Sony Motion Eye เทคโนโลยีที่ทำให้สมาร์ทโฟน Xperia XZ Premium บันทึกวิดีโอสโลว์โมชั่น 960 เฟรมต่อวินาที

ใครที่เป็นคอหนังไซไฟอาจจะยังพอจดจำภาพกราฟิกของ The Matrix ฉากที่ลูกกระสุนปืนแหวกอากาศมาอย่างช้าๆ ซึ่งเคยถูกกล่าวถึงอย่างมากในอดีตสัก 20 ปีก่อนได้ โดยในเวลานั้นการถ่ายทำฉากดังกล่าวต้องใช้อุปกรณ์และเทคนิคพิเศษมากมาย แต่เมื่อเวลาล่วงเลยไปเทคโนโลยีถูกพัฒนาขึ้นจนกระทั่งเรามั่นใจว่ามีสมาร์ทโฟนอย่างน้อย 2-3 รุ่นในเวลานี้ที่มีความสามารถใกล้เคียงกับเครื่องมือถ่ายทำภาพยนตร์เทคนิคขั้นสูงในอดีต

ในงาน Mobile World Congress ปีนี้ Sony เปิดตัวสมาร์ทโฟน Xperia XZ premium และ Xperia XZs โดยทั้งสองรุ่นมีกล้องถ่ายรูปรุ่นใหม่ที่สามารถใช้เทคนิคพิเศษบางอย่างสำหรับการบันทึกวิดีโอสโลว์โมชั่นที่มีเฟรมภาพต่อเนื่องจำนวนมากกว่าสมาร์ทโฟนรุ่นอื่นถึง 4 เท่า และสามารถบันทึกภาพได้ในช่วงเวลาก่อนที่จะแตะปุ่มชัตเตอร์ ซึ่งน่าสนใจและสมควรนำมาอธิบาย (ในย่อหน้าต่อไป)

วิดีโอสโลว์โมชั่นเป็นยังไง ?

ย้อนกลับไปเมื่อปี ค.ศ. 2015 Sony เปิดตัวกล้องดิจิตอลคอมแพครุ่น RX-100 เจเนอเรชั่นที่สี่ซึ่งเป็นกล้องรุ่นที่รองรับการบันทึกวิดีโอความละเอียด 4K และที่น่าประทับใจที่สุดคือรองรับการบันทึกวิดีโอแสดงการเคลื่อนไหวช้าๆ (slow motion video) ที่มีความเร็วของเฟรมภาพสูงถึง 960 เฟรมต่อวินาที (frame per second : fps) ซึ่งจากวันนั้นถึงวันนี้ฟีเจอร์บันทึกวิดีโอสโลว์โมชั่นที่มีใช้งานในกล้องทั่วไปตามท้องตลาดนั้นยังคงมีความเร็วไม่เกิน 240 เฟรมต่อวินาที

ตามเนื้อผ้าแล้วการทำภาพยนตร์สมัยก่อนที่ยังเป็นม้วนฟิล์มนิยมใช้ความเร็วในการบันทึกภาพ 24 เฟรมต่อวินาทีเป็นค่ามาตรฐาน ถ้าต่ำกว่านี้คนรับชมก็จะรู้สึกว่าภาพกระตุก ถ้าเยอะกว่านี้ถึงจะลื่นแต่ก็เปลืองฟิล์มโดยใช่เหตุ จนกระทั่งเข้าสู่ยุคดิจิตอลก็ยังใช้ความเร็วดังกล่าวอยู่ยกเว้นภาพยนตร์บางเรื่องที่ต้องใช้เทคนิคภาพกราฟิกขั้นสูง ตัวอย่างเช่น Avatar หรือ The Hobbit ที่ถ่ายทำด้วยความเร็ว 48 เฟรมต่อวินาที ในขณะที่วิดีโอบน Youtube หรือสตรีมมิ่งวิดีโอส่วนใหญ่มักจะใช้ความเร็ว 25 หรือ 30 เฟรมต่อวินาที

แต่ความมหัศจรรย์ที่เกิดขึ้นมันอยู่ตรงนี้ .. ถ้านำวิดีโอมาเปิดชมด้วยเครื่องเล่นที่มีความเร็วเท่ากับอัตราการบันทึกวิดีโอ (เช่นเปิดคลิปวิดีโอความเร็ว 30 เฟรมต่อวินาทีจากสมาร์ทโฟนที่รองรับการเล่นวิดีโอที่ความเร็ว 30 เฟรมต่อวินาที) ก็จะเห็นภาพเคลื่อนไหวในวิดีโอดำเนินอย่างราบรื่นปกติ แต่ถ้าเปิดวิดีโอที่ถูกบันทึกภาพด้วยความเร็วสูงกว่าความเร็วในการอ่านที่เครื่องเล่นวิดีโอสามารถรองรับได้ก็จะเห็นการเคลื่อนไหวในคลิปวิดีโอดูช้าลง (ถ้าเปิดวิดีโอที่บันทึกด้วยความเร็ว 960 เฟรมต่อวินาทีผ่านเครื่องเล่นคลิปวิดีโอที่รองรับความเร็ว 30 เฟรมต่อวินาที จะเห็นวัตถุต่างๆ ในคลิปวิดีโอเคลื่อนที่ช้าลงกว่าของจริงถึง 32 เท่า!)

วิธีการในเชิงเทคนิคเป็นยังไง ?

กล้องคอมแพค RX-100 ของ Sony สามารถถ่ายวิดีโอที่เฟรมเรท (ความเร็วในการบันทึกภาพ) สูงๆ ได้เนื่องจากมีเซ็นเซอร์รับภาพที่ออกแบบมาโดยเน้นความเร็ว การบันทึกภาพ 960 เฟรมต่อวินาทีจะสร้างข้อมูลภาพในรูปแบบดิจิตอลที่มีขนาดใหญ่มาก ดังนั้นเพื่อจัดการข้อมูลดังกล่าวอย่างมีประสิทธิภาพจึงจำเป็นต้องมีหน่วยความจำ DRAM แบบพิเศษถูกติดตั้งอยู่ในเซ็นเซอร์รับภาพ ซึ่ง DRAM ทำหน้าที่เป็นส่วนบันทึกข้อมูลภาพดิจิตอลชั่วคราวจนกว่าจะถูกหน่วยประมวลผลภาพดึงข้อมูลนั้นไปใช้งาน

เทคโนโลยี Motion Eye™ camera ใน Xperia XZ premium และ Xperia XZs ก็ใช้หลักการเดียวกันอย่างที่กล่าวมาข้างต้น โดยมีการประยุกต์ด้านการออกแบบให้มีขนาดเล็กลงเพื่อให้ส่วนโมดูลกล้องพอดีกับพื้นที่การออกแบบของสมาร์ทโฟนที่มีอย่างจำกัด เซ็นเซอร์รับภาพประกอบไปด้วย 3 ชั้น ชั้นนอกสุดทำหน้าที่เป็นตัวรับแสง ชั้นล่างสุดเป็นวงจรแปลงข้อมูลแสงเป็นดิจิตอล ชั้นที่ถูกเพิ่มเข้ามาตรงกลางคือ DRAM

รูปเปรียบเทียบเซ็นเซอร์รับภาพ CMOS ทั่วไปที่มี 2 ชั้น (ซ้าย) และเซ็นเซอร์รับภาพ CMOS แบบใหม่ของ Sony ที่มี 3 ชั้น โดยเพิ่ม DRAM แทรกมาระหว่างกลาง (ขวา)

เมื่อมีอุปกรณ์พร้อม สิ่งที่ต้องการก็เหลือเพียง "ช่วงเวลาที่เหมาะสม" และ "แสงสว่างที่เพียงพอ" สำหรับการบันทึกวิดีโอสโลว์โมชั่นแบบ Super Slow motion

ที่มา : PhoneArena