Cảm biến máy ảnh là gì? Full-frame, APS-C và Megapixel

Một chiếc điện thoại có camera 200 megapixel. Một chiếc máy ảnh mirrorless có cảm biến 24 megapixel.

Nếu chỉ nhìn vào thông số, chiếc điện thoại có số điểm ảnh nhiều hơn tám lần. Vậy có phải nó sẽ chụp đẹp hơn?

Chưa chắc.

Đây là một trong những câu hỏi thú vị khi bắt đầu tìm hiểu về cảm biến máy ảnh. Các nhà sản xuất thường giới thiệu những con số rất dễ nhớ: 24MP, 50MP, 100MP, 200MP. Nhưng để hiểu một bức ảnh được tạo ra như thế nào, chúng ta cần nhìn xa hơn con số megapixel.

Trong bài trước, tôi đã cùng các bạn so sánh DSLR, mirrorless và điện thoại. Chúng ta biết rằng các thiết bị này đều sử dụng cảm biến điện tử để ghi nhận ánh sáng.

Bây giờ, hãy tìm hiểu kỹ hơn về bộ phận nhỏ bé nhưng rất quan trọng ấy.

1. Cảm biến máy ảnh là gì?

Cảm biến máy ảnh, tiếng Anh là image sensor, là linh kiện điện tử dùng để ghi nhận thông tin ánh sáng tạo thành hình ảnh trong máy ảnh kỹ thuật số.

Ở máy ảnh phim, ánh sáng tác động lên lớp vật liệu nhạy sáng của phim. Sau khi chụp, phim cần được xử lý hóa học để tạo ra hình ảnh có thể quan sát và lưu giữ.

Máy ảnh kỹ thuật số sử dụng một cách khác.

Ánh sáng đi qua ống kính, tạo thành hình ảnh trên bề mặt cảm biến. Những phần tử nhạy sáng trên cảm biến thu nhận photon và tạo ra tín hiệu điện. Hệ thống điện tử đọc, chuyển đổi và xử lý các tín hiệu ấy để tạo thành dữ liệu hình ảnh.

Nói ngắn gọn, cảm biến là nơi thông tin từ ánh sáng được chuyển thành tín hiệu điện tử mà máy ảnh có thể xử lý.

Nhưng cảm biến không làm việc một mình.

Ống kính quyết định cách ánh sáng tạo ảnh. Khẩu độ và thời gian phơi sáng ảnh hưởng đến lượng ánh sáng thu nhận. Hệ thống điện tử và bộ xử lý tiếp tục quyết định cách dữ liệu được đọc, chuyển đổi và lưu trữ.

Vì vậy, cảm biến rất quan trọng, nhưng không phải bộ phận duy nhất quyết định chất lượng ảnh.

2. Bên trong cảm biến có những gì?

Hãy tưởng tượng bề mặt cảm biến được chia thành hàng triệu vị trí ghi nhận ánh sáng rất nhỏ.

Những vị trí ấy thường được gọi là photosite hoặc phần tử nhạy sáng.

Trong nhiều cảm biến hình ảnh, mỗi photosite sử dụng một phần tử bán dẫn có khả năng tạo và tích lũy điện tích khi nhận ánh sáng.

Ánh sáng càng nhiều, tín hiệu thu nhận thường càng lớn, cho đến khi đạt giới hạn của phần tử ghi nhận.

Sau khi quá trình phơi sáng kết thúc, hệ thống điện tử đọc tín hiệu từ các photosite, chuyển đổi và xử lý để tạo ra hình ảnh.

Photosite và pixel có giống nhau không?

Trong cách nói thông thường, hai thuật ngữ này đôi khi được sử dụng thay thế cho nhau. Tuy nhiên, xét kỹ thuật, chúng không hoàn toàn đồng nghĩa.

Photosite là phần tử vật lý trên cảm biến dùng để thu nhận ánh sáng.

Pixel là phần tử của hình ảnh kỹ thuật số sau khi dữ liệu đã được xử lý hoặc biểu diễn.

Ở nhiều cảm biến thông dụng, số photosite hữu hiệu gần tương ứng với số pixel của hình ảnh đầu ra ở độ phân giải gốc.

Nhưng vẫn có những ngoại lệ do cấu trúc cảm biến, phương pháp lọc màu, nội suy, ghép điểm ảnh và các chế độ chụp khác nhau.

Hiểu được sự khác biệt này sẽ giúp chúng ta không quá đơn giản hóa những lời quảng cáo về số megapixel.

3. Cảm biến nhận biết màu sắc như thế nào?

Đây là một câu hỏi khá thú vị.

Nhiều phần tử nhạy sáng trên cảm biến chỉ đo lượng ánh sáng nhận được trong một khoảng bước sóng nhất định. Bản thân chúng không nhận biết màu sắc theo cách mắt người phân biệt đỏ, xanh lá hoặc xanh dương.

Để tạo ảnh màu, nhiều cảm biến sử dụng một lớp bộ lọc màu được đặt trước các phần tử nhạy sáng.

Một trong những cách bố trí phổ biến là Bayer color filter array, thường gọi là bộ lọc màu Bayer.

Trong cấu trúc Bayer RGB truyền thống, các phần tử lọc màu đỏ, xanh lá và xanh dương được sắp xếp theo một mẫu lặp lại.

Mỗi nhóm 2 × 2 thường có:

• Một vị trí lọc màu đỏ.
• Hai vị trí lọc màu xanh lá.
• Một vị trí lọc màu xanh dương.

Tại sao màu xanh lá xuất hiện hai lần?

Một phần là vì thông tin độ sáng mà hệ thống thị giác con người cảm nhận có độ nhạy cao trong vùng phổ liên quan đến màu xanh lá. Cách sắp xếp này giúp hệ thống ghi nhận thông tin hữu ích cho việc tái tạo chi tiết và màu sắc.

Sau khi cảm biến ghi nhận tín hiệu, bộ xử lý sử dụng các thuật toán để ước lượng những thành phần màu còn thiếu tại mỗi vị trí.

Quá trình đó được gọi là demosaicing.

Đây cũng là lý do không nên hình dung rằng mỗi photosite của cảm biến Bayer đều trực tiếp đo đủ ba thành phần đỏ, xanh lá và xanh dương.

Ngoài Bayer còn có những cấu trúc cảm biến màu khác. Không phải mọi cảm biến trên thị trường đều sử dụng đúng một kiểu bộ lọc màu.

4. Megapixel là gì?

Megapixel, viết tắt là MP, là đơn vị dùng để biểu diễn một triệu pixel.

Ví dụ, một bức ảnh có kích thước 6000 × 4000 pixel sẽ chứa:

6000 × 4000 = 24.000.000 pixel, tương đương 24 megapixel.

Một bức ảnh 8000 × 6000 pixel có 48 megapixel.

Thông số này giúp chúng ta biết độ phân giải không gian của hình ảnh đầu ra, nhưng không trực tiếp cho biết ảnh sắc nét, ít nhiễu hay có màu sắc chính xác đến mức nào.

Megapixel cao có ích trong trường hợp nào?

Độ phân giải cao có thể mang lại lợi ích khi người chụp muốn:

• In ảnh ở kích thước lớn với mật độ điểm ảnh cao.
• Cắt bớt một phần khung hình mà vẫn giữ được nhiều pixel.
• Ghi nhận những chi tiết nhỏ nếu ống kính và điều kiện chụp đáp ứng được.
• Thực hiện công việc ảnh thương mại, tư liệu hoặc kỹ thuật cần độ phân giải cao.

Nhưng megapixel cao cũng có những đánh đổi.

Tập tin có thể lớn hơn, yêu cầu bộ nhớ và khả năng xử lý cao hơn. Độ phân giải cao cũng dễ làm lộ rõ những giới hạn của ống kính, rung máy hoặc lấy nét chưa chính xác khi xem ảnh ở mức phóng đại lớn.

Vì vậy, 24MP không phải là ít, và 200MP cũng không tự động là nhiều hơn mức cần thiết.

Chúng ta phải xem mục đích sử dụng.

5. Kích thước cảm biến và số megapixel là hai chuyện khác nhau

Đây là điểm quan trọng nhất của bài viết.

Kích thước cảm biến thường được đo bằng milimét, chẳng hạn 36 × 24mm hoặc 23,5 × 15,6mm.

Megapixel lại mô tả số điểm ảnh của hình ảnh.

Một cảm biến có diện tích lớn vẫn có thể được thiết kế với số pixel thấp. Ngược lại, một cảm biến nhỏ có thể chứa số lượng phần tử nhạy sáng rất lớn.

Ví dụ, chúng ta có thể gặp một máy ảnh full-frame 24MP và một điện thoại được quảng cáo 200MP.

Hai con số này không cho biết kích thước vật lý của từng phần tử nhạy sáng, tổng lượng ánh sáng được ghi nhận hay chất lượng ảnh cuối cùng.

Muốn so sánh, cần xem thêm diện tích cảm biến, cấu trúc pixel, ống kính và phương pháp xử lý hình ảnh.

6. Full-frame, APS-C và Micro Four Thirds khác nhau thế nào?

Máy ảnh kỹ thuật số hiện nay có nhiều định dạng cảm biến. Ba định dạng thường gặp trong các hệ thống máy ảnh ống kính rời là full-frame, APS-C và Micro Four Thirds.

Full-frame

Cảm biến full-frame thông dụng có kích thước khoảng 36 × 24mm.

Kích thước này gần tương ứng với khung hình phim 35mm phổ biến trong nhiếp ảnh tĩnh.

Full-frame thường được dùng làm mốc tham chiếu khi nói về góc nhìn và crop factor.

APS-C

APS-C là định dạng nhỏ hơn full-frame.

Kích thước APS-C không hoàn toàn giống nhau giữa các nhà sản xuất.

Ví dụ, nhiều máy APS-C của Nikon hoặc Sony sử dụng cảm biến khoảng 23,5 × 15,6mm, trong khi nhiều máy Canon APS-C có kích thước khoảng 22,3 × 14,9mm.

Vì vậy, hệ số crop factor của APS-C cũng thường khác nhau: khoảng 1,5 lần hoặc 1,6 lần.

Micro Four Thirds

Micro Four Thirds sử dụng cảm biến khoảng 17,3 × 13mm với tỷ lệ khung hình 4:3.

Định dạng này có hệ số crop khoảng 2 lần so với đường chéo của cảm biến full-frame 36 × 24mm.

Do cảm biến nhỏ hơn, nhà sản xuất có thể thiết kế những hệ thống máy ảnh và ống kính tương đối nhỏ gọn, tùy yêu cầu về khẩu độ, tiêu cự và chất lượng quang học.

Đây có thể là lợi thế đáng kể với những người thích đi bộ, du lịch hoặc chụp thiên nhiên mà không muốn mang thiết bị quá nặng.

Bảng so sánh kích thước cảm biến

Các giá trị trên mang tính tham khảo cho những định dạng phổ biến, không đại diện cho mọi mẫu cảm biến từng được sản xuất.

Chúng ta cũng còn những định dạng lớn hơn full-frame và những cảm biến nhỏ hơn, thường gặp trên máy compact và điện thoại.

7. Crop factor là gì? Nó có làm thay đổi tiêu cự ống kính không?

Giả sử bạn đang sử dụng một ống kính 50mm trên máy ảnh full-frame.

Bây giờ, bạn gắn cùng ống kính ấy vào máy APS-C có hệ số crop 1,5×, giả sử ống kính và ngàm tương thích.

Điều gì xảy ra?

Máy APS-C ghi nhận một vùng nhỏ hơn của hình ảnh mà ống kính tạo ra. Vì thế, góc nhìn của bức ảnh hẹp hơn so với khi sử dụng cùng ống kính trên full-frame.

Góc nhìn ấy gần tương đương với một ống kính 75mm trên máy full-frame có cùng tỷ lệ khung hình.

Công thức thường dùng là:

Tiêu cự tương đương = Tiêu cự thực × Crop factor.

Ví dụ:

• 50mm trên APS-C 1,5× có góc nhìn tương đương khoảng 75mm trên full-frame.
• 50mm trên APS-C 1,6× tương đương khoảng 80mm.
• 25mm trên Micro Four Thirds 2× có góc nhìn tương đương khoảng 50mm.

Nhưng ống kính 50mm vẫn là 50mm

Đây là điều nhiều người mới thường hiểu nhầm.

Crop factor không khiến tiêu cự quang học của ống kính thay đổi.

Một ống kính 50mm vẫn có tiêu cự 50mm khi sử dụng trên cảm biến APS-C.

Điều thay đổi là vùng hình ảnh được cảm biến ghi nhận, từ đó làm thay đổi góc nhìn so với định dạng tham chiếu.

Nếu đứng yên một vị trí, gắn cùng một ống kính và so sánh ảnh full-frame với APS-C, ảnh APS-C thể hiện vùng cảnh hẹp hơn.

Nó không tự phóng đại chủ thể về mặt quang học chỉ vì cảm biến nhỏ hơn.

Điều này đặc biệt quan trọng khi lựa chọn ống kính chụp phong cảnh, chân dung hoặc thể thao.

8. Cảm biến lớn có thu được nhiều ánh sáng hơn không?

Câu trả lời cần có điều kiện so sánh rõ ràng.

Nếu hai hệ thống ghi cùng một cảnh, dùng thời gian phơi sáng và số f tương đương, đồng thời có hiệu suất truyền sáng và thu nhận tương tự, cảm biến có diện tích lớn hơn thường có khả năng nhận tổng lượng ánh sáng lớn hơn trên toàn bề mặt.

Đó là một lợi thế vật lý đáng chú ý.

Nhưng không có nghĩa cứ nhìn thấy chữ full-frame là có thể kết luận ảnh sẽ ít nhiễu hơn trong mọi trường hợp.

Tình huống thứ nhất: Cùng số f và thời gian phơi sáng

Với cùng độ sáng cảnh và cùng số f, lượng ánh sáng trên mỗi đơn vị diện tích cảm biến có thể gần tương đương, nếu bỏ qua những khác biệt về truyền sáng và góc chiếu.

Do cảm biến lớn có tổng diện tích lớn hơn, nó có khả năng thu nhận nhiều ánh sáng hơn trên toàn vùng ảnh.

Khi so sánh ảnh đầu ra ở cùng kích thước và bố cục tương đương, lợi thế này có thể giúp cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu.

Tình huống thứ hai: Cùng bố cục, độ sâu trường ảnh và thời gian phơi sáng

Đây là tình huống phức tạp hơn.

Để tạo cùng góc nhìn và độ sâu trường ảnh trên những định dạng cảm biến khác nhau, người chụp thường cần điều chỉnh tiêu cự và số f tương ứng.

Khi đó, sự khác biệt về tổng lượng ánh sáng thu nhận có thể giảm đi đáng kể so với cách so sánh chỉ giữ cùng số f.

Vì vậy, khi đọc những tuyên bố về khả năng thu sáng của cảm biến, hãy xem người so sánh có giữ nguyên những điều kiện nào.

So sánh không cùng điều kiện rất dễ dẫn đến kết luận sai.

9. Pixel lớn có luôn tốt hơn pixel nhỏ?

Trên hai cảm biến có cùng diện tích, nếu một cảm biến có ít phần tử nhạy sáng hơn, diện tích trung bình dành cho mỗi phần tử thường lớn hơn.

Trong những điều kiện phù hợp, một photosite lớn hơn có thể thu nhận nhiều photon hơn trong một lần phơi sáng.

Điều này có thể mang lại lợi thế về tín hiệu ở mức từng photosite.

Nhưng khi so sánh chất lượng của toàn bộ bức ảnh, chúng ta cần xét thêm nhiều yếu tố.

Một cảm biến có nhiều pixel nhỏ có thể được giảm kích thước ảnh đầu ra hoặc kết hợp dữ liệu từ nhiều pixel. Khi đó, sự khác biệt về nhiễu ở mức từng pixel không nhất thiết còn giữ nguyên khi xem hai bức ảnh ở cùng kích thước.

Công nghệ bán dẫn, hiệu suất lượng tử, mạch đọc, cấu trúc cảm biến và phương pháp xử lý cũng thay đổi theo thời gian.

Vì vậy, khẳng định rằng cảm biến ít megapixel luôn chụp đêm tốt hơn cảm biến nhiều megapixel là một cách đơn giản hóa quá mức.

Muốn đánh giá đúng, nên so sánh ảnh thực tế ở cùng điều kiện và cùng kích thước đầu ra.

10. Nhiễu ảnh là gì và vì sao xuất hiện?

Khi chụp ảnh thiếu sáng, chúng ta đôi khi thấy những hạt lốm đốm hoặc những vùng màu không đều, đặc biệt ở phần tối của bức ảnh.

Hiện tượng ấy thường được gọi là nhiễu ảnh, hay image noise.

Nhiễu có nhiều nguồn khác nhau.

Một phần liên quan đến tính ngẫu nhiên của quá trình photon đến cảm biến, thường gọi là photon shot noise.

Một phần khác đến từ hệ thống điện tử, chẳng hạn nhiễu khi đọc tín hiệu hoặc những thành phần nhiễu trong cảm biến.

Khi lượng ánh sáng ghi nhận ít, tín hiệu hữu ích có thể trở nên yếu so với nhiễu, khiến hình ảnh kém sạch hơn.

Tăng ISO có làm tăng nhiễu không?

Trong thực hành, ảnh chụp ở ISO cao thường dễ xuất hiện nhiễu hơn, đặc biệt khi điều kiện ánh sáng yếu.

Nhưng cần phân biệt nguyên nhân.

ISO không tự tạo thêm photon. Việc tăng ISO liên quan đến cách tín hiệu được khuếch đại hoặc xử lý trong hệ thống máy ảnh.

Nếu bạn tăng ISO đồng thời giảm thời gian phơi sáng hoặc khép khẩu độ khiến cảm biến nhận ít ánh sáng hơn, tín hiệu từ cảnh vật sẽ yếu đi và ảnh có thể nhiễu hơn.

Trong khi đó, nếu giữ nguyên lượng ánh sáng thu nhận, việc tăng ISO có thể đem lại kết quả khác nhau tùy thiết kế cảm biến và mạch đọc. Một số máy có mức nhiễu đọc giảm khi tăng ISO trong những khoảng nhất định.

Vì vậy, lời khuyên thực tế không phải lúc nào cũng là giữ ISO thấp nhất bằng mọi giá.

Hãy ưu tiên thu nhận đủ ánh sáng và giữ thời gian phơi sáng phù hợp để ảnh không bị nhòe. Sau đó mới điều chỉnh ISO theo khả năng của thiết bị.

11. Dynamic range: Vì sao ảnh dễ mất chi tiết vùng sáng và vùng tối?

Dynamic range, hay dải tương phản động, mô tả phạm vi tín hiệu từ mức tối đến mức sáng mà hệ thống có thể phân biệt và ghi nhận trong những điều kiện xác định.

Hãy thử chụp một người ngồi trong quán cà phê với cửa sổ rất sáng phía sau.

Nếu ưu tiên giữ chi tiết của bầu trời ngoài cửa sổ, khuôn mặt người trong phòng có thể bị tối.

Nếu tăng phơi sáng cho khuôn mặt, vùng cửa sổ có thể trở nên trắng xóa do tín hiệu vượt giới hạn ghi nhận.

Đó là tình huống mà dải sáng của cảnh có thể vượt quá khả năng ghi nhận hoặc thể hiện của hệ thống chụp ảnh.

Những cảm biến có dynamic range tốt có thể giữ được nhiều thông tin hữu ích hơn giữa vùng sáng và vùng tối trong điều kiện phù hợp.

Nhưng dynamic range còn chịu ảnh hưởng bởi ISO, phơi sáng, bộ xử lý và cách tạo ảnh đầu ra.

Điện thoại hiện đại có thể sử dụng HDR nhiều khung hình để mở rộng khả năng thể hiện những cảnh tương phản cao. Đây là lợi thế của xử lý điện toán, không phải bằng chứng rằng riêng một lần đọc cảm biến có dải tương phản vô hạn.

12. Điện thoại 200MP thực sự chụp ra ảnh bao nhiêu megapixel?

Một số điện thoại có cảm biến độ phân giải rất cao, chẳng hạn 50MP, 108MP hoặc 200MP, nhưng ở chế độ mặc định lại lưu ảnh có số megapixel thấp hơn.

Điều này có thể liên quan đến kỹ thuật pixel binning.

Pixel binning là cách kết hợp thông tin từ các phần tử ảnh lân cận để tạo ra dữ liệu đầu ra ở độ phân giải thấp hơn theo những phương pháp nhất định.

Ví dụ, nếu kết hợp các nhóm 2 × 2 pixel thành một đơn vị đầu ra, số pixel của hình ảnh có thể giảm xuống còn một phần tư.

Với nhóm 4 × 4, số pixel đầu ra có thể giảm còn một phần mười sáu.

Về mặt số học, một cảm biến 200MP nếu xuất ảnh theo cách gộp 16 thành 1 sẽ tạo ảnh khoảng 12,5MP, chưa tính những thay đổi do chế độ chụp, cắt khung hình hoặc xử lý khác.

Nhưng không phải mọi điện thoại 200MP đều luôn lưu ảnh 12,5MP. Kiểu bố trí bộ lọc màu, phương pháp kết hợp điểm ảnh và độ phân giải đầu ra phụ thuộc vào thiết kế của từng thiết bị.

Pixel binning có biến 16 pixel nhỏ thành một pixel vật lý lớn không?

Không hoàn toàn.

Những phần tử vật lý trên cảm biến vẫn tồn tại theo cấu trúc được chế tạo. Pixel binning kết hợp tín hiệu hoặc dữ liệu của chúng theo một phương pháp nhất định.

Cách kết hợp có thể ảnh hưởng đến nhiễu, tốc độ đọc, độ phân giải và khả năng xử lý, nhưng không có nghĩa phần cứng tự biến thành một photosite mới lớn hơn theo nghĩa vật lý.

Đó là lý do cần thận trọng với những quảng cáo mô tả cảm biến như thể đã tăng kích thước pixel thật sau mỗi lần gộp dữ liệu.

13. Cảm biến lớn có tạo hậu cảnh mờ hơn không?

Đây là một lợi thế thường được nhắc đến của máy ảnh full-frame.

Nhưng nếu nói chính xác, độ sâu trường ảnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố: tiêu cự, khẩu độ, khoảng cách lấy nét, kích thước định dạng và tiêu chuẩn đánh giá độ nét.

Khi muốn giữ cùng góc nhìn, vị trí chụp và cách thể hiện chủ thể, máy ảnh cảm biến lớn thường sử dụng tiêu cự thực dài hơn so với máy cảm biến nhỏ.

Nếu hai hệ thống cùng dùng một số f và có những điều kiện so sánh phù hợp, hệ thống cảm biến lớn thường tạo độ sâu trường ảnh nông hơn.

Nhưng nếu điều chỉnh khẩu độ tương đương theo crop factor, sự khác biệt về độ sâu trường ảnh có thể được thu hẹp.

Ví dụ, để tạo góc nhìn và độ sâu trường ảnh gần tương đương, một ống kính 25mm f/2 trên Micro Four Thirds có thể được so sánh với ống kính khoảng 50mm f/4 trên full-frame, nếu giữ cùng vị trí chụp và các điều kiện phù hợp.

Đây là so sánh về góc nhìn và độ sâu trường ảnh, không có nghĩa hai thiết bị chắc chắn cho ảnh giống nhau hoàn toàn về màu sắc, nhiễu hoặc chất lượng quang học.

Vì thế, không phải cứ cảm biến lớn là ảnh tự nhiên đẹp hơn. Chúng ta cần hiểu kiểu ảnh muốn tạo và cách thiết lập hệ thống.

14. Nên chọn cảm biến nào cho từng nhu cầu?

Chụp gia đình, du lịch và đời thường

APS-C, Micro Four Thirds hoặc một chiếc điện thoại tốt đều có thể đáp ứng rất nhiều tình huống.

Với người thường xuyên mang máy đi bộ, đi du lịch hoặc di chuyển nhiều, kích thước và trọng lượng của cả bộ thiết bị đôi khi quan trọng không kém chất lượng cảm biến.

Chụp chân dung

Full-frame có thể mang lại nhiều lựa chọn về độ sâu trường ảnh nông và khả năng thu nhận ánh sáng khi kết hợp với ống kính phù hợp.

Nhưng APS-C và Micro Four Thirds cũng có thể chụp chân dung rất tốt, đặc biệt khi người chụp hiểu ánh sáng, khoảng cách và lựa chọn ống kính.

Chụp thể thao và động vật hoang dã

APS-C và Micro Four Thirds có thể là lựa chọn thuận tiện khi muốn có góc nhìn hẹp với ống kính tương đối gọn.

Tuy nhiên, crop factor không tự tạo ra thêm chi tiết quang học. Hiệu quả thực tế còn phụ thuộc vào mật độ pixel, độ sắc nét của ống kính, khả năng lấy nét và tốc độ đọc cảm biến.

Chụp phong cảnh, thương mại hoặc in ảnh lớn

Một hệ thống có độ phân giải cao, dải tương phản tốt và ống kính chất lượng có thể đem lại lợi thế đáng kể.

Nhưng chọn cảm biến full-frame hay lớn hơn vẫn cần cân nhắc chi phí, trọng lượng và quy trình hậu kỳ.

Độ phân giải cao có ích khi thực sự cần nhiều chi tiết, không phải chỉ để sở hữu con số lớn trên hộp máy.

15. Sáu điều cần kiểm tra thay vì chỉ nhìn megapixel

Nếu đang đánh giá một chiếc máy ảnh, tôi nghĩ nên xem ít nhất sáu yếu tố:

1. Kích thước cảm biến: Full-frame, APS-C, Micro Four Thirds hay định dạng khác?
2. Độ phân giải hữu hiệu: Máy tạo ảnh ở kích thước bao nhiêu pixel trong chế độ chụp cần sử dụng?
3. Hiệu năng thiếu sáng: Ảnh RAW thực tế ở ISO phù hợp với nhu cầu ra sao?
4. Dải tương phản động: Khả năng giữ chi tiết vùng sáng và vùng tối trong điều kiện thử nghiệm tương đương?
5. Ống kính tương thích: Có những tiêu cự, khẩu độ, kích thước và mức giá phù hợp không?
6. Tính năng vận hành: Lấy nét, chống rung, tốc độ đọc cảm biến, dung lượng dữ liệu và thời lượng pin có đáp ứng công việc không?

Quan trọng hơn, hãy xem những hình ảnh được chụp trong điều kiện tương tự nhu cầu của mình.

Ảnh chụp ban ngày ngoài trời rất đẹp chưa đủ để kết luận máy sẽ phù hợp với người thường chụp sự kiện trong nhà hoặc thể thao buổi tối.

16. Bài thực hành: Tự kiểm tra tác động của độ phân giải

Không cần có hai chiếc máy ảnh khác nhau để bắt đầu.

Nếu điện thoại hoặc máy ảnh của bạn hỗ trợ nhiều mức độ phân giải, hãy thử bài thực hành sau.

1. Chọn một cảnh có nhiều chi tiết nhỏ, chẳng hạn kệ sách hoặc một góc phố có biển hiệu, cây cối.
2. Đặt máy cố định và chọn điều kiện ánh sáng tốt.
3. Chụp bằng chế độ độ phân giải thông thường.
4. Nếu thiết bị hỗ trợ, chuyển sang chế độ độ phân giải cao và chụp lại cùng khung hình.
5. Chuyển hai ảnh vào máy tính và so sánh ở cùng kích thước hiển thị.
6. Tiếp tục phóng to những vùng có chữ nhỏ, đường nét hoặc họa tiết để quan sát sự khác biệt.
7. Kiểm tra kích thước tập tin và độ phân giải pixel thực tế của mỗi ảnh.

Để đánh giá công bằng, cần hạn chế thay đổi ánh sáng, rung máy, lấy nét và chế độ xử lý giữa các lần chụp.

Ngay cả khi chế độ độ phân giải cao cho ảnh nhiều pixel hơn, không phải mọi chi tiết đều nhất thiết rõ hơn. Đó là kết quả có thể chịu ảnh hưởng của quang học, cảm biến và thuật toán.

Nếu muốn đi thêm một bước, hãy thử lại trong điều kiện ánh sáng yếu và quan sát độ nhiễu ở cùng kích thước ảnh đầu ra.

Đừng chỉ zoom 100% rồi kết luận. Khi hai ảnh có độ phân giải khác nhau, mức phóng đại 100% không tương ứng với cùng kích thước hiển thị của cảnh vật.

17. Hiểu cảm biến để không chạy theo thông số

Tôi từng có gần ba năm tham gia sinh hoạt cùng cộng đồng Yêu Nhiếp Ảnh, trực tiếp lập trình diễn đàn yeunhiepanh.net và cùng đội ngũ admin vận hành nhóm.

Vì có nền tảng lập trình, tôi khá thích việc tìm hiểu cách những thiết bị kỹ thuật hoạt động. Một chiếc cảm biến nhỏ bé lại là kết quả của rất nhiều kiến thức về quang học, vật lý bán dẫn và xử lý tín hiệu.

Nhưng người chụp ảnh không cần trở thành kỹ sư bán dẫn để sử dụng máy tốt.

Chỉ cần hiểu rằng số megapixel không nói lên tất cả, crop factor không làm đổi tiêu cự thực, và cảm biến lớn có lợi thế nhưng cũng đi kèm những đánh đổi.

Những kiến thức ấy giúp chúng ta đặt câu hỏi tốt hơn khi lựa chọn thiết bị.

Tại sao tôi cần thêm độ phân giải? Tôi thường chụp thiếu sáng đến mức nào? Tôi có thực sự cần hậu cảnh rất mờ? Và liệu tôi có sẵn lòng mang một bộ máy ảnh nặng hơn trong suốt chuyến đi?

Một chiếc máy phù hợp với nhu cầu thực tế sẽ hữu ích hơn một chiếc máy có bảng thông số rất đẹp nhưng hiếm khi được mang ra sử dụng.

Còn với việc chụp ảnh, tôi vẫn thích bắt đầu từ một việc rất đơn giản.

Quan sát ánh sáng.

Vì dù cảm biến có bao nhiêu megapixel, nó cũng chỉ có thể làm việc với những thông tin mà ánh sáng và hệ thống quang học đưa đến.

18. Bài tiếp theo: JPEG, RAW và HEIF khác nhau thế nào?

Sau khi cảm biến ghi nhận ánh sáng, máy ảnh vẫn còn nhiều công việc cần thực hiện trước khi chúng ta nhận được một tập tin hình ảnh.

Vậy vì sao ảnh RAW thường có dung lượng lớn? JPEG nén ảnh như thế nào? HEIF có lợi thế gì và khi nào nên dùng?

Quan trọng hơn, người mới có cần chụp RAW mọi lúc hay không?

Ở bài tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu các định dạng hình ảnh phổ biến và cách lựa chọn để vừa giữ chất lượng ảnh, vừa không làm phức tạp quy trình chụp, lưu trữ và chia sẻ.

Nguồn tham khảo

• Canon Science Lab – CCD Sensors. Nguyên lý chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện trong cảm biến.
• Canon – Full-Frame Camera Benefits. Kích thước full-frame, APS-C và ảnh hưởng đến góc nhìn.
• Cambridge in Colour – Digital Camera Sensor Sizes. Crop factor, độ sâu trường ảnh, nhiễu và những đánh đổi giữa kích thước cảm biến.
• Nikon – Understanding ISO Sensitivity. Mối quan hệ giữa ISO, nhiễu và cảm biến.
• OM System – OM-3 Specifications. Tư liệu nhà sản xuất về cảm biến Micro Four Thirds 17,3 × 13mm.
• Micro Four Thirds – Frequently Asked Questions. Thông tin tiêu chuẩn hệ thống và định dạng cảm biến.
• Teledyne Vision Solutions – Binning. Giải thích kỹ thuật kết hợp dữ liệu từ các pixel.
• Cambridge in Colour – Digital Photography Tutorials. Tài liệu về cảm biến, nhiễu, dải tương phản, màu sắc và độ phân giải.