Chụp ảnh tốc độ cao

Kể từ sự ra đời của Casio Exilim Pro EX-F1 với tốc độ chụp siêu nhanh 60 khung hình một giây, có vẻ như tính năng này đang dần được đưa vào các máy ảnh dân dụng, phá vỡ quan niệm "chỉ dành cho dòng DSLR - pro" bấy lâu. 

Trước hết để hiểu về chụp ảnh tốc độ cao, cần điểm lại hai thông số chỉnh ánh sáng của một bức ảnh là cửa trập (shutter) và độ mở ống kính (aperture). Nếu như độ mở dùng để điều chỉnh bao nhiêu lượng ánh sáng sẽ được phim hay cảm biến thu nhận, thì cửa trập điều chỉnh thời gian lượng ánh sáng đó sẽ được thu nhận. Hai thông số này được gọi là độ phơi sáng (exposure) của một bức ảnh. Trên các máy ảnh, nếu có tính năng chỉnh tay (manual), thì cửa trập thường được ký hiệu là S (shutter) hay Tv (time value), còn độ mở ký hiệu bằng A (aperture) hay Av (aperture value).

Khởi đầu từ máy cơ và sau này là các máy DSLR, cửa trập là một màn thép chắn trước phim (hoặc cảm biến) và được đóng mở một cách cơ học. Với những cơ chế tinh vi cùng những chất liệu rất tốt, tốc độ cửa trập trên các dòng máy DSLR có thể đạt tới 1/6.000 đến 1/8.000 giây. Tuy nhiên, do đóng mở bằng cơ học nên tồn tại một giới hạn là độ trễ cửa trập giữa mỗi lần bấm máy. Do đó, kể cả ở những máy ảnh DSLR chuyên nghiệp như Canon hay Nikon thì tốc độ tối đa cũng chỉ từ 10 khung hình/giây (Canon 1D Mark III) đến 11 khung hình/giây (Nikon D3). Tất nhiên không tính các máy ảnh dùng cho các mục đích công nghiệp khác.

Mặc dù với tốc độ này, hầu hết các hoạt động mang tính tốc độ thông thường như đá bóng, đua xe, trượt tuyết… khi được chụp đều có thể “đông cứng” lại thành một bức ảnh sắc nét. Nhưng do bản chất của chụp ảnh là người chụp bấm máy, nên nếu như với những tốc độ siêu cao như viên đạn bắn vào bóng bay hay bắn xuyên qua quả táo, thì giới hạn mắt người và giới hạn tốc độ chụp liên tiếp của máy ảnh không thể ghi lại được những khoảnh khắc đáng nhớ đó. Để chụp được cảnh tượng này, phải cần đến những máy ảnh công nghiệp có khả năng chụp liên tiếp từ hàng chục đến hàng nghìn hình trong một giây tùy tốc độ của cảnh tượng muốn chụp. 

Tuy nhiên ngày nay với công nghệ ngày càng phát triển, đặc biệt là sự giao thoa công nghệ giữa chụp ảnh và quay phim, chụp ảnh tốc độ cao ngày càng xuất hiện nhiều trong các máy ảnh số dân dụng.

Các máy ảnh số dân dụng ống kính liền ngày nay, tương tự như máy quay kỹ thuật số, do không phải che bụi cảm biến như đối với các máy DSLR, nên cửa trập luôn luôn mở để hình ảnh cảm biến thu được luôn được hiển thị lên màn hình LCD trước khi được lưu vào thẻ nhớ (hoặc các phương tiện lưu trữ khác). Nói đúng hơn là không có cửa trập đúng nghĩa, mà là cửa trập điện tử, đóng mở bằng cách tắt, mở dòng điện của cảm biến. Khi có tín hiệu chụp, cửa trập đóng lại (ngắt điện), tất cả các thông tin của hình ảnh lưu trong bộ nhớ đệm (buffer) ở thời điểm ngắt dòng này sẽ được lưu vào thẻ nhớ, hình thành một bức ảnh.

Đối với video cũng tương tự như vậy, các hình ảnh từ cảm biến liên tục được lưu tạm trong bộ nhớ đệm, rồi nếu không có tín hiệu ghi hình, các hình ảnh này sẽ lại được xóa đi khỏi bộ đệm để lưu tiếp. 

Để đẩy nhanh tốc độ chụp, các hãng máy ảnh áp dụng công nghệ lưu vào thẻ nhớ, thay vì xóa các hình ảnh khỏi bộ nhớ đệm. Tính năng này trước đây đã được tích hợp trong Olympus E-100RS dưới cái tên công nghệ chụp trước khi bấm máy (pre-capture). Sau này một số máy dòng siêu zoom SZ của Olympus cũng tiếp tục được tích hợp tính năng này. Theo đó, tùy vào lựa chọn cài đặt lưu 1, 2 hay 5 bức ảnh pre-capture, khi bạn bấm máy để chụp, số bức ảnh tương ứng trước thời điểm bấm máy sẽ được lưu vào thẻ nhớ cùng với bức ảnh đúng thời điểm. Olympus E-100RS thời đó đã có khả năng xử lý từ 5 đến 20 khung hình/giây tùy độ phân giải ảnh.

Trung bình, chip cảm biến xử lý video có tốc độ làm tươi (tốc độ cảm biến bắt sáng và chuyển thành điện năng, gửi thông tin đi rồi lại sẵn sàng bắt sáng tiếp) ở mức 60 lần một giây, nên với băng thông dưới 10 Mb/giây, máy quay có thể lưu 60 khung hình có độ phân giải VGA (640 x 480) trong một giây. Ngày nay, với các công nghệ mới vế nén dữ liệu hay công nghệ chuyển đổi A/D (Analog/Digital) theo cột song song (trên cảm biến CMOS IMX017CQE của Sony), cộng thêm một bộ nhớ đệm và một băng thông đủ lớn, máy ảnh đã có thể lưu được 60 khung hình có độ phân giải cao tới 6 triệu điểm ảnh (2.272 x 1.704) mà EXILIM Pro EX-F1 là một minh chứng cụ thể.

Để chuyển tải 6 triệu điểm ảnh (khoảng 2 MB một ảnh) với tốc độ 60 khung hình/giây, băng thông phải đạt về mặt lý thuyết là 120 MB một giây. Mặc dù thực tế không cần phải tới một tốc độ như vậy, nhưng để đảm bảo một băng thông đủ lớn, giá thành chung của cả hệ thống sẽ bị đội lên khá nhiều. Đơn cử như bản thân Casio Pro EX-F1 (có giá khoảng 1.200 USD trên thị trường Việt Nam) cũng chỉ hỗ trợ đến tốc độ 60 khung hình 6 Megapixel trong một giây. Sau đó máy sẽ tạm ngừng để ghi hết số ảnh này vào thẻ nhớ, xóa sạch bộ đệm, rồi mới cho phép chụp ảnh tiếp được. Để chụp được "dài hơi" hơn một chút, bạn buộc phải giảm số khung hình/giây theo tỷ lệ lần lượt là 30 hình trong hai giây hay 15 hình trong ba giây… 

Không cần đến những hàng khủng như Canon 1D Mark III hay Nikon D3, với máy ảnh DSLR bình thường bạn cũng có thể chụp được những bức ảnh siêu nhanh không thua gì EX-F1, thậm chí còn hơn. Bí quyết nằm ở chỗ dùng tốc độ chớp sáng của đèn flash thay cho tốc độ cửa trập.

Nguyên tắc của bí quyết này như sau:

Các máy ảnh DSLR thông thường chỉ cho tốc độ cửa trập tối đa là 1/6.000 đến 1/8.000 giây. Mặc dù tốc độ nhanh như vậy nhưng do cửa trập bằng cơ học nên thời gian trễ giữa hai lần bấm máy là khá lớn. Như trên đã phân tích, ở những máy pro của Canon hay Nikon cũng chỉ đạt đến tốc độ 11 khung hình/giây là tối đa nên nếu chụp ảnh một viên đạn bắn vỡ quả bóng bay chẳng hạn, khó có thể bắt chính xác thời điểm viên đạn làm quả bóng nổ tung, chưa nói đến vấn đề ánh sáng không đủ làm rõ vật ở tốc độ quá cao.

Nếu dùng đèn flash thì khả năng đồng bộ giữa đèn và máy ảnh tối đa chỉ đến 1/250 đến 1/500 giây. Nhưng các thử nghiệm về thời gian chớp sáng của đèn flash cho thấy nếu ở chế độ đầy năng lượng, thời gian chớp sáng của flash khá lâu. Nhưng nếu năng lượng cung cấp cho đèn càng nhỏ thì thời gian chớp sáng sẽ ngắn lại. Nếu điều chỉnh đúng cách, thời gian chớp sáng của đèn dễ dàng vượt qua tốc độ 1/6.000 giây của cửa trập máy ảnh. 

Cách setup vị trí chụp ảnh.

Vì thế, để chụp vật thể siêu tốc (viên đạn làm nổ quả bóng chẳng hạn), máy ảnh và vật thể sẽ được đặt trong một phòng tối hoàn toàn. Ở trong điều kiện này, nếu mở cửa trập hoàn toàn (ở chế độ Bulb) hay đặt ở chế độ đủ lâu (3 giây), thì hình ảnh thu được chỉ là màu đen hoàn toàn. Máy ảnh đặt ở chế độ lấy nét tay để cố định điểm nét. Lúc này chính thời gian chớp sáng của đèn flash lên vật thể sẽ đóng vai trò là cửa trập, vì lúc đó mới có ánh sáng, và cảm biến đang mở sẵn ngay lập tức bắt được vật thể này. Nếu đèn chớp trong khoảng 1/10.000 giây, thì coi như bức ảnh đó cũng được chụp ở tốc độ cửa trập tương đương.

Vấn đề là làm sao đèn sẽ chớp ở đúng thời điểm mà viên đạn bay khỏi quả bóng (hay quả táo). Để khắc phục điểm này, cần có một thiết bị kích hoạt đèn flash dựa trên cảm biến âm thanh. Nếu bạn đủ kiên nhẫn thử sắp xếp khoảng cách đèn và vật, thử thời điểm đèn flash được kích hoạt thông qua tiếng súng để tìm ra thời điểm tối ưu nhất, bạn hoàn toàn có thể có những bức ảnh rất ấn tượng về những khoảnh khắc mà mắt thường và máy ảnh thường khó mà có thể bắt kịp được.

Để tham khảo, bạn có thể thực hành theo cách mà tác giả Karsten Stroemvig trình bày trên trang Do-it-yourself Photography http://www.diyphotography.net về chụp ảnh siêu tốc bằng máy ảnh số DSLR thông thường hay tham khảo những bức ảnh mà tác giả này đã thực hiện.

Thứ Hai, 01/12/2008 13:42
31 👨 1.502