Thắc mắc về độ nét trên cảm biến Crop và Full.

[TranChat]

Em là một sinh viên kĩ thuật nên có một thắc mắc rất kĩ thuật như sau:
Trên lí thuyết thì rõ ràng kích thước cảm biến của Fullfram là lớn hơn cảm biến Crop, đồng nghĩa với việc độ lớn của mỗi điểm ảnh trên FF cũng lớn hơn. Điều tiếp theo em được biết thì ảnh của một điểm sáng trên lí thuyết là 1 điểm sáng, nhưng do tính chất sóng của ánh sáng nên ảnh của một điểm là một vùng sáng ( đĩa nhiễu xạ), nếu ống kính có độ nét tốt thì vùng sáng này càng nhỏ, ống kính càng nét thì điểm ảnh tạo ra càng nhỏ, nhỏ nữa nhỏ nữa cho đến giới hạn là 1 điểm. Độ nét của ống kính gọi nôm na là độ phân giải của ống kính, nếu độ phân giải của ống kính > độ phân giải của cảm biến thì độ phân giải của ảnh chính là độ phân giải của cảm biến, còn ngược lại, nếu độ phân giải của ống kính < cảm biến( ống kính kém chất lượng) thì cho dù tăng độ phân giải của cảm biến lên bao nhiêu thì ảnh vẫn không nét hơn đc.

Giả sử một ống kính dùng cho crop mà được đánh giá là nét thì theo em ống kính đó còn có độ nét cao hơn so với những ống kính cắm trên fullfram. Bởi vì kích thước điểm ảnh của cảm biến Crop nhỏ hơn so với fullfram , vậy mà ống kính này nét đến mức có thể tạo ra ảnh của 1 điểm sáng nằm gọn trong cái không gian 1 điểm ảnh chật chội của crop. Như vậy rõ ràng ống nào được coi là nét trên crop thì thực sự nó nét hơn cả ống được coi là nét trên fullfram. Tức là để nét đươc trên crop còn khó hơn nhiều so với trên fullfram. Các bác có thấy đúng không, theo em thì các ống L hay N gì gì đó cứ kêu bảo là cắm trên crop không phát huy được tác dụng, thực chất là không có cơ mà phát huy bởi vì điểm ảnh của Cop nhỏ hơn rất nhiều, điểm ảnh do ống kính tạo ra không đủ nhỏ nên khó mà nét được, cắm trên fullfram nó phát huy được bởi vì điểm ảnh của fullfram nó to hơn, nên ống kính cho dù không nét lắm thì điểm ảnh của nó vẫn nằm gọn trong không gian to đùng của fullfram thành ra nó mới nét. Nếu giả sử chế ngàm để gắn một ống kính thường dùng trên crop vào Fullfram thì em nghĩ nó nét ngang so với L hay N, chỉ thua về độ trong hay màu sắc thôi.
Các bác nghĩ sao về điều này.
Còn một thắc mắc nữa như sau: Em có hỏi một cô dạy bên khoa học quang học chính xác ( bách khoa trường em), đó là rễ tre của ống kính ko xuất phát từ nguyên nhân sinh học (nấm mốc) mà đến từ nguyên nhân cơ học. Em nghe thấy bảo thực chất chính những hạt bụi bẩn trên bề mặt xuất hiện trong quá trình sản xuất hay trong quá trình sử dụng, chúng tác động hóa học và vật lí đến lớp phủ khiến nó vỡ dần, rạn dần ra giống như tường quét vôi ve một thời gian tự nó bong ra ấy. Trái ngược lại hoàn toàn những thứ em đọc được trên mạng về rễ tre trên mạng. Không biết ai đúng ai sai.

Một ống kính dù tồi hay xịn đều tạo ra bức ảnh vật lý analog và hoàn toàn có thể hứng trên màn để thấy như nhiều người đã biết từ phổ thông. Đã là bức ảnh analog với tính chất liên tục tương tự như thực tế chứ không phải ảnh digital được mã hóa gián đoạn thì dùng thuật ngữ phân giải là vô cùng buồn cười, hoặc theo lý thuyết thì gọi là độ phân giải của ảnh analog bằng vô cùng. Thực tế người ta đánh giá độ nét của ảnh tạo ra bởi ông kính thông qua độ chuyển đổi tương phản của một mẫu dòng kẻ có độ tương phản biến thiên điều hòa (bạn tra thuật nghữ MTF =modulation transfer function để tìm hiểu thêm). Tuy nhiên mỗi hãng đặt ra một tiêu chuẩn riêng ghi mức độ MTF nên khi xem các thông số này phải tìm hiểu rõ cả tiêu chuẩn ghi đó.

Đã là ghi lại ảnh analog (tín hiệu tương tự liên tục) thì sensor, với chức năng là thiết bị số rời rạc, mãi mãi không bảo giờ ghi nhận đầy đủ thông tin của bức ảnh analog do lens tạo ra. Do đó về lý thuyết thì sensor có độ phân giải càng lớn thì càng phản ánh tốt hơn ảnh do lens tạo ra. Dù sử dụng lens tồi thì cắm lens đó trên máy có sensor có độ phân giải lớn hơn vẫn có chất lượng ảnh ra tốt hơn bạn ạ (dù cả 2 đều xấu những vẫn có cái xấu hơn).

Còn về ý thứ 2 của bạn, lens cắm trên crop mà nét thì cắm trên Fullframe có nét hơn không thì còn tùy vào độ phân giải sensor của 2 máy và điều kiện chụp. Ví dụ 2 máy có cùng phân giải 24Mpixels, cùng cắm một lens như nhau, chụp cùng một mẫu chụp ở cùng một khoảng cách và các cài đặt 2 máy giống hệt nhau thì đương nhiên ảnh từ crop sẽ nét hơn là hiển nhiên. Tuy nhiên trong thực tế chẳng ai dở hơi chụp như kiểu test kỹ thuật này, vì khi cầm fullframe chụp do góc chụp được tăng lên so với crop (khi cùng dùng một loại lens) nên chắc chắn người cầm fullframe sẽ dịch gần lại mẫu chụp hơn để cho tỉ lệ mẫu hiện ra trong khung hình cùng lớn như trên máy crop. Lúc đó đương nhiên ảnh Fullframe đẹp hơn rồi.

Còn về vấn đề nấm trên lens, có thể bạn nghe cô phân tích chưa kỹ thôi nó có nguyên nhân trực tiếp và nguyên nhân gián tiếp. Đúng là các vết rễ tre không trực tiếp do nấm nó ăn mà là do các tác dụng hóa học và vật lý gây ra. Tuy nhiên nguyên nhân sâu xa là do nấm ký sinh trên các hạt bụi ở trên bề mặt lens + điều kiện khí hậu ẩm + nhiệt độ đủ ấm nó sẽ phát triển và tạo ra một sản phẩm phụ là axit. Chính sản phẩm phụ của quá trình nấm phát triển là axit này đã làm ăn mòn các lớp phủ của lens còn nấm nó không trực tiếp ăn lớp phủ này.

[metavana]

Một ống kính dù tồi hay xịn đều tạo ra bức ảnh vật lý analog và hoàn toàn có thể hứng trên màn để thấy như nhiều người đã biết từ phổ thông. Đã là bức ảnh analog với tính chất liên tục tương tự như thực tế chứ không phải ảnh digital được mã hóa gián đoạn thì dùng thuật ngữ phân giải là vô cùng buồn cười, hoặc theo lý thuyết thì gọi là độ phân giải của ảnh analog bằng vô cùng. Thực tế người ta đánh giá độ nét của ảnh tạo ra bởi ông kính thông qua độ chuyển đổi tương phản của một mẫu dòng kẻ có độ tương phản biến thiên điều hòa (bạn tra thuật nghữ MTF =modulation transfer function để tìm hiểu thêm). Tuy nhiên mỗi hãng đặt ra một tiêu chuẩn riêng ghi mức độ MTF nên khi xem các thông số này phải tìm hiểu rõ cả tiêu chuẩn ghi đó.

Đã là ghi lại ảnh analog (tín hiệu tương tự liên tục) thì sensor, với chức năng là thiết bị số rời rạc, mãi mãi không bảo giờ ghi nhận đầy đủ thông tin của bức ảnh analog do lens tạo ra. Do đó về lý thuyết thì sensor có độ phân giải càng lớn thì càng phản ánh tốt hơn ảnh do lens tạo ra. Dù sử dụng lens tồi thì cắm lens đó trên máy có sensor có độ phân giải lớn hơn vẫn có chất lượng ảnh ra tốt hơn bạn ạ (dù cả 2 đều xấu những vẫn có cái xấu hơn).

Thiết bị quang học có khái niệm độ phân giải. Độ phân giải của một hệ quang học là khả năng phân biệt các điểm không gian, được định nghĩa bằng khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất có thể phân biệt được nhờ hệ quang học này. Bạn có thể dùng máy ảnh (máy phim) chụp đc con vi khuẩn không mà bảo độ phân giải là vô cùng.

Kính hiển vi, kính thiên văn đều có độ phân giải hết.

[TranChat]

Thiết bị quang học có khái niệm độ phân giải. Độ phân giải của một hệ quang học là khả năng phân biệt các điểm không gian, được định nghĩa bằng khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất có thể phân biệt được nhờ hệ quang học này. Bạn có thể dùng máy ảnh (máy phim) chụp đc con vi khuẩn không mà bảo độ phân giải là vô cùng.

Kính hiển vi, kính thiên văn đều có độ phân giải hết.

Đúng là có khái niệm về "độ phân giải" trong lĩnh vực về thiên văn cũng như trong quan sát vi mô, nhưng cái đó khác với độ phân giải của sensor bạn ạ. Và các loại "độ phân giải" như bạn nói người ta thường dùng là "phân giải góc" là góc hẹp nhất để độ chênh lệch cường độ sáng của 2 tín hiệu đó và ở điểm chính giữa đủ để thiết bị ghi phân biệt được. Những khái niệm độ phân giải đó do các tính chất chuyên ngành đó tự đề ra tiêu chuẩn sao cho phù hợp với mục đích của chuyên ngành. Nhưng dù sao xét ở bất kì tiêu chuẩn nào thì khái niệm "độ phân giải góc này" cũng luôn hữu ích, nó giúp phân biệt được kính nào tốt hơn kính nào.

Tuy nhiên, nhắc lại lần nữa là ảnh do thiết bị quan học tạo ra, dù loại tồi nhất bán trong hiệu sách mua về để hỗ trợ đọc sách, cũng luôn là một bức ảnh analog dù nó có rất nhiều quang sai tùm lum.
Ví dụ này cho bạn dễ hiểu, bạn tạo ảnh của thấu kính mua ở hiệu sách giá 10.000 đồng đó, về tạo ảnh của một đèn dây tóc trên một tờ giấy trắng, kể cả khi bạn focus sai thì ảnh sợi của đèn dây tóc cũng là một vệt mờ (Bokeh) trên màn giấy. Trong trường hợp này bạn sẽ nói là chất lượng ảnh của thấu kính này vô cùng tệ, ảnh tạo ra thành vệt mờ, độ "nét" quá tệ, rồi ở dìa lại còn bị viền màu sai tùm lum! rồi ảnh thì méo mó cong không đều, rồi thì độ sáng ảnh không đều ở dìa bị tối hơn ... Nhưng dẫu sao nó vẫn là một bức ảnh tương tự ( analog), hay người ta còn nói là một bức ảnh vật lý.
Mà cứ là tín hiệu analog được ghi lại bằng thiết bị số digital thì thiết bị số có độ phân giải càng cao càng thì chất lượng phản ánh đúng tín hiệu analog càng tốt. Đây là một điều hiển nhiên rồi.

[metavana]

Mà cứ là tín hiệu analog được ghi lại bằng thiết bị số digital thì thiết bị số có độ phân giải càng cao càng thì chất lượng phản ánh đúng tín hiệu analog càng tốt. Đây là một điều hiển nhiên rồi.

Không, ví dụ bạn chụp 1 con ruồi thì ở 1 máy ảnh kỹ thuật số A, và 1 máy ảnh kỹ thuật số B (có kích thước điểm ảnh bằng 1 nửa máy B). Nếu qua lens con ruồi đó cho ảnh là 1 chấm đen tương đương với 1 pixel ở máy A, thì nó cũng là 4 chấm đen pixel ở máy B. Bạn ko thể hy vọng là ở máy B sẽ phân biện đc cánh ruồi hay đầu ruồi đâu.

Đó chính là độ phân giải của lens. Lens chỉ phân biệt đc 2 object có khoảng cách tối thiểu là 1 mm đi, nếu qua lens thì ảnh của 2 object này cách nhau 1 um. Như vậy nếu pixel kích thước nhỏ hơn 1 um thì toàn bộ các pixel nằm trong diện tích 1x1 um đó sẽ cùng nhận 1 thông số ánh sáng như nhau. Bạn có tăng độ phân giải lên nữa thì sample của bạn cũng chỉ là các value giống nhau.

[TranChat]

Không, ví dụ bạn chụp 1 con ruồi thì ở 1 máy ảnh kỹ thuật số A, và 1 máy ảnh kỹ thuật số B (có kích thước điểm ảnh bằng 1 nửa máy B). Nếu qua lens con ruồi đó cho ảnh là 1 chấm đen tương đương với 1 pixel ở máy A, thì nó cũng là 4 chấm đen pixel ở máy B. Bạn ko thể hy vọng là ở máy B sẽ phân biện đc cánh ruồi hay đầu ruồi đâu.

....

Ví dụ của bạn cũng hay đấy, nhưng nó có một vài điều có thể bạn chưa nghĩ tới:
Thứ nhất do tính chất vật lý của ánh sáng thì ảnh của một điểm hay một vật không bao giờ là một điểm sắc nét, tức là nó không bao giờ có một đường giới hạn rõ ràng, mà đã không có giới hạn rõ ràng thì sensor phân giải càng cao thì càng ghi lại vùng ánh sáng đó tốt hơn.
Thứ hai: không xét tới giới hạn vật lý bên trên nữa mà chỉ xét giới hạn về kỹ thuật, tức là cứ giả sử ảnh của con ruồi đó là một chấm đen rõ nét (tấc nhiên là theo lý luận bên trên là không bao giờ có kiểu ảnh này): cái ảnh chấm đen của con ruồi trong trường hợp bạn lý luận là quá lý tưởng, vì chấm đen đó lý tưởng rơi trùng đúng vào 1 điểm ảnh của sensor máy A và cũng đúng luôn vào 4 điểm ảnh 2x2 của máy B. Thực tế làm cho nó khớp như vậy là một điểm vô cùng hiếm hoi. Và xác xuất xảy ra nhiều hơn là chấm đen ảnh đó sẽ rơi không trùng khít như thế mà sẽ hầu hết ròi vào ô của 4 pixel (2x2) cạnh nhau của máy A và vào ô 9 Pixel (3x3) của máy B bạn ạ (nếu không tin thì vẽ hình ra sẽ tưởng tượng được ngay). Và do đó máy A sẽ cảm nhận ảnh con ruồi là 4 pixel, còn máy B cảm nhận con ruồi là 9 Pixel. vì mỗi Pixel của máy A như bạn nói kích thức lớn gấp đôi máy B tức diện tích gấp 4 lần máy B. Do đó điểm ảnh của máy A có diện tích thực tế to hơn máy A là 4x4/9 = 1,78 lần.
Hay nói nôm na ngắn gọn trong ví dụ này của bạn là sensor có kích thức pixel bé một nửa (tức độ phân giải gấp 4 lần) thì có thể phản ánh ảnh nét hơn gấp khoảng 1,78 lần! (chỉ xét về mặt kỹ thuật)

...
Đó chính là độ phân giải của lens. Lens chỉ phân biệt đc 2 object có khoảng cách tối thiểu là 1 mm đi, nếu qua lens thì ảnh của 2 object này cách nhau 1 um. Như vậy nếu pixel kích thước nhỏ hơn 1 um thì toàn bộ các pixel nằm trong diện tích 1x1 um đó sẽ cùng nhận 1 thông số ánh sáng như nhau. Bạn có tăng độ phân giải lên nữa thì sample của bạn cũng chỉ là các value giống nhau.

Nhắc lại với bạn một lần nữa là đúng là có độ phân giải của lens, và độ phân giải này phụ thuộc vào tiêu chuẩn đặt ra nữa, nhưng khái niệm này nó không phải là phân giải đứt đoạn như của sensor. Muôn đời ảnh của 1 điểm hay 2 điểm bị chồng lên nhau thì luôn không có giới hạn rõ ràng, không gián đoạn rạch ròi như độ phân giải của sensor. Kể cả trong ví dụ của bạn ảnh của 2 objekt bị giới hạn do nhiễu xạ và không phân biệt được chúng vẫn là một vùng ảnh lớn và có cường độ phân bố liên tục giải đều theo không gian chứ không gián đoạn tuyệt hảo thành một xung hình vuông lý tưởng như bạn nghĩ đâu.
Thông thường xung tín hiệu ảnh 1 object hay 2 objeckt bị trùng nhau phổ biến nhất là một xung hình sin, và ví dụ là nó được giới hạn trong khoảng 1micromet đó và đỉnh của hình sin này nằm chính giữa ở điểm giữa: 0,5micromet. Nếu bạn đặt vào đó sensor kích thức đúng 1 micromet thì tín hiệu bạn thu được là một xung vuông gián đoạn có cường độ bằng cường độ trung bình của xung hình sin Có nghĩa là phổ của một xung hình sin bị phản ánh thành một xung hình vuông! tức là bóp méo sự thật rồi còn gì nữ. Còn nếu bạn đặt vào đó sensor kích thước nhỏ hơn nhiều thì giữa các sensor có cường độ thu sẽ khác nhau, và tín hiệu phản ánh gần giống dạng sin hơn và người ta có thể dùng thuật toán để fix nó gần giống hình sin của tín hiệu gốc.

Thêm một chút hình minh họa: Ảnh ở dưới phân bố cường độ 2 tín hiệu ảnh của 2 objekt theo không gian, ảnh a khi 2 object đủ xa nhau, ảnh b 2 object gần nhau hơn nữa tới tiêu chuẩn Rayleigh (khi cường độ cưc đại tín hiệu ảnh của object này trùng vời cực tiểu thứ nhất ảnh của object kia) ảnh c khi cường độ chồng chập nhau tới mức chỉ còn gần như chỉ là 1 đỉnh tín hiệu và coi như không phân biệt được ảnh của 2 object nữa (Ngoài ra trong kỹ thuật người ta dùng các tiêu chuẩn Abbe, Sparrow hay tiêu chuẩn đơn giản hơn là FWHM). Bạn có thể thấy rõ kể cả trong trường hợp 2 object đủ gần nhau để cường độ trồng chập nhau (xét theo phương nối 2 vị trí đỉnh) chỉ còn lại có 1 đỉnh nên không còn phân biệt được với nhau nữa (trường họp c) thì cường độ của nó vẫn là dạng liên tục, chứ không đứt đoạn như tiến hiệu số là xung vuông đâu. Bạn đặt và cả không gian 1micomet đó có 1 pixel có cùng kích thước thì sao nó cảm nhận được tín hiệu là xung sin nữa?


Đấy là còn chưa xét đến sự trùng khít may mắn giữa vị trí sensor và vị trí của cực đại tín hiệu. Nếu xét tới cả yếu tố này thì vị trí định vị đỉnh tín hiệu của sensor mật độ thấp pixel sẽ kém chính xác hơn sensor có mật độ cao (xem lại ví dụ con ruồi ở trên). Sự chệnh choạc trong định vị vị trí đỉnh tín hiệu trong ảnh đen trắng không có ý nghĩa nhiều vì nó sai lệch bù trừ lẫn ở vi mô không ảnh hưởng đến ảnh tổng thế. Tuy nhiên với sensor của ảnh màu sẽ khác đấy nhé, chệch choặc vị trí đỉnh của 3 màu sẽ dẫn tới khi tổng hợp lại đỉnh màu là có khác đi đấy vì hầu hết sensor máy ảnh hiện nay đều có 3 pixel cảm nhận màu ở vị trí khác nhau (trừ Sensor công nghệ Foveon của Sigma).
Ngoài ra, như đã nói tiêu chí phân giải của lens là không giống như sensor mà nó phụ thuộc vào tiêu chuẩn nào (với sensor chỉ có một định nghĩa rõ ràng, không cần tiêu chuẩn gì hết). Và nói chung các tiêu chuẩn về phân giải của lens ở trên chỉ là quy ước giới hạn đến khi nào không phân biệt được theo 1 phương nối đỉnh cực đại tín hiệu ảnh 2 object, nếu xét theo cả chiều vuông góc nữa, tức xét theo không gian 2 chiều thì cần phải có một tiêu chuẩn độ phân giải khác. Ảnh dưới minh họa: Ảnh A là tín hiệu của 1 object đơn lẻ, ảnh b 2 object đặt cạnh nhau nhưng vẫn phân biệt được rồi đến ảnh c thì 2 object đủ gần nhau để không phân biệt theo phương ngang theo các tiêu chuẩn hay dùng trong các lĩnh vực quang học. Tuy nhiên khi xét cả theo cả phương vuông góc thì vẫn hoàn toàn phân biệt được vị trí 2 cực đại (nếu mật độ Pixel đủ dầy để cảm nhận được các khác biệt đó)

trong ảnh này có thể thấy theo phương ngang thì cường độ trong trường hợp c theo các tiêu chuẩn độ phân giải của lens ở trên là không còn phân biện được vị trí 2 đỉnh cực đại tín hiệu ảnh của object nữa, do cường độ xét theo một phương (xét theo phương nối vị trí 2 đỉnh) khi chồng chập nhau chỉ chỉ là một đỉnh mà thôi, Nhưng xét trên mặt phẳng chiếu (mặt phẳng sensor) thì vẫn có thể phân biêt được ngon lành. Rõ ràng ảnh ở trường hợp c tín hiệu vẫn khác tín hiệu ảnh của 1 object trong trường hợp a, tấc nhiên với điều kiện sensor mật độ đủ lớn. Ok chưa nhỉ?

[ntas]

Trước giờ em chả tin crop hay full thằng nào nét hơn thằng nào. Cứ tưởng nét hay không là do PTS thêm một HPF layer vô là nét hết

[nsytuan]

e không hiểu lắm về những vấn đề các bác nói!
nhưng cho e hỏi bác chủ thớt: chẳng lẽ mật độ điểm ảnh của cảm biến crop và full trong cùng một thế hệ ( vd: 70d, 7d 2 ) lại khác nhau?
(ý là mật độ điểm ảnh trên cảm biến em 7d2 lại # 70d khi xét trên cùng 1 diện tích cảm biến)
Nếu mà như nhau thì chỉ cần xét đến ống kính thôi.

[soidog09]

Điểm thứ 2 bây giờ mới rõ hơn ạ. Trước cứ thăc mắc nấm mốc thì làm sao mà "ăn" được gương kính... Thanks các bác

[32tst]

Full-frame ảnh chi tiết hơn hẳn, xóa phông ác hơn. Chỉ 2 cái đó thôi cũng đủ mơ về ff rồi.

[hero242002]

Full-frame ảnh chi tiết hơn hẳn, xóa phông ác hơn. Chỉ 2 cái đó thôi cũng đủ mơ về ff rồi.

Vậy bác nên mơ đến các dòng Medium Format, ví dụ rẻ nhất là Pentax 645Z, với 50mpx, sensor to hơn 35mm khoảng 1.7 lần. FF chẳng có nghĩa lý gì đv nó, em còn chưa nói đến các dòng Medium Format cao cap hơn như Hasselblad, Phaseone IQ250 hoặc Leica S series.