Essential Phone là chiếc điện thoại đầu tiên của cha đẻ Android Andy Rubin kể từ khi ông rời Google. Một trong những điểm trọng tâm của mẫu smartphone này là khả năng chụp ảnh. Nó sử dụng camera kép, trong đó 1 camera màu và 1 camera trắng đen nhằm mang lại chất lượng ảnh cao hơn so với việc chỉ dùng camera màu truyền thống. Bên dưới là giải thích của Essential về lý do vì sao họ chọn dùng camera kép cho chiếc điện thoại của mình và họ đã làm gì để tối ưu cho máy ảnh của sản phẩm. Essential Phone đang cho đặt trước tại Mỹ và sẽ sớm giao hàng trong năm nay.
Khi đặt ra mục tiêu làm camera sau cho Essential Phone, nhóm kĩ sư của Essential đã đề ra một số thứ mà họ muốn làm được:
Và cũng chính vì vậy, ông muốn tạo ra một cái điện thoại mà người ta chỉ cần đưa lên chụp là có ảnh đẹp. Để làm được điều đó, Essential đã "xem khoa học hình ảnh như một bộ môn nghệ thuật" và áp dụng vào camera kép của chiếc điện thoại này.
Nói về Essential Phone, nó sử dụng 1 camera màu và 1 camera trắng đen, tương tự như các máy cao cấp gần đây của Huawei. Ling giải thích rằng camera màu sẽ ghi nhận đầy đủ màu bằng cách dùng một bộ lọc gọi là Bayer Filter phủ lên trên cảm biến. Mỗi pixel trên tấm ảnh mà bạn nhận được thường sẽ bao gồm 2 subpixel xanh lá + 1 subpixel xanh dương + 1 sub pixel đỏ. Ánh sáng từ các subpixel sẽ được tổng hợp lại và biến đổi thành 1 giá trị số.
Khi đặt ra mục tiêu làm camera sau cho Essential Phone, nhóm kĩ sư của Essential đã đề ra một số thứ mà họ muốn làm được:
- Chất lượng ảnh phải tốt
- Không lồi
- Kết hợp tối với thiết kế tổng quát của điện thoại
- Không chấp nhận hi sinh chất lượng ảnh khi thiếu sáng, vốn là thứ làm nhiều người cảm thấy bực mình khi họ xài camera trên điện thoại là chủ yếu
Và cũng chính vì vậy, ông muốn tạo ra một cái điện thoại mà người ta chỉ cần đưa lên chụp là có ảnh đẹp. Để làm được điều đó, Essential đã "xem khoa học hình ảnh như một bộ môn nghệ thuật" và áp dụng vào camera kép của chiếc điện thoại này.
Nói về Essential Phone, nó sử dụng 1 camera màu và 1 camera trắng đen, tương tự như các máy cao cấp gần đây của Huawei. Ling giải thích rằng camera màu sẽ ghi nhận đầy đủ màu bằng cách dùng một bộ lọc gọi là Bayer Filter phủ lên trên cảm biến. Mỗi pixel trên tấm ảnh mà bạn nhận được thường sẽ bao gồm 2 subpixel xanh lá + 1 subpixel xanh dương + 1 sub pixel đỏ. Ánh sáng từ các subpixel sẽ được tổng hợp lại và biến đổi thành 1 giá trị số.
Điều này có nghĩa là chỉ có một số pixel được gán giá trị, camera phải chạy thuật toán nội suy từ những pixel này để "đoán" xem phần còn lại của bức ảnh ra sao, bằng không ảnh của bạn chỉ là những ô vuông được ghép lại và nhìn chẳng ra gì cả. Đây là giải pháp mà theo Essential là không đủ tốt cho yêu cầu của họ.
Đó là lý do camera thứ hai được gắn lên Essential Phone. Cảm biến thứ hai là cảm biến thuần đơn sắc. Nó không cần sử dụng bộ lọc nào cả, có nghĩa là nó có thể ghi nhận đầy đủ chi tiết của hình ảnh. Mỗi pixel chỉ là trắng hoặc đen với các sắc độ khác nhau mà thôi. Hình ảnh từ cảm biến đen trắng này sẽ được kết hợp với hình ảnh từ cảm biến màu để cho ra kết quả với ít noise hơn, độ nét cao hơn, và độ tương phản cũng tốt hơn so với việc chỉ dùng 1 cảm biến màu như bình thường. Đây cũng là cách Huawei áp dụng cho điện thoại của họ.
Khi chụp ảnh tĩnh, Essential Phone sẽ kích hoạt cả hai camera để chúng cùng chạy. Bên dưới là một ảnh kết quả cho ra từ cụm camera này. Vụ khử noise khá là ấn tượng đấy dù ảnh chụp ở ISO rất cao là 1800, và nhờ vậy mà nhìn tấm ảnh có chiều sâu hơn.
Ảnh trái là ảnh màu ISO 1800, ảnh giữa là trắng đen ISO 1800, ảnh bên phải là kết hợp của hai ảnh lại, noise ít đi thấy rõ
Ling giải thích thêm rằng việc kết hợp thông tin từ hai cảm biến lại với nhau là một việc khó, nó đòi hỏi phải có một Bộ xử lý hình ảnh (ISP) phức tạp. "Để làm cái này một cách đúng đắn đòi hỏi chúng tôi nhiều tháng điều chỉnh đi điều chỉnh lại, và cũng là trọng tâm làm việc của tôi từ tháng 10 năm ngoái", Ling chia sẻ. Chưa rõ ISP này do Essential phát triển riêng hay dùng ISP tích hợp trong chip Snapdragon 835, khả năng thứ hai cao hơn vì Qualcomm đã có kinh nghiệm làm vụ này từ lâu, nhiệm vụ của Essential giờ chỉ còn là điều chỉnh và tối ưu chứ không cần làm lại từ đầu vốn sẽ tốn nhiều chi phí và thời gian hơn.
Nói kĩ hơn về ISP, Ling giải thích như thế này. Khi bạn kích hoạt camera trên smartphone, cảm biến sẽ lập tức đánh giá môi trường xung quanh, sau đó ISP sẽ nhảy vào tự động điều chỉnh những thứ như tiêu cự (focus), phơi sáng (exposure), cân bằng trắng, chỉnh lại hiện tượng tối 4 góc cho thấu kính... Để đảm bảo cảm biến và ISP như mong muốn, người ta tiến hành một thứ gọi là "objective tuning".
Quá trình này bắt đầu bằng việc chọn ra một số mẫu thử của cụm camera từ nhà máy. Trong số những mẫu thử đó sẽ có một số mẫu "vàng" (golden) và một số mẫu giới hạn (limit). Các model mẫu golden là những model có tính chất sát nhất với camera mà nhà sản xuất mong muốn và cũng là thứ mà phần lớn người dùng sẽ xài. Các mẫu golden sẽ được thu thập và gắn vào hệ thống kiểm tra trong phòng lab để chụp thử một loạt ảnh.
Quảng cáo
Ảnh cho ra từ mẫu golder sẽ được sử dụng tiếp để huấn luyện cho ISP nhận biết được những đặc tính riêng của module máy ảnh. Nói cách khác, người ta đang dạy cho ISP cách nhìn thế giới qua cặp mắt của nó (là các model). Essential nói riêng và các nhà sản xuất điện thoại nói chung cũng phải kiểm tra một số mẫu giới hạn và mẫu ngẫu nhiên khác trong quá trình sản xuất nhằm đảm bảo rằng chúng cũng sẽ đạt được chất lượng như mẫu golden, bằng không sản phẩm đưa ra sẽ không đồng nhất, cái xịn cái dỏm, khách hàng sẽ không hài lòng.
Ling nói quy trình objective tuning của Essential Phone mất 3 tháng. Cuối cùng, tất cả những chiếc camera của họ đều phản ứng đúng như mong muốn với các cảnh chụp mẫu nằm trong phòng lab.
Ảnh gốc chưa xử lý cho ra từ cảm biến, và ảnh sau khi đã kết hợp từ 2 camera
Nhưng một chiếc máy ảnh chụp đẹp trong phòng lab không có nghĩa là nó sẽ chụp đẹp trong thực tế khi bạn cầm ra ngoài đường vì trong đời sống hằng ngày, camera phải xử lý tốt cho cả trăm, cả triệu khung cảnh khác nhau. Do đó người ta mới cần tới một công đoạn tiếp theo: subjective tuning. Theo mô tả của Ling, subjective tuning là một công đoạn cần tới sự tỉ mỉ và lặp đi lặp lại, nhưng cũng là công đoạn mang lại "phần thưởng" lớn nhất cho nhóm phát triển.
Chìa khóa của giai đoạn subjective tuning đó là bạn phải chụp đủ thể loại cảnh ngoài đời, xác định được những vấn đề một cách hệ thống, và tinh chỉnh thông số của ISP để giải quyết được những vấn đề này. Người ta cũng phả phân tích nhiều khung hình của cùng một vấn đề mới biết được lý do chính gây ra lỗi là gì.
Ví dụ, khi bạn chụp một tấm hình mà nhìn nó mịn quá mức hoặc out nét, các kĩ sư phải xem xem lý do là vì người chụp rung tay hay do hệ thống lấy nét hoạt động không đúng? Liệu đây có phải là vấn đề mà có thể giải quyết bằng cách chỉnh thông số ISP hay cần làm gì thêm? Liệu nó chỉ diễn ra với 1 tấm ảnh hay lặp lại với nhiều tấm ảnh khác? Nếu có thì những loại ảnh / cảnh nào hay bị? Liệu nó có xảy ra ở những vùng sáng / tối / midton hay toàn khung ảnh? Nó có phải là do việc ghép ảnh của 2 camera hay không? Đối tượng được chụp có đường nét rõ ràng hay nó là khung nền mờ?
Quảng cáo
Việc hỏi những câu hỏi này sẽ giúp Essential giới hạn lại những thứ mà họ cần khắc phục trong ISP, và khi một bản fix được đưa ra, các kĩ sư lại phải thử chụp hết tất cả mọi thể loại ảnh thêm lần nữa để đảm bảo rằng mọi thứ chạy tốt, không có tình trạng sửa được lỗi này lại lòi ra thêm 100 lỗi khác hay làm cho khung ảnh khác bị sai lệch.
Quy trình objective tuning của Essential diễn ra vào tháng 1 năm 2017, trải qua 15 lần thử nghiệm và tới tháng 3 thì bắt đầu quy trình subject tuning. Tổng cộng có hơn 20.000 bức hình đã được chụp và họ vẫn còn tiếp tục chụp thêm mỗi ngày. "Chúng tôi đã đạt gần tới chỗ mà tôi muốn, nhưng tôi sẽ không ngừng tối ưu camera của Essential Phone cho đến phút cuối cùng để mang tới trải nghiệm chụp ảnh tốt nhất có thể".
Tham khảo: Essential
