Cảm biến máy ảnh là gì?

602

Khi quyết định lựa chọn mua cho mình một chiếc máy ảnh, bạn sẽ luôn để ý và quan tâm đến chiếc máy ảnh đó sử dụng loại cảm biến gì, kích thước bao nhiêu và độ phân giải như thế nào?
Vậy cảm biến là gì? Và chức năng của cảm biến trong máy ảnh là gì?

cac loai cam bien (3)
Cảm biến là yếu tố quyết định tới kích cỡ ảnh, độ phân giải, độ nhạy sáng, ống kính, màu sắc của hình ảnh hay thậm chí là cả kích cỡ của chiếc máy ảnh. Vậy có thể xem cảm biến chính là trái tim, là linh hồn của chiếc máy ảnh.
Nếu như trước đây, vào thời mà những chiếc máy ảnh phim đang ồ ạt phát triển, cho phép bạn có quyền lựa chọn những cuốn phim mà mình ưa thích. Mỗi cuốn phim sẽ cho ra một màu sắc hay độ chi tiết khác nhau mà không thể lẫn lộn. Thì bây giờ cũng như những cuốn phim, cảm biến là một phần cứng rất nhỏ, có khả năng thu nhận ánh sáng và chuyển đổi những gì bạn thấy trên ống ngắm và màn hình LCD thành một bức ảnh.
Thông thường khi đánh giá về một loại cảm biến máy ảnh bất kỳ, thì bạn cần để ý đến 3 yếu tố sau: loại cảm biến, số điểm ảnh/megapixel và kích thước điểm ảnh.

cac loai cam bien (5)
Các loại cảm biến:
Thông tin này cho người dùng biết cảm biến đó sử dụng công nghệ gì CCD hay CMOS, là loại cảm biến một lớp Bayer truyền thống hay là cảm biến đa lớp Foveon, kích cở của cảm biến là bao nhiêu (medium format/fullframe/crop).
Ngày nay, khi trình độ khoa học ngày càng phát triển, những chiếc cảm biến CMOS dần thay thế cho những chiếc cảm biến CCD vốn dĩ tiêu thụ điện năng cao và quá trình lắp ráp khó khăn. Cũng theo đó, các nhà sản xuất dần nghiên cứu và phát triển loại cảm biến đa lớp, cho khả năng tái tạo màu sắc và độ chi tiết tốt hơn thay thế dần cho những chiếc cảm biến 1 lớp Bayer truyền thống. Tuy vậy, vẫn còn nhiều mặt hạn chế như giá thành, tốc độ chụp hay dung lượng lớn… cũng là rào cản với người sử dụng.
Số chấm (số điểm ảnh/số pixel):
Số chấm là một thông số được người dùng hết sức quan tâm. Trên thực tế, số chấm trên cảm biến sẽ có hai giá trị khác nhau: số điểm ảnh thực tế và số điểm ảnh hiệu dụng. Số điểm ảnh thực tế là số điểm ảnh tối đa có nằm trên diện tích của cảm biến. Trong khi đó số điểm ảnh hiệu dụng là số điểm ảnh thực sự “hoạt động”, tham gia vào quá trình tái tạo hình ảnh. Vì vậy số điểm ảnh hiệu dụng luôn luôn thấp hơn số điểm ảnh thực tế của cảm biến, đó cũng là số chấm mà nhà sản xuất công bố trên sản phẩm của họ. Cảm biến có số chấm cao có lợi thế hơn trong khâu in ảnh.

cac loai cam bien (2)
Pixel (điểm ảnh)
Pixel thường gọi là “điểm ảnh”, là thành phần nhỏ nhất cấu tạo nên bức ảnh . Pixel lớn hơn đồng nghĩa với khả năng thu nhận và tái tạo tín hiệu tốt hơn, khả năng hấp thụ ánh sáng và khử noise cao hơn, sản phẩm cuối cùng sẽ có màu sắc và chi tiết cao hơn.
Một pixel có thể chứa và thể hiện rất nhiều thông tin, hay ngược lại , rất ít thông tin . Một pixel có thể chỉ thể hiện được 2 giá trị là đen và trắng, trong khi một pixel khác có thể thể hiện được 2^30 ( = 1,07 tỷ) giá trị màu sắc khác nhau hoặc hơn thế nữa .
Trên các máy ảnh dùng cảm biến dạng Bayer thông thường, mỗi điểm ảnh chỉ ghi nhận được 1 kênh màu R hoặc G hoặc B, tương tự như 1 sub pixel của màn hình. Để tạo ra bức ảnh bình thường, các pixel phải được nội suy bằng thuật toán để “đoán” ra những màu còn lại. Điều này làm giảm khả năng thể hiện của pixel .

cac loai cam bien (4)
Trong khi đó, với những máy ảnh dùng cảm biến Foveon, mỗi pixel nhận được thông tin RGB đầy đủ, không phải trải qua quá trình nội suy. Điều này khiến cho mỗi pixel của cảm biến Foveon có khả năng thể hiện tốt hơn cảm biến Bayer.

Kích thước cảm biến
Trong ảnh kỹ thuật số, kích thước cảm biến sẽ quyết định đến góc nhìn thực tế trên ống kính và máy ảnh. Trong đó, cảm biến lấy mốc chuẩn hiện tại là Full Frame (24 mm x 36mm), có kích thước tương đương phim chụp khổ 35mm. Nếu muốn có cảm biến to hơn, ta có khổ Medium Format, vốn chỉ dành cho nhiếp ảnh chuyên nghiệp và không phù hợp với kiểu chụp ảnh thường ngày của đại đa số người dùng.

cac loai cam bien (1)
Hiện nay trên thị trường máy ảnh xuất hiện rất nhiều loại kích thước khác nhau: Crop, Four Thirds, cảm biến 1 inch,…và thậm chí cả cảm biến nhỏ của điện thoại.

cac loai cam bien (6)
Full Frame (24 mm x 36 mm): Như đã đề cập ở trên, cảm biến Full Frame có kích thước ngang bằng với một tấm phim khổ 135 (hay còn gọi là 35mm). Với cảm biến full frame, hình chụp của bạn sẽ không bị cắt xén, điều đó có nghĩa rằng bạn sẽ thu được tất cả những gì bạn nhìn thấy qua ống ngắm vào khung hình.
APS-H (28,7 mm x 19 mm): APS-H là một trong những loại cảm biến crop phổ biến trong máy ảnh ống kính rời và máy ảnh ống kính liền chất lượng cao. Cảm biến APS-H có hệ số cắt (crop factor) là 1.3x. Nói thêm về hệ số cắt, nếu lắp một ống kính tiêu cự 50 mm vào máy ảnh có cảm biến crop hệ số cắt 1.3x, khi đó ta có tiêu cự thực tế là 50 x 1.3 = 65 mm. Cách tính này cũng có thể áp dụng tương tự với các hệ số 1.5x và 1.6x.
APS-C (23,6 mm x 15,8 mm): Phần lớn các máy DSLR bán chuyên của Canon, Nikon, Pentax và Sony sản xuất đều sử dụng cảm biến APS-C, tuy nhiên kích cỡ cảm biến APS-C của các hãng không đồng nhất. Chẳng hạn như đối với Canon, hệ số cắt của họ là 1,6x (kích thước 22,2 mm x 14,8 mm), trong khi của Nikon lại có hệ số cắt là 1,5x.
Four Thirds (17,3 x 13 mm): Four Thirds có kích cỡ cảm biến chỉ bằng 1/4 cảm biến của máy Full Frame, đây là chuẩn dành riêng cho DSLR được Olympus và Kodak thiết lập, sử dụng cho tất cả các máy Olympus, Panasonic Four Thirds và Micro Four Thirds.
CX (1 inch): Loại cảm biến này chỉ có kích thước 1 inch và hệ số cắt đến 2.7x, chỉ phù hợp cho các loại máy ảnh gia đình hoặc compact nhỏ gọn.

Lưu