Phone cameras have evolved remarkably since the 1999 Visualphone VP210, yet they are rapidly approaching a fundamental physical limit. When taking a photo, incoming light travels through the lens and strikes an image sensor covered in millions of microscopic photosites. Each photosite is overlaid with a red, green, or blue filter to measure color intensity at its specific position. These raw readings are simplified and compressed to prevent the camera's processor from being overwhelmed as it reconstructs the digital picture. Ultimately, while every optical component contributes to the final outcome, the image sensor remains the single most critical factor in determining overall picture quality.
Camera điện thoại đã phát triển vượt bậc kể từ chiếc Visualphone VP210 năm 1999, nhưng hiện đang nhanh chóng chạm đến một giới hạn vật lý căn bản. Khi chụp ảnh, ánh sáng đi qua ống kính và chiếu tới cảm biến hình ảnh được bao phủ bởi hàng triệu đi-ốt quang (photosites) siêu nhỏ. Mỗi photosite được phủ một bộ lọc màu đỏ, xanh lục hoặc xanh lam để đo cường độ màu tại vị trí của nó. Các số liệu thô này được đơn giản hóa và làm tròn nhằm tránh làm quá tải bộ xử lý của máy ảnh khi tái tạo hình ảnh kỹ thuật số. Cuối cùng, dù mọi thành phần quang học đều đóng góp vào kết quả, cảm biến hình ảnh vẫn là yếu tố mang tính quyết định nhất đối với chất lượng tổng thể của bức ảnh.
When the Visualphone VP210 hit the market in 1999, it advertised a never-before-seen feature: a camera.
Khi chiếc Visualphone VP210 ra mắt thị trường vào năm 1999, nó đã quảng cáo một tính năng chưa từng thấy trước đây: một chiếc máy ảnh.
With only 0.11 megapixels and storage for 20 photos, the Visualphone is a relic compared to modern devices sporting three distinct cameras, each with up to 100 times more resolution.
Chỉ với 0,11 megapixel và bộ nhớ lưu trữ được 20 bức ảnh, Visualphone quả là một món đồ cổ khi so với các thiết bị hiện đại sở hữu ba camera riêng biệt, mỗi camera có độ phân giải cao gấp tới 100 lần.
But while this technology has improved dramatically in the 21st century, engineers are rapidly approaching a hard limit on phone camera quality.
Thế nhưng dù công nghệ này đã phát triển vượt bậc trong thế kỷ 21, các kỹ sư đang tiến rất nhanh đến một giới hạn vật lý về chất lượng camera điện thoại.
To understand this limit, we first need to know how phone cameras work.
Để hiểu được giới hạn này, trước hết chúng ta cần biết camera điện thoại hoạt động như thế nào.
Just like any other digital camera, when your phone takes a picture, light enters through its lens.
Tương tự như bất kỳ chiếc máy ảnh kỹ thuật số nào khác, khi điện thoại của bạn chụp một bức ảnh, ánh sáng sẽ đi qua ống kính.
This lens focuses the light onto an image sensor covered in a grid of photosites—microscopic light sensors roughly 100 times smaller than a grain of sand.
Ống kính này hội tụ ánh sáng lên một cảm biến hình ảnh được phủ một lưới các photosites — những cảm biến ánh sáng siêu nhỏ, bé hơn hạt cát khoảng 100 lần.
There are millions of these sensors, and each one is covered by a red, green, or blue filter, allowing it to measure how much of that color is in the light hitting its location.
Có hàng triệu cảm biến như vậy, và mỗi cảm biến được phủ một bộ lọc màu đỏ, xanh lục hoặc xanh lam, cho phép nó đo lường lượng màu sắc đó có trong ánh sáng chiếu vào vị trí của nó.
Then these measurements are simplified, rounding them to less detailed numbers.
Sau đó, các phép đo này được đơn giản hóa, làm tròn thành các con số ít chi tiết hơn.
This step sacrifices some data, thus lowering the final images’ quality, but it’s essential for the camera’s processor.
Bước này hy sinh một phần dữ liệu, từ đó làm giảm chất lượng của bức ảnh cuối cùng, nhưng lại rất thiết yếu đối với bộ xử lý của máy ảnh.
This computer can only handle so much information as it decrypts the three sets of color data to assemble a digital recreation of the image.
Chiếc máy tính này chỉ có thể xử lý một lượng thông tin nhất định khi nó giải mã ba tập dữ liệu màu để tái tạo một bức ảnh kỹ thuật số hoàn chỉnh.
While the quality of this final photo depends on every part of the camera, nothing determines the look of a digital picture more than the image sensor.
Mặc dù chất lượng của bức ảnh cuối cùng phụ thuộc vào mọi bộ phận của máy ảnh, nhưng không có gì quyết định diện mạo của một bức ảnh kỹ thuật số nhiều hơn cảm biến hình ảnh.