Download miễn phí Kỹ thuật mở rộng dãy nhạy sáng trên máy Nikon D3s
Xử lý nhiễu (noise) và gia tăng hiệu suất tín hiệu / nhiễu
(SNR Signal to Noise Ratio)
Tương tự như phim, cảm biến của từng dòng DSLR chỉ có
duy nhất một độ nhạy sáng căn bản (base ISO) và trong hầu
hết trường hợp, đó là độ nhạy sáng thấp nhất trong dãy nhạy
sáng ISO của máy ảnh DSLR, Nikon chọn ISO 200, trong
khi Canon chọn 100, và ở độ nhạy mặc định này, thì chất
lượng hình ảnh là cao nhất, với nhiễu thấp nhất (hoàn toàn
khác với phim nhựa). Trong điều kiện cần tiếp nhận thêm
ánh sáng, bằng thiết lập độ nhạy sáng ISO, cảm biến sẽ
khuếch đại tín hiệu đồng thời xử lý tăng sáng bằng thuật toán
nội suy.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Kỹ thuật mở rộng dãy nhạy sáng trên máy Nikon D3s0 Comment Size- Size+ 06/4/2011 Camera RSS
Ánh sáng từ ống kính đi vào máy ảnh được xử lý chuyển
đổi thành tín hiệu điện tử bằng các photodiode trong cảm
biến. Được xem như trái tim của máy ảnh kỹ thuật số,
cảm biến (imaging sensor) xử lý những vấn đề ảnh hưởng
đến kết quả cuối cùng của bức ảnh.
Với các máy ảnh Full Frame như Nikon ( D700, D3, D3s )
hay Canon (1Ds Mark II, Mark III, 5D Mark II) người dùng
trả chi phí lớn hơn rất nhiều so máy ảnh Crop Frame. Chi phí
này không chỉ là trả để sỡ hữu một kích thước cảm biến lớn
hơn mà hơn thế nữa người dùng đang sỡ hữu một công nghệ
mở rộng dãy nhạy sáng ISO và khử nhiễu (noise) tốt hơn.
Cảm biến
của máy
ảnh Nikon
D3s
Độ nhạy sáng ISO
Độ nhạy với ánh sáng của lớp tráng phủ trên phim được công
bố bởi 2 nhà nhiếp ảnh Ferdinand Hurter và Vero Charles
Driffield vào năm 1876. Tốc độ phim (film speed) được đánh
giá bằng phép đo độ nhạy với ánh sáng (sensitometry) và
mật độ của các hạt bạc nhũ tương (silver halide gelatin) cấu
tạo bên trên lớp tráng phủ phim. Đại lượng gọi chung của
tốc độ phim là ISO (hay trước đây là ASA-Mỹ, DIN-Đức,
BSI-Anh, GOST-Nga…) đánh giá khả năng hấp thu ánh
sáng. Kích thước hay mật độ hạt bạc nhũ tương càng lớn
phim càng tiếp nhận được nhiều ánh sáng, kết quả là độ nhạy
sáng ISO càng cao, khi đó phim chỉ cần một lượng ánh sáng
ít hơn.
Cấu trúc cảm biến Sony CCD
Với máy ảnh kỹ thuật số, phim được thay thế bằng thiết bị
ghi hình CMOS (Complementary Metal Oxide
Semiconductor) hay CCD (Charge-Coupled Device) và
được “phủ” lên bằng hàng triệu thấu kính cực nhỏ
(microlens) có bán kính nhỏ hơn 5 micrometer (1micrometer
= 1/1000mm) đặt bên trên mỗi một bán dẫn cảm quang
(photodiode). Bán dẫn cảm quang tiếp nhận các hạt quang tử
(photon) của sóng ánh sáng có bước sóng từ 190nm cho đến
1100nm và chuyển quang năng thành điện năng (tín hiệu
điện tử). Trong thực tế thì hầu hết các máy ảnh số chỉ cho
phép tiếp nhận dãy bước sóng của tia sáng thấy được mà
thôi. Tương tự như các hạt bạc nhũ tương, các bán dẫn cảm
quang “mù màu” hay nói một cách khác nó chỉ “nhìn thấy”
được sắc độ mà không thấy được sắc màu của ánh sáng. Vì
vậy, một bộ lọc màu (CFA - Color Filter Array) bao gồm các
filter màu đỏ, lục, lam (Red, Green, Blue) được đặt nằm giữa
microlens và photodiode. Các photodiodes sẽ chuyển đổi sắc
độ riêng biệt của từng màu sắc ánh sáng thành tín hiệu điện
tử. Mỗi một điểm ảnh (pixel – Picture Element) sẽ có 1
microlens, 1 filter lọc màu và 1 photodiode. Tương tự như
phim, diện tích điểm ảnh của cảm biến càng lớn thì tiếp
nhận được nhiều ánh sáng hơn.
Kỹ thuật mở rộng dãy nhạy sáng ISO 200-12800 trên máy
ảnh Nikon D3s
Cảm biến của máy ảnh Nikon D3s có kích thước là 36 x
24mm, với mỗi điểm ảnh có kích thước 8,45 x 8,45
micrometer, lớn hơn máy ảnh Nikon D2x là 2,4 lần. Điều
này có nghĩa là mỗi một điểm ảnh trong máy ảnh Nikon D3s
tiếp nhận ánh sáng nhiều hơn. Kết quả là máy ảnh Nikon
D3s sẽ cung cấp dãy nhạy sáng ISO rộng hơn.
Tuy nhiên, nếu so diện tích điểm ảnh của máy ảnh Nikon
D700 và D3 thì máy ảnh Nikon D3s có kích thước tương tự
là 8,45 x 8,45 micrometer. Nhưng dãy nhạy sáng ISO trên
máy ảnh D3 chỉ từ 200-6400. Vì vậy, kỹ thuật mở rộng dãy
nhạy sáng ISO 200-12800 trên máy ảnh Nikon D3s chính
là gia tăng tỉ lệ tiếp nhận ánh sáng đến từng bán dẫn cảm
quang.
Gia tăng tỉ lệ tiếp nhận ánh sáng của bán dẫn cảm quang
trên máy ảnh Nikon D3s
Nhận nhiệm vụ đưa ánh sáng sáng tới bán dẫn cảm quang,
các microlens trên cảm biến của máy ảnh Nikon D3s được
chế tạo bằng loại thủy tinh có độ dẫn truyền ánh sáng rất cao.
Và quan trọng nhất là thiết kế giảm tối đa khoảng hở giữa
các microlens (gapless design) giảm thiểu ánh sáng bị đánh
mất. Đây là một trong những yếu tố kỹ thuật quan trọng nhất
để mở rộng dãy nhạy sáng ISO đối với máy ảnh Nikon D3s.
Cấu trúc nghịch đảo diode (back-illuminated structure) vốn
cũng đang còn trong thử nghiệm, hiện chỉ được dùng trong
những dòng máy ảnh compact, là thiết kế với nhiều ưu điểm
hơn so với cấu trúc chiếu sáng truyền thống (front-
illuminated structure), nhưng vẫn chưa được vận dụng đưa
vào dòng cao cấp hơn là DSLR. Do đó, cho dù với cấu trúc
nghịch đảo diode, có thể nhận nhiều ánh sáng hơn, và ít
nhiễu trong vùng tối hơn, nhưng hầu hết các máy ảnh DSLR
vẫn sử dụng cấu trúc bán dẫn với chiếu sáng truyền thống và
cách để gia tăng tỉ lệ tiếp nhận ánh sáng là thiết kế mạch điện
mỏng tối đa.
Xử lý nhiễu (noise) và gia tăng hiệu suất tín hiệu / nhiễu
(SNR Signal to Noise Ratio)
Tương tự như phim, cảm biến của từng dòng DSLR chỉ có
duy nhất một độ nhạy sáng căn bản (base ISO) và trong hầu
hết trường hợp, đó là độ nhạy sáng thấp nhất trong dãy nhạy
sáng ISO của máy ảnh DSLR, Nikon chọn ISO 200, trong
khi Canon chọn 100, và ở độ nhạy mặc định này, thì chất
lượng hình ảnh là cao nhất, với nhiễu thấp nhất (hoàn toàn
khác với phim nhựa). Trong điều kiện cần tiếp nhận thêm
ánh sáng, bằng thiết lập độ nhạy sáng ISO, cảm biến sẽ
khuếch đại tín hiệu đồng thời xử lý tăng sáng bằng thuật toán
nội suy. Giảm thiểu nhiễu phát sinh trong quá trình này là
vấn đề quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh.
Nhiệt độ sinh ra khi máy ảnh đang làm việc và độ dài quãng
đường truyền dẫn tín hiệu là những yếu tố sinh ra nhiễu ngẫu
nhiên (incidental noise). Do vậy, mạch khuếch đại tín hiệu
trên máy ảnh D3s đặt rất gần với mạch gắn kết bán dẫn cảm
quang. Hơn thế nữa, tín hiệu đầu ra từ bán dẫn đã được
khuếch đại ngay từ đầu trước khi được truyền dẫn.
Mạch đọc tín hiệu tốc độ cao 12 kênh của máy ảnh
nikon D3s
Tín hiệu còn có thể bị nhiễu bởi từ trường sinh ra từ nguồn
điện cung cấp. Bằng cấu trúc được giản lược nhiều hơn so
với các dòng máy Nikon khác, máy ảnh D3/D3s sử dụng một
mạch chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số (A/D -
analogue to digital converter) tiết kiệm điện năng tối đa nhờ
vậy mà giảm thiểu được nhiễu do từ trường xung quanh. Và
tương tư như các dòng máy Nikon FX khác, Nikon D3s cũng
sở hữu mạch đọc tín hiệu 12 kênh (amplified electrical
signal - 12-channel high-speed readout) tốc độ cực cao (gấp
2 lần máy ảnh Nikon D2x). Với những yếu tố kỹ thuật này,
Nikon D3s không chỉ có thể chụp liên tục với 9 khung hình
trên 1 giây mà còn có thể hạn chế nhiễu phát sinh trong mạch
điện.
Tiếp nhận ánh sáng tối đa, xử lý nhanh hơn, khử nhiễu
nhiều hơn
Hãy hình dung, sức chứa các hạt quang tử bên trong các bán
dẫn quang tử (pixel pitch) như một cái thùng chứa nước
mưa. Nó chứa tất cả những hạt “tốt” là tín hiệu và cả những
hạt “xấu” là nhiễu. Trong cùng điều kiện như nhau, tín
hiệu nhiễu xung quanh sẽ như nhau. Do đó, sức chứa càng
lớn thì hiệu suất tín hiệu/nhiễu - SNR càng cao. Và kết quả là
ảnh càng chất lượng.
Phan-Hồ
...