Lịch sử hình thành và phát triển của nhiếp ảnh kỹ thuật số

Năm 1975, trong phòng thí nghiệm của hãng Kodak, chiếc máy ảnh đầu tiên hoạt động với bộ cảm biến CCD (Charge Coupled Device) đã được thử nghiệm thành công. Đây là một cuộc cách mạng lớn, làm xoay chuyển cả thế giới nhiếp ảnh.
Chúng tôi xin được trận trọng giới thiệu cùng bạn đọc tóm tắt các giai đoạn lịch sử phát triển của nhiếp ảnh kỹ thuật số (KTS) trong hơn 40 năm qua.
1. Giai đoạn 1975 đến 1980 - Giai đoạn trong phòng thí nghiệm
Năm 1975, Steven Sasson cùng với Jim Schueckler, trong phòng thí nghiệm của hãng Kodak, đã tạo ra được một chiếc máy ảnh có bộ cảm biến CCD, với độ phân giải 100x100 pixel (điểm ảnh). Bộ cảm biến nằm trong chiếc hộp nặng 3,6 kg và thời gian để lưu một file ảnh là 23 giây.
Người ta cho rằng, người mẫu đầu tiên được chụp bằng chiếc máy này là một đồng nghiệp nữ. Bức ảnh chụp ra vừa xấu, vừa không nét, đến mức cô này phải thốt lên rằng: "Thôi, các anh hãy tập trung vào làm việc thật sự đi". Đó có lẽ cũng là quan niệm của lãnh đạo hãng Kodak lúc bấy giờ với sáng kiến này, nên khi kỷ niệm 100 năm lịch sử hãng Kodak, năm 1990, Sasson và chiếc máy ảnh KTS của anh ta cũng không được mọi người để tâm đến nhiều.
(Thật ra cội nguồn của kỹ thuật này có thể là rất xa xưa, từ năm 1679 khi Gottfried Wilhelm Leibniz phát minh ra hệ thống số nhị phân, cơ sở của các phương pháp KTS. Vào những năm 30 của thế kỷ 20, Konrad Zuse và đồng nghiệp lần đầu tiên phát minh ra máy tính có lập trình, khởi đầu cho kỹ thuật vi tính ngày nay. Điều kiện chính để hình thành một chiếc máy ảnh KTS là bộ cảm biến, thời đó là cảm biến CCD. Nguyên lý cảm biến này đã được hai tác giả là Williard Boyle và George Smith sáng tạo năm 1969 trong những cơ sở thí nghiệm của Bell. Bộ cảm biến CCD đầu tiên được chế tạo năm 1970 và sau đó ngày càng cải tiến. Tuy nhiên, tập trung sâu hơn vào phương diện nhiếp ảnh, vẫn phải là đầu những năm 70 của thể kỷ XX, như đã nêu trên).
Đồng hành cùng sự đột biến của nhiếp ảnh KTS phải nói đến kỹ thuật tin học và truyền thông. Với sự phổ cập rộng rãi của các kỹ thuật này trên cơ sở kỹ thuật cơ bản là tiền đề cho việc lưu giữ và xử lý hình ảnh sau này.
2. Giai đoạn 1981 đến 1990 - Những năm tháng của video tĩnh và lưu giữ KTS
Chiếc máy ảnh đầu tiên, chụp ảnh điện tử - không phải dùng phim bạc - lại là của hãng Sony, với tên gọi MAVICA ( Magnetic Video Camera System). Đó là vào đầu những năm 80, cùng thời với Walkman. Máy sử dụng bộ cảm biến CCD có độ phân giải 570x490 pixels và độ nhạy ISO 200. Bức ảnh được lưu vào đĩa mềm ở định dạng "tương tự" (analog), còn gọi là video tĩnh điện tử, nên để xử lý được bức ảnh này, người ta phải số hóa nó đã. Thời đó, PC mới được phát minh, không có khả năng xử lý ảnh, nên chủ yếu phải xem trên TV.
Chiếc MAVICA là một chiếc máy ảnh gương, có thể thay được ống kính, bao gồm 3 ống kính, hai ống kính fix 25mm và 50mm và một ống kính zoom 16-65mm. Tốc độ màn trập là 1/60 giây, khẩu độ tự chọn. Máy MAVICA có thể chụp được 50 ảnh màu và lưu vào đĩa mềm.
Vào dịp Olympic 1984, việc truyền không dây hình ảnh đến các tờ báo của Nhật đã làm xôn xao dư luận. Chiếc máy Canon RC-701 vì thế đã đạt giá bán, tính theo bây giờ khoảng 2000 Euro, mặc dù chỉ có độ phân giải 187000 pixels và bức ảnh in ra trên báo khá là mờ mịt. RC-701 là một chiếc máy ảnh SLR (gương phản chiếu một ống kính) với nhiều chương trình chụp tự động, với tốc độ chụp khá nhanh, 10 hình /giây, và tốc độ màn trập từ 1/8s đến 1/2000s. Một thời gian sau, Nikon cũng cho ra QV-1000C, với độ phân giải 300000 pixels. Năm 1987, với dòng ION của Canon, máy ảnh Video tĩnh mới thực sự chiếm lĩnh thị trường.
Những năm 80 là thời gian bùng nổ nhất của nhiếp ảnh analog trong lịch sử nhiếp ảnh. Nhiều hãng thi nhau cho ra đời những chiếc mày ảnh chuyên nghiệp cũng như du lịch, ngày càng tinh xảo, càng nhiều tính năng tự động, như tự động lấy nét (AF), các chế độ đo sáng, cho đến chương trình chụp với đèn chớp TTL, màn hiển thị...
Trong khi đó cuộc cách mạng KTS vẫn tiếp tục chuyển động mạnh ở "hậu trường" và đạt được nhiều đỉnh cao vào năm 1988. MPEG (Moving Pictures Expert Group) tung ra chuẩn nén cho các dữ liệu audio và video: MPEG-1. Về sau JPEG (Joint Photographic Expert Group) phát triển thành file ảnh và được chuẩn hóa cho đến ngày nay.
Năm 1988 xuất hiện PhotoMac, chương trình xử lý ảnh đầu tiên hiện trên thị trường dành cho máy tính Macintosh. Tiếp đến là những phát minh của Fujifilm tạo một bước ngoặt lớn trong lịch sử nhiếp ảnh KTS, đó là sự phát minh ra thẻ nhớ xD (xD-picture Card). Với thẻ nhớ này, hình ảnh được ghi lại là dữ liệu KTS thật sự chứ không phải là analog như trước, nhưng dưới dạng từ tính và có thể đọc được ngay trên máy tính. Những chiếc máy ảnh KTS đầu tiên dùng loại thẻ nhớ này xuất hiện năm 1990 là của Fujifilm (DS-X) và Toshiba (MC-100).
3. Giai đoạn 1990 đến 1996 - Những công cụ bước đầu của máy ảnh KTS
Từ 1990, nhiếp ảnh KTS mới thật sự bùng nổ trên thị trường. Hãng Kodak giới thiệu chiếc máy ảnh DSC-100, một cải biến của Nikon F3. Toàn bộ dữ liệu được chứa trong một cái hộp, nặng khoảng 1kg, được gọi là DSU (Digital Storage Unit). Dữ liệu của bức ảnh với 1,3 triệu điểm ảnh-CCD, thay vì phim, được lưu lại trong ổ cứng với dung lượng 200MB, nằm sau máy. Chiếc DSC-100 có giá bằng khoảng một chiếc xe hơi trung bình và được giới chuyên môn đánh giá cao, chủ yếu là lợi ích thời gian, tiết kiệm được việc tráng phim và in ảnh.
Sau dần, DSU được loại bỏ và thay thể bằng các ổ cứng dẹp, các thẻ nhớ. Từ năm 1994, thẻ nhớ đã đủ nhỏ để cho gọn vào một chiếc máy ảnh KTS. Hãng sản xuất phụ kiện máy tính Logitech đã cho ra chiếc máy ảnh Logitech Fotoman với tiêu cự không đổi, 55mm, lấy nét không đổi (Fixfocus). Đo sáng và các chế độ chụp đều tự động, có kèm theo một đèn chớp liền máy. Bộ cảm biến CCD của Fotoman cho ảnh đen trắng với độ phân giải 376x240 pixels và 8 bit. Bộ nhớ trong DRAM chứa được 32 ảnh với định dạng riêng biệt mà sau đó trên máy tính, với một phần mềm chuyên dụng sẽ đổi thành JPEG. Những mẫu máy không lâu sau này đã cho phép chụp ảnh màu với độ phân giải 496x358 pixels và 24 bit.
Kodak DC40 là một trong những chiếc máy ảnh KTS bán chạy trong giai đoạn này.
Sau thời gian đó, dần dần xuất hiện các phần mềm xử lý ảnh. Năm 1990 xuất hiện bản Photoshop đầu tiên của Adobe, Photo CD của hãng Kodak. Đó thực chất là các phương tiện để lưu giữ và bảo quản dữ liệu phim sau khi đã được số hóa. Biện pháp này được phổ biến và phát triển trong một thời gian dài.
Vào giữa những năm 1990, máy ảnh Olympus C-800L đã gây được sự chú ý do có độ phân giải cao (810.000 pixels) và giá cả hợp lý (950 Euro). Hình dáng chiếc máy này tương tự như máy ảnh µ (muy) của hãng, nổi tiếng thời bấy giờ. Không kém phần hấp dẫn là chiếc Kodak DC120, với thẻ nhớ CF tiêu chuẩn, 3 lần zoom và màn hình LCD có thể xoay được và đặc biệt là có dây kết nối với một đèn chớp bên ngoài. Hãng Minolta cũng làm một cuộc cách mạng đáng quan tâm với chiếc máy tháo rời được ống kính. Ống kính tháo rời được liên kết với máy ảnh bằng một dây dẫn, để có thể chụp được ở những góc độ đặc biệt. Tuy nhiên cải tiến này không tồn tại được lâu.
4. Giai đoạn từ 1997 -2005 - Giai đoạn phát triển của máy ảnh KTS
Năm 1998, Canon mới mạnh dạn cho ra Canon EOS D2000 với độ phân giải 2 MP, giá 16.000 Euro.Năm 1999 xuất hiện những máy ảnh đầu tiên với 2 MP (megapixels, triệu điểm ảnh), để có chất lượng hình ảnh phần nào chấp nhận được. Điển hình là máy Camelia C-2000 của Olympus, và Coolpix 950 của Nikon.
Kết thúc thiên niên kỷ, có thể có một nhận định sơ bộ như sau: Thế giới đã bước vào kỷ nguyên ảnh KTS với độ phân giải VGA, ống kính fix hoặc zoom, lấy nét tự động. Những máy rẻ tiền tuy chưa có được màn hình, nhưng lại có màn hình cắm ngoài, với 3 lần zoom và từ 1,5 đến 2 MP. Các hãng máy ảnh gương như Nikon hay Canon vẫn chưa sẵn sàng có những máy của riêng minh. Nikon liên kết với Kodak và Fujifilm, trong khi Canon chỉ kết hợp với Kodak.
Trong khi các hãng sản xuất máy ảnh kinh điển đang nghiêm túc bước vào lĩnh vực KTS, thì các hãng khác như Casio, Panasonic, Sony vẫn tiếp tục khuấy động thị trường này bằng những máy đơn giản hơn. Cuộc chạy đua tập trung chủ yếu vào độ phân giải, kèm theo đó là Processor phải khỏe và dung lượng thẻ nhớ phải lớn dần. Chiếc máy tự chế đầu tiên của Nikon DSLR D1có cảm biến kích cỡ APS-C (khoảng 15 x 22mm), với 2,7 MP và gía 5500 Euro. Máy Canon EOS D30, 3,3 MP với giá 3200 Euro và Olympus E10 với 4MP, 3200 Euro. Các nhà chuyên nghiệp sử dụng Nikon D1X với 5,5 MP và 6500 Euro. Từ 2002 là những năm đột phá trong cả công nghệ và giá cả. Với gần 10.000 Euro, EOS 1Ds (11MP), cho giới chuyên nghiệp, tháng 4 năm 2003 dân nghiệp dư đã có EOS 10D với 2000 Euro. Sáu tháng sau, 300D chỉ còn 1100 Euro. Nikon cũng có D70 với giá như vậy. Đó cũng là giai đoạn mà máy ảnh KTS với 6 MP đến 8 MP, cảm biến APS-C bước vào thị trường cạnh tranh với máy phim.
Cũng trong giai đoạn này, xuất hiện những sáng tạo mới, như Casio với MP3-player, hay những máy ảnh với megazoom như Olympus với 10x zoom và chống rung. Cho đến ngày nay, các megazoom vẫn được một số người ưa chuộng.
5. Giai đoạn 2006 đến nay - Giai đoạn chiếm lĩnh thị trường của nhiếp ảnh KTS
Đây là giai đoạn "nở hoa" của nhiếp ảnh KTS. Gần như tất cả các nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp đều sở hữu một thân máy KTS. Bộ cảm biến full-frame, FX (24x36 mm) ngày càng được ưa chuộng hơn, vì cảm biến càng lớn bao nhiêu, thì độ nhạy càng cao và nhiễu càng giảm so với cùng một số lượng điểm ảnh. Tuy nhiên cảm biến càng lớn sẽ càng đắt hơn và yêu cầu về quang học của ống kính càng cao hơn. Tuy thế, cảm biến APS-C, tuy nhỏ hơn những vẫn chiếm được thị phần khá lớn do sự dung hòa giữa giá cả và chất lượng. Các hãng sản xuất máy ảnh đứng đầu như Canon, Nikon, Sony, bên cạnh dòng sản phẩm hàng đầu full-frame vẫn có nhiều mẫu với APS-C rải rác từ 16 MP đến 36 MB. Cũng dễ hiểu, khi tốc độ chụp (số hình/giây) càng cao thì số điểm ảnh càng thấp và ngược lại. Như Canon 5DS hay 5DS R với 50 MP, tốc độ chụp chỉ đạt chưa đến 5 hình/giây. Độ phân giải càng lớn sẽ dẫn đến việc quay video với chất lượng càng cao, như 4K-Video (3840 x 2160 px), yếu tố cạnh tranh đáng gờm với các máy quay video KTS.
Sự tiến bộ của kỹ thuật xoay vần chóng mặt. Những sản phẩm mới có thể chỉ thay đổi một chút so với sản phẩm trước đó, cũng đã đẩy giá thành xuống sát tới giới hạn. Một máy gương KTS với ống kính Kit sẽ chỉ còn khoảng 400 Euro. Xu hướng đang tiến tới việc coi trọng đến màn hình, liveview và các tính năng quay video. Một số hãng như Hasselblad, Leica, Pentax đang từng bước cho ra các sản phẩm có cảm biến cỡ trung (medium) với trên 40 MP. Người ta có cảm giác, mặt dù còn rất chậm, các máy ảnh gương KTS (DSLR) đang được thay thế từng bước. Năm 2008, G1của Panasonic ra đời, như muốn chứng mình rằng, phương pháp dùng gương lật không còn thích hợp với các thế hệ máy ảnh hightech (máy ảnh kỹ thuật cao). Thị phần của các máy ảnh không gương đang tăng chậm, nhưng liên tục. Đã có rất nhiều ống kính cũng như phụ kiện máy ảnh được sản xuất ra theo khuynh hướng này, đặc biệt là của hãng Sony.
Cuộc chiến điểm ảnh có vẻ như tạm dừng ở cuối năm 2012, để thay thế cho sự phát triển của các tính năng phụ trợ. Máy ảnh compact, ta quen gọi là máy du lịch, phát triển không ngừng, với cảm biến ngày càng lớn hơn, 1 inch, có 12 đến 20 MP, màn hình ngày càng to ra, chiếm gần như toàn bộ lưng máy, và đặc biệt, màn hình cảm ứng (touchscreen). Cuộc cách mạng với điện thoại thông minh, (smartphone), với những ứng dụng đa phương tiện của nó, sử dụng nhiều trong các hoạt động xã hội, thay thế nhiều các phương tiện kỹ thuật khác. Không ai nói trước được tương lai sẽ thuộc về cái gì. Đấy là chưa kể đến các loại drone (flycam) hiện nay, vừa quay, vừa chụp ở những góc độ không tưởng, đang rất hấp dẫn giới trẻ và cả những người cầm máy ảnh chuyên nghiệp.
Chỉ có điều, sau hơn 40 năm hình thành và phát triển của máy ảnh KTS, chúng ta sắp phải nói lời chia tay với DSLR (máy ảnh gương KTS) để dành chỗ cho máy ảnh KTS không gương lật.