Kích thước cảm biến máy ảnh

25/02/2016, 09:38 AM

Cảm biến máy ảnh thực hiện việc chuyển đổi hình ảnh từ tín hiệu quang sang tín hiệu số. Khi càng ngày, sự hiểu biết của người dùng càng được nâng cao, các nhà sản xuất máy ảnh đã không thể dùng số lượng pixcel trên cảm biến để quảng cáo cho chất lượng hình ảnh và thuyết phục người dùng lấy thông số này làm thước đo để quyết định mua máy ảnh của hãng họ, và cũng vì thế, cuộc chạy đua “megapixcel” tạm thời bị phá sản và chấm dứt.

Một cảm biến máy ảnh, nếu chất lượng không nằm hoàn toàn ở số điểm ảnh thì nằm ở đâu? Thật ra yếu điểm là kích thước của chúng.

Khi cảm biến full frame được chọn làm hệ chuẩn để so sánh các cảm biến với nhau, thì điều đó cũng có nghĩa là kích thước của loại cảm biến này được mặc định là kích thước chuẩn cho hệ cảm biến sau này. Kích thước chính xác của nó là 36x24 với đường chéo là 43,27mm. Các cảm biến khác, lấy con số này làm mốc, và kích thước nhỏ hơn mức này được gọi là cảm biến nhỏ. Chúng ta có thể thấy cảm biến nhỏ với các con số như 2/3", 4/3", 1", 1/1.8" được sử dụng phổ biến với ý nghĩa là kích thước đường chéo cảm biến. Nhưng một điều thú vị là các con số này vẫn chưa phản ánh đúng bản chất của kích thước cảm biến. Ở bài viết “Hiểu máy ảnh hơn với hệ số crop factor”, chúng ta đã biết cảm biến nằm trong một “đường vòng tròn”, và chỉ số này chính xác là đường kính của các đường vòng tròn đó. Cảm biến chỉ nhận 2/3 lượng ánh sáng so với đường vòng tròn này.

Tiếp tục trả lời cho câu hỏi vì sao kích thước cảm biến lại quan trọng. Ta thấy, cảm biến là nhân tố cuối cùng xác định có bao nhiêu ánh sáng sẽ được sử dụng để tạo ra một hình ảnh. Trong điều kiện đơn giản, cảm biến hình ảnh bao gồm hàng triệu các điểm nhạy sáng gọi là photosite được sử dụng để ghi lại thông tin về những gì được nhìn qua ống kính. Do đó, kích thước cảm biến quyết định đến số lượng thông tin tạo ra hình ảnh. Nếu đạt được nhiều thông tin, các photosite sẽ có khả năng biến ra những bức ảnh có dải động tốt hơn, ít tiếng ồn và cải thiện hiệu suất ánh sáng thấp cao hơn. Kích thước của cảm biến cũng cho phép các nhà sản xuất cải thiện độ phân giải của máy ảnh của họ - có nghĩa là có thể tạo ra hình ảnh chi tiết hơn - mà không phải hy sinh quá nhiều về các thuộc tính chất lượng hình ảnh khác.

Vì vậy, có thể thấy rõ ràng rằng một cảm biến có kích thước lớn hơn có nhiều ưu điểm hơn cảm biến sở hữu kích thước nhỏ. Cảm biến ảnh lớn hơn giúp bạn chụp ảnh tốt hơn trong cùng môi trường ánh sáng, nhất là ánh sáng yếu, có dải tương phản động rộng hơn, nhiều thông tin ảnh hơn, giảm thiểu nhiễu xạ...

-   Cảm biến có kích thước càng lớn càng thu được lượng ánh sáng nhiều hơn. Điều đó cũng có nghĩa càng nhiều chi tiết của đối tượng được cảm biến giữ lại hơn, ảnh cũng có độ phân giải cao hơn, ít nhiễu xa hơn, dễ dàng cắt hoặc phóng to mà ít ảnh hưởng đến chất lượng ảnh.

-   Máy ảnh với cảm biến nhỏ hơn cảm biến 35mm được mô tả bằng một hệ số crop factor. Đó là lí do tại sao các thiết bị cảm biến nhỏ hơn sử dụng ống kính góc rộng hơn nhiều. Các ống kính trên máy ảnh thường được chi tiết theo từng định dạng 35 mm chiều dài tiêu cự tương đương của họ để cung cấp một ý tưởng tốt hơn về các góc nhìn họ đưa ra.

-   Có thể hình dung như thế này: Với cũng một diện tích cảm biến, nếu số megapixcel càng lớn có nghĩa là mật độ pixcel càng lớn và kích thước pixcel càng nhỏ, như vậy chúng lại càng kém bắt sáng nên sinh ra nhiễu ảnh. Cũng với số lượng pixcel như thế, nhưng ta đem trải đều nó lên một mặt phẳng cảm biến lớn hơn thì kích thước mỗi pixcel lại lớn hơn, từ đó, chất lượng ảnh cũng tăng lên theo.

-   Khả năng ghi nhận ánh sáng tỷ lệ thuận với kích thước cảm biến, trong khi đó, dải tương phản động phản ánh sự chênh lệch giữa vùng tố nhất và sáng nhất mà máy ảnh ghi lại được. Vì vậy, kích thước cảm biến càng lớn càng cho dải tương phản động rộng hơn.

-   Kích thước cảm biến là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến vùng ảnh rõ. Cảm biến lớn hơn cũng có thể được tốt hơn để cô lập một chủ đề ở tập trung trong khi phần còn lại của hình ảnh bị mờ. Máy ảnh với cảm biến nhỏ hơn đấu tranh để làm điều này vì họ cần phải được di chuyển xa hơn từ một chủ đề, hoặc sử dụng một ống kính góc độ rộng hơn (và nhanh hơn nhiều), để có những hình ảnh tương tự.

-   Cảm biến lớn hơn thì ảnh ít bị crop hơn. Hệ số crop đã thể hiện rõ đặc điểm này.

-   Cảm biến lớn hơn giúp chụp trong môi trường ánh sáng yếu tốt hơn.

Qua đó, có thể thấy, cảm biến lớn hơn có thể giúp bạn chụp ảnh chất lượng tốt hơn, nhưng cảm biến lớn hơn không có nghãi là tốt toàn diện. Tác động đầu tiên và rõ ràng nhất của một máy ảnh cảm biến lớn hơn là kích thước, nó cũng sẽ cần một ống kính lớn hơn để đúc một hình ảnh trên nó. Nó cũng giải thích lý do tại sao thiết bị nhiếp ảnh chuyên nghiệp vẫn còn rất lớn và nặng. Chi phí sản xuất cảm biến lớn hơn cũng có nghĩa là các thiết bị đóng gói chúng cũng có một thẻ giá lớn hơn. Điều đó có nghĩa cảm biến nhỏ sẽ làm máy có kích thước nhỏ hơn và cũng rẻ hơn. Đó là lí do chúng ta có hàng chục cảm biến với kích cỡ khác nhau.

Truy cập Binhminhdigital Đà Nẵng để khám phá một thế giới máy ảnh đầy thú vị

Thường các nhà sản xuất không đưa ra kích thước thật cho cảm biến của họ và không có một mẫu chung đặt tên. Tên của cảm biến có thể đượC thể hiện dưới dạng phân số hoặc kiểu đặt tên APS. Dưới đây là một số kích thước cảm biến:

Full Frame (24 mm x 36 mm): Cảm biến này có kích thước ngang bằng tấm phim khổ 135( hay 35mm). Hình ảnh thu được trên cảm biến này sẽ trọn vẹn, không bị cắt xén và chất lượng cũng cao nhất do tiết diện lớn hơn cả. Cảm biến này cũng cần những ống kính lớn và chất lượng cao để hạn chế lỗi quang sai, thị sai ở rìa ảnh. Khi kết hợp với những ống có khẩu độ lớn sẽ có độ sâu trường ảnh nông, rất tốt để chụp macro và quay video.

APS-H (28,7 mm x 19 mm): Đây là loại cảm biến thông dụng trên dòng máy ống kính cố định chất lượng cao hay máy ống kính rời. Hệ số crop factor là 1.3x.

APS-C (23,6 x 15,8 mm): Kích cỡ cảm biến APS-C của mỗi hãng là không đồng nhất với nhiều hệ số cắt khác nhau. Ví dụ: Canon: 1,6x, Nikon:1,5x.

Four Thirds (17,3 x 13 mm): Kích cỡ cảm biến này chỉ bằng 1/4 cảm biến chuẩn. Hệ số crop của nó là 2x.

CX (1 inch): Với hệ số cắt 2.7x, cảm biến này chỉ thích hợp với các loại máy ảnh du lịch hoặc compact nhỏ gọn.

1/1,7 inch (7,6 x 5,7mm): Khi so với máy ảnh du lịch, cảm biến này tạo ra điểm ảnh lớn hơn và cũng ít gây nhiễu nên chi tiết ảnh tốt hơn.

1/2,5 inch (5,76 x 4,29mm): Cảm biến này có chất lượng thấp nhất trong các loại cảm biến máy ảnh vì điểm ảnh quá nhỏ, nhiễu lớn, giảm dải tần nhạy sáng. Kết quả là các bức ảnh chụp được có chất lượng tương đối thấp. Chất lượng ảnh của nó chỉ cao hơn khi so với smartphone.

Ngoài ra, còn có những cảm biến với kích thước 1/2,7; 1/3,2; 1/2,3; 2/3; 1/3,2, 1/1,2, và 1/1,8 (inch) nhưng hiện nay chúng không được sử dụng cho máy ảnh nữa.

Xem thêm: Kính ngắm trên máy ảnh

Tin tức liên quan

Hiệu ứng STF có ảnh hưởng gì đến chất lượng hình ảnh?(8/11/2017)

Cơ chế lấy nét trên máy ảnh (22/02/2016)

Các định dạng file ảnh trong nhiếp ảnh(7/06/2017)

Sự biến mất trong im lặng của điểm lấy nét vô cực(23/10/2017)

Viewfinder trên máy ảnh số (tiếp theo)(23/03/2016)