Chắc hẳn nhiều người đã từng nghe câu nói: "Một cảm biến lớn hơn có thể áp đảo mọi thứ khác".
Thực sự có một số sự thật đằng sau tuyên bố này. Cảm biến CMOS lớn hơn có thể thu được nhiều ánh sáng hơn, điều này thường dẫn đến chất lượng hình ảnh tốt hơn. Đây cũng là lý do vì sao các nhà sản xuất smartphone không ngừng đẩy mạnh kích thước cảm biến lớn hơn và cạnh tranh gay gắt về phần cứng camera.
Tuy nhiên, vẫn còn một số điểm quan trọng đáng chú ý.
Quan điểm tiếp thị "Cảm biến 1 inch"
Hình ảnh bên trái mang lại cảm giác gần như máy ảnh full-frame cho cảm biến IMX989 1{2}}inch của Sony.
Mặc dù các thương hiệu điện thoại thông minh nhấn mạnh mức độ lớn hơn của cảm biến CMOS, ngay cả những cảm biến điện thoại thông minh lớn nhất hiện nay - cái gọi là "cảm biến 1-inch" được tiếp thị là tiếp cận các tiêu chuẩn máy ảnh không gương lật - vẫn nhỏ hơn nhiều so với cảm biến APS-C, chưa nói đến cảm biến full-frame.
Cho dù camera trên điện thoại thông minh có phát triển mạnh mẽ đến đâu thì ý tưởng về việc điện thoại thông minh thực sự bắt kịp kích thước cảm biến camera chuyên dụng vẫn khá phi thực tế trong thời đại hiện nay.
Một sự thật thú vị: Kích thước cảm biến CMOS thực sự được đo như thế nào
Quy ước đặt tên cho kích thước cảm biến CMOS thực sự là một di sản lịch sử.
Kích thước cảm biến không được đo trực tiếp bằng chiều dài đường chéo thực tế của vùng hình ảnh. Thay vào đó, chúng dựa trên kích thước của các "ống máy quay video" cũ được sử dụng trước khi có cảm biến CCD và CMOS.
Những ống tạo ảnh quang điện này chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện bằng cách quét hình ảnh bằng chùm tia điện tử. Vào thời điểm đó, ống tạo ảnh "1{2}}inch" thường được sử dụng có vỏ kính dày, trong khi khu vực nhạy sáng hình chữ nhật thực sự bên trong chỉ có đường chéo khoảng 16mm.
Trên thực tế, hình chữ nhật 1 inch thực sự phải có đường chéo 25,4mm.
Cảm biến CMOS và CCD hiện đại kế thừa quy ước đặt tên này, đó là lý do tại sao "cảm biến 1 inch" ngày nay thực sự có đường chéo hình ảnh chỉ khoảng 16mm.
Kích thước cảm biến thôi không phải là tất cả
Quay trở lại chủ đề chính, kích thước cảm biến đóng một vai trò quan trọng vì nó quyết định lượng ánh sáng mà máy ảnh có thể thu được. Nhiều ánh sáng hơn ảnh hưởng trực tiếp đến độ phơi sáng, dải động, hiệu suất-ánh sáng yếu và thậm chí cả độ rõ nét của hình ảnh.
Tuy nhiên, chỉ nhìn vào kích thước cảm biến thôi là chưa đủ.
Có những yếu tố sâu xa hơn mà nhà sản xuất thường không giải thích rõ ràng, bao gồm:
- Sử dụng diện tích hiệu quả của CMOS
- Phạm vi bao phủ vòng tròn hình ảnh ống kính
Sử dụng CMOS và vòng tròn hình ảnh ống kính
"Vòng tròn hình ảnh" dùng để chỉ khu vực hình tròn được thấu kính chiếu lên mặt phẳng hình ảnh.
Ví dụ: khi ống kính APS-C được gắn trên máy ảnh-toàn khung hình, vòng tròn hình ảnh của ống kính quá nhỏ để che phủ hoàn toàn cảm biến-khung hình đầy đủ. Điều này dẫn đến các góc tối hoặc bị cắt xén bắt buộc.
Lý tưởng nhất là hình ảnh tròn do ống kính chiếu phải bao phủ toàn bộ khu vực cảm biến CMOS.
Ví dụ về Sony Xperia Pro-I
Một ví dụ điển hình là điện thoại thông minh Xperia Pro{0}}I của Sony được phát hành với cái gọi là cảm biến 1 inch.
- Cảm biến: Sony IMX383
- Kích thước cảm biến: 1 inch
- Độ phân giải: đầu ra 12MP
- Kích thước pixel: 2,4μm
- Công nghệ: Exmor RS
- Nguồn gốc ban đầu từ máy ảnh compact Sony RX100 VII
Bản thân cảm biến ban đầu thực sự chứa khoảng 20 megapixel.
Tuy nhiên, do ống kính điện thoại thông minh không có vòng tròn hình ảnh đủ lớn nên Xperia Pro-tôi chỉ có thể sử dụng hiệu quả khoảng 12 megapixel vùng cảm biến.
8 megapixel còn lại có thể được dành cho:
- Chuyển đổi video 16:9 lossless
- Ổn định điện tử
- Cắt xén cho chế độ video và chân dung
Tại sao việc cắt xén lại làm giảm lợi thế của cảm biến lớn
Có thể quan sát một ví dụ phổ biến về việc cắt xén cảm biến khi chuyển đổi giữa chế độ ảnh và chế độ video trên điện thoại thông minh. Trường nhìn thường thay đổi đáng kể do hình ảnh đang bị cắt.
Đối với Xperia Pro-I, mặc dù sử dụng cảm biến lớn 1 inch nhưng việc không thể sử dụng hết toàn bộ cảm biến sẽ làm giảm đáng kể lợi thế của nó về:
- Độ dài tiêu cự linh hoạt
- Độ sâu của hiệu suất trường
- Nghị quyết
Nói cách khác, trước khi kích hoạt các chế độ cắt bổ sung như ổn định chân dung hoặc video, máy ảnh đã hy sinh một phần khả năng của cảm biến.
Sau khi cắt xén, hiệu suất chụp ảnh hiệu quả gần như tương đương với cảm biến 1/1,3 inch.
Nhìn chung, quyết định cắt bớt cảm biến 1{1}}inch trong Xperia Pro-I được cho là mang lại nhiều nhược điểm hơn là lợi thế.
Tại sao máy ảnh chuyên dụng vẫn hoạt động tốt hơn
Việc sử dụng cảm biến tương tự trên máy ảnh compact RX100 VII của Sony cho kết quả tốt hơn rõ rệt vì hệ thống ống kính có thể tận dụng tối đa toàn bộ vùng cảm biến.
Nếu máy ảnh không thể sử dụng hiệu quả cảm biến CMOS đầy đủ để chụp ảnh thì chất lượng hình ảnh thực tế của nó có thể rất giống với các cảm biến nhỏ hơn.
Điều đó nói lên rằng, cảm biến lớn vẫn mang lại những lợi ích đáng kể:
- Hiệu suất ánh sáng yếu-tốt hơn
- Dải động cao hơn
- Cải thiện tính linh hoạt cho việc-cắt bài đăng
Vì vậy, việc không thể tận dụng tối đa cảm biến lớn thực sự là một cơ hội bị bỏ lỡ.
