Cách Apple đưa Face ID xuống dưới màn hình iPhone 18 Pro

Nếu anh em cầm iPhone 18 Pro lên và nhìn thật kỹ vào vùng phía trên màn hình, có thể anh em sẽ gần như sẽ không thấy gì cả. Thứ đã tồn tại dưới dạng một khoảng đen ở mặt trước iPhone suốt một chục năm, cụm camera TrueDepth giờ đã nằm dưới lớp điểm ảnh. Một biên tập viên của 9to5Mac đã thử chụp macro vùng này với nhiều màu nền và nhiều điều kiện ánh sáng khác nhau nhưng hoàn toàn không bắt được hình của nó cho tới khi iFixit vào cuộc với kính hiểm vi thì bí mật mới được lộ ra. Và thực tế thì ý tưởng khá đơn giản nhưng phần thực thi mới là phần khó nhất khi Apple bỏ bớt một nửa số điểm ảnh ở vùng đó, rồi làm cho nửa còn lại sáng hơn để mắt anh em không nhận ra.

Chín năm trời Apple đi tìm “tấm kính liền khối”

Để hiểu vì sao chi tiết này quan trọng, mình nghĩ cần quay lại năm 2017, thời điểm mà iPhone X ra mắt. Phải nó đó là một năm đầy cảm xúc khi iPhone bỏ đi nút Home, thay Touch ID bằng Face ID tiện hơn gấp trăm lần. Nhưng mà đổi mới thì nó luôn có cái đánh đổi đi kèm: bên cạnh cái giá ngàn đô thì người dùng phải sống chung với tai thỏ: phần khuyết đen đen trên màn hình để chứa camera trước, cảm biến và toàn bộ cụm TrueDepth.



iPhone X ra mắt năm 2017 thật sự cảm xúc với Face ID


Sau hơn 10 năm thì tai thỏ đã trở thành Dynamic Island, gọn hơn, nhỏ hơn trên iPhone 18 Pro Max

Từ thời điểm đó, tai thỏ tồn tại qua nhiều đời iPhone. Mãi đến iPhone 14 Pro ra mắt vào 2022, Apple biến tai thỏ thành Dynamic Island, một viên con nhộng đen có thể co giãn một cách linh hoạt để hiển thị thông báo. Cách làm này khá thông minh khi nó biến một khuyết điểm phần cứng thành một thành phần giao diện. Nhưng về bản chất, nó vẫn là một vùng màn hình bị mất đi vì linh kiện được trang bị ở đó.

Dĩ nhiên, Apple thì họ đâu dễ hài lòng như vậy, mục tiêu dài hạn của họ chưa bao giờ thay đổi. Chính Jony Ive, cựu giám đốc thiết kế của Apple, từng mô tả iPhone lý tưởng, hoàn hảo là “một tấm kính liền khối”, tức một mặt trước chỉ có màn hình, không có lỗ, không có khoảng trống. Ive đã rời Apple từ 2019, nhưng mục tiêu đó vẫn được giữ lại và muốn đạt được nó, Apple phải giấu hai thứ xuống dưới màn hình: cụm Face ID và camera trước. iPhone 18 Pro là máy đầu tiên giải được điều này, nhưng chỉ một nửa bài toán mà thôi.

Vì sao giấu Face ID lại không dễ như tưởng tượng?

Việc giấu FaceID không phải là việc dễ dàng. Về cơ bản, FaceID hoạt động bằng ánh sáng hồng ngoại, cụm TrueDepth sẽ chiếu hàng loạt điểm hồng ngoại lên khuôn mặt của anh em, sau đó một camera hồng ngoại thu lại hình cảnh các điểm đó để dựng nên bản đồ độ sâu. Điều này đồng nghĩa với việc tia hồng ngoại phải đi qua mặt trước của máy hai lần, một lần đi ra và một lần quay về để thực hiện thao tác bảo mật.



Đây là ví dụ khu vực các điểm ảnh có sự khác biệt

Tuy nhiên, có một vấn đề là tia hồng ngoại không đi xuyên qua điểm ảnh được. Trong khi đó, mỗi điểm ảnh là một khối gồm vật liệu phát sáng, điện cực và mạch điều khiển và chúng chặn ánh sáng từ phía sau. Nếu đặt cụm Face ID ngay dưới một màn hình bình thường, gần như không có tia hồng ngoại nào lọt qua được.

Một cách để giải bài toán này là tạo ra khoảng trống đủ rộng giữa các điểm ảnh để tia hồng ngoại đi qua. Tuy nhiên, cách làm này sẽ tạo ra vấn đề thứ hai: khoảng trống lớn hơn đồng nghĩa với ít điểm ảnh hơn trên cùng một diện tích và nếu không xử lý khéo, khu vực này sẽ khác biệt hoàn toàn so với phần còn lại của màn hình: mờ hơn, tối hơn, hoặc lộ ra một mảng lưới lạ mắt. Đó chính là lý do nhiều hãng Android đã thử camera dưới màn hình từ vài năm trước nhưng kết quả thường không đẹp. Người dùng vẫn nhìn ra một mảng màn hình “khác màu” ở vị trí camera, nhất là khi hiển thị nền trắng.

Cách Apple xử lý: bớt một nửa, sáng gấp đôi

Apple giải bài toán này một cách khá khéo léo. Ảnh kính hiển vi mà iFixit thực hiện cho thấy vùng màn hình phía trên cụm Face ID có cách sắp xếp điểm ảnh khác hẳn phần còn lại. Chính Apple cũng xác nhận với 9to5Mac rằng mật độ điểm ảnh ở vùng này chỉ còn một nửa và khoảng trống còn lại được tạo ra để cho tia hồng ngoại đi ra.

Việc bớt đi một nửa số điểm ảnh ở vùng này sẽ khiến khu vực này tối đi, vì lượng ánh sáng phát ra trên mỗi milimét vuông giảm xuống. Apple đã giải quyết vấn đề này bằng cách tăng độ sáng cho chính những điểm ảnh còn lại. Như vậy, mỗi điểm ảnh ở vùng này phải “gánh” phần ánh sáng của điểm ảnh bên cạnh đã bị bỏ đi và ở khoảng cách nhìn bình thường, mắt người cộng gộp ánh sáng của cả vùng lại, nên không nhận ra sự khác biệt. Thêm vào đó là một lớp bộ lọc chỉ cho tia hồng ngoại đi qua. Khi đó, ánh sáng nhìn thấy được bị chặn lại, nên khi nhìn qua các khe hở giữa điểm ảnh, anh em không thấy được linh kiện bên dưới trong khi tia hồng ngoại của Face ID vẫn đi xuyên qua bình thường.


Ảnh từ iFixit, anh em có thể thấy rõ mật độ ở vùng camera giảm hẳn so với vùng lân cận

Cá nhân mình thấy cách làm này khá hay từ Apple. Họ không cố tạo ra một vật liệu màn hình hoàn toàn trong suốt, vốn là một hướng đi vẫn còn xa để đạt được độ ổn định cần thiết. Apple chọn hi sinh mật độ điểm ảnh, rồi dùng một kỹ thuật khác để bù vào chỗ mà người dùng sẽ dễ để ý. Kết quả là một vùng màn hình kém hơn về thông số, nhưng không kém hơn quá nhiều về mặt cảm nhận. Tuy nhiên, có một vấn đề mà mình chưa tìm được câu trả lời, đó là việc đẩy độ sáng của một nhóm điểm ảnh lên cao hơn phần còn lại có làm chúng lão hóa nhanh hơn không khi với các điểm ảnh OLED, việc phải chạy sáng hơn sẽ khiến chúng xuống cấp nhanh hơn. Apple và iFixit đều chưa nói gì về chuyện này nên có lẽ người dùng phải đợi vài năm nữa mới biết được cách làm này có thật sự hiệu quả hay không.

Lợi ích trước mắt: Dynamic Island nhỏ lại, nhưng còn camera trước là phần còn lại của bài toán.

Với người dùng thì có lẽ thay đổi dễ nhất là anh em sẽ thấy Dynamic Island nhỏ hơn nhiều, phần con nhộng giờ chỉ còn chứa camera trước khi FaceID đã nằm ở dưới màn hình. Và vì thế, Dynamic Island có thể hiển thị được ba Live Activity cùng lúc thay vì hai như trước. Sự cải tiến này nghe nhỏ nhưng đây có lẽ là cách Apple “nhỏ giọt” trước những chuyển đổi lới. Người dùng dùng không phải thích nghi lại quá nhiều, giao diện vẫn quen thuộc, nhỏ gọn hơn và biết đâu tới lúc nào đó nó không còn tồn tại trên màn hình.

Tuy nhiên, có một vấn đề lớn nhất là camera trước vẫn nằm trên màn hình. Trong khi Face ID chỉ cần nhận một số điểm hồng nhoạt nhất định và đủ rõ để dựng bản đồ độ sâu, camera selfie thì không giống như vậy. Nó cần thu một bức ảnh màu đầy đủ, sắc nét, đúng màu và lớp điểm ảnh thưa bớt đi sẽ làm tán xạ, cản bớt ánh sáng khiến ảnh mờ hơn, nhoè hơn và dễ bị loá. Theo 9to5Mac, việc giấu camera trước dưới màn hình về kỹ thuật đã làm được ngay bây giờ, chỉ là chất lượng ảnh khi đó thấp hơn mức Apple chấp nhận. Vì thế, câu chuyện ở đây là khi nào chứ không phải là có hay không và điều này cũng cho biết nhiều điều về thứ tự ưu tiên của Apple. Họ sẵn sàng chờ thêm vài năm để có camera trước dưới màn hình với chất lượng ngang camera trên màn hình, thay vì ra mắt sớm một phiên bản mà người dùng sẽ thấy rõ ảnh selfie xấu đi.