Thực sự cảm biến ToF trên Galaxy Note 10 Plus dùng để làm gì?

Khác với người anh em Galaxy Note 10, hệ thống camera trên Galaxy Note 10 Plus còn được tích hợp thêm một cảm biến ToF bên dưới đèn flash của máy.

Và trước đây hầu như ai cũng nghĩ rằng cảm biến ToF chỉ dùng mục đích để chụp ảnh xóa phông hoặc tăng cường AR (thực tế ảo) cho những bức ảnh, nhưng thực tế có phải ToF chỉ làm được nhue vậy không? Bạn hãy cùng mình tìm hiểu nhé!

Cảm biến ToF trên Galaxy Note 10 Plus là gì?

ToF (Time-of-Flight) là một cảm biến nằm bên cạnh cụm camera chính và đèn flagsh, nó sẽ phát ra một chùm ánh sáng dạng hồng ngoại hoặc laser đến đối tượng đối diện để đo khoảng cách xa gần. Để xác định được khoảng cách từ ống kính máy ảnh Note 10+ đến vật thể thì khi ánh sáng từ cảm biến chiếu tới vật thể và phản xạ lại thì hệ thống sẽ đo khoảng thời gian đó và thiết lập các thông số.

Để xuất được một hình ảnh "đẹp như trong tranh" thì cảm biến ToF này sẽ tạo một thông tin có chứa bản đồ vật thể 3D, trong đó có rất nhiều đối tượng với khoảng cách xa gần khác nhau. Sau đó thông tin này sẽ được chuyển đến hệ thống xử lý hình ảnh để kết hợp với hình ảnh màu đã được camera chụp trước đó và xuất ra ngoài màn hình. Toàn bộ những quy trình này được thực hiện với một tốc độ siêu nhanh nên bạn sẽ gần như xem được hình ảnh đã chụp một cách tức thì.

Cảm biến ToF Note 10 Plus phát sóng hồng ngoại để đo khoảng cách

Thành phần tạo nên hệ thống cảm biến ToF gồm những gì?

Một cảm biến ToF trên camera Note 10 Plus gồm những thành phần sau:

- Đơn vị chiếu sáng ¹: Là một bộ phận có thể chiếu các ánh sáng dạng hồng ngoại hoặc laser tới các vật thể cần xác định để thiết lập khoảng cách tới nó, thông thường ánh sáng từ bộ phận này sẽ là dạng hồng ngoại (với quang phổ không thể nhìn thấy bởi mắt thường) nên sẽ không làm ảnh hưởng tới vật thể.

- Quang học: Đây là một ống kính có khả năng tập hợp ánh sáng phản xạ từ các vật thể và hình ảnh của chúng lên cảm biến hình ảnh, trong ống kính có trang bị một bộ lọc ánh sáng giúp thu nhận những tín hiệu hình ảnh có cùng bước sóng với đơn vị chiếu sáng ¹ và loại bỏ những hình ảnh có bước sóng không thích hợp. Điều này giúp giảm nhiễu hiệu quả cho bức ảnh.

- Cảm biến hình ảnh ²: Đây là bộ phận quan trọng nhất trong cảm biến ToF, nó có khả năng đo thời gian ánh sáng đi từ đơn vị chiếu sáng ¹ đến vật thể và quay trở lại ² nhờ các pixel đo thời gian. Bộ phận này có thể coi như là một trái tim của cảm biễn ToF.

- Trình điều khiển điện tử: Đây là bộ phận điều khiển đơn vị chiếu sáng ¹ và cảm biến hình ảnh ² bằng tín hiệu tốc độ cao, cá tín hiệu này cực kỳ chính xác để cho ra một hình ảnh chuẩn xác, chất lượng với độ phân giải cao.

- Tính toán/Giao diện ³: Các khoảng cách được tính toán trực tiếp trong hệ thống camera để có một hiệu suất tốt nhất và dữ liệu chuẩn, sau đó nó sẽ cung cấp các hình ảnh về khoảng cách xa/gần thông qua một giao diện trực quan dưới dạng phổ nhiệt (hình ảnh 1 phía trên).

Ứng dụng của cảm biến ToF trên Note 10 Plus dùng để làm gì?

Không chỉ trên Samsung Galaxy Note 10+, ToF trên các dòng máy khác cũng chỉ có 2 mục đích chính duy nhất:

- Chụp ảnh: Giúp chụp những bức ảnh xóa phông đẹp mắt nhờ vào việc đo khoảng cách khác nhau giữa ống kính với chủ thể và ống kính với nền, nhờ đó máy ảnh có thể tách đối tượng ra khỏi nền và làm mờ nền phía sau (xóa phông) mà không gây ảnh hưởng gì tới chủ thể được làm nổi bật. Với một số ứng dụng bên thứ 3 thì nó sử dụng thuật toán có sẵn kết hợp với camera ToF của điện thoại để thay nền phía sau bằng một nền khác bất kỳ.

Cảm biến ToF Trên Note 10+ giúp chụp ảnh xóa phông

- Tăng cường thực tế ảo (AR): Nhờ cảm biến ToF mà bộ xử lý hình ảnh ³ trong ống kính máy ảnh biết được độ nông sâu hay xa gần của các vật thể mà nó có thể phủ các lớp thông tin lên bức ảnh trước khi xuất ra ngoài màn hình, chính vì thế mà một số bức ảnh có những bokeh lung linh đẹp mắt. Ngoài ra bạn có thể sử dụng cảm biến ToF này để đo khoảng cách giữa các vật thể xem chúng cách nhau bao nhiêu cm, chơi các game AR trong không gian mô phỏng hay xem hình dáng 3D của bất kỳ một vật thể 2D nào bằng cách di chuyển xung quanh chúng.

Nó cùng dùng để đo khoảng cách

Và tạo hiệu ứng cho bức ảnh

Cảm biến ToF có thực sự hữu ích không? Ưu/nhược điểm của nó ra sao?

* Ưu điểm: Thực tế cảm biến ToF trên điện thoại khá hữu ích.

- Thiết kế: Không giống với các hệ thống khác, cảm biến ToF Note 10 Plus vô cùng nhỏ gọn và được đặt ngay dưới đèn flash nên sẽ không chiếm nhiều không gian bên trong điện thoại.

- Công suất: Quá trình thu thập thông tin khoảng cách vật thể xảy ra trực tiếp trên cảm biến nên rất nhanh chóng, do vậy nó chỉ tiêu tốn một chút ít công suất của điện thoại mà thôi.

- Tốc độ: Với công nghệ ngày càng cao nên thời gian đo khoảng cách từ cảm biến ToF đến vật thể diễn ra rất nhanh, chỉ với một phát bấm chụp ảnh là xong và tốc độ có thể lên tới 1/1000, 1/1000000 ms. Nếu các cụm máy ảnh có thể đạt được tốc độ chụp 160fps (khung hình/s) thì chúng sẽ đủ điều kiện để sử dụng trong các ứng dụng thời gian thực.

* Nhược điểm: Nhưng cũng tồn tại những nhược điểm khó tránh khỏi.

- Ánh sáng: Ánh sáng hồng ngoại đi từ cảm biến ToF đến vật thể có thể bị ảnh hưởng bởi ánh sáng mạnh của Mặt Trời, với cường độ ánh sáng mạnh và lớn hơn thì các ánh sáng hồng ngoại từ cảm biến sẽ bị triệt tiêu và việc đo khoảng cách sẽ không được chính xác nữa. Để khắc phục điều này thì bạn nên tráng chụp ảnh ở những nơi có nguồn sáng quá mạnh và chói và hạn chế chụp ảnh ở không gian hẹp.

- Dễ bị ảnh hưởng: Nếu cảm biến ToF trên điện thoại của bạn đang hoạt động và ngay tại thời điểm đó cũng có một cảm biến ToF khác hoạt động ở gần thì các ánh sáng hồng ngoại sẽ bị ảnh hưởng tới nhau và gây nên sự sai lệch trong việc đo khoảng cách.

- Nhiễu phản xạ: Các cảm biến ToF sử dụng ánh sáng hồng ngoại để chiếu sáng toàn bộ khung cảnh (cảm biến ToF sử dụng laser chỉ chiếu sáng 1 điểm duy nhất) nên khi bước sóng từ cảm biến ToF chiếu tới vật thể và bị phản xạ lại với một bước sóng khác do nhiều vật thể phản xạ lại (nhiều hơn hoặc ít hơn) thì sẽ gây nên hiện tượng lệch bước sóng (cảm biến ToF sử dụng laser sẽ không bị điều này). Và khi cách ánh sáng hồng ngoại phản xạ lại nhiều hơn ánh sáng hồng ngoại truyền đi thì những người đứng chụp ảnh sẽ bị tổn thương đến các bộ phận trên cơ thể, nhất là vùng mặt, điều này giải thích vì sao khi những người làm việc dưới môi trường phát tia hồng ngoại nhiều sẽ dễ dẫn đến ảnh hưởng sức khỏe thể hiện ở một vài triệu chứng như: Ở mắt làm đục giác mạc, viêm giác mạc, đục nhân mắt, gây hỏng giác mạc, làm khô mắt; trên da làm tổn thương da, tăng sắc tố, ban đỏ da…Ngoài ra, nó còn làm giảm khả năng miễn dịch của cơ thể, viêm mũi họng, viêm xoang. Ở nam giới, tia hồng ngoại còn làm giảm lượng tinh trùng, bức xạ hồng ngoại phối hợp với điều kiện vi khí hậu không tốt gây stress nhiệt cho con người.

Mặt Trời là nguồn phát sóng hồng ngoại cực mạnh nên sẽ ảnh hưởng tới sóng hồng ngoại phát ra từ cảm biến ToF trên điện thoại

Vậy bạn đã biết cảm biến ToF trên Galaxy Note 10 Plus thực sự để làm gì chưa? Nó cũng có tác dụng khá nhiều đấy chứ, còn nhược điểm thì bạn không cần lo lắng vì bức xạ hồng ngoại từ cảm biến ToF trên Note 10 Plus là khá thấp và sẽ ít ảnh hưởng đến cơ thể bạn.