Từ 0, 11 megapixel đến trợ lý mạng thần kinh: cách máy ảnh phát triển trong điện thoại thông minh

2024 Tác giả: Malcolm Clapton | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 04:15

Một chuyến du ngoạn ngắn vào lịch sử của nhiếp ảnh di động.

Máy ảnh trên điện thoại thông minh đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta: với sự trợ giúp của nó, bạn luôn có thể ghi lại những khoảnh khắc quan trọng và chia sẻ nó với những người khác. Tuy nhiên, để điều này trở thành hiện thực, phải mất 20 năm tiến bộ kỹ thuật, phân phối lại thị trường thiết bị nhiếp ảnh và có nhiều đổi mới. Chúng tôi quyết định ghi nhớ cách nhiếp ảnh di động bùng nổ trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta và những công ty nào đã làm cho nó trở nên đơn giản và dễ tiếp cận.

Những chiếc điện thoại có camera đầu tiên

Lần đầu tiên máy ảnh xuất hiện trên điện thoại vào năm 1999: Công ty Kyocera của Nhật Bản cho ra mắt mẫu VP-210, cho phép thực hiện cuộc gọi video. Máy ảnh được đặt ở phía trước và chụp khuôn mặt của chủ sở hữu với tốc độ 2 khung hình / giây. Cô cũng có thể chụp ảnh selfie với độ phân giải 0, 11 megapixel và lưu trữ trong bộ nhớ của thiết bị với số lượng lên đến 20 tấm.

Trong những năm tiếp theo, máy ảnh di động đã phát triển nhanh chóng dưới sự cạnh tranh khốc liệt và đến năm 2004, cột mốc 1 triệu pixel (1 megapixel) đã được thực hiện. Và vào năm 2005, thị trường đã bị chấn động bởi hai mẫu điện thoại có thể gọi là điện thoại chụp ảnh đầu tiên: Nokia N90 và Sony Ericsson k750i. Họ trang bị máy ảnh lấy nét tự động 2 megapixel và chụp ảnh sắc nét, không bị mờ. Khi đó, thái độ của người dùng với nhiếp ảnh di động bắt đầu thay đổi: các nhóm chuyên đề xuất hiện trên Flickr, mọi người bắt đầu trao đổi những bức ảnh nhận được trên điện thoại của họ và thảo luận về chúng.

Với mỗi năm tiếp theo, số lượng người chụp ảnh trên điện thoại đã tăng lên theo cấp số nhân. Việc phát hành iPhone vào năm 2007 đã thay đổi quan điểm đối với các thiết bị đơn chức năng: điện thoại thông minh bắt đầu thay thế máy nghe nhạc MP3, và sau đó là máy ảnh và video nghiệp dư.

Dawn of Instagram

Thị trường máy ảnh sụp đổ vào năm 2010 với sự ra mắt của Instagram. Người dùng muốn có được một bức ảnh hấp dẫn dễ dàng và nhanh chóng nhất có thể và đăng nó lên mạng xã hội.

Đồng thời, chất lượng của máy ảnh di động đã được cải thiện. Được giới thiệu vào năm 2011, iPhone 4s nhận được camera 8 megapixel và ống kính quang học nhạy sáng với khẩu độ f / 2, 4. Những đặc điểm này đáp ứng hầu hết các nhu cầu: nhấn nút, lấy khung sáng và tải nó lên Instagram.

Theo thời gian, quá trình xử lý hình ảnh trong điện thoại thông minh ngày càng trở nên mạnh mẽ hơn: độ tương phản, độ bão hòa và độ sắc nét của đường viền được ưu tiên, và độ tự nhiên của hình ảnh mờ dần vào nền. Nhưng cũng đã có những nỗ lực để đưa công nghệ chuyên nghiệp vào máy ảnh di động. Vì vậy, vào năm 2012, Nokia đã sản xuất điện thoại chụp ảnh 808 PureView.

Mô hình được phân biệt bởi các đặc điểm nổi bật trong thời đại của nó. Độ phân giải của camera là 41 megapixel và kích thước vật lý của cảm biến là 1/1, 2 ″. Nó cũng được trang bị màn trập cơ học, bộ lọc ND tích hợp, ống kính Carl Zeiss với khẩu độ f / 2, 4 và đèn flash xenon.

Thật không may, các nhà sản xuất khác đã không vội vàng làm theo gương của Nokia, dựa vào các bộ lọc và các phụ kiện khác.

Nhiều máy ảnh hơn, tốt và khác biệt

Tại một số thời điểm, các công ty đã quyết định tăng số lượng camera trên điện thoại thông minh. Quay trở lại năm 2011, HTC Evo 3D và LG Optimus 3D đã được phát hành, sử dụng hai thấu kính mỗi chiếc để tạo ra những bức ảnh lập thể. Tuy nhiên, công nghệ này hóa ra không được thừa nhận và các nhà sản xuất đã quên đi những thí nghiệm như vậy trong vài năm.

Vào mùa xuân năm 2014, thị trường xuất hiện HTC One M8. Điện thoại thông minh nhận được một mô-đun phụ trợ để đo độ sâu và tách đối tượng khỏi nền. Do đó, công ty đã triển khai chế độ chân dung sớm hơn hai năm so với Apple.

Một sự bùng nổ thực sự đã xảy ra vào năm 2016, khi các nhà sản xuất lớn nhất trình bày các giải pháp của họ. Đồng thời, không có quan điểm nào về lý do tại sao điện thoại thông minh cần hai camera. Ví dụ, Huawei đã quảng bá tính năng chụp ảnh đơn sắc với P9 mà hãng đồng phát triển với Leica. LG G5 dựa vào shirik và Apple đã giới thiệu ống kính tele để chụp chân dung và zoom quang học trên iPhone 7 Plus.

Hóa ra, hai camera không phải là giới hạn. Hiện nay hầu hết tất cả các điện thoại thông minh trên thị trường đều được trang bị ba ống kính với tiêu cự khác nhau, cũng như camera để chụp ảnh macro và đo độ sâu.

Ngày càng nhiều đặc điểm

Chất lượng của máy ảnh di động luôn bị hạn chế bởi những hạn chế vật lý: độ dày nhỏ của vỏ máy không cho phép trang bị cho điện thoại thông minh hệ thống quang học chất lượng cao và cảm biến lớn. Tuy nhiên, người dùng đang yêu cầu cải tiến, các công ty đang cố gắng đáp ứng nhu cầu của họ.

Vì vậy, chúng tôi đã kết thúc với máy ảnh nhô ra vài mm so với cơ thể. Kích thước vật lý của các cảm biến cũng ngày càng phát triển: nếu như 5 năm trước chúng dao động trong khoảng 1/3 ″ thì giờ đây, Samsung Galaxy S20 Ultra và Huawei P40 với cảm biến 1/1, 3 ″ đã xuất hiện trên thị trường. Các cảm biến hình ảnh đã được phóng to gần chín lần, điều này đã cải thiện đáng kể chất lượng ảnh chụp.

Diện tích lớn của các cảm biến cho phép tăng độ phân giải. Máy ảnh di động 48MP và 64MP đã trở thành tiêu chuẩn, trong khi Samsung và Xiaomi đã đạt cột mốc 108MP. Tuy nhiên, những bức ảnh có độ phân giải như vậy có trọng lượng quá lớn, vì vậy các kỹ sư đã thực hiện một mẹo: thông tin từ các pixel lân cận được kết hợp với nhau. Điều này làm giảm độ phân giải, nhưng đổi lại chúng ta nhận được ít nhiễu hơn và dải động rộng hơn.

Cái gì tiếp theo

Tất cả những cải tiến này đã khiến điện thoại thông minh trở thành sự thay thế lý tưởng cho máy ảnh ngắm và chụp kỹ thuật số. Tuy nhiên, chúng vẫn còn nhiều chỗ để phát triển. Và ngay cả khi các đặc điểm vật lý đạt đến mức trần, phần mềm sẽ luôn đến để giải cứu.

Giờ đây, nhiếp ảnh điện toán đang được đà phát triển: máy ảnh chụp một loạt ảnh và mạng nơ-ron dựa trên chúng thu thập khung hình hoàn hảo, khử nhiễu, cân bằng độ sáng và hiệu chỉnh màu sắc. Phương pháp này được sử dụng trong Google Pixel 4, iPhone 11, Huawei P40 và nhiều điện thoại thông minh khác. Quá trình xử lý diễn ra tự động và không dễ nhận thấy đối với người dùng - anh ta chỉ nhìn thấy kết quả.

Khi hiệu suất tăng, khả năng của máy ảnh trở nên rộng hơn. Họ đã có thể quay video và tiến hành xử lý thời gian thực: làm mờ nền hoặc làm cho nó trở thành màu đen và trắng, để lại các vật thể có màu sắc. Hướng thực tế tăng cường cũng đang phát triển: Apple đã trang bị cho iPad Pro cảm biến LiDAR để làm việc với các ứng dụng AR, và sắp tới công nghệ này cũng sẽ xuất hiện trên iPhone.

Máy ảnh di động đang trở thành một phức hợp phần cứng-phần mềm, những khả năng mà chúng ta chưa hiểu hết. Đó là lý do tại sao sẽ thú vị hơn khi theo dõi những phát triển mới nhất trong lĩnh vực này và tự mình kiểm tra chúng.