Độ phân giải và megapixel của máy ảnh

Thông thường, các nhà sản xuất máy ảnh thường quảng cáo sản phẩm của họ bằng megapixel. Thành thật mà nói, độ phân giải của máy ảnh digital đang dần được nâng cao. Bạn có thể tìm được cảm biến 20MP trên smartphone ngày nay. Ở máy ảnh Sony A7R IV, ta có thể chụp được ảnh 240MP nếu dịch chuyển cảm biến.

Nhưng mà bạn định nghĩa về độ phân giải như thế nào? Liệu bạn có cần megapixel cao hay không? Cùng GN CAMERA tìm hiểu thêm về việc này nha!

Megapixel và độ phân giải là những điều cơ bản thường gặp khi nói về máy ảnh

Tại sao độ phân giải lại quan trọng?

Hãy cùng xem qua những câu slogan trong ngành marketing. Từ megapixel và độ phân giải máy ảnh xuất hiện như 1 khẩu hiệu. Thực tế thì nó nghe khá hay khi nói rằng điện thoại của bajncos thể chụp được ảnh 20 megapixel. Nhưng làm sao để chuyển tải nó trông như thế nào ngoài thực tế? Và quan trọng hơn là liệu bạn có cần nó hay không? Câu trả lời tổng quát là không, bạn có lẽ sẽ không cần nó. Có 2 trường hợp bạn cần độ phân giải cao. Đó là cho việc cắt ảnh mở rộng (digital zooming) và in khổ lớn. Và trong những tình huống trên thì thứ bạn cần chính là chi tiết chứ không phải số megapixel cao.

Số Pixel là gì?

Độ phân giải máy ảnh và số pixel không giống nhau. Dù là chúng thường được dùng cùng nhau và dùng để thay thế cho nhau. Film cũng có độ phân giải – nó nói về mức độ chi tiết máy có thể tạo ra được. Pixel là đơn vị nhỏ nhất của cảm biến máy ảnh digital. Chúng ghi lại ánh sáng. Có hàng triệu pixel và chúng hình thành nên bức ảnh.

Số lượng của chúng rất quan trọng nhưng nó không cho chúng ta biết mọi thứ về độ phân giải của máy ảnh. Pixel tạo nên megapixel. 1 megapixel (MP) là 1 triệu pixel. Vậy nên khi nói rằng máy ảnh có độ phân giải là 20MP thì nghĩa là cảm biến đó có 20 triệu pixel.

Thật vậy, số pixel đặt ra giới hạn về mức độ chi tiết của hình ảnh. Nhưng bản thân nó không đặt ra mức chi tiết tối thiểu. Nó không có ý nghĩa gì nếu chúng ta không tìm hiểu thêm về các yếu tố khác nữa. Thứ duy nhất là số pixel có thể bảo đảm là giảm thiểu moiré.

Pixel tạo nên megapixel. 1 megapixel (MP) là 1 triệu pixel

Ước tính kích cỡ hình ảnh bằng pixel

Cảm biến máy ảnh có hình chữ nhật. Pixel trên cảm biến không nằm rải rác 1 cách ngẫu nhiên. Chúng nằm trên lưới. Kích thước của hai bên có thể so sánh được. Tỷ lệ khung hình của chúng dao động từ 1:1 (vuông) đến 16:9 ở một số máy ảnh định hướng video. Tỉ lệ thường được dùng là 3:2 và 4:3. Ví dụ như là chiếc Canon 5D MkIII có tỉ lệ là 3:2. Cảm biến của nó có kích thước 5760 pixel ở cạnh dài và 3840 ở cảnh ngắn. Bạn có thể nhân 2 cạnh để có tổng số pixel. Nghĩa là 5760 x 3840 là 22.118.400. Cho nên nói rằng Canon 5D MkIII có cảm biến 22,1MP.

Tôi vẫn có thể đạt được các tỷ lệ khung hình khác nhau bằng cách cắt xén. Đó cũng là những gì máy ảnh làm được khi tôi đặt một tỷ lệ khung hình khác trong menu. Cắt xén làm giảm đi độ phân giải.

Cảm biến máy ảnh có hình chữ nhật. Pixel trên cảm biến không nằm rải rác 1 cách ngẫu nhiên. Chúng nằm trên lưới

Độ phân giải của máy ảnh

Khi nói đến độ phân giải của máy ảnh, nghĩa là tôi đang đề cập tới độ phân giải không gian. Về mặt kỹ thuật thì đây là thuật ngữ chính xác. Tuy vậy hiếm ai dùng cụm từ này. Độ phân giải của máy ảnh cho ta biết về mức độ chi tiết mà máy có thể cung cấp. Mặt khác, nó là khả năng của phương thức hình ảnh để phân biệt giữa 2 vật thể. Độ phân giải phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Khi quay hình bằng film, độ phân giải được xác định bởi:

  • Kích cỡ film: kích thước càng lớn, độ chi tiết càng nhiều
  • Mức độ hạt: ISO film thấp hơn sẽ có ít hạt hơn và giúp chi tiết ảnh trong và chi tiết hơn.
  • Độ sắc nét của lens: dù phần film có kích thước lớn và không bị nhiễu thì nếu máy ảnh dùng lens kém chất lượng thì độ phân giải vẫn sẽ thấp
  • Nhiễu: giá trị của khẩu độ tương đối (f-stop) giới hạn độ nhỏ của đơn vị chi tiết nhỏ nhất mà chi tiết có thể có. Dù vậy nó luôn hiện diện ở nhiều mức độ khác nhau

Đối với các cảm biến digital thì độ phân giải được xác định qua:

  • Pixel pitch: mật độ pixel trên cảm biến cũng đưa ra phép đo lường chính xác về kích cỡ của pixel
  • Kích cỡ cảm biến
  • ISO
  • Độ sắc nét của lens
  • Nhiễu xạ

Ngoài ra,

Vài tình huống khác cũng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh:

  • Lấy nét: nếu hình ảnh bị mất nét thì lượng chi tiết cũng không tốt
  • Rung lắc máy ảnh và nhòe: tùy theo tốc độ màn trập bạn chọn, chuyển động mờ hoặc do bạn chuyển động có thể ảnh hưởng đến hình. Nó là giảm độ phân giải đặc biệt là ở tiêu cự tele và số pixel cao.
  • Không khí mờ ảo: nếu bạn chụp chủ thể từ 1 khoảng cách đáng kể, thì khung cảnh của nó sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến chi tiết. Yếu tố này là đáng chú ý nhất trong ảnh tele. Sương mù, mưa và hiện tượng thời tiết khác cũng sẽ có ảnh hưởng
  • Điều kiện của thiết bị: dù có lens sắc nét nhưng nếu bạn không lau sạch lens thì nó sẽ không biểu hiện tốt. Sau khi nhiệt độ đột ngột thay đổi, sương sẽ ngưng tụ trên lens và dẫn đến ảnh bị mờ.
Độ phân giải của máy ảnh sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau

Khoảng cách giữa các pixel (Pixel pitch) và kích thước pixel

Các pixel nhỏ hơn cần lens có chất lượng quang học tốt. 8μm (micrometre) pixel bằng 4 lần diện tích và gấp 2 lần độ pixel pitch của 4μm pixel. Nghĩa là nếu lens đủ sắc nét để cung cấp chi tiết cho 8μm pixel, thì nó cũng sẽ cho độ sắc nét trên 4μm pixel. Ta có thể tìm thấy pixel nhỏ ở đâu?

  • Nơi có cảm biển lớn với số pixel cao: Canon 5Ds R có pixel pitch là 4μm. Đó là 1 chiếc máy ảnh full-frame 51MP
  • Các cảm biến nhỏ hơn với số pixel bình thường: iPhone XR có máy ảnh 12MP. Nhưng cảm biến nhỏ và số pixel là 1.3μm. Số pixel của nó nhỏ hơn Canon 5Ds R tới 9 lần.

Ngược lại, Canon 5D (bản gốc) có số điểm ảnh là 12MP trên cảm biến full-frame, pixel pitch là 8μm. Pixel của máy lớn hơn 36 lần so với pixel trên iPhone. Pixel nhỏ hơn là do có ít ánh sáng chiếu vào hơn. Tuy nhiên, pixel lớn hay nhỏ thì đều cần được đưa lên cùng mức độ. Nếu không hình ảnh chứa pixel nhỏ sẽ bị tối đi nhiều. Kết quả ảnh sẽ tạo ra nhiều nhiễu vì khi làm sáng ảnh, bạn cũng đã làm sáng nhiễu.

Những pixel nhỏ hơn, nhiễu xạ cũng rõ ràng hơn. Ở khẩu độ thấp, nhiễu càng rõ ràng hơn. Đôi lúc thì ở khẩu độ f/2.8 thì bạn cũng sẽ thấy nhiễu xạ.

Nhiễu xạ

Rất khó để giải thích nhiễu xạ mà không đi sâu vào các thuật ngữ khoa học. Có lẽ bạn đã quen với sự nhiễu xạ tỏng nước. Khi bạn đặt rào chắn có 1 hố nhỏ trên đường nước chảy, dòng chảy sẽ bị uốn cong gần chỗ hố. Hố càng nhỏ thì dòng chảy càng bị bẻ cong. Nhiễu xạ có giới hạn vật lý được đo lường được về độ phân giải. Không quan trọng lens bạn tốt đến đâu thì hiện tượng này vẫn xảy ra. Công thức của nó là: p =  (1.22 λ A) / 2.

Trong đó, p là pixel nhỏ nhất có thể nhận được thông tin pixel từ lens. λ là bước song của ánh sáng tới và A là f/stop. Hãy thử tính toán trên máy ảnh của iPhone XR. Tôi sẽ mở khẩu độ đến mức f/1.8 để nhiễu xạ ở mức thấp nhất. Bước sóng của ánh sáng nhìn thấy được là khoảng 0.5µm. Vậy nên công thức là:

p = (1.22 * 0.5µm * 1.8)/2 = 1.1µm

Nghĩa là iPhone XR có độ phân giải pixel là 1.3µm, gần với giới hạn nhiễu xạ. Vậy nên, dù lens có hoàn hảo về mặt quang học và không bị quang sai, lens vẫn ở mức cao nhất của nó. Lens không thể chứa các pixel nhỏ hơn. Hãy cùng tham khảo thêm 1 ví dụ khác.

Ở khẩu độ f/16, mức pixel nhỏ nhất p là 7.3µm. Nghĩa là những máy ảnh có pixel pitch trong khoảng này chỉ bị ảnh hưởng bởi nhiễu xạ khi dùng khẩu độ trên f/16. Nên là chiếc Canon 5D có pixel pitch 8µm chỉ đạt giới hạn nhiêu khi vượt f/16.

Độ sắc nét của lens ảnh hưởng đến độ phân giải như thế nào?

Nhiễu không gây hại đến độ phân giải của hình ảnh. Cần duy trì khẩu độ dưới f/8 trên hầu hết các máy ảnh. Tuy vậy khẩu độ rộng có thể cũng sẽ làm độ nét trở nên tệ đi. Đặc biệt là trên các lens giá rẻ nhưng các lens nhìn chung không biểu hiện xuất sắc khi chụp mở rộng. Ở đây, chúng ta chỉ nói về độ sắc nét vì nó rất quan trọng với lens. Một phép đo tuyệt vời về độ sắc nét của lens là biểu đồ MTF. Chúng cho bạn thấy độ phân giải của lens, bất kể kích thước cảm biến và số pixel.

Bạn cũng có thể kiểm chứng thực tế lens của mình. Nếu bạn thấy nó đủ sắc nét thì cứ việc dùng thôi! Giới hạn phía trên độ sắc nét là độ sắc nét mức pixel. Có nghĩ là 1 lens sắc nét có thể xử lý dữ liệu ảnh đến từng đơn vị pixel mà không ảnh hưởng đến các pixel lân cận. Điều này không chỉ phụ thuộc vào lens mà còn do pixel pitch của máy ảnh dùng.

Các pixel nhỏ hơn cần đòi hỏi nhiều hơn ở 1 chiếc lens. Nhớ rằng khi bạn xem ảnh ở cùng 1 kích thước, bạn sẽ không nhận thấy sự khác biệt. Chỉ khi zoom lên thì mới nhận ra.

Các pixel nhỏ hơn cần đòi hỏi nhiều hơn ở 1 chiếc lens.

Hiện tượng Atmospheric Blur

Ánh sáng đi qua kính và khúc xạ. Nhưng đây không phải chỉ là khả năng của mỗi kính. Ánh sáng khúc xạ trong mọi chất, gồm cả không khí. Ở khoảng cách gần, bạn sẽ không nhận ra nó. Tuy vậy khi chụp ảnh từ xa, nó sẽ dần rõ ràng khi dùng lens tele.

Cảnh ở gần đẹp và sắc nét. Cảnh gần sẽ không bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng atmospheric blur. Phía xa hơn ánh sáng sẽ bị phân tán. Các bước sóng khác nhau được dịch chuyển khác nhau. Các bước dịch chuyển đó tạo nên nhòe.

Cách để đạt độ phân giải cao nhất

Như tôi đã đề cập từ trước, megapixel và pixel đều không ảnh hưởng gì nếu không có các cài đặt chính xác và kỹ thuật hỗ trợ chúng. Cần nhớ là mục tiêu của bạn thường không phải là chụp được hết các chi tiết chất lượng nhất mà bạn có thể. Nhiếp ảnh không phải chỉ nói đến độ sắc nét. Nó còn là về sự tương tác giữa câu chuyện và xúc cảm.

Cho nên,bạn cần phải có các yêu cầu nhất định để đạt được độ phân giải tốt:

  • Hiểu biết về lens: bạn phải biết được điểm mạnh, điểm yếu của nó. Thử nghiệm các khẩu độ để xem nó hoạt động tốt nhất ở điểm nào. Kiểm tra kết quả lấy nét cận cảnh có làm ảnh bị nhòe không. Đó thường là vấn đề dễ bắt gặp. Hãy thử tính sắc nét của nó ở nhiều độ dài tiêu cự khác nhau khi zoom.
  • Biết rõ về máy ảnh của mình: hiểu về các mức ISO mà bạn có thể dùng mà không ảnh hưởng quá nhiều đến hình ảnh.
  • Cài đặt chính xác: chỉnh tỷ lệ khung hình đầy đủ và chất lượng JPG tốt nhất. Bạn có thể đặt tệp Raw, có nhiều lựa chọn trong quá trình hậu cảnh. Tương tự, cũng kiểm tra các cài đặt là sắc nét trong máy ảnh. Nó không cung cấp thêm độ nét nhưng nhấn mạnh vào các chi tiết hiện có. Tuy nhiên nếu ảnh quá sắc nét có thể gây tổn hại đến chi tiết ảnh
Ngoài ra,
  • Làm sạch máy ảnh và lens: đảm bảo là các thiết bị chụp không dính bụi. Nếu lens bị nấm, hãy loại bỏ nó và làm sạch ở cảm biến nữa.
  • Lấy nét chính xác: tập lấy nét ảnh và làm nó hoạt động theo cách mà bạn muốn. Nếu cần hãy điều chỉnh chi tiết AF. Hãy nhận biết sự thay đổi tiêu điểm trong ống kính của bạn và lấy nét phù hợp. Nếu bạn chụp các đối tượng ổn định bằng tripod, hãy sử dụng lấy nét thủ công.
  • Bộ lọc: nếu bạn đang dùng thì hãy chắc rằng chúng không làm chất lượng ảnh xuống cấp. Những bộ lọc rẻ tiền thường làm giảm độ sắc nét
  • Các tình huống hi hữu: những ngày có sương mù sẽ cản trở độ nét của bức ảnh.
  • Nhiễu xạ: kiểm tra pixel pitch trên máy và tránh dùng khẩu độ bị ảnh hưởng bởi nhiễu.

Cắt xén có ảnh hưởng đến độ phân giải?

Nguyên nhân chính mà các ảnh cần phải có độ chi tiết cao đó là để cho việc cắt xén sau chụp. Nó giúp bạn linh hoạt và tùy ý sáng tạo. Bạn có thể thay đổi bố cục, vật thể chính, điểm tiêu cự và những thứ khác bằng cắt xén. Lưu ý rằng “thu phóng digital” là quá trình tương tự như cắt xén. Nhưng nó diễn ra trong máy ảnh, không có tùy chọn nào để hiển thị các phần bị cắt sau này. Tôi khuyên bạn nên tránh zoom digital. Thay vào đó, hãy cắt hình ảnh của bạn trong quá trình xử lý hậu kỳ.

Độ phân giải trong việc in ấn

1 lý do khác cần có độ phân giải cao chính là để cho in ấn. In ấn được đề cập ở đây không phải dành cho việc in thông thường như in văn bản, in tại nhà. Ý tôi muốn nói đến là việc in ấn chuyên nghiệp trong tạp chí, sách báo, poster. Nó hoạt động tương tự như hình ảnh digital. Máy in vẽ những chấm nhỏ trên giấy – những chấm đó là đơn vị chi tiết nhỏ nhất trong in ấn. Digital pixel có thể chuyển thành các chấm nhỏ. Giống như pixel, các chấm đó không hiển thị nhiều về chi tiết.

Trong quá trình in, đơn vị mà bạn sẽ thấy đó là DPI (Dots per inch). Nó cho bạn biết mật độ của các chấm được in trên giấy. Mật độ càng dày, lượng chi tiết càng nhiều. Tạp chí, sách báo và các khổ in nhỏ hơn nhìn chung sẽ cho hình ảnh tốt nếu trên 300 DPI. Các ảnh in lớn hơn, poster lại có mật độ các điểm thấp hơn 1 chút. Đó là do không đủ độ phân giải để khiến khổ in đạt 300 DPI.

Tính toán kích thước khổ in

Tưởng tượng là bạn có khổ in 8″x10″. Đó là định dạng tiêu chuẩn và có kích thước trung bình. Chỉ cần nhân mức độ DPI mong muốn, với khổ giấy in này là 300DPI với độ dài các cạnh. Với khổ in này thì bạn cần ảnh có 2400×3000 pixel. Nếu đổi ra megapixel thì sẽ không quá 7.2MP. Hãy cùng tham khảo thêm các kích thước khác nhau:

Bảng quy đổi kích cỡ in

Khi dùng các máy ảnh digital

Hiển thị hình ảnh digital không yêu cầu nhiều độ phân giải. Những hình ảnh bạn tìm thấy trên các trang web rất nhỏ. Ví dụ: hình ảnh có cạnh dài hơn 700 pixel vẫn đủ để xem những gì có trong hình ảnh. Nhưng nó cũng có thể tải nhanh. Độ phân giải đầy đủ của màn hình và TV cũng không lớn hơn nhiều.

Các kích thước màn hình phổ biến nhất là HD và FullHD. Trong đó 4K ngày càng được chia sẻ nhiều hơn. Nhưng chính xác đó là những gì? HD đề cập đến 1280×720 hoặc 1366×768 pixel. Đây là khoảng 1 megapixel! FullHD lớn gấp đôi, ở mức 1920×1080 pixel. Tương đương với 2 megapixel. 4K lớn hơn FullHD bốn lần, vào khoảng 3840×2160. Nó gần 8 megapixel. Màn hình có độ phân giải cao hơn rất hiếm.

Kết luận

Bạn có thật sự cần độ phân giải hay không? Nếu cần, bạn nên biết rằng chi tiết và độ phân giải không phải là tất cả về megapixel. Những kỹ thuật khác và tác nhân con người cũng góp phần tạo nên độ phân giải cho bức ảnh. Hy vọng là bạn có thể có được những bức hình sắc nét từ thiết bị máy ảnh của bạn.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

0988.225.880 CHAT NGAY