Công nghệ lấy nét theo pha (PDAF) ưu việt như thế nào?

Công nghệ lấy nét theo pha lần đầu tiên xuất hiện trên mẫu Galaxy S5 của Samsung. Sau 2 năm, tới nay công nghệ này đã khá phổ biến.

Lấy nét theo pha là gì?

Công nghệ lấy nét theo pha hiện được dùng trên iPhone 6 và 6 Plus, Samsung Galaxy S5, S6, S6 Edge, Note 5 và các máy Xperia Z5, Z5 Compact và Z5 Premium. Ưu điểm của công nghệ này là khả năng lấy nét liên tục cả khi đối tượng chuyển động. Tuy nhiên, lấy nét theo pha vẫn bị hạn chế khi chụp ở môi trường thiếu sáng.

Lấy nét theo pha là gì?

Galaxy S5 là chiếc smartphone đầu tiên được tích hợp khả năng lấy nét theo pha

Lấy nét theo pha (Phase Detection Auto Focus) là công nghệ lấy nét được kế thừa từ máy ảnh chuyên nghiệp DSLR. Không giống như phương pháp phát hiện theo mức độ tương phản (contrast detection) thường dùng, công nghệ lấy nét theo pha cho phép tốc độ bắt nét nhanh hơn, chính xác hơn và tập trung đúng vào chủ thể, đặc biệt kể cả trong điều kiện thiếu sáng. Các cảm biến Phase Detect sẽ giúp điều chỉnh ống kính phù hợp. 

Cơ chế hoạt động của công nghệ lấy nét theo pha 

Trong camera lấy nét theo pha, cặp cảm biến (sensor) cảm quang một chiều được bố trí để chúng chỉ có duy nhất một hàng điểm ảnh. Mỗi cặp sensor cảm quang tạo nên một điểm lấy nét tự động. Mỗi hình ảnh được tách làm hai hình ảnh riêng biệt với sự giúp đỡ của hai ống vi kính (micro len) khác nhau và được hội tụ lại vào 2 sensor cảm quang. Nếu nó không hội tụ vào hai sensor cảm quang, máy ảnh sẽ điều chỉnh ống kính lại để hình ảnh hội tụ lại vào vị trí cặp sensor và tạo nên mặt cảm quang. Nếu ảnh xuất hiện trên mặt cảm quang là như nhau thì máy ảnh đã lấy nét chính xác vào vật thể.

Mô hình cơ chế lấy nét theo pha

Cơ chế lấy nét theo pha có tốc độ cao do module lấy nét được thiết kế độc lập và thuật toán so sánh trùng/lệch pha không quá phức tạp. Tuy nhiên cơ chế lấy nét theo pha đòi hỏi thiết kế cồng kềnh, phức tạp vì phải tốn thêm không gian cho buồng gương lật và module lấy nét riêng. Chính vị vậy, cụm camera của những thiết bị sử dụng công nghệ này thường có kích thước lớn và lồi ra khỏi thân máy, điển hình như iPhone 6 và Galaxy S6. Bên cạnh đó, các vấn đề với lấy nét theo pha cũng tương tự với những vấn đề của lấy nét theo độ tương phản. Ảnh chụp ở môi trường thiếu sáng hoặc những nơi mà sự khác biệt về độ tương phản thấp sẽ bị mờ.

Cụm camera được tích hợp công nghệ lấy nét theo pha thường có kích thước khá lớn

Sự khác biệt giữa công nghệ "Dual Pixel" và lấy nét theo pha 

"Dual Pixel" là một công nghệ tiên tiến nhất của module máy ảnh trên Galaxy S7. "Dual Pixel" về bản chất tương tự với công nghệ lấy nét theo pha trên smartphone hiện nay, những máy ảnh DSLR và máy ảnh không gương lật đã sử dụng công nghệ dạng này theo cách này hoặc cách khác. Tuy nhiên, Samsung đã không sử dụng tên gọi lấy nét theo pha mà đặt cho một tên gọi khác vì những thay đổi mới nhất của hãng không giống như bất cứ điều gì chúng ta đã thấy trước đây trên smartphone. Đó được xem như là tính năng lấy nét theo pha thế hệ 2.0 cho thế giới smartphone.

Dual Pixel được coi là tính năng lấy nét theo pha thế hệ 2.0

Sự khác biệt giữa "Dual Pixel" và công nghệ lấy nét theo pha cũ nằm ở khả năng lấy nét ở từng điểm ảnh. Nếu như với PDAF thì chỉ có khoảng 5% tổng số điểm ảnh trên cảm biến được kích hoạt khả năng lấy nét theo pha. Trong khi đó, công nghệ "Dual Pixel" của Samsung đã mang đến khả năng lấy nét theo pha trên mỗi điểm ảnh của cảm biến máy ảnh. Điều này cho phép máy ảnh có thể nhanh chóng tập trung chính xác vào đối tượng trong khung, bất kể vị trí của nó. Hệ thống này hoạt động rất tốt, thậm chí có thể theo tiêu chuẩn của máy ảnh chuyên dụng.

Cũng đều là lấy nét theo pha, nhưng tất cả các điểm ảnh trên cảm biến Dual Pixel đều được kích hoạt lấy nét theo pha

Về phần Apple, họ đã gọi công nghệ lấy nét theo pha của mình bằng thuật ngữ "Focus Pixels", thực ra đó chỉ là thuật ngữ tiếp thị thôi còn bản chất công nghệ vẫn là lấy nét pha tiêu chuẩn. Qua nhiều bài đánh giá, chiếc iPhone 6 thực sự gây ấn tượng về khả năng lấy nét so với thế hệ iPhone 5s trước đó sử dụng cơ chế lấy nét theo so sánh độ tương phản. Tuy nhiên, khi so sánh với "Dual Pixel" của Samsung thì "Focus Pixel" của Apple còn dưới một bậc.

Nhìn chung, giống như câu chuyện vi xử lý tám lõi không tốt hơn bốn lõi, lấy nét theo pha không phải lúc nào cũng ưu việt hơn lấy nét laser, lấy nét theo độ tương phản hay camera kép. Tuy nhiên, các ông lớn công nghệ như Samsung, Sony và Apple hiện nay đều đặt niềm tin vào công nghệ lấy nét theo pha khi kết hợp nó với lấy các công nghệ lấy nét khác nhằm bổ trợ cho nhau trong việc nâng cao khả năng chụp hình của smartphone.

Nguồn: Tổng hợp viết