Tìm hiểu kích thước cảm biến máy ảnh và sự tác động của chúng đến chất lượng hình ảnh

Khi đọc thông tin về máy ảnh, chúng ta thường thấy những câu như máy ảnh sử dụng cảm biến 1 inch, cảm biến APS-C (Crop), cảm biến Full Frame, cảm biến Medium Format v.v… Vậy cảm biến máy ảnh trên máy ảnh là gì? Kích thước cảm biến ảnh hưởng thế nào đến chất lượng hình ảnh? Mời bạn đọc cùng ONTOP tìm hiểu trong bài viết này.

Cảm biến máy ảnh là gì?

Cảm biến máy ảnh là một bộ phận có hàng triệu điểm ảnh hoặc điểm nhạy sáng để thu nhận ánh sáng thông qua ống kính, từ đó chuyển đổi dữ liệu thành các hình ảnh mà chúng ta nhìn thấy và lưu trữ vào thẻ nhớ. Ngày nay, khi nói đến cảm biến trên máy ảnh kỹ thuật số, các hãng máy ảnh thường đề cập đến ba thông tin sau:

• Công nghệ cảm biến: BSI CMOS Exmor R của hãng Sony, X-Trans CMOS của Fujifilm v.v…
• Kích thước cảm biến: APS-C, Full Frame, Medium Format v.v… chúng ta sẽ tìm hiểu điểm này ngay bên dưới
• Độ phân giải cảm biến: 24MP, 33MP, 102MP v.v… mỗi một loại phân giải sẽ có ưu điểm khác nhau. Độ phân giải từ 30MP đổ xuống sẽ mang đến cho máy ảnh khả năng quay và chụp trong điều kiện thiếu sáng tốt hơn, đỡ nhiễu hạt hơn ở ISO cao. Ngược lại, độ phân giải càng cao thì tấm ảnh càng có nhiều chi tiết để người dùng hậu kỳ, cắt cúp ảnh nhưng lại dễ nhiễu hạt ở ISO cao.

Ví dụ, máy ảnh mirroless Sony a7C II được trang bị cảm biến Full Frame BSI CMOS Exmor R 33MP có nghĩa là máy ảnh sử dụng cảm biến có kích thước Full Frame, có độ phân giải 33MP và công nghệ cảm biến BSI CMOS Exmor R. Các máy ảnh khác khi đề cập đến cảm biến máy ảnh cũng sẽ có cấu trúc gần giống vậy.

Kích thước cảm biến của máy ảnh

Liên hệ 0708080862 – Thịnh để tìm hiểu về bộ 52 Videos học chụp ảnh cơ bản của Tuanlionsg

Kích thước cảm biến máy ảnh ám chỉ đến kích cỡ của cảm biến trong máy ảnh, thường được đo bằng đơn vị millimet (mm). Với các máy ảnh sử dụng cảm biến có kích thước nhỏ hơn Full Frame, chúng ta thường thấy người ta ghi các con số như 2/3″, 4/3″, 1″, 1/1.8″

Khi nói đến kích thước cảm biến ảnh của máy ảnh. Các con số trên hay được hiểu là kích thước đường chéo của cảm biến ảnh. Nhưng thực tế, những con số ấy chính là kích thước đường kính của đường tròn vật liệu chứa cảm biến. Các kỹ sư từ đầu đã thấy rằng diện tích hữu dụng của bề mặt cảm biến nhạy sáng chiếm khoảng 2/3 diện tích bề mặt hình tròn có thể ghi nhận ánh sáng.

Có rất nhiều kích cỡ cảm biến khác nhau, nhưng mình thấy hai loại sau là phổ biến nhất hiện tại:

• Full Frame (hay còn gọi là cảm biến 35mm): loại này ngang với kích thước của cuộn phim trên máy ảnh phim, mọi người thường dùng kích thước này làm tiêu chuẩn, để quy đổi tiêu cự khi nói về các ống kính của máy ảnh có kích thước lớn hơn (Medium Format) hay nhỏ hơn (APS-C, M4/3).
• APS-C (Crop): loại cảm biến nhỏ hơn Full Frame và hiện được rất nhiều người ưa chuộng vì các mảy ảnh sử dụng cảm biến này có kích thước nhỏ gọn, dễ dàng mang theo, cũng như có giá thành dễ tiếp cận.

Ngoài hai loại kể trên thì còn có Medium Format – loại kích thước lớn nhất hiện tại; M4/3; 1 inch – loại này thường được dùng trên các máy ảnh compact nhỏ gọn ngày xưa, còn hiện tại thì ngày càng xuất hiện nhiều trên điện thoại thông minh có cấu hình camera mạnh mẽ như Xiaomi 13 Pro, OPPO Find X6 Pro.

Kích thước cảm biến máy ảnh tác động lên hình ảnh như thế nào?

Kích thước cảm biến máy ảnh càng lớn thì càng có nhiều lợi ích và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng hình ảnh đầu ra.

Cảm biến ảnh lớn thì ghi nhận nhiều ánh sáng hơn

Cảm biến có diện tích lớn hơn sẽ ghi nhận lượng sáng lớn hơn và nhiều chi tiết ảnh hơn trong cùng điều kiện ghi hình. Chẳng hạn hai cảm biến có kích thước lớn chênh lệch 40%, kích thước mỗi điểm ảnh bằng nhau, thì số lượng điểm ảnh của cảm biến lớn sẽ nhiều hơn 40%, nghĩa là ảnh có độ phân giải cao hơn, chi tiết nhiều hơn, và có thể phóng to ra tốt hơn.

Cảm biến lớn hơn có thể chứa các điểm ảnh có kích thước lớn hơn. Chẳng hạn một máy ảnh Full Frame và một máy ảnh APS-C có cùng số lượng điểm ảnh là 16MP. Thì điều đó không có nghĩa là chất lượng hình ảnh cũng sẽ tương đương. Trên diện tích lớn hơn, các điểm ảnh lớn hơn, ghi nhận nhiều ánh sáng hơn, chất lượng ảnh sẽ tốt hơn. Ta có thể hình dung bề mặt hai cái bàn có diện tích khác nhau, đều đặt kín trên đó 20 cái tách (số lượng bằng nhau), nhưng kích thước của mỗi tách trên hai bàn khác nhau (kích thước tách khác nhau), tách lớn sẽ chứa được nhiều nước hơn trong cùng điều kiện rót nước và thời gian rót (tốc độ & khẩu độ).

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

Như vừa nói trên, máy ảnh sử cảm biến có kích thước lớn sẽ thu nhận được nhiều ánh nên chụp trong những điều kiện thiếu sáng với ISO cao sẽ ít bị nhiễu hạt. Các nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp thường sử dụng máy ảnh có kích thước cảm biến từ APS-C trở lên, phổ biến nhất là Full Frame để có thể tác nghiệp tốt trong nhiều điều kiện chụp khác nhau. Máy ảnh sử dụng cảm biến Medium Format thì có giá thành cao và kém linh hoạt hơn so với các loại khác.

Với công nghệ phát triển của máy ảnh kỹ thuật số ngày nay, máy ảnh sử dụng cảm biến APS-C có chụp ở mức ISO cao từ 800 ~ 6.400 thì ảnh cho ra vẫn đẹp, mịn, nên người dùng phổ thông, đang tìm một máy ảnh để mang đi du lịch, chụp ảnh đời thường thì không cần quá lo lắng về vấn đề này.

Dải tương phản động (dynamic range) rộng hơn với cảm biến lớn hơn

Kích thước cảm biến tỷ lệ thuận với khả năng ghi nhận ánh sáng, nên cảm biến càng lớn thì dải tương phản động càng rộng. Dải tương phản động càng rộng thì càng giúp người chụp dễ dàng hậu kỳ hơn khi tấm ảnh được chụp trong những điều kiện ánh sáng khó, có tương phản cao.

Ví dụ như đo sáng và chụp thẳng vào mặt trời lúc hoàng hôn thì quang cảnh xung quanh sẽ bị tối đen, dynamic range cao sẽ giúp người chụp kéo sáng mà vẫn giữ lại chi tiết, độ trong trẻo ở các vùng này dễ dàng hơn.

Kích thước cảm biến càng lớn, càng có khả năng tạo ảnh có trường ảnh mỏng (hậu cảnh mờ)

Chúng ta thấy giơ điện thoại lên chụp một cảnh rộng, kiểu gì thì cũng nét từ đầu đến cuối. Và nếu muốn hậu cảnh mờ, thì không có cách nào khác ngoài việc dí sát camera vào một vật thể nào đó. Kích thước cảm biến là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến vùng ảnh rõ.

Cảm biến ảnh lớn hơn ít nhiễu xạ hơn (diffraction)

Hiện tượng dễ thấy khi chụp với khẩu độ ống kính nhỏ, các tia sáng đi qua các góc cạnh vào cảm biến ảnh dễ bị bẻ gập nhiều nhất ở phía ngoài vành và ít nhất ở tâm thấu kính – nơi hai mặt thuỷ tinh gần như song song, các tia sáng bị tán xạ và làm ảnh hưởng chất lượng đến các tia sáng khác. Trong cùng điều kiện tán xạ, cảm biến ảnh lớn hơn, ghi nhận ánh áng nhiều hơn và tốt hơn, sẽ ít thấy nhiễu xạ hơn.

Cảm biến lớn hơn thì ảnh ít bị crop hơn (Hệ số crop)

Các hãng máy ảnh thông thường sẽ sản xuất song song cả máy ảnh Full Frame và máy ảnh APS-C, như Canon ngày nay có Canon EOS R8, R6 dùng cảm biến Full Frame, còn Canon EOS R50, EOS R100 dúng cảm biến APS-C – có hệ số crop là 1.6x.

Một trong đặc tính quan trọng nhất của ống kính là độ dài tiêu cự của nó, thường được gọi tắt là tiêu cự. Tiêu cự là gì? – Tiêu cự của một ống kính là khoảng cách từ tâm ống kính tới bề mặt phim / cảm biến hình ảnh của máy ảnh khi ống kính lấy nét ở vô cực. Tiêu cự của ống kính càng dài thì độ khuếch đại hình ảnh càng lớn. Độ dài tiêu cự và kích thước hình ảnh tỷ lệ thuận với nhau.

• Trên cùng một máy ảnh tại cùng vị trí chụp cùng đối tượng: Khi thay ống kính có tiêu cự 50mm bằng ống kính có tiêu cự 100mm, hình ảnh chụp bằng ống kính có tiêu cự 100mm sẽ lớn gấp đôi hình ảnh chụp với ống kính 50mm trên cùng một máy ảnh và cùng vị trí bấm máy.
• Cùng một ống kính chụp trên hai loại máy: Một ống kính có tiêu cự 50mm nhưng dùng cho hai loại máy ảnh số với kích thước bộ cảm biến hình ảnh khác nhau thì sẽ có cùng độ khuếch đại nhưng sẽ khác góc thu hình, căn cứ theo đường chéo của bộ cảm biến.

Ví dụ, ống kính Canon RF 50mm f/1.8 STM khi gắn lên máy ảnh Canon EOS R8 sẽ có góc nhìn đúng với 50mm nhưng khi gắn lên Canon EOS R50 thì sẽ cho góc nhìn là 80mm, hẹp hơn khá nhiều. Đây là một đặc điểm rất quan trọng, người dùng cần lưu ý để mua ống kính phù hợp với cảm biến trên máy ảnh đang sử dụng.

Nguồn thông tin: Ontop; Tuanlionsg; Click Community; Capturetheatlas

Xem thêm:

• Tổng hợp 18 bài hướng dẫn chụp ảnh cơ bản ONTOP.vn
• Các loại kích thước cảm biến thông dụng nhất