Pixel Binning là gì? Công nghệ này hoạt động ra sao?

Smartphone hiện đại đi kèm với hệ thống camera mạnh mẽ và có rất nhiều thứ phía sau để làm cho những bức ảnh của bạn trở nên đẹp mắt. Một trong những điều đó là Pixel Binning.

Bạn hẳn đã thấy cách Samsung sử dụng các thuật ngữ như "Nona-binning" hoặc "Adaptive Pixel" trong hoạt động tiếp thị của mình khi đề cập đến Pixel Binning, tuyên bố rằng nó cải thiện hiệu suất ánh sáng yếu. Nhưng có thực sự như vậy không? Hãy tìm hiểu Pixel Binning là gì, tại sao nó được sử dụng và cách hoạt động của công nghệ này ra sao qua bài viết sau đây nhé!

Tại sao camera smartphone sử dụng Pixel Binning?

Trước khi tìm hiểu Pixel Binning là gì và nó hoạt động như thế nào, đầu tiên bạn nên biết tại sao công nghệ này tồn tại. Smartphone phải đối mặt với một vấn đề lớn khi nói đến camera: Giới hạn kích thước. Cảm biến camera về cơ bản là một tấm gồm hàng triệu pixel thu nhận ánh sáng xung quanh. Vì vậy, càng có nhiều pixel, chúng càng có nhiều ánh sáng để tạo ra hình ảnh tốt hơn.

"Pixel" trong ngữ cảnh này không có nghĩa là các pixel trên màn hình phát ra ánh sáng, mà thay vào đó chúng thu nhận ánh sáng. Sau đó, ánh sáng này được chuyển đổi và sử dụng để tạo ra hình ảnh bạn thấy trên màn hình.

Bây giờ, đây là vấn đề: Nếu tiếp tục thêm nhiều pixel hơn, bạn cũng sẽ phải tiếp tục làm cho cảm biến lớn hơn để có đủ không gian cho chúng. Điều này rất khó vì mô-đun camera trên điện thoại chỉ là một phần nhỏ của thiết bị; ngoài nó còn có pin, bo mạch chủ, loa và rất nhiều cảm biến khác có trong smartphone.

Để khắc phục hạn chế này, các công ty công nghệ đã đưa ra một giải pháp thông minh. Thay vì làm cho cảm biến lớn một cách vô lý, các pixel được thu nhỏ lại, vì vậy có nhiều pixel hơn trong một không gian nhất định để tăng độ phân giải hình ảnh lý thuyết tối đa.

Để tham khảo, cảm biến 12MP trên iPhone 13 có kích thước pixel là 1,9 µm (micromet), nhưng con số này là 1,22 µm trên cảm biến 48MP của iPhone 14 Pro. Và cảm biến 108MP trên Galaxy S22 Ultra có kích thước pixel chỉ 0,8 µm - một trong những cảm biến nhỏ nhất mà chúng ta từng thấy.

Pixel Binning là gì? Nó hoạt động như thế nào?

Pixel Binning là một kỹ thuật xử lý hình ảnh trong đó 4 hoặc nhiều pixel lân cận trong cảm biến camera được kết hợp để tạo thành superpixel ("tetrapixel" hoặc "nonapixel" như cách gọi của Samsung) mang giá trị tổng hoặc trung bình của tất cả các pixel trong đó .

Lưu ý rằng các pixel không di chuyển hoặc biến đổi vật lý vào nhau ở cấp độ phần cứng; nó chỉ là dữ liệu quang tử của chúng được kết hợp thông qua phần mềm bắt chước như một pixel lớn hơn.

Sử dụng iPhone 14 Pro Max và Galaxy S22 Ultra làm ví dụ. iPhone 14 Pro Max thực hiện tính năng Pixel Binning 4 trong 1 (mảng 2x2) để giảm độ phân giải của hình ảnh từ 48MP xuống 12MP. Tương tự, S22 Ultra thực hiện tính năng Pixel Binning 9 trong 1 (mảng 3x3) và giảm độ phân giải từ 108MP xuống 12MP.

Giảm độ phân giải như vậy cho phép điện thoại của bạn xử lý ảnh nhanh hơn, vì vậy bạn có thể xem ảnh ngay sau khi nhấp vào. Ngược lại, chụp ở độ phân giải đầy đủ sẽ làm tăng thêm khối lượng công việc và mất nhiều thời gian hơn để xử lý.

Ngoài ra, hãy nhớ rằng megapixel và megabyte không giống nhau. Megabyte là số lượng pixel có trên cảm biến (một đơn vị cố định) và megabyte là kích thước của file hình ảnh (một đơn vị có thể thay đổi), tùy thuộc vào lượng thông tin có trong ảnh của bạn.

Ví dụ, Galaxy A53 có camera 64MP và thực hiện Pixel Binning 4 trong 1 để cho ảnh 16MP. Theo mặc định, nó chụp ảnh có độ phân giải 4624 x 3468 cho tổng số 16.036.032 pixel hoặc đơn giản là 16MP (một megapixel là một triệu pixel). Nếu bạn chuyển sang chế độ full-res, bạn sẽ có được những bức ảnh có độ phân giải 9248 x 6936 với tổng số 64.144.128 pixel hoặc 64MP.

Pixel Binning không đảm bảo ảnh đẹp hơn

Toàn bộ ý tưởng đằng sau Pixel Binning là nó cho phép đặt nhiều pixel nhưng với kích thước nhỏ hơn thay vì ít pixel hơn nhưng kích thước lớn hơn trên cảm biến camera. Điều này là không cần thiết vì một pixel riêng lẻ lớn hơn sẽ luôn thu được nhiều ánh sáng thô hơn.

Trong khi đó, một superpixel có cùng kích thước mang dữ liệu quang tử của nhiều pixel nhỏ hơn phải đoán xem hình ảnh cuối cùng trông như thế nào - và nó không phải lúc nào cũng hoạt động tốt. Đây là lý do tại sao các bức ảnh từ điện thoại Samsung đôi khi trông được xử lý quá mức trong khi ảnh từ iPhone trông tự nhiên và nhất quán hơn.

Các công ty công nghệ thích khoe khoang về việc cảm biến camera mới của họ có bao nhiêu megapixel và vì điều này, người dùng smartphone trung bình tin rằng số megapixel cao hơn có nghĩa là chất lượng hình ảnh tốt hơn. Không! Chất lượng hình ảnh được xác định nhiều hơn bởi kích thước của chính cảm biến, không phải số lượng pixel trên đó.

Số megapixel xác định độ phân giải hình ảnh tối đa mà điện thoại của bạn có thể chụp. Lợi ích thiết thực duy nhất của việc này là bạn có thể phóng to và cắt ảnh của mình mà chúng không bị mờ. Số lượng megapixel cho bạn biết bất cứ điều gì về khoa học màu sắc, cân bằng trắng, dải động hoặc bất kỳ thứ gì tương tự.

Những lợi ích được cho là của Pixel Binning không phải là kết quả của bản thân kỹ thuật mà là do các thuật toán xử lý hình ảnh mạnh mẽ và chipset trong điện thoại của bạn. Công việc khó khăn là làm cho ảnh của bạn trông sáng hơn, ít nhiễu hạt hơn và sống động hơn.

Lý do tại sao một bức ảnh có độ phân giải thấp hơn được áp dụng công nghệ Pixel Pinning đôi khi có thể trông đẹp hơn một bức ảnh có độ phân giải đầy đủ là việc áp dụng các thuật toán hình ảnh khó hơn trên một bức ảnh lớn, vì nó sử dụng nhiều sức mạnh xử lý hơn. Một bức ảnh nhỏ hơn có thể được xử lý ngay lập tức.

Pixel Binning là một giải pháp thay thế, không phải là một tính năng

Cuối cùng, mục đích của Pixel Binning là cho phép nâng cao độ phân giải hình ảnh lý thuyết tối đa mà camera smartphone có thể chụp, đồng thời hạ thấp đủ để điện thoại của bạn có thể xử lý ảnh một cách nhanh chóng để sử dụng hàng ngày.

Độ phân giải hình ảnh quan trọng vì bạn rõ ràng muốn phóng to ảnh của mình mà không làm mất chi tiết, nhưng những con số như 108MP thực sự là không cần thiết.

Cách tốt nhất để đảm bảo rằng điện thoại bạn đang mua có hệ thống camera tốt là chỉ cần kiểm tra các model camera và xem những bài đánh giá. Đừng bị ám ảnh về các kỹ thuật quá nhiều. Nếu bạn thích những gì đã chụp, đó là chiếc camera phù hợp với bạn.