Xem mẫu

  1. nh y sáng Cái th i mà phân gi i cao b ánh ng v i ch t lư ng nh cao ã qua r i. H u h t ngư i tiêu dùng u nh n ra ư c không ph i c máy có phân gi i cao là có ch t lư ng nh t t. Có m t thông s khác n i lên nh m thay th cho phân gi i, ó chính là nh y sáng ISO. V y b n ã hi u gì v ISO cũng như các y u t c u thành, nh hư ng lên nó chưa? Bài vi t này s cung c p m t s ki n th c căn b n v ISO cũng như c m bi n nh. Trong quá trình phát tri n c a máy nh s , h u h t ngư i ta đ u t p trung vào đ phân gi i. Năm 1991, camera ch có 1,3MP. Đ n 1999, chi c Nikon D1 dùng c m ng CCD v i giá 5000$ ch có th ch p nh ng b c nh 2,7 MP và đ n năm nay, năm 2010 thì đ phân gi i trung bình c a máy nh s đã là 14MP. Tuy đ phân gi i này đã đ cho khá nhi u m c đích khác nhau nhưng nó v n còn có th tăng cao n a. H u h t các máy nh s ngày này (không tính đi n tho i ch p hình) đ u có t i thi u 10MP, đ phân gi i 14MP cũng đang tr nên thông d ng
  2. hơn. Ngay c các máy DSLR v n chú tr ng vào ch t lư ng hình nh cũng đã t ng có cu c đua đ phân gi i. Dòng DSLR c p th p c a Canon gi có đ phân gi i tiêu chu n là 18MP. Đ phân gi i là m t thông s quá d đ hình dung, và t t nhiên các công ty dùng nó th qu ng cáo. H g n li n đ phân gi i v i ch t lư ng h nh, hay ít ra là làm cho ngư i tiêu dùng nghĩ th . Gi đây, khá nhi u ngư i trong chúng ta đã nh n ra đ phân gi i cao hơn không ph i lúc nào cũng t t. Tiêu chu n m i v ch t lư ng chuy n qua kh năng ch p trong đi u ki n thi u sáng. Và chi c máy làm ngư i dùng “quay ngo t 180 đ ” đó không ai khác chính là D3. S n ph m đ u b ng c a Nikon hy sinh đ phân gi i cao đ đ i l y ISO. Đã có nh ng l i đ n chính D3 và D300 c a Nikon là “th ph m” làm Canon ph i thay đ i chi n lư c c a mình, thúc đ y toàn b nhân viên làm vi c c t l c đ t o ra đ i th c nh tranh 5D Mark II xu t s c như ta th y ngày nay. Cho dù ISO tr nên quan tr ng b t đ u t lúc nào, hay như th nào, thì bây gi , h u h t nh ng máy ch p nh có giá trên 300$ thư ng kèm theo tính năng ch p nh thi u sáng như là vũ khí “t i thư ng” c a mình. Nh ng máy nh DSLR m i nh t c a Nikon, Canon đã có ISO trên 100.000 trong khi Sony và các hãng khác cũng s p đưa ra nh ng s n ph m c nh tranh. Chào m ng đ n v i cu c chi n m i, h i các nhà s n xu t! Camera ho t đ ng như th nào?
  3. R t đơn gi n, đó chính là thu th p ánh sáng. m t ch ng m c nào đó, cái cách máy nh “nhìn” th t s r t gi ng v i phương th c ho t đ ng c a nhãn c u m t. Ánh sáng môi trư ng s đi qua ng kính r i t đó đ p vào c m bi n nh hình ch nh t. Sau đó, c m bi n này s chuy n đ i nó thành nh ng tín hi u đi n. M t ngư i ho t đ ng y h t v y và t t nhiên, nó cũng chuy n đ i ánh sáng nhìn th y thành tín hi u đi n khi đi qua võng m c. N u b n không hi u t t c nh ng gì đang đư c nói đ n, ch c n nh m t đi u thôi: “C m bi n nh thu th p đư c càng nhi u ánh sáng thì càng t t”.
  4. Khi thông s c a m t máy nh là 10 megapixels, nó không ch nói cho b n bi t m t b c hình ch p t máy này có 10 tri u đi m nh, mà còn nói lên s đi m nh y sáng (photosite, photodiode) c a máy. Thông thư ng, nh ng đi m nh y sáng này thư ng b hi u l m là đi m nh. Đi m nh y sáng là m t ph n c a c m bi n nh vô cùng nh y c m v i ánh sáng. N u còn nh các ki n th c khoa h c, b n s d hình dung hơn. Đi m nh y sáng chuy n đ i ánh sáng (photon) thành đi n (electrons). Nó gi ng như các l thu th p t ng h t nh ánh sáng đi vào. Và t t nhiên, đi m nh y sáng càng l n, nó càng thu th p đư c nhi u photon (đ ng nghĩa v i ánh sáng) hơn trong th i gian máy nh s phơi sáng (ví d như lúc b n b m nút ch p). C m bi n nh có r t nhi u kích thư c khác nhau, như b n có th th y trong hình bên. C m bi n nh càng l n - ch ng h n như nh ng c m bi n Full Frame trên Canon 5D, Nikon D3 và Sony A900 - thì càng có
  5. nhi u không gian cho đi m nh y sáng hơn là các c m bi n “tí hon” trên các máy du l ch(PnS). M t máy nh có đ phân gi i 12MP (tri u đi m nh), nó cũng có 12 tri u đi m nh y sáng. Nhưng c m bi n càng l n thì đi m nh y sáng càng l ng và nó càng có kh năng “b t gi ” nhi u ánh sáng hơn. N u nh ng đi u trên quá khó hi u và b n c n m t th ng s nào đó đ n m gi , thì đó chính là đ l n đi m nh (pixel pitch). Đ l n đi m nh cho b n bi t kích c c a m t đi m nh. Ví d , Nikon D3 v i c m bi n kích c 36x23,9mm có đ l n là 8,45 micromet trong khi Canon S90 v i kích c 7,6x5,7mm l i có đ l n ch 2 micromet. K t qu này ra sao thì ai cũng rõ, cùng v i m t lư ng ánh sáng và th i gian phơi sáng như nhau, nh ng đi m nh l n hơn trên D3 có kh năng ghi nh n nhi u ánh sáng hơn S90. Và t t nhiên, v i đi u ki n ánh sáng y u, b n s th y ngay s khác bi t. Nhi u ánh sáng hơn:
  6. Nói t nãy đ n gi , h n b n đã rút ra đư c k t lu n: đi m nh y sáng càng l n thì đ nh y sáng càng cao. Chính vì v y, các nhà s n xu t thư ng làm cho nó càng to càng t t. Ch ng h n như đ i v i 1D Mark IV, Canon đã gi nguyên kích thư c c a đi m nh y sáng mà c g ng thu nh ph n còn l i c a đi m nh nh m làm cho c m bi n v n gi nguyên kích thư c như 1D MarkIII. T t nhiên là ngoài đi m nh y sáng, c m bi n nh còn có r t nhi u thành ph n khác. Theo ti n sĩ Peter B. Catrysse t đ i h c Stanford (1 đ i h c hàng đ u và vô cùng n i ti ng c a M ) thì 1 đi m nh thông thư ng chính là 1 vùng ph ng có tác d ng thu nh n ánh sáng, h u như c u t o t silicon. Chi ti t hơn, nó bao g m các th sau: m t th u kính siêu nh (microlens) đ chi u sáng tr c ti p vào đi m nh y sáng, m t b l c màu (vô cùng c n thi t vì c m bi n nh v n b “mù màu”, 1 l p v t li u khác, ch ng h n như dây d n và l p dư i cùng là đi m nh y sáng (photodiode),. Chính vì v y, có 1 cách mà các nhà s n xu t c m bi n nh danh ti ng như Sony, Fuji hay Kodak thư ng làm cho nh ng l p v t li u này càng m ng càng t t (vài trăm nanomet) đ ánh sáng có th đi qua nhi u hơn.
  7. Tuy v n c g ng làm gi m đ m ng v t li u nhưng có m t cách khác mà các nhà s n xu t đang th c hi n, đó chính là chuy n đ i qua c u trúc khác. H chuy n đi m nh y sáng lên ngay sau b l c màu và microlens ch không đ t dư i cùng như trư c n a. Tuy hi n nay vi c s n xu t v n còn đ t hơn cách truy n th ng nhưng nó s d n ph bi n vì ánh sáng đi qua nhi u hơn nên đi m nh có th nh hơn mà ch t lư ng không đ i. Sony là hãng đ u tiên phát tri n và thương m i hóa lo i hình c m bi n này t gi a năm 2008. Trong c u trúc cơ b n c a c m bi n nh, microlens n m sát nhau đ chi u ánh sáng xu ng đi m nh y sáng phía dư i. Nhưng trư c đây, có m t kho ng tr ng nh gi a các microlens v i nhau. K t qu là ánh sáng không th chi u tr c ti p xu ng v trí nh y sáng nh t c a c m bi n (đi m nh y sáng). Nikon và Canon đã phát minh ra h th ng cho phép các ng kính này n m sát nhau đ ánh sáng chi u tr c ti p vào photosite, không đ phung phí lư ng ánh sáng quý giá đó. Đi u này cũng tương t như m t cái ph u, ph u mi ng r ng bao gi cũng đ đư c nhi u nư c hơn. Lý do chính mà ngư i ta c n máy nh s thu càng nhi u ánh sáng càng t t chính là t s tín hi u/nhi u c a b c nh. Có r t nhi u nguyên nhân và lo i nhi u khác nhau nhưng có 2 lo i mà b n nên bi t. Đó chính là “photon shot”, “read” và “dark current” noise. “Photon shot” gây ra b i
  8. dòng photons ti p xúc v i c m bi n nh không bao gi phù h p m t cách hoàn h o v i th i gian c a nó. “Read” do chính b n thân c a c m bi n trong khi “dark current” là do có m t s electron t n m n không đư c t o ra b i ánh sáng nhìn th y ch m vào c m bi n. H u h t nguyên nhân c a “dark current” là do nhi t đ . Tr l i quá kh , nh ng ngày mà các nhi p nh gia còn ph i dùng phim, h mua nó theo đ nh y sáng c a phim đó đư c th hi n dư i t c đ ISO (tiêu chu n do t ch c International Organization for Standardization v i tên ISO 5800:1987). V i máy nh s , ISO v n còn nhưng b n có th tùy ch nh trên máy ch không còn c n thay phim như ngày xưa n a. V n đ là, cho dù b n ch p ISO 100 hay 1600 thì lư ng ánh sáng đi vào c m bi n là như nhau. Nhưng khi thi t l p ISO cao, b n b t c m bi n ph i t o ra nhi u tín hi u hơn và theo đó nhi u cũng tăng theo. N u c m bi n c a b n l n, nó s có nhi u tín hi u hơn đ làm vi c và t t nhiên, t s tín hi u/nhi u cũng tăng theo. Đó chính là lý do t i sao m t b c hình v i ISO t D3 luôn đ p hơn m t máy PnS có ISO tương đương. Và đó cũng là lý do D3s và 1D MarkIV có kh năng ch p nh ng b c hình ISO trên 100.000 mà v n ch p nh n đư c. T t nhiên m t ph n cũng vì nh ng máy đ ng c p này có b x lý m nh hơn, có nh ng thu t toán cao c p và ph c t p hơn đ mang l i kh năng kh nhi u t i ưu. C m bi n nh: Có 2 lo i c m bi n nh đư c h u h t các thi t b dùng ngày nay, đó chính là CCD (charge-coupled device) và CMOS (complementary metal- oxide-semiconductor). Theo ti n sĩ Catrysse, V cơ b n, 2 lo i c m bi n
  9. này ho t đ ng gi ng h t nhau, ít ra là v m t v t lý. Vì v y không có lo i này là tuy t h o và vư t tr i hơn h n. C m bi n CCD đã t ng đư c coi là c m bi n c a tương lai, nó đã chi m ưu th m t th i gian dài trư c khi CMOS “vùng lên” l t ngư c l i. Ngày nay, h u h t các đi n tho i và máy nh DSLR chuyên nghi p đ u dùng c m bi n CMOS trong khi ch còn m t s máy đ i cũ ho c Medium Format còn dùng CCD. Cũng theo ti n sĩ này, th ph n c a CCD s d n thu h p l i, ch y u t n t i trong các thi t b ph c v nghiên c u khoa h c. C m bi n CMOS đư c ch t o theo ti n trình CMOS, cùng v i cách mà ngư i ta ch t o nh ng th như CPU, GPU, RAM nên nó r t r so v i CCD. Giá r chính là nguyên nhân t i sao ngư i ta ch n nó đ dùng trong các đi n tho i cũng như nh ng h th ng DSLR dùng chip c c l n. Không gi ng như CCD b t các electron ra kh i chip đ đi vào b chuy n đ i tương t sang s , CMOS th c hi n t t c vi c đó ngay trong con chip đư c tích h p s n. Chính vì v y mà nó nhanh hơn và s d ng ít năng lư ng hơn. Hơn th n a, vì CMOS đư c ch t o gi ng v i dây chuy n s n xu t c a các thi t b bán d n khác, nó cũng đư c l i t ti n b c a ngành công nghi p này. Nh ng transistors nh hơn cho phép t o ra nhi u m ch d n hơn trong m t đi m nh, t đó kh nhi u t t hơn. Nó cho phép chúng ta ti p c n g n hơn đ n nh ng gi i h n v t lý cơ b n như “photon noise”. Chúng ta đang nói v vi c đi u khi n nh sáng m c đ nano! T ng k t: B ng nhi u cách khác nhau, đ phân gi i đã không còn giá tr như ngày xưa. Ch ng nhi u ngư i c n in nh ng b c nh kh l n mà c n đ phân gi i trên 14 MP. Nhưng công ngh v n phát tri n, ch ng h n như
  10. c m bi n nh t t hơn, ti n trình x lý nh thông minh hơn hay th u kính s c nét hơn, và ngành công nghi p máy nh c n ph i có m t thông s nào đó đ qu ng cáo nh m bán nhi u hàng hóa hơn m i năm. Ông Teru Kuwayama, m t nhi p nh gia n i ti ng đã nói r ng: “Tăng đ phân gi i quá nhi u càng làm cho m i chuy n khó khăn hơn, ch t t n th nh và c ng. Nhưng tăng ISO l i là m t cái gì đó t t hơn nhi u, nó m ra m t k nguyên m i c a nhi p nh mà nh ng th h nhi p nh gia cũ không th v i t i do h n ch v m t thi t b . Tôi r t s n lòng đ i gi m m t n a đ phân gi i máy mình đ có đ nh y sáng tăng g p đôi”. Nh ng b c nh đ p thì luôn t t hơn nh l n. Đó chính là l i h a mà ngành công nghi p nhi p nh mang đ n cho chúng ta. Có l t c đ ISO s còn đư c tăng hơn n a trong năm t i đ h p d n ngư i dùng. Nhưng hãy nh r ng, con s ISO cao không đ ng nghĩa v i hi u năng ch p t i t t hơn vì đôi khi nó ch dùng đ qu ng c o. Cái gì quá cũng không t t, cũng gi ng như s n ph m có ch t lư ng t t hơn không ph i lúc nào cũng có c u hình cao hơn!