Tại sao smartphone hiện nay có số độ phân giải cao hơn cả máy ảnh chuyên nghiệp và giá bán lại rẻ hơn?

Thị trường công nghệ đang xảy ra một nghịch lý lớn, các máy ảnh chuyên nghiệp có giá cao nhưng độ phân giải chỉ 24MP, 30MP, trong khi nhiều smartphone có độ phân giải rất cao lên tới 40MP, 48MP thì có giá rẻ hơn.

Ngoài ra, smartphone còn có các chức năng khác mà máy ảnh không thể có như màn hình chất lượng cao, khả năng gọi điện thoại, truy cập Internet. Vậy tại sao các nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp lại bỏ ra một số tiền lớn để mua những chiếc máy ảnh cồng kềnh mà không dùng smartphone để chụp ảnh?

Smartphone Huawei P30 Pro với camera chính độ phân giải 40MP và máy ảnh Sony A7III với cảm biến Full-frame độ phân giải chỉ 24MP.

Kích thước cảm biến hình ảnh quyết định giá sản phẩm

Kích thước cảm biến hình ảnh chính là một trong những yếu tố khác biệt lớn nhất giữa các dòng máy ảnh chuyên nghiệp và camera trên điện thoại. Đây cũng chính là thành phần đắt giá nhất trong một chiếc máy ảnh.

So với cảm biến 1 inch, Full-frame hay APS-C của máy ảnh thì cảm biến hình ảnh từ 1/4″ tới 1/2.3″ trên smartphone thông thường hay 1/2″ và 1/1.7″ trên smartphone cao cấp là quá nhỏ bé.

Kích thước cảm biến tỷ lệ thuận với kích thước các điểm ảnh.

Các cảm biến này được cắt ra từ một tấm wafer hình tròn. Một tấm wafer chỉ có thể tạo ra được 24 cảm biến Full-frame và dư thừa tới 36% diện tích nhưng cùng một tấm như vậy lại có thể tạo ra 244 cảm biến 1 inch và diện tích dư thừa chỉ là 12.6% hay 1200 cảm biến dành cho smartphone.

Các cảm biến hình ảnh có thể bị lỗi và nguy cơ xảy ra lỗi tỷ lệ thuận với diện tích của cảm biến. Trong một lô cảm biến Full-frame có 24 chiếc thì có thể có tới 10 chiếc bị lỗi. Điều này đẩy giá thành của nó lên rất nhiều. Trong khi đó, một lô 1200 cảm biến smartphone cũng chỉ có 10 chiếc bị lỗi, tỷ lệ lỗi này hầu như không đáng kể.

Độ phân giải lớn không quyết định chất lượng ảnh

Vậy, tại sao các nhà sản xuất không làm các cảm biến 100MP, 200MP hay 1000MP bằng cách tăng thêm các đi-ốt (điểm ảnh) thu nhận sáng để có thể chụp được cả vi sinh vật?

Sự tương quan giữa kích thước cảm biến và độ phân giải chính là lý do ngăn cản họ. Nếu số lượng đi-ốt tăng lên thì những điểm ảnh đó càng nhỏ đi. Điều này khiến độ nhạy sáng bị giảm, ảnh cuối cùng sẽ bị tối. Để làm sáng chúng, máy sẽ phải sử dụng phần mềm nhưng sẽ lại gây ra hiện tượng nhiễu hạt và nhiều lỗi khác.

Độ lớn của điểm ảnh cũng ảnh hưởng đến khả năng thu nhận màu sắc. Trong khi smartphone thường chỉ thu được 8 bit màu thì các máy ảnh chuyên nghiệp lại có thể lên tới 12 - 16 bit. Chính vì vậy mà các smartphone phải sử dụng tới các thủ thuật phần mềm để bù trừ.

Để có thể cho ra một bức ảnh tốt nhất, các nhà sản xuất phải tìm cách cân bằng được độ phân giải và khả năng thu nhận sáng của điểm ảnh. Cảm biến APS-C hoặc Full-frame độ phân giải từ 24 - 30MP có thể cho độ nét tốt khi xem trên màn hình lẫn in ấn, ngoài ra vẫn đảm bảo khả năng chụp tối tốt. Ngần đó là đủ đáp ứng nhu cầu sử dụng của đa phần các nhiếp ảnh gia. Nếu có yêu cầu cao hơn, họ cũng có thể lựa chọn những máy ảnh 40 - 50MP hiện đã xuất hiện trên thị trường.

So sánh lớp lọc màu Quad-bayer và Bayer.

Các cảm biến hình ảnh trên máy ảnh và các smartphone truyền thống thu nhận màu thông qua bộ lọc màu Bayer, với các mảng Xanh, Xanh dương và Đỏ đặt xen kẽ nhau. Còn những smartphone có độ phân giải lên đến 40MP hay 48MP, cảm biến hình ảnh lại sử dụng bộ lọc Quad-bayer, đặt 4 điểm có màu tương đồng ở gần nhau.

Khi qua lớp Quad-bayer này, cảm biến 48MP sẽ cho ảnh có độ phân giải chỉ 12MP, cảm biến 40MP sẽ cho ảnh chỉ 10MP. Điều này giúp chúng có thể thu nhận được độ sáng nhiều hơn trong bóng tối và có độ nét cao hơn đôi chút so với cảm biến 10 - 12MP thông thường.

Ống kính có vai rất trò lớn trong quá trình chụp

Khả năng thu nhận ánh sáng của ống kính phía trước cũng là một yếu tố quan trọng quyết định chất lượng hình ảnh. Với máy ảnh chuyên nghiệp, người dùng có thể thay đổi các ống kính khác nhau, thậm chí có những ống kính có giá bằng cả một chiếc smartphone hay xe ô tô.

Các ống kính của máy ảnh chuyên nghiệp được làm từ kính chất lượng cao, được mài dũa chính xác và phủ các lớp tráng đắt tiền, có vỏ ngoài chống chịu thời tiết tốt và các motor phức tạp.

Việc tạo ra ống kính bằng kính có kích thước nhỏ là điều rất khó và có chi phí cao, do đó nhà sản xuất lựa chọn nhựa để tạo ra ống kính của smartphone.

Với máy ảnh chuyên nghiệp, nhiếp ảnh gia có thể lựa chọn thay đổi ống kính chất lượng cao.

Trên thực tế, độ nét và độ phân giải của ống kính chất lượng cao trên máy ảnh chuyên nghiệp khó mà có thể đạt được chất lượng như hãng công bố, luôn có những sai số nhất định. Và với ống kính nhựa và cảm biến nhỏ trên smartphone thì điều này lại càng đúng hơn, không có smartphone nào đạt được độ phân giải 40 hay 48MP 'thật' cả.

Chính vì vậy, để tăng chất lượng chụp ảnh trên những dòng máy ảnh Point & Shoot khác nhau, nhà sản xuất chỉ sử dụng các cảm biến lớn, thay thiết kế ống kính chứ không hề tăng độ phân giải.