Những chiếc máy ảnh kỹ thuật số đắt nhất hiện nay đã có thể chụp hình với độ phân giải 400 megapixel, trong khi mắt người có độ phân giải 576 megapixel. Liệu con người có thể bị máy móc vượt qua về tầm nhìn trong tương lai?
Đây là Hasselblad H6D-400c, chiếc máy ảnh siêu phân giải có giá khoảng 48.000 USD chỉ tính riêng phần thân không ống kính. Nó có thể chụp ra các bức ảnh có độ phân giải 400 megapixel, khá gần so với con số 576 megapixel của mắt người, theo một nghiên cứu trước đây của giáo sư khoa học kiêm nhiếp ảnh gia Roger Clark.
Tuy nhiên, thiết bị này làm điều đó chỉ với cảm biến 100 megapixel.
Cách chụp và ghép 4-6 bức hình thành ảnh hoàn chỉnh.
Về cơ bản, cảm biến của máy ảnh bình thường sử dụng mô hình RGB ban đầu, được tạo ra bởi Bryce Bayer từ hãng Kodak. Nhưng H6D-400c sẽ dịch chuyển cảm biến theo từng điểm ảnh ở dạng lưới 4x4. Bằng cách này, máy sẽ chụp 4 bức ảnh liên tiếp để "điền vào chỗ trống" các điểm ảnh còn thiếu để tạo thành các bức ảnh siêu phân giải. Không chỉ 4 tấm, thiết bị này có thể chụp đến 6 tấm để đạt được hiệu quả cao nhất, ghép lại để cho ra ảnh thành phẩm có độ phân giải lên đến 23.200 x 17.400 pixel. File ảnh TIFF thành phẩm mà Hasselblad công bố có dung lượng lên đến 2,4GB.
Mắt là một tuyệt tác trên cơ thể con người.
Còn mắt người, chứa khoảng 130 triệu cảm biến ánh sáng. Đó là tin tốt. Tin xấu là chỉ có khoảng 6 tới 7 triệu trong số chúng là cảm biến màu, được gọi là tế bào hình nón. Phần còn lại là tế bào hình que, là cảm biến về nhạy sáng. Trong hầu hết mọi tình huống ban ngày, các tế bào que này ngừng hoạt động. Vì vậy, tầm nhìn tốt nhất của con người, với đầy đủ màu sắc, chỉ sử dụng 6 tới 7 triệu cảm biến, mỗi mắt.
Tin tốt tiếp theo là mắt của chúng ta được kết nối song song với một "siêu máy tính" mạnh mẽ, đặt trong não bộ. Vì vậy, thay vì giải quyết công việc cùng lúc cho 6-7 pixel, não tăng cường công suất hoạt động, thay đổi hình ảnh một chút xíu mỗi khi thu nhận dữ liệu, để tích hợp ít nhất 4 hình ảnh cùng lúc. Vì vậy có thể nói bạn đang nhìn bằng 24 tới 28 triệu điểm ảnh mỗi mắt. Bộ não khi hoạt động cũng luôn hợp nhất tầm nhìn trái phải, do đó, ở mọi thời điểm bình thường, số lượng điểm ảnh là 50 megapixel.
Tuy nhiên, tầm nhìn của chúng không giống với megapixel trong cảm biến camera. Về cơ bản, tầm nhìn của con người sắc nét hơn nhiều ở trung tâm, nhưng vẫn rất nhạy sáng trong điều kiện ánh sáng yếu, thu đủ các chi tiết từ trung tâm cho tới các cạnh. Ngược lại, ống kính máy ảnh thì giữ cho hình ảnh khá rõ từ trung tâm đến các cạnh, nhưng làm việc kém hiệu quả trong điều kiện ánh sáng yếu.
Các tế bào hình que sẽ hoạt động tích cực trong bóng tối.
Và khi bạn nhìn xung quanh, não bộ sẽ thu thập các thông tin để xây dựng một mô hình môi trường rõ ràng. Nó không phải là một hình ảnh duy nhất mà là những gì xung quanh bạn, như một thế giới ba chiều. Tất nhiên, bạn chỉ nhận được độ phân giải đầy đủ ở những thứ bạn nhìn trực tiếp. Chưa hết, vì bộ não có bộ nhớ (RAM), các hình ảnh thị giác được tăng cường, lấp đầy bởi các ký ức khác về cùng chủ đề. Đây là một phần lý do tại sao bạn có thể di chuyển xung quanh ngôi nhà của mình rất nhanh mà không cần quan tâm nhiều đến những gì trông thấy. Nhưng bạn sẽ không thể làm được điều đó khi di chuyển ở một nơi xa lạ, ví dụ như đi trong rừng, vì phải chú ý và thu nhận mọi hình ảnh thông tin.
Vậy còn những tế bào que? Chúng sẽ thức dậy làm việc khi bóng tối bủa vây. Là một tế bào rất nhạy cảm với ánh sáng, các tế bào que có thể nhận biết các photon đơn lẻ. Vấn đề là trong ánh sáng yếu thì không có nhiều photon xung quanh. Vì vậy, tầm nhìn khi ánh sáng yếu của con người giống như được bao phủ bởi một lớp màng mịn, nhằm giúp cho mắt thu được càng nhiều photon càng tốt. Nhưng bạn sẽ không bao giờ ghi nhận lại tất cả chúng cùng một lúc được như camera máy ảnh.
Còn rất lâu máy ảnh mới có thể đuổi kịp mắt người, vì "phần cứng" của các hệ thống này vẫn còn thua xa bộ não của chúng ta.
Bạn sẽ thấy loại hiệu ứng này giống như trong một bức ảnh bị "noise". Mỗi pixel trong cảm biến của máy ảnh tích lũy các electron để phản ứng với các photon. Nhưng lượng photon thu nhận không phải là một thứ liên tục, đặc biệt trong điều kiện ánh sáng yếu. Rất may chúng ta có thứ gọi là bộ não, giúp thực hiện rất nhiều bài toán tích hợp, tính trung bình, để giúp loại bỏ tối đa khả năng bị "noise". Tất nhiên nó không thể chống lại hiện tượng vật lý, nhưng dù tầm nhìn bị giảm, nó vẫn giúp chúng ta dễ đoán và nhận biết mọi vật, dưới một góc nhìn mượt mà và dễ chịu.
Nhưng dù sao, thời gian xử lý hình ảnh sẽ lâu hơn, có thể gây nguy hiểm cho bạn ví dụ như khi đang di chuyển nhanh, lái xe hay có thể bị tập kích trong đêm. Tất cả các ứng dụng và công nghệ chụp hình ngày nay đang cố gắng mô phỏng cách thức hoạt động của mắt và bộ não con người bằng cách con chip và cảm biến, nhưng có lẽ sẽ rất lâu nữa mới có thể đuổi kịp.
Đây là Hasselblad H6D-400c, chiếc máy ảnh siêu phân giải có giá khoảng 48.000 USD chỉ tính riêng phần thân không ống kính. Nó có thể chụp ra các bức ảnh có độ phân giải 400 megapixel, khá gần so với con số 576 megapixel của mắt người, theo một nghiên cứu trước đây của giáo sư khoa học kiêm nhiếp ảnh gia Roger Clark.
Tuy nhiên, thiết bị này làm điều đó chỉ với cảm biến 100 megapixel.
Cách chụp và ghép 4-6 bức hình thành ảnh hoàn chỉnh.
Về cơ bản, cảm biến của máy ảnh bình thường sử dụng mô hình RGB ban đầu, được tạo ra bởi Bryce Bayer từ hãng Kodak. Nhưng H6D-400c sẽ dịch chuyển cảm biến theo từng điểm ảnh ở dạng lưới 4x4. Bằng cách này, máy sẽ chụp 4 bức ảnh liên tiếp để "điền vào chỗ trống" các điểm ảnh còn thiếu để tạo thành các bức ảnh siêu phân giải. Không chỉ 4 tấm, thiết bị này có thể chụp đến 6 tấm để đạt được hiệu quả cao nhất, ghép lại để cho ra ảnh thành phẩm có độ phân giải lên đến 23.200 x 17.400 pixel. File ảnh TIFF thành phẩm mà Hasselblad công bố có dung lượng lên đến 2,4GB.
Mắt là một tuyệt tác trên cơ thể con người.
Còn mắt người, chứa khoảng 130 triệu cảm biến ánh sáng. Đó là tin tốt. Tin xấu là chỉ có khoảng 6 tới 7 triệu trong số chúng là cảm biến màu, được gọi là tế bào hình nón. Phần còn lại là tế bào hình que, là cảm biến về nhạy sáng. Trong hầu hết mọi tình huống ban ngày, các tế bào que này ngừng hoạt động. Vì vậy, tầm nhìn tốt nhất của con người, với đầy đủ màu sắc, chỉ sử dụng 6 tới 7 triệu cảm biến, mỗi mắt.
Tin tốt tiếp theo là mắt của chúng ta được kết nối song song với một "siêu máy tính" mạnh mẽ, đặt trong não bộ. Vì vậy, thay vì giải quyết công việc cùng lúc cho 6-7 pixel, não tăng cường công suất hoạt động, thay đổi hình ảnh một chút xíu mỗi khi thu nhận dữ liệu, để tích hợp ít nhất 4 hình ảnh cùng lúc. Vì vậy có thể nói bạn đang nhìn bằng 24 tới 28 triệu điểm ảnh mỗi mắt. Bộ não khi hoạt động cũng luôn hợp nhất tầm nhìn trái phải, do đó, ở mọi thời điểm bình thường, số lượng điểm ảnh là 50 megapixel.
Tuy nhiên, tầm nhìn của chúng không giống với megapixel trong cảm biến camera. Về cơ bản, tầm nhìn của con người sắc nét hơn nhiều ở trung tâm, nhưng vẫn rất nhạy sáng trong điều kiện ánh sáng yếu, thu đủ các chi tiết từ trung tâm cho tới các cạnh. Ngược lại, ống kính máy ảnh thì giữ cho hình ảnh khá rõ từ trung tâm đến các cạnh, nhưng làm việc kém hiệu quả trong điều kiện ánh sáng yếu.
Các tế bào hình que sẽ hoạt động tích cực trong bóng tối.
Và khi bạn nhìn xung quanh, não bộ sẽ thu thập các thông tin để xây dựng một mô hình môi trường rõ ràng. Nó không phải là một hình ảnh duy nhất mà là những gì xung quanh bạn, như một thế giới ba chiều. Tất nhiên, bạn chỉ nhận được độ phân giải đầy đủ ở những thứ bạn nhìn trực tiếp. Chưa hết, vì bộ não có bộ nhớ (RAM), các hình ảnh thị giác được tăng cường, lấp đầy bởi các ký ức khác về cùng chủ đề. Đây là một phần lý do tại sao bạn có thể di chuyển xung quanh ngôi nhà của mình rất nhanh mà không cần quan tâm nhiều đến những gì trông thấy. Nhưng bạn sẽ không thể làm được điều đó khi di chuyển ở một nơi xa lạ, ví dụ như đi trong rừng, vì phải chú ý và thu nhận mọi hình ảnh thông tin.
Vậy còn những tế bào que? Chúng sẽ thức dậy làm việc khi bóng tối bủa vây. Là một tế bào rất nhạy cảm với ánh sáng, các tế bào que có thể nhận biết các photon đơn lẻ. Vấn đề là trong ánh sáng yếu thì không có nhiều photon xung quanh. Vì vậy, tầm nhìn khi ánh sáng yếu của con người giống như được bao phủ bởi một lớp màng mịn, nhằm giúp cho mắt thu được càng nhiều photon càng tốt. Nhưng bạn sẽ không bao giờ ghi nhận lại tất cả chúng cùng một lúc được như camera máy ảnh.
Còn rất lâu máy ảnh mới có thể đuổi kịp mắt người, vì "phần cứng" của các hệ thống này vẫn còn thua xa bộ não của chúng ta.
Bạn sẽ thấy loại hiệu ứng này giống như trong một bức ảnh bị "noise". Mỗi pixel trong cảm biến của máy ảnh tích lũy các electron để phản ứng với các photon. Nhưng lượng photon thu nhận không phải là một thứ liên tục, đặc biệt trong điều kiện ánh sáng yếu. Rất may chúng ta có thứ gọi là bộ não, giúp thực hiện rất nhiều bài toán tích hợp, tính trung bình, để giúp loại bỏ tối đa khả năng bị "noise". Tất nhiên nó không thể chống lại hiện tượng vật lý, nhưng dù tầm nhìn bị giảm, nó vẫn giúp chúng ta dễ đoán và nhận biết mọi vật, dưới một góc nhìn mượt mà và dễ chịu.
Nhưng dù sao, thời gian xử lý hình ảnh sẽ lâu hơn, có thể gây nguy hiểm cho bạn ví dụ như khi đang di chuyển nhanh, lái xe hay có thể bị tập kích trong đêm. Tất cả các ứng dụng và công nghệ chụp hình ngày nay đang cố gắng mô phỏng cách thức hoạt động của mắt và bộ não con người bằng cách con chip và cảm biến, nhưng có lẽ sẽ rất lâu nữa mới có thể đuổi kịp.
Theo Genk
)
