เบื้องหลังเทคโนโลยีกล้องของ Xperia X และ Xperia X Performance

    เมื่อช่วงต้นปี Sony Mobile ได้เปิดตัวสมาร์ทโฟนตระกูล Xperia X ไปแล้วภายในงาน Mobile World Congress 2016 โดยหนึ่งในนั้นมี Xperia X Performance และ Xperia X ซึ่งใช้กล้องความละเอียด 23 ล้านพิกเซลเท่ากันกับตระกูล Xperia Z5 แต่แน่นอนว่ามีการพัฒนาเทคโนโลยีให้ดียิ่งขึ้นจากของเดิม ที่เห็นได้ชัดก็จะเป็นฟีเจอร์ที่เป็นตัวชูโรงอย่าง Predictive Hybrid Autofocus และการเปิดกล้องเพื่อถ่ายรูปจากสถานะสแตนด์บายในเวลาเพียง 0.6 วินาที นอกจากนี้กล้องหน้ายังได้ยกระดับมาใช้เซนเซอร์ความละเอียด 13 ล้านพิกเซลแล้วเช่นกัน  แล้วเบื้องหลังของกล้องตัวใหม่นี้มีเทคโนโลยีล้ำๆอะไรซ่อนอยู่บ้างนะ?

    เมื่อวันที่ 10 พฤษภาคมที่ผ่านมา Sony Mobile ประเทศญี่ปุ่นได้จัดงาน workshop สินค้าให้กับเหล่าสื่อมวลชนจากไต้หวัน โดยได้เล่าถึงเทคโนโลยี การออกแบบ และเรื่องราวต่างๆมากมายของตระกูล Xperia X ให้กับทุกๆคนได้รับฟัง ซึ่งข้างล่างนี้จะกล่าวถึงเทคโนโลยีที่พบบน Xperia X Performance และ Xperia X เป็นหลัก

การเข้าแอพกล้องที่รวดเร็วขึ้นมาก

    สมาร์ทโฟนในตระกูล Xperia X ได้มีการพัฒนากล้องถ่ายภาพให้ดีขึ้นในหลายๆด้าน อันดับแรกเลยก็คือ ความเร็วการเปิดแอพกล้องที่รวดเร็วขึ้นมาก จนถึงขั้นสามารถ “ถ่ายภาพอย่างรวดเร็วภายใน 0.6” วินาทีได้อย่างที่โฆษณา เมื่อผู้ใช้เลือกปุ่มลัดจากการกดปุ่มชัตเตอร์ค้างไว้เป็น “เปิดกล้องและถ่ายภาพ” เพียงแค่กดปุ่มชัตเตอร์ค้างไว้ในขณะที่เครื่องกำลังปิดจออยู่ในสถานะสแตนด์บาย ตัวเครื่องจะทำการปลดล็อค เข้าแอพกล้อง ล็อคโฟกัสและถ่ายภาพ 1 ใบโดยอัตโนมัติ ซึ่งขั้นตอนเหล่านี้ใช้เวลาเร็วที่สุดเพียง 0.6 วินาที และในการถ่ายภาพปกติ หลังกดชัตเตอร์ลงไปปั๊บก็แทบจะสามารถกดถ่ายรูปอีกใบได้ทันทีเลย ไม่จำเป็นต้องรอให้ภาพถ่ายบันทึกลงในหน่วยความจำ ว่าแต่ทั้งหมดนี้ทำได้ยังไงกันนะ?

    Sony Mobile ระบุว่า บนสมาร์ทโฟนรุ่นก่อนๆ (รวมถึงตระกูล Xperia Z5) ทุกครั้งก่อนและหลังถ่ายภาพ จะจำเป็นต้องผ่านขั้นตอนการประมวลผล Capture Sequence จากชิพต่างๆก่อน ซึ่ง Capture Sequence ที่ว่านี้จะเป็นการประมวลผลแบบชุด กล่าวคือ เมื่อประมวลผลเสร็จอย่างหนึ่งแล้วก็เริ่มประมวลผลอีกอย่างต่อ ทำให้ประสิทธิภาพต่ำ ใช้เวลานาน นอกจากนี้หลังจากการถ่ายภาพก็ต้องผ่านการประมวลผลหลังการถ่ายอีกชุดหนึ่ง (Post Processing) แล้วถึงจะบันทึกลงในหน่วยความจำ จากนั้นค่อยอนุญาตให้ผู้ใช้ถ่ายภาพถัดไปได้ ดังนั้นหลังจากการกดถ่ายหนึ่งรูปก็จะจำเป็นต้องรอสักครู่หนึ่ง

▲ นี่คือภาพระบบการทำงานของกล้องบน Xperia Z5 โดยปกติแล้วทุกครั้งที่ถ่ายรูปจะต้องผ่านขั้นตอน Capture Sequence ดังในกล่องสีขาว ทำให้ประสิทธิภาพต่ำ

    แต่ทว่าบน Xperia X นั้น Sony Mobile ได้ปรับปรุงขั้นตอน Capture Sequence ที่ต้องผ่านชิพหลายชิ้นทีละอันกลายเป็นทำงานแบบคู่ขนานแทน ทำให้ประสิทธิภาพสูงขึ้นและรวดเร็วขึ้น นอกจากนี้ในส่วนของการประมวลผลหลังถ่าย Sony Mobile ก็ได้ย้ายการทำงานของมันไปไว้ในพื้นหลัง ทำให้หลังจากกดชัตเตอร์แล้ว แทบจะสามารถถ่ายต่อได้ทันที ภาพก่อนหน้าจะถูกจัดการในพื้นหลัง ดังนั้นจึงช่วยประหยัดเวลาไปได้มากเลยทีเดียว

▲ Xperia X Performance มีการอัพเกรดกล้องใน 2 ด้าน：ขั้นตอนการเริ่มต้นถ่ายภาพทำงานแบบคู่ขนาน และขั้นตอนการประมวลผลหลังถ่ายทำงานในพื้นหลัง

▲ ฟีเจอร์การเปิดกล้องและถ่ายใน 0.6 วินาที เกิดจากการปรับปรุงความเร็วระบบของกล้องใหม่ ทาง Sony Mobile ก็ได้ให้ทุกคนได้ลองทดสอบฟีเจอร์นี้ หลังจากการนับถอยหลัง 3 วินาทีบนจอภาพ จะขึ้นข้อความว่า “Click” จากนั้นจะปรากฏรูปภาพในเวลาเสี้ยววินาที ทันที “Click” ปรากฏก็ให้ทุกคนกดชัตเตอร์ ซึ่งฟีเจอร์นี้ก็ทำให้สามารถถ่ายภาพภาพดังกล่าวได้ทัน ถ้าหากกล้องเปิดช้าก็จะไม่มีทางถ่ายได้ทัน

▲ ในคลิปตัวอย่างนี้ Sony ได้นำเอา Z5 กับ Xperia X Performance มาเปรียบเทียบการเปิดกล้อง จะเห็นได้ว่า X Performance เปิดได้เร็วกว่ามาก

▲  ในการทดสอบนี้ ได้นำเอา Xperia X Performance และ Z5 มาลองถ่ายนาฬิกาจับเวลา เพื่อบันทึกเวลาในการประมวลผลหลังกดชัตเตอร์ Z5 ได้กดชัตเตอร์ในวินาทีที่ 10.7 แล้วต้องรอจนถึงวินาทีที่ 12.3 จึงจะสามารถกดชัตเตอร์ได้อีกครั้ง ส่วน Xperia X Performance กดชัตเตอร์ครั้งแรกในวินาทีที่ 35.5 จากนั้นวินาทีที่ 35.7 ก็สามารถถ่ายภาพต่อไปได้แล้ว เนื่องจากการประมวลผลภาพแรกนั้นถูกย้ายไปทำงานในพื้นหลัง

คาดเดาจุดโฟกัสล่วงหน้า ถ่ายภาพวัตถุเคลื่อนไหวได้ง่ายๆ

    บนสมาร์ทโฟนรุ่นเรือธงทั้งสองรุ่นในตระกูล Xperia X นอกจากจะมีระบบการโฟกัสแบบ Hybrid Autofocus ที่รวดเร็วใน 0.03 วินาทีเหมือนกับ Xperia Z5 แล้ว ยังได้มีการเพิ่ม Predictive Hybrid Autofocus เพิ่มเข้ามาอีกด้วย โดยเทคโนโลยีนี้นั้นได้หยิบยืมมาจากกล้อง Sony Alpha อธิบายง่ายๆก็คือ เมื่อผู้ใช้เลือกจุดโฟกัสบนหน้าจอแล้ว กล้องจะทำการติดตามโฟกัสวัตถุนั้นต่อ และในตอนที่ผู้ใช้กดชัตเตอร์ กล้องจะทำการคำนวณตำแหน่งการเคลื่อนไหวของวัตถุนั้น แล้วโฟกัสไปยังจุดดังกล่าวโดยอัตโนมัติ ซึ่งฟีเจอร์นี้มีประโยชน์อย่างมากในการถ่ายภาพวัตถุที่เคลื่อนไหวเร็วอย่างรถยนต์ที่กำลังวิ่ง สัตว์ที่กำลังวิ่ง หรือเด็กๆในวัยซุกซน เนื่องจากวัตถุพวกนี้เคลื่อนที่ตลอดเวลาและมักจะทำให้หลุดโฟกัส

    นอกจากนี้ เนื่องจากกล้องได้คำนวณตำแหน่งที่วัตถุจะเคลื่อนไว้ล่วงหน้าแล้ว ทำให้โฟกัสได้รวดเร็วยิ่งขึ้น จึงมั่นใจได้ว่าจะไม่เกิดเหตุการณ์ที่ระบบโฟกัสต้องโฟกัสใหม่อีกครั้งและทำให้ภาพถ่ายที่ได้แตกต่างกับตอนกดชัตเตอร์ หรือวัตถุที่จะถ่ายได้หลุดออกจากเฟรมไปแล้ว

    ว่าแต่ กล้องมันรู้ทิศทางที่วัตถุกำลังจะเคลื่อนที่ไปได้ยังไงกันนะ? นายยูคิ เอ็นโดะ เจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคนิคจาก Sony Mobile อธิบายว่า หลังจากผู้ใช้เลือกจุดโฟกัส  กล้องจะทำการวิเคราะห์ตำแหน่งของวัตถุที่โฟกัสภายใน 0.1 วินาที โดยจะวิเคราะห์ประมาณ 10 จุด ก็จะสามารถคำนวณเส้นทางการเคลื่อนที่ของวัตถุได้แล้ว จากนั้นก็จะยืดเส้นทางที่คำนวณออกไป ก็จะทำให้คาดเดาตำแหน่งที่จะเคลื่อนที่ได้ และเนื่องจากใช้เวลาในการคำนวณเพียง 0.1 วินาที นั่นทำให้ต่อให้วัตถุที่เลือกเคลื่อนที่ไม่ตรงตามเส้นทางเดิม (เช่น เด็กหรือสัตว์เลี้ยงที่วิ่งอย่างไร้ทิศทาง) กล้องก็จะคำนวณและคาดเดาเส้นทางใหม่ได้ในทันที เพราะคงจะไม่มีวัตถุใดที่สามารถเปลี่ยนเส้นทางได้ในเวลาเร็วกว่า 0.1 วินาที

▲ ฟีเจอร์ Predictive Hybrid Autofocus บนตระกูล Xperia X ใช้เวลาเพียง 0.1 วินาทีเป็นฐานในการคำนวณเส้นทางการเคลื่อนไหวของวัตถุในโฟกัส และคาดเดาตำแหน่งการเคลื่อนไหวล่วงหน้าพร้อมโฟกัสเมื่อกดถ่ายภาพ ทำให้ได้ภาพวัตถุที่เคลื่อนไหวโดยไม่หลุดโฟกัส

▲ เมื่อเปรียบเทียบกับสมาร์ทโฟนยี่ห้ออื่น เนื่องจากระบบ Predictive Hybrid Autofocus บน Xperia X รู้อยู่แล้วว่าวัตถุที่จะถ่ายจะเคลื่อนที่ไปทางใด ทำให้การโฟกัสทำได้รวดเร็วกว่า บุคคลที่ถูกถ่ายออกมาจึงยังอยู่ในเฟรม ส่วนยี่ห้ออื่นนั้นกว่าจะถ่ายได้ก็แทบจะหลุดออกไปแล้ว

▲  นี่คือคลิปการทดสอบการถ่ายภาพเด็กวิ่งเข้าหากล้องโดยเปรียบเทียบระหว่าง Xperia X Performance และ Z5 ทั้งคู่กดชัตเตอร์พร้อมๆกัน โดยบน Z5 ตำแหน่งโฟกัสอยู่ที่พื้นหลัง หัวของเด็กค่อนข้างมัว แต่บน X Performance จุดโฟกัสอยู่ที่เด็กเหมือนเดิม ลายบนเสื้อชัดเจนดี

▲  นี่คืออีกคลิปหนึ่งที่ทำการเปรียบเทียบกับสมาร์ทโฟนยี่ห้ออื่น หลังจากที่กดปุ่มชัตเตอร์ ภาพที่ Xperia X Performance ถ่ายออกมาได้ ตัวบุคคลที่จะถ่ายยังอยู่ภายในเฟรม แต่สมาร์ทโฟนยี่ห้อคู่แข่งนั้นจำเป็นต้องโฟกัสใหม่อีกครั้ง ทำให้ภาพที่ออกมา บุคคลที่จะถ่ายหลุดออกเฟรมไปแล้ว

▲  สำหรับวัตถุที่เคลื่อนไหวอย่างไม่เป็นเส้นตรง Xperia X Performance ก็สามารถจับเส้นทางการเคลื่อนไหวได้ (คลิปนี้คือ สัตว์เลี้ยงกับของเล่นที่มีการเคลื่อนไหวที่ไร้ทิศทาง)

กล้องหน้า 13 ล้านพิกเซล: เซลฟี่ที่แสงน้อยไม่มีปัญหา

    บน Xperia X และ X Performance กล้องหน้าความละเอียด 13 ล้านพิกเซลได้ถูกเพิ่มเข้ามา โดยมีจุดเด่นมากกว่ารุ่นก่อนๆหลายประการ อันดับแรกเลย ก่อนหน้านี้รุ่นเรือธงจะใช้กล้องหน้าที่มีเซนเซอร์ขนาด 1/5 นิ้ว แต่บนตระกูล Xperia X ได้เปลี่ยนมาใช้เซนเซอร์ Exmor RS ขนาด 1/3 นิ้ว หรือก็คือขนาดใหญ่ขึ้นถึง 2.6 เท่าเลยทีเดียว นอกจากการอัพเกรดในด้านความละเอียดแล้ว ขนาดของพิกเซลก็ไม่ได้ลดลงเช่นกัน ไม่เพียงเท่านั้น กล้องหน้ายังใช้เลนส์แบบ 6 ชิ้น และมีขนาดรูรับแสง F2.0

นอกจากส่วนของการเพิ่มความละเอียด เพื่อที่จะให้ผู้ใช้สามารถถ่ายเซลฟี่ในสภาพแสงน้อยได้โดยมี noise ที่ลดลงและได้ภาพที่สว่างขึ้น Sony Mobile ก็ได้ทำการปรับปรุงในส่วนนี้บนตระกูล Xperia X ก่อนอื่นเลย เมื่อกล้องหน้าตรวจพบว่าแหล่งกำเนิดแสงในสิ่งแวดล้อมมีค่อนข้างน้อย ก็จะเริ่มการประมวลผลแบบชุดเพื่อลด noise ในภาพ โดยจะทำ “Pixel Binning” กับรูปภาพที่ถ่ายออกมา โดยการนำพิกเซลที่อยู่ติดกันจำนวน 4 พิกเซลมาหลอมรวมเป็น 1 พิกเซล ขั้นตอนนี้จะช่วยลด noise ไปได้ครึ่งหนึ่ง จากนั้นกล้องจะทำการถ่ายภาพซ้ำอีก 6 ครั้งเพื่อนำมาทำการลด noise ด้วยการรวมภาพหลายช็อต (Multi-shot Noise Reduction) ขั้นตอนก็สามารถลด noise ไปได้อีกครึ่งหนึ่งเช่น และสุดท้ายใช้วิธี “Super Resolution” นำเอาภาพที่ถูกย่อจำนวนพิกเซลลงไป 1/4 ขยายกลับมาให้เป็นขนาดเดิม เพื่อจบขั้นตอนการลด noise

ด้วยขั้นตอนเหล่านี้ จะสามารถทำให้ noise ที่เกิดจากการเซลฟี่ในที่สภาพแสงน้อยลดลงไปจากรูปตั้งต้นถึง 3/4 ส่วน และกล้องหน้าของตระกูล Xperia X ยังรองรับความเร็วแสง ISO ได้สูงถึง 6400 ทำให้สามารถถ่ายภาพในสถานที่แสงน้อยได้สว่างยิ่งกว่า

▲  นอกจากมีการลด noise ถึง 3 ขั้นตอน Xperia X ยังสามารถถ่ายภาพจากกล้องหน้าด้วย ISO สูงถึง 6400

▲  เมื่อเทียบกับ Xperia Z5 แล้ว กล้องหน้าของ Xperia X สามารถถ่ายภาพในที่สภาพแสงน้อยแล้วได้ภาพที่รายละเอียดมากกว่า และมี noise ที่น้อยกว่า

▲  การทดสอบถ่ายเซลฟี่ในสภาพแสงน้อยเพียง 2 lux ภาพทางซ้ายที่ถ่ายด้วย Xperia X สว่างกว่าและมี noise ที่น้อยกว่าภาพจากสมาร์ทโฟนของคู่แข่ง

▲  ในงานมีการสร้างห้องมืด ให้ลองเปรียบเทียบใช้ iPhone 6s และ Xperia X Performance เซลฟี่ ผลปรากฏว่าภาพขวาที่ใช้ Xperia ถ่ายสว่างกว่าพอสมควร

▲  ตัวอย่างภาพความละเอียด 13 ล้านพิกเซลที่พริตตี้ในงานใช้ Xperia X เซลฟี่กันสดๆ เพื่อนๆสามารถคลิกที่รูปเพื่อลองดูไฟล์เต็มได้

ที่มา: ePrice

Pupper

สาวกอารยธรรมผู้คลั่งไคล้ทุกสรรพสิ่งที่ติดโลโก้ SONY.