Tại sao cảm biến ảnh lại quan trọng hơn số megapixel?

Chất lượng máy ảnh là một trong những yếu tố được quan tâm nhất trên mỗi chiếc smartphone, cũng vì thế mà nó trở thành một cuộc đua cho các nhà sản xuất điện thoại. Đứng đằng sau mỗi tấm ảnh đẹp đó chính là một chiếc cảm biến ảnh nhỏ trong camera (hoặc như bây giờ phải gọi là cụm camera). Hiện nay, số megapixel càng lớn thì càng được mọi người mong đợi, tuy nhiên kích thước của cảm biến ảnh mới là quan trọng nhất. Vậy tại sao chiếc cảm biến ảnh nhỏ xíu này lại quan trọng trong việc giúp camera hoạt động tốt đến như vậy?

Để hiểu được điều này, chúng ta cần phải trở về nguyên tắc cơ bản nhất trong nhiếp ảnh, đó là bắt sáng. Một cảm biến ảnh lớn hơn có thể bắt được nhiều ánh sáng hơn, và nhiều ánh sáng hơn sẽ đem lại hình ảnh đẹp hơn. Ít nhất theo lý thuyết là như thế.

Bắt được càng nhiều ánh sáng càng tốt

Ở mức độ cơ bản, kích thước của cảm biến quyết định camera máy ảnh sẽ bắt được bao nhiêu ánh sáng để tạo nên hình ảnh. Khi độ phân giải đóng vai trò trong việc quyết định chi tiết thì lượng ánh sáng bắt được sẽ quyết định về độ cân bằng phơi sáng, dải động hay kể cả sự sắc nét. Đó là lý do tại sao một chiếc máy ảnh DSLR có độ phân giải 16MP vẫn mang lại những bức ảnh xuất sắc hơn một chiếc smartphone camera 108MP.

Hầu hết các cảm biến ảnh trên smartphone chỉ có kích thước khoảng 1/ 2.55 inch hoặc dài 1cm, đôi khi có những mẫu điện thoại trang bị cảm biến ảnh lớn thì cũng chỉ có kích thước 1/1.7 inch hoặc to hơn một chút. Để so sánh, cảm biến máy ảnh DSLR thường lớn hơn cảm biến ảnh trong điện thoại khoảng 4 đến 5 lần. Hiện nay, Huawei P40 là bộ smartphone trang bị cảm biến ảnh lớn nhất trên thị trường (1/1.28 inch).

Cảm biến ảnh càng lớn, càng dễ điều chỉnh tốc độ màn trập, ISO, khẩu độ. Mặc dù bạn có thể sử dụng kĩ năng phơi sáng để bù lại nhược điểm của cảm biến ảnh nhỏ nhưng bức ảnh của bạn sẽ cực kỳ mờ do tay cầm không chắc và những chuyển động của vật thể. Độ phân giải dù có lớn đến đâu cũng không thể khắc phục được vấn đề này đâu. Và chắc bạn cũng đoán được, cảm biến lớn sẽ chụp ảnh thiếu sáng tốt hơn cảm biến nhỏ.

Các photosite của máy ảnh, những phần nhỏ chịu trách nhiệm chuyển hình ảnh từ thực tế sáng những tín hiệu điện tử, rất cần có ánh sáng. Chúng có thể được sắp xếp theo những cách khác nhau phụ thuộc vào cảm biến, nhưng thường trên điện thoại sẽ là một pixel/photosite. Photosite càng nhận được nhiều ánh sáng, dải động (bước trao đổi giữa ánh sáng và bóng tối) sẽ càng được sản xuất nhiều hơn. Chúng ta có thể thấy rõ điều này khi nhận 1 bức ảnh sáng và ít bị nhiễu.

Photosite có nhiều kích thước khác nhau, phụ thuộc vào độ phân giải của camera và độ lớn của cảm biến. Cảm biến ảnh không đổi có nghĩa photosite có thể bị co lại khi độ phân giải tăng. Thay vào đó, với độ phân giải được duy trì, photosite càng lớn thì cảm biến ảnh càng to.

Tại sao cảm biến ảnh lại quan trọng?

Việc độ phân giải máy ảnh điện thoại ngày càng lớn (tới giờ đã hơn 100MP), cảm biến ảnh càng đóng một vai trò quan trọng hơn. Giữ kích thước pixel hợp lý là điều cần thiết để tối đa hóa tiềm năng độ phân giải máy ảnh 48, 64 và 108MP. Tuy nhiên, camera điện thoại không thể khai thác hết được độ phân giải này. Cảm biến ảnh phải nỗ lực rất nhiều để chụp được nhiều chi tiết nhất có thể trong điều kiện ánh sáng tốt.

Một xu hướng khác trên điện thoại gần đây đó là công nghệ pixel binning, cho phép những cảm biến có độ phân giải cao gộp các pixel lại để tạo nên bức ảnh có ánh sáng tốt. Cảm biến lớn, giờ được mở rộng pixel đã nhanh chóng cải thiện chất lượng ảnh chụp trong điều kiện ánh sáng yếu. Kết quả của công nghệ này đó là màu sắc đẹp hơn, ít bị nhiễu kể cả trong môi trường thiếu sáng.

Cảm biến ảnh lớn cũng tác động chất lượng bức ảnh bên cạnh độ phân giải. Như đã đề cập bên trên, tốc độ màn trập nhanh và dải ISO thấp sẽ giúp ảnh của bạn chi tiết và sắc nét hơn.

So sánh các cảm biến trên camera điện thoại

Hiện nay trên thị trường smartphone có vô vàn cảm biến ảnh khác nhau, ở đây chúng ta sẽ nói đến một số mẫu máy dòng cao cấp.

Phải đến năm 2020 này mới có một số smartphone vượt qua được cảm biến 1/1.5 inch trên chiếc Nokia Lumia 1020 năm 2013, một tượng đài của camera điện thoại. Cảm biến lớn chắc chắn không phải là một ý tưởng mới, nhưng rất ít công ty chịu làm theo công thức này.

Google Pixel 4 và iPhone 11 xếp hàng cuối trong top cảm biến ảnh dòng flagship, tuy nhiên chúng lại là những chiếc máy có chất lượng camera tốt nhất. Rõ ràng là cảm biến ảnh không phải là tất cả những gì cần có để tạo nên bức ảnh đẹp.

Một mảnh ghép còn thiếu

Cảm biến ảnh lớn đóng một vài trò quan trọng trong camera điện thoại, nhưng chúng không phải là duy nhất. Một camera chất lượng tốt cần phải có ống kính chuẩn, chuỗi vi xử lý ảnh mạnh mẽ và một phần mềm được tối ưu hóa.