng kể" so với camera trong iPhone 5s và sẽ "phù hợp với những thiết bị còn mỏng hơn thế".

Vậy làm thế nào mà cụm camera nhiều cảm biến của LinX có thể cho ra ảnh cuối cùng? Ảnh từ các cảm biến sau khi chụp xong sẽ được phần mềm của LinX trộn lại bằng các thuật toán đặc biệt do họ phát triển để cho ra thành phẩm.

Ngoài ra, theo lời công ty thì cụm camera của họ có khả năng ghi nhận khoảng cách của các vật thể trong ảnh, do đó nếu độ phân giải của camera thấp hơn 20 megapixel thì không cần phải có hệ thống tự động lấy nét. Thay vào đó, hãng sản xuất smartphone có thể áp dụng kiểu chụp trước lấy nét sau, hoặc để cho phần mềm tự động quyết định điểm nét sau khi chụp. Và bởi vì không cần mô-tơ lấy nét nên cũng góp phần giảm độ dày cho cụm camera. Nếu nhà sản xuất cần độ phân giải hơn 20MP thì họ có thể dùng cụm camera LinX 1+1x2 (xem thêm ở phần bên dưới), lúc đó cụm camera sẽ có 1 cảm biến chính có AF kết hợp với 2 cảm biến khác để ghi nhận chiều sâu.

Nếu Apple quyết định đem công nghệ của LinX vào iPhone thì có khả năng chúng ta sẽ không còn phải thấy camera lồi như trên iPhone 6 hay 6 Plus. Phần lồi này có gây khó chịu hay dễ làm trầy thấu kính hay không vẫn còn là một sự tranh cãi, tuy nhiên ít nhất thì máy sẽ không còn bị bấp bênh khi đặt lên một bề mặt phẳng nữa. Và lúc đó, iPhone sẽ có đến 2, 3 hay 4 cảm biến chứ không chỉ một như hiện nay. Các bạn nghĩ thế nào về điều đó?

Chất lượng ảnh tốt hơn, ít nhiễu hơn

Trong những slide hay bài viết giới thiệu về công nghệ của mình, LinX nhiều lần nhấn mạnh vào chất lượng ảnh được cải thiện so với các cụm camera truyền thống dùng cho thiết bị di động. Hãng cho biết: "Khi thiết kế các thuật toán và module, ưu tiên hàng đầu của chúng tôi luôn là chất lượng ảnh. Chúng tôi thậm chí cần tận dụng nhiều kênh tín hiệu để tăng độ nháy sáng của camera, điều đó giúp chúng tôi chụp được hình ảnh tốt ở điều kiện rất thiếu sáng, còn khi chụp trong nhà thì thời gian phơi sáng sẽ ngắn hơn. Với điều kiện ánh sáng thông thường, chất lượng ảnh của chúng tôi có thể sánh ngang với các máy SLR, đồng thời ghi nhận được nhiều chi tiết hơn so với cảm biến thông thường với cùng số lượng pixel".

Bên dưới là một số ảnh chụp được LinX minh họa, họ sử dụng cụm camera 2 cảm biến (4MP + 4MP, kích thước subpixel 2 micron) để so sánh với ảnh từ iPhone 5s (8MP, tức là cùng độ phân giải, nhưng kích thước subpixel chỉ là 1,5 micron). Chúng ta có thể thấy ảnh từ sản phẩm của LinX có nhiều chi tiết hơn, tương phản tốt hơn, mức độ nhiễu cũng thấp hơn.

So_sanh_chung.
Tấm hình dùng để chụp so sánh

Chi_tiet_hon.
LinX cho chi tiết nhiều hơn

It_nhieu_hon.
Ảnh chụp từ LinX cho độ nhiễu thấp hơn​


LinX cũng có thử nghiệm chụp ảnh trong độ sáng thấp, chỉ vào khoảng 40 đến 50 lumen, tương tự như một căn phòng được chiếu sáng bình thường ở nhà hoặc trong nhà hàng, và thậm chí ở những nơi ít ánh sáng hơn. Kết quả cho thấy cụm camera 2 cảm biến của LinX với độ phân giải tổng cộng 8MP chụp được ảnh sáng hơn, rõ hơn và ít nhiễu hơn đáng kể.

Rat_thieu_sang.
Ít nhiễu hơn, chi tiết được giữ lại nhiều hơn​


Một điều thú vị mà chúng ta biết được đó là cảm biến của LinX có sử dụng công nghệ clear pixel, tức là ngoài các subpixel đỏ, xanh lá, xanh dương (RGB) truyền thống ra thì còn có thêm một subpixel thứ 4. Subpixel này nhạy với mọi màu trong dải ánh sáng khả kiến. Và bởi vì không có màu nào bị bỏ qua nên clear pixel có thể tạo được những bức ảnh trắng đen với độ nhạy cực kì cao. Các pixel RGB còn lại trên cảm biến sẽ làm nhiệm vụ thu nhận màu sắc và thông tin này sau đó sẽ được trộn với tín hiệu trắng đen nói trên để có được bức ảnh hoàn chỉnh. Kết quả có được là một tấm hình với độ nhiễu thấp hơn đáng kể so với cảm biến RGB bình thường, màu sắc cũng chính xác hơn do hạn chế tình trạng nhiễu chéo giữa các pixel với nhau.

Thêm thông tin về clear pixel:

Hầu hết các cảm biến trên máy ảnh hiện tại sử dụng một bộ lọc gọi là Bayer Filter (phát minh năm 1976) với các pixel đỏ, xanh dương và xanh lá xếp xen kẽ, trong đó số pixel xanh lá chiếm đến 50%, phần còn lại chia đều cho hai màu kia. Mỗi pixel sẽ thu nhận ánh sáng đúng theo màu của nó. Sau khi phơi sáng, phần mềm sẽ được dùng để tạo ra một bức ảnh hoàn chỉnh với đầy đủ màu sắc dựa vào tín hiệu từ các pixel trên cảm biến.

[​IMG]

Cảm biến toàn sắc (panchromatic pixel, hay còn gọi là clear pixel) thì được Kodak giới thiệu từ năm 2007 và nó bắt đầu được phát triển hoàn thiện từ năm 2008. Công nghệ này cũng dựa trên Bayer Filter nhưng có thêm các pixel toàn sắc, tức những pixel nhạy với mọi màu trong dải ánh sáng khả kiến. Vì không có màu nào bị bỏ qua nên pixel toàn sắc có thể tạo được những bức ảnh trắng đen với độ nhạy cực kì cao. Các pixel RGB còn lại trên cảm biến sẽ làm nhiệm vụ thu nhận màu sắc và thông tin này sau đó sẽ được trộn với tín hiệu trắng đen nói trên để có được bức ảnh hoàn chỉnh. Cách sắp xếp và tỉ lệ của pixel toàn sắc so với pixel RGB trên cảm biến sẽ tùy thuộc vào ứng dụng thực tế mà nhà sản xuất mong muốn. Ví dụ, với chiếc Motorola Moto X đời đầu, Motorola chọn cách sắp xếp RG, BC.

[​IMG]
Một số cách sắp xếp của pixel toàn sắc​
Bấm để mở rộng...

Clear pixel này cũng giúp camera đạt độ nhạy sáng tốt hơn mà không cần phải tăng kích thước pixel. Trên One M7 và M8, HTC dùng công nghệ UltraPixel với kích thước pixel rất lớn nên thu được nhiều ánh sáng hơn và giảm nhiễu, nhưng bù lại độ phân giải chỉ dừng ở mức 4MP. Trong khi đó, giải pháp của LinX có thể mang đến độ phân giải 8MP, 10MP và cao hơn nữa.

Tóm lại, nếu Apple áp dụng công nghệ của LinX thì chúng ta có thể xài iPhone để chụp được những bức ảnh đẹp hơn, màu sắc tốt hơn, nhiễu ít hơn, và hiệu năng chụp thiếu sáng cũng rất ấn tượng trong khi không phải hi sinh độ phân giải. Nếu kết hợp nó với hệ thống chống rung quang học trong iPhone 6 Plus thì việc chụp đêm lại càng được cải thiện. Đó là chưa kể đến lợi ích về chi phí do cụm camera của LinX có giá thành rẻ hơn (theo lời công ty, so sánh với cụm camera của iPhone 5s).

Các ứng dụng khác của cụm camera LinX

Do sử dụng nhiều hơn một cảm biến ảnh để chụp hình cho nên các camera LinX còn ghi nhận được thông tin về chiều sâu, hay nói cách khác, đây là vị trí tương đối của các vật thể trong khung hình với nhau, vật thể nào đứng trước, vật nào đứng sau, cách nhao bao xa. Công nghệ này thực chất không quá mới mẻ, nó đã từng có mặt trên các thiết bị ghi hình 3D hoặc trên HTC One M8, M9+.

Vì ghi nhận được thông tin chiều sâu ở từng pixel nên camera của LinX có thể làm được những việc sau:

  • Chụp trước lấy nét sau (giống HTC One M8)
  • Tách chủ thể ra khỏi nền của ảnh (cũng giống M8)
  • Đo khoảng cách giữa hai điểm trong ảnh (giống camera Intel RealSense với 3 cảm biến)
  • Đo kích thước của một đối tượng nào đó (cũng giống camera Intel RealSense)
  • Quét và tạo hình ảnh 3D của một đối tượng ngoài đời thực (khi đó người dùng sẽ phải chụp ở nhiều góc khác nhau)
  • Nhận biết cử chỉ, gương mặt với độ chính xác cao

Qua đây, chúng ta thấy được rằng nếu Apple mang hệ thống camera của LinX lên iPhone thì ngoài việc chụp ảnh, quay phim chúng ta còn có thêm nhiều tính năng vui vẻ. Nhưng làm thế nào để tận dụng tốt những tính năng đó thì lại là một chuyện khác, lúc đó sẽ cần đến những phần mềm, những định hướng hay ví dụ về tình huống sử dụng do Apple đưa ra.

Một vài hình ảnh minh họa cho khả năng ứng dụng của LinX
3D_mapping_2.
Ghi nhận khoảng cách của các vật thể trong ảnh để phục vụ cho việc chụp trước lấy nét sau, do đó nếu độ phân giải của camera thấp hơn 20MP thì không cần phải có hệ thống tự lấy nét nữa. Trên 20MP thì dùng cụm camera LinX 1+1x2 (xem phần bên dưới)

3D_mapping_1.
Đo khoảng cách giữa các vật thể với nhau

3D_mapping_3.
Quét và thể hiện hình ảnh ba chiều của các vật thể ngoài đời thực​


Các loại camera của LinX

Tính đến thời điểm hiện tại thì LinX có 3 loại cụm camera:

Camera_LinX_cac_loai.

Loại 1x2: bao gồm 1 cảm biến màu và 1 cảm biến đơn sắc. Nó có thể ghi nhận thông tin chiều sâu ở mức thấp, cải thiện chụp thiếu sáng và chất lượng ảnh nói chung, chi phí rẻ hơn so với camera 1 cảm biến với cùng độ phân giải. Ngoài ra LinX cũng có thể sản xuất loại 1x2 với cả hai cảm biến đều là màu hoặc đều là đơn sắc, nhưng theo hãng thì "nó không mang lại bất kì sự cải thiện nào về chất lượng".

Loại 2x2: có cả cảm biến màu lẫn đơn sắc, có thể ghi nhận thông tin chiều sâu tốt hơn, dynamic range rộng hơn, cải thiện chụp thiếu sáng và chất lượng ảnh nói chung.

Loại 1+1x2: dùng hai cảm biến chiều sâu kết hợp với một cảm biến chính. Hai cảm biến chiều sâu này sẽ ghi nhận thông tin và chuyển cho cơ chế lấy nét tự động của cảm biến chính để việc lấy nét được nhanh hơn. LinX cũng nói rằng độ chính xác khi lấy nét là gần như tuyệt đối, ngay cả trong điều kiện "cực kì thiếu sáng".

Apple và công nghệ của LinX

Chúng ta vẫn chưa biết rõ Apple sẽ dùng công nghệ LinX vào các sản phẩm của hãng như thế nào. Hiện Apple được cho là đang tìm kiếm giải pháp để cải thiện hiệu năng camera trên iPhone 6s và 6s Plus sắp ra mắt trong năm nay, thế nên sớm nhất là ngay trong năm 2015 chúng ta sẽ được thấy cụm camera của LinX trên sản phẩm Apple. Nhưng nếu như những gì mà LinX mang lại vẫn chưa đủ tốt hay chưa đáp ứng được yêu cầu của Apple thì chúng ta sẽ phải chờ thêm một thời gian nữa mới biết được kết quả của thương vụ này ra sao.

Nguồn: LinX (1), (2), (3)