ĐIỆN ẢNH KỸ THUẬT SỐ

Từ khi ra đời và phát triển từ cuối thế kỉ 19, sau hơn 100 năm phát triển nhanh chóng, điện ảnh đã qua bao thăng trầm với những bước đi nhảy vọt. Kể từ khi ra đời, điện ảnh gắn liền với chiếc máy quay phim nhựa, cồng kềnh, thô cứng và bền bỉ. Ngày nay, những chiếc máy quay kỹ thuật số chuẩn điện ảnh ra đời và nó cũng đang được coi là một phần của điện ảnh kỹ thuật số. Điện ảnh kỹ thuật số được hiểu là những áp dụng kỹ thuật số trong điện ảnh. Ví dụ: Máy vi tính với phần mềm dựng phim số, máy chiếu phim kỹ thuật số chuẩn điện ảnh, thiết bị ghi hình kỹ thuật số chuẩn điện ảnh...

I. Nguyên lý tái tạo hình ảnh của máy quay kỹ thuật số

Chỉ tồn tại đến khoảng những năm 80 của thế kỷ trước xong nguyên lý thu lại hình ảnh qua ống kính trên bề mặt ống phát hình (đèn Vidicon) vẫn được coi là khởi nguồn của truyền hình đen trắng. Nguyên lý này áp dụng theo nguyên tắc biến đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện và hình ảnh quang học được chuyển đổi thành tín hiệu video.

.Ảnh: Hình ảnh đèn Vidicon

Sự ra đời của Sensor biến ánh sáng thành tín hiệu điện cũng là lời khai tử cho đèn Vidicon. Hoạt động trên nguyên lý tiếp nhận hình ảnh quang học qua ống kính máy quay rồi được tách thành 3 phần ánh sáng đơn sắc (Đỏ-Lục-Lam) bởi hệ thống lăng kính phân kỳ. Lợi dụng tính chất hạt của ánh sáng, người ta chế tạo ra tế bào quang điện với bề mặt dẫn gọi là các CCD. Cảm biến CCD (Charge-coupled device) và CMOS (Complimentary metal-oxide semiconductor) ra đời và là một trong những nguyên nhân bùng nổ của sự phát triển trong công nghệ máy quay kỹ thuật số. Chung một nhiệm vụ biến đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện song CCD và CMOS lại dùng công nghệ khác nhau và có những điểm mạnh yếu khác nhau.

Ảnh: Máy quay chuyên dụng Sony DVW-970 2/3-Inch 3-CCD.

Ảnh: Red One, máy quay giá rẻ được nhiều nhà làm phim kinh phí thấp ưa thích, máy sử dụng cảm biến CMOS.

Công nghệ Video (DV) ra đời và kèm theo nó là khái niệm truyền hình độ phân giải cao (HDTV). Năm 1968, hãng truyền hình nổi tiếng Nhật Bản NHK đã nghiên cứu truyền hình độ phân giải cao nhưng vì bị hạn chế về băng thông và các phương tiện nén, ép tín hiệu và chi phí quá cao mà nó chưa thể hoạt động. Sau khi triển lãm quốc tế IBC 92 ở Hà Lan được tổ chức, HDTV đã được nghiên cứu và phát triển rộng rãi ở Châu Âu, Bắc Mỹ và nhanh chóng lan ra toàn thế giới cho đến ngày nay, trong đó có Việt Nam.

II. Sự phát triển công nghệ kỹ thuật số

Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ kỹ thuật số nói chung và máy quay kỹ thuật số nói riêng như một cú đấm vào nền Điện ảnh. Bộ phim Star War 2 được sản xuất năm 2002 là bộ phim Điện ảnh đầu tiên được ghi hình bằng máy quay kỹ thuật số (máy Sony HDW F900). Cho đến nay, những bộ phim được ghi hình như vậy chiếm phần lớn trong nền Điện ảnh do giá thành rẻ, thực hiện hậu kỳ không phức tạp, an toàn cho người làm phim... Gần đây phải kể đến những Lord Of The Rings, Avatar, Hugo, Life Of Pi,... Ở Việt Nam có thể điểm mặt như Chơi Vơi, Dành Cho Tháng 6,...

Hiện nay, các máy quay kỹ thuật số đã đạt được độ nét cao tương đương với hình ảnh phim nhựa. Dù có khác nhau về quy ước độ phân giải giữa Châu Âu và Mỹ. Mỗi nhà sản xuất thì lại có những tiêu chí kỹ thuật khác nhau, nhưng đều tựu chung một mức phấn đấu đó là sự tái tạo hình ảnh cũng như kích cỡ của phim nhựa. Dưới đây là chuẩn 4K+ của Arri :

- Số lượng điểm ảnh 2058 pixel chiều ngang x 1237 pixel chiều dọc., tương ứng với khuôn hình 12,35mm x 7,43mm của phim nhựa 16 mm.

- Số lượng điểm ảnh 4153 x 3112 pixel tương ứng với khuôn hình 24,92 x 18,67mm của phim nhựa 35 mm.

- Số lượng điểm ảnh 8746 x 3853 pixel tương ứng với khuôn hình phim 52,48 x23,01 mm của phim nhựa 65mm.

Các loại máy quay kỹ thuật số độ nét cao hiện nay đã góp phần tạo nên sự đa dạng trong Điện ảnh. Nổi lên là các nhà làm phim tác giả, kinh phí thấp. Không mất tiền phim, in tráng phim và đặc biệt là có thể xem lại trên hiện trường để có thể sửa chữa. Công việc hậu kỳ không cần scan phim nhựa thành tín hiệu số nữa mà có thể dựng trực tiếp bằng phần mềm. Đặc biệt, ta có thể lắp ghép các kỹ xảo số hoàn hảo trên phim.

2 năm gần đây, lễ trao giải Oscar vinh danh 2 bộ phim Hugo và Life Of Pi ở hạng mục quay phim xuất sắc nhất và hiệu ứng hình ảnh xuất sắc nhất. Đây là một lời khẳng định về chất lượng của máy quay phim kỹ thuật số và cụ thể là Arri Alexa. Arri nổi tiếng với các thiết bị điện ảnh từ thời phim nhựa và các máy quay kỹ thuật số của Arri được sản xuất nhưng vẫn đồng bộ với các thiết bị trước kia.

Để giảm giá thành sản xuất phim, hai bộ phim trên được quay bằng máy quay kỹ thuật số sau đó được dựng hậu kỳ qua phần mềm trên bàn dựng. Nhanh hơn trước kia nhiều lần khi nếu muốn chuyển hình ảnh từ phim nhựa sang kỹ thuật số để làm kỹ xảo, ta phải mất rất nhiều công sức và tiền bạc cũng như thời gian để scan phim.

Điểm yếu của máy quay kỹ thuật số đó là việc tái tạo màu sắc. Khác với phim nhựa, ở phần hình ảnh thừa sáng và thiếu sáng, màu trắng và đen được tái tạo với độ tương phản thấp, khiến hình ảnh mất chi tiết và cảm giác về màu không tốt bằng phim nhựa. Ở phim nhựa, phần thừa và thiếu sáng được tái tạo trên mặt phim với những chi tiết được tạo bởi các phân tử bạc nên ta vẫn có thểm cảm nhận được hình ảnh.

Ở Việt Nam, những năm gần đây, có khá nhiều phim độc lập được thực hiển bằng máy quay kỹ thuật số. Nó là một yếu tố thúc đẩy sự phát triển cũng như sự đa dạng của điện ảnh Việt Nam. Tuy nhiên, ở một góc độ khác, nó là sự ẩu thả của những người làm phim thị trường, thảm họa có thể kể đến như Bay Vào Cõi Mộng, Hello Cô Ba,... Dù có là phim nhựa hay kỹ thuật số thì sự cẩn thận, tỉ mỉ trong nghề nghiệp là không bao giờ được phép thay đổi.

Dù có phát triển đến mức gần đạt ngưỡng tiếp cận với cảm biến phim nhựa thì cảm biến trên máy quay video vẫn còn nhiều hạn chế. Người ta tính, trong video có khoảng 17 triệu màu sắc nhưng con số đó trên phim nhựa là 800 triệu. Phim nhựa 35mm có thể tái tạo độ tương phản ở mức 1000:1. Ở phim nhựa, phần sáng-tối, trắng-đen đều được tái tạo với sự biến đổi êm dịu mà không bị mất chi tiết như trên cảm biến ở máy quáy video.

Ảnh: Cảnh phim The God Father, nổi tiếng nhờ sự tương phản trong nghệ thuật ánh sáng, có lẽ chỉ có phim nhựa mới tái tạo hình ảnh tốt như vây

III. Công nghệ điện ảnh, hậu kỳ và chiếu phim kỹ thuật số

Công nghệ điện ảnh kỹ thuật số cho phép sử dụng tiện ích của máy dựng phim cùng các phần mềm dựng phim, thiết kế kỹ xảo để dựng phim, tạo ra kỹ xảo không có thật trên phim. Phim nhựa được scan và chuyển đổi thành tín hiệu số, được cắt phép trên bàn dựng và cuối cùng được chuyển thành hình ảnh trên bề mặt phim nhựa để công chiếu. Ở hướng ngược lại, phim được ghi lại bằng máy quay kỹ thuật số chuẩn điện ảnh được dựng trực tiếp bằng dữ liệu số sau ghi hình và cũng được in vào phim nhựa để công chiếu.

Ảnh bên: Sơ đồ công nghệ kỹ thuật số.

Thời gian sản xuất phim bằng máy ghi hình kỹ thuật số được tiết kiệm rất nhiều so với máy ghi hình truyền thống. Không tốn thời gian tráng phim, in phim rồi scan phim để dựng. Dữ liệu được đưa trực tiếp đến bàn dựng và sau khi dựng xong được in ngược lại phim nhựa để trình chiếu.

Từ khi sinh ra, hậu kỳ phim là điều tất yếu và khiến rất rất nhiều nhà làm phim đau đầu về cả yếu tố kỹ thuật lẫn nghệ thuật. Mới đầu, dựng phim đơn thuật là cắt ghép những đoạn phim nhựa lại với nhau thành một cuộn phim. Dần dần, nghệ thuật dựng phim ra đời với những thủ pháp dựng phim khác nhau. Kỹ xảo phim cũng vậy, nó ra đời bởi ông tổ Georger Méliès. Phim của ông được thiết kế kỹ xảo trực tiếp ngay trên máy quay phim và bản phim sau khi được in tráng, tỉ mỉ và thủ công từng hình một. Sau này, máy dựng và phần mềm dựng phim kỹ thuật số giúp ta có thể thiết kế nhanh và hoàn hảo hơn xong vẫn được thực hiện theo nguyên lý kinh điển trên. Hiện nay, với giá khoảng 5000$ là ta có thể sở hữu một bàn dựng phim cá nhân thuộc loại khá của Apple.

Ảnh: Máy Apple Mac Pro, thiết bị phần cứng được nhiều nhà dựng phim ưa dùng.

Máy chiếu phim hiện nay hiện đại hơn rất nhiều so với trước kia. Rạp chiếu phim cũng được nâng cấp với hệ thống phim 3D, 4D, 5D... Âm thanh nổi 7.1, 9.1... Với số lượng ghế ngồi ngày càng tăng dần 300, 400, 500 thậm chí là hàng ngàn chỗ. Màn ảnh rộng, hệ thống IMAX Cinema.

Ảnh bên: Hình ảnh rạp phim Megastar Mipec Tower, Hà Nội.

Thay cho lời kết 

Sự phát triển không ngừng nghỉ của Điện ảnh kỹ thuật số nói chung đang đưa nền Điện ảnh thế giới qua hết trang này tới trang khác nhưng có một điều sẽ không thể thay đổi rằng những trang sách đó chỉ nằm gọn trong một cuốn sách kinh điển và dù có thay đổi đến đâu thì mọi nguyên lý, phương thức hoạt động cũng như sự tái tạo vẫn cứ đi đến một đáp án đó là phim nhựa. Những nguyên lý tái hiện hình ảnh và màu sắc cũng như những thủ pháp tạo hình của điện ảnh phim nhựa sẽ luôn là bài học, đường dẫn cho các bước phát triển của điện ảnh kỹ thuật số hiện tại và trong tương lai.

Nguyễn Trung Kiên - Theo Đích Đến Blog

Read more »

Âm thanh trong phim ảnh

Chuyên gia âm thanh người Mỹ David Sonnenschein đã truyền đạt những kinh nghiệm sử dụng âm thanh trong phim vô cùng thiết thực.

1. Các hình thức nghe (Listening modes)

Theo David Sonnenschein, để có một “đôi tai thông minh”, kỹ thuật viên âm thanh cần luyện tập và phát hiện 4 hình thức (chế độ) nghe sau.

- Reduced: Chất lượng âm thanh, tính tinh khiết của âm thanh được sử dụng trong phim. Để đạt được yêu cầu này, kỹ thuật viên âm thanh cần có một đôi tai biết lọc tạp âm tốt.

- Causual: Nguồn của âm thanh, môi trường nơi âm thanh đó phát ra. Nắm được yếu tố này, kỹ thuật viên âm thanh sẽ biết sử dụng âm thanh phù hợp và hợp lý với không gian trong phim.

- Semantic: Ý nghĩa, tính biểu cảm của âm thanh. Kỹ thuật viên âm thanh phải trả lời được câu hỏi: họ muốn khán giả cảm nhận điều gì khi sử dụng âm thanh/ tiếng động này?

- Referential: Tính tham chiếu, tính tượng trưng của âm thanh – âm thanh được sử dụng để đại diện cho một ngữ cảnh, vùng miền, một giai đoạn, một nền văn hóa hay thời kỳ lịch sử nào đó.

Ví dụ – Âm thanh mang tính tham chiếu cho một giai đoạn và một vùng miền: Nếu một bộ phim Việt Nam sử dụng tiếng leng keng của tàu điện thì ngay lập tức khán giả sẽ nhớ về Hà Nội của thập niên 70, 80.

Ví dụ – Âm thanh mang tính tham chiếu cho một vùng miền: có thể sử dụng âm nhạc như một ví dụ điển hình. Ví dụ: âm nhạc đặc trưng của những thành phố châu Âu như Pari hay Rome sẽ luôn là tiếng đàn accordion hoặc tiếng harmonica; hay như tiếng sáo sẽ đại biểu cho Trung Quốc, tiếng nhạc với những nhịp mạnh, hiện đại và sôi động sẽ biểu trưng cho New York,…

2. Phân loại chất lượng âm thanh (Sound quality bi-polarities)

Theo David Sonnenschein, âm thanh có 10 đặc tính sau:

Đặc tính	Tính chất
Âm lượng (Volume)	Mềm mại (Soft)	Ồn ào (Loud)
Cao độ (Pitch)	Thấp (Low)	Cao (High)
Thanh sắc (Timbre)	Đơn giản (Simple)	Phức tạp (Complex)
Tốc độ (Speed) *	Chậm (Slow)	Nhanh (Fast)
Nhịp điệu (Rhythm) *	Có trật tự (Ordered)	Hỗn loạn (Chaotic)
Khởi tạo (Attack)	Đột ngột (Sudden)	Dần dần (Gradual)
Độ dài (Sustain/ Duration)	Ngắn (Short)	Dài (Long)
Độ vang (Decay)	Đột ngột/ Tiếng thô (Sudden/Dry)	Dần dần/ Tiếng “ướt” (Gradual/Wet)
Hướng (Directionality)	Hẹp (Narrow)	Rộng (Wide)
Hòa hợp (Harmony) *	Phụ âm (Consonant)	Chói tai (Dissonant)

* Đối với những âm thanh kéo dài và đều đều thì sẽ không có 3 đặc tính này.

Khi sử dụng bất cứ một âm thanh, tiếng động nào đó trong phim, kỹ thuật viên âm thanh phải tính đến các đặc tính trên của âm thanh để tạo được hiệu quả thính giác lớn nhất tới khán giả.

3. Nguồn âm thanh (đối với khán giả)

- On screen: là âm thanh mà khán giả có thể nghe được và thấy được nguồn phát trên màn ảnh.

- Off screen: là âm thanh mà khán giả có thể nghe được nhưng không nhìn thấy nguồn phát trên màn ảnh.

- Out of screen: loại âm thanh này chủ yếu là nhạc phim.

Vậy ai là người nghe âm thanh? David tổng kết lại đối tượng nghe âm thanh chủ yếu là hai nhóm sau:

- Ngôi thứ nhất: nhân vật trong phim, là chủ thể

- Ngôi thứ ba: khác giả, là khách thể

Ngoài ra ở một số trường hợp khác như trong một cảnh nghe điện thoại thì chỉ có nhân vật mới có thể nghe được âm thanh từ đầu dây bên kia, còn khán giả thì không. Và ngược lại, cũng có trường hợp chỉ khán giả mới có thể nghe thấy âm thanh còn nhân vật thì không. Ví như trong một bộ phim hành động, chỉ khán giả mới nghe tiếng bước chân của kẻ tấn công, điều này sẽ tạo nên tâm lý hồi hộp, lo lắng của khán giả đối với nhân vật sắp bị tấn công.

4. Các tầng âm thanh (Sound spheres)

David Sonnenschein chia âm thanh ra làm 6 tầng lĩnh vực

- Tầng trong cùng – Tôi nghĩ (I think): đây là âm thanh phát ra từ tâm tưởng của nhân vật và không ai khác (ngoại trừ khán giả) có thể nghe được.

Ví dụ: là âm thanh trong những giấc mơ hoặc ký ức của nhân vật, hoặc là những lời nội tâm của nhân vật…

- Tầng thứ 2 – Tôi là (I am): đây là dạng âm thanh được tạo ra từ chủ thể.

Ví dụ: tiếng tim đập, tiếng nói, tiếng thở, tiếng dạ dày réo khi đói…

- Tầng thứ 3 – Tôi chạm (I touch): là dạng âm thanh được tạo ra bởi tác động của nhân vật tới thế giới bên ngoài.

Ví dụ: tiếng bước chân, tiếng các đồ vật khi được con người chạm tới. Đây cũng chính là xuất phát điểm của việc lồng tiếng động trong studio bằng cách chạm vào các đồ vật.

- Tầng thứ 4 – Tôi thấy (I see): là dạng âm thanh khi nhân vật có thể nhìn thấy nguồn phát của âm thanh đó.

Ví dụ: miệng chuyển động cùng với lời nói thoát ra, tiếng xe hơi chạy qua, tiếng TV,…

- Tầng thứ 5 – Tôi biết (I know): là dạng âm thanh off screen (ngoài màn hình), nhân vật không thể nhìn thấy nguồn phát nhưng vẫn có thể nhận biết được đây là âm thanh do vật hoặc hành động nào tạo ra.

Ví dụ: tiếng người nói chuyện ngoài tầm mắt, tiếng mưa rơi, gió thổi bên ngoài căn phòng,…

- Tầng ngoài cùng – Tôi không biết (I don’t know): là những âm thanh mà nhân vật không biết đó là âm thanh biểu trưng cho điều gì và đến từ đâu.

Ví dụ: những tiếng động gây tranh cãi về nguồn phát của nó, hoặc những ngôn ngữ mà ta không hiểu…

Nắm rõ được 6 tầng âm thanh này, các kỹ thuật viên âm thanh có thể áp dụng vào bộ phim để đạt hiệu quả cao nhất. Ví dụ, đối với tầng âm thanh “Tôi không biết”, khi sử dụng những âm thanh dạng này có thể gây nên sự ngạc nhiên, sự kinh hoàng, hoặc tạo ra tiếng cười cho khán giả. Và vì thế có thể được dùng làm bước chuyển cho mạch truyện trong phim.

Theo RedOcean 

Read more »

Chuyên đề KT Điện ảnh và VTTH: PHIM 3D

Phim nổi đã xuất hiện từ những năm 50 của thế kỷ trước.Ở các nước điện ảnh tiên tiến đều có rạp chiếu phim nổi.Trước năm 2000,rạp chiếu phim Ngọc Khánh của Viện Tư liệu phim Việt nam từng được cải tạo để chiếu phim nổi.

Phim nổi,nay gọi là phim 3D-ba chiều tạo ra những ấn tượng mạnh về hiệu quả không gian của hình ảnh.Những hiệu quả này gây ra những cú sốc thị giác cho người xem.Bộ phim Avantar mới đây của James Cameron là một thí dụ điển hình,có thể mở ra một thời đại mới của điện -ảnh-ba-chiều. 

Để xem phim nổi,người xem vào rạp được phát kính đeo mắt.

Khi xem,nếu bỏ kính ra thi chỉ thấy trên màn ảnh hai hình chập vào nhau.Để quay phim nổi,trước đây phải sử dụng hai máy quay để cùng quay một khuôn hình nên rất phức tạp.Bước tiến sau đó là một máy quay sử dụng hai ống kính.Công nghệ mới nhất của máy quay 3D là một máy quay với một ống kính,bên trong được thiết kế hệ thống hai gương phản chiếu và hai bộ cảm biến hình ảnh. 

Trong khoảng thời gian gần đây, nhất là kể từ sau sự xuất hiện của bộ phim được coi là “siêu phẩm của mọi thời đại”, Avatar, trào lưu phim 3-D đã phát triển một cách rầm rộ hơn bao giờ hết. Đi đến đâu cũng thấy người ta nói về nào là phim 3D, nào là về công nghê 3-D, nào là “giả” 3-D... Vậy thực chất phim 3-D là gì? Nó đã được làm ra như thế nào? Nó khác gì với phim 2-D truyền thống? Phim “giả” 3-D khác với phim 3-D “xịn” ở điểm nào? Hãy cùng tìm hiểu kĩ hơn về trào lưu này nhé.

Khái niệm về phim 3-D[/B]

Như nhiều người đã biết, 3-D thực ra là tên viết tắt của từ 3-Dimension (3 chiều). Kỹ thuật 3-D mà người ta vẫn sử dụng một cách phổ biến hiện nay thường đi liền với khái niệm “đồ họa 3D” - tức là những hình ảnh được dựng nên một cách sống động như thật với sự trợ giúp của các phần mềm đồ họa vi tính. Kỹ thuật này lần đầu tiên được biết đến trên màn ảnh vào năm 1995 với bộ phim hoạt hình nổi tiếng Toy Story (Thế giới đồ chơi) của hãng Walt Disney. Bộ phim này đã mở ra một thời kì mới cho thể loại phim hoạt hình không chỉ với những hình ảnh đẹp hơn, sinh động hơn, “ăn đứt” khi so sánh với các bộ phim hoạt hình 2D truyền thống, mà còn dần làm xoá nhoà đi khoảng cách giữa những hình ảnh “thật” và “giả” trên phim. Có thể kể đến một số bộ phim nổi bật cho thể loại 3D này như Shrek, Finding Nemo, The Incredibles, Happy Feet, Surf's Up… hay gần đây nhất là Wall-E và Up.

Tuy nhiên, dường như chưa cảm thấy thoả mãn với những gì đã có, các nhà làm phim vẫn quyết tâm mang đến cảm giác thật hơn cho người xem, muốn khán giả có thể tương tác được với bộ phim, tạo cảm giác giống như là được sống trong phim vậy. Vì lẽ đó mà công nghê Real 3-D – không gian ba chiều “thật” đã ra đời. Khác với công nghê phim 3D trước kia, vốn chỉ là những phim hoạt hình có các hình khối được dựng trong không gian ba chiều, nhưng nó vẫn bị giới hạn bởi không gian phẳng (2D) của màn hình, thì công nghệ Real 3-D làm cho người xem có cảm giác như những hình khối đó hoàn toàn thoát ra khỏi màn hình. Điều này khiến cho hình ảnh trên phim trở nên sâu và thật hơn rất nhiều.

Ảnh bên:Phim 3-D House of Wax ra đời từ năm 1953.

Bộ phim được coi là làm theo công nghệ 3-D đầu tiên đã ra đời vào năm 1953. Đó là bộ phim House of Wax của đạo diễn người Mỹ gốc Hungari, André de Toth. Nhưng chỉ đến cho tới khi bộ phim hoạt hình Chicken Little (2005) của hãng Walt Disney đạt được những thành công rực rỡ (thu về gần 100 triệu USD chỉ trong tháng công chiếu đầu tiên) thì công nghệ Real 3-D mới được các nhà làm phim chú ý đến. Nhận thấy được tiềm năng cũng như lợi nhuận khổng lồ mà những bộ phim 3-D này mang lại, các nhà làm phim Hollywood đã quyết định đầu tư lớn hơn vào công nghệ 3-D. Và quả thật, những thành công sau đó đã cho thấy những sự mạo hiểm là hoàn toàn sáng suốt: Ice Age 2 có doanh thu gần 200 triệu USD chỉ riêng tại Mỹ, Shark Tale thì thu về 363 triệu USD, Madagascar đạt 525 triệu USD ở thị trường Mỹ... Tuy nhiên đó vẫn chỉ là những bộ phim hoạt hình 3-D. Thế còn những bộ phim 3-D do người thật đóng thì sao???

Chính vì nhận thức được điều này mà đạo diễn lừng danh James Cameron đã quyết định cho thực hiện dự án Avatar vốn đã ấp ủ gần 11 năm trời của mình. Khác với những bộ phim hoạt hình 3-D trước đó chỉ dựng hoàn toàn bằng máy tính, James Cameron đã sử dụng một loại máy quay phim kĩ thuật số 3-D tiên tiến có hai ống kính song song, có thể định vị được những tiêu điểm khác nhau, thích hợp với từng địa hình quay và những hình ảnh này được sẽ được hiện ngay trực tiếp trên máy tính để có thể chỉnh sửa một cách tùy ý.

Có thể nói chính nhờ phương pháp này mà bộ phim Avatar đã trở thành một trong những người đi tiên phong mở ra “một trang sử mới cho lĩnh vực điện ảnh”.

Nguyên lí hoạt động của 3-D?

Các bộ phim được làm theo công nghệ 3-D nói chung đều dựa theo nguyên lí sự tạo ảnh 3 chiều từ hai mắt, sự chìm hay nổi của một vật phụ thuộc vào cách nhìn người quan sát. Chẳng hạn khi nhìn hai hình ảnh của một vật sát cạnh nhau, nếu như mắt trái nhìn vào ảnh bên phải còn mắt phải nhìn vào ảnh bên trái, thì ta sẽ cảm tưởng như vật đó đang nổi ra khỏi khung hình. Và ngược lại thì vật đó sẽ “lõm” xuống.

Lợi dụng điều này, các nhà làm phim 3-D sẽ quay thành hai phim, từ hai góc nhìn khác nhau tương ứng với hoạt động của hai con mắt. Những hình ảnh này khi qua não bộ, chúng sẽ chập lại tạo thành những hình ảnh không gian ba chiều. Và vì kĩ thuật 3-D này chủ yếu là dựa vào sự tổng hợp ảnh từ 2 mắt tạo nên nên những người có tật về mắt sẽ khó có thể xem được những bộ phim 3-D.

Kỹ thuật quay phim 3-D

Vậy một bộ phim 3-D sẽ được quay như thế nào? Đầu tiên, như đã biết, người ta sẽ sử dụng một camera khổng lồ trang bị hai ống kính lệch pha (một dành cho mắt trái và một cho mắt phải) để ghi hình cùng lúc từ hai góc nhìn, trên hai cuốn phim khác nhau.

Tại phòng chiếu, người ta sử dụng máy chiếu phim có hai ống kính, qua đó chuyển tải hai băng hình khác nhau. Một thiết bị đặc biệt đưa lên màn ảnh quang cảnh dành cho mắt trái và mắt phải cùng lúc để tạo nên ảnh 3 chiều. Tuy nhiên, khán giả sẽ không thể xem được những hình ảnh này ngay vì chúng sẽ xuất hiện rất nhòe trên màn ảnh, mà bắt buộc phải mang một cặp kính làm bằng chất liệu đặc biệt (thường là bằng thủy tinh lỏng). Sau đó, qua một tín hiệu hồng ngoại đồng bộ với máy chiếu phim chiếu từ xa sẽ làm một bên mắt kính bị mờ và bên kia trong suốt, khi đó người xem mới cảm nhận được những hình ảnh 3 chiều trên màn ảnh.

Tuy nhiên, trong Avatar, đạo diễn James Cameron còn đưa ra ý tưởng khác khi dùng ba màn ảnh rộng, tạo thành một đường cong khổng lồ bao trùm cả tầm nhìn. Mỗi màn ảnh đó sẽ được chiếu bằng loại phim 65mm, nghĩa là gấp đôi loại phim nhựa 35mm vẫn thường dùng, để có được ảnh to, rõ và sáng hơn. Ngoài ra sẽ có tổng cộng sáu máy chiếu phim tạo ra sáu góc nhìn khác nhau, tay vì 2 máy chiếu như bình thường để tạo ảo giác hoàn hảo và phim cũng được chiếu với tốc độ nhanh hơn 30 ảnh/giây thay vì 24 ảnh/giây làm cho chuyển động của các nhân vật trong phim cũng trở nên nhuần nhuyễn hơn.

Do có sự phức tạp, đòi hỏi đến các kĩ thuật hiện đại đến như vậy nên việc làm nên các bộ phim 3-D quả thật rất “nặng đô-la”. Chính vì thế nên các nhà làm phim đã nghĩ ra được một phương pháp khác có thể tiết kiệt được một khoản chi phí lớn, đó là bằng cách chuyển đổi những bộ phim dạng 2-D (phẳng) sang 3-D (nổi), hay người ta vẫn thường gọi đùa là phim "giả 3-D". Có thể kể tên đến hai bộ phim dạng 2-D chuyển đổi sang 3D gần đây nhất là Alice in Wonderland và Clash of the Titans.

Để chuyển một bộ phim 2-D thành 3-D trước tiên người ta phải xác định độ sâu của ảnh và đối tượng mình định làm, xem cái nào sẽ đặt trước, cái nào đặt sau, chỗ nào cần nổi lên và chỗ nào sẽ phải chìm xuống. Sau đó người ta sẽ cắt ảnh và kéo dãn bóng về bên phải cảnh nền nhằm để tạo ra hình ảnh dành cho mắt trái, rồi tương tự lại sao chép hình ảnh đó nhưng kéo lệch về bên trái để tạo ra hình ảnh cho mắt phải. Khoảng giữa hai hình ảnh này, người ta sẽ chèn vào đó các hình ảnh tổng hợp dạng hình khối và phải làm như thế liên tục 24 lần/giây mới tạo được hình ảnh nổi.

Tuy nhiên,nếu muốn chuyển đổi một bộ phim “phẳng” sang “nổi” cũng phải cần đến hàng trăm chuyên gia vi tính và cũng tiêu tốn một con số chi phí không nhỏ, dù tất nhiên là vẫn thấp hơn nhiều so với làm phim 3-D thật. Có điều, tất nhiên là do “tiền nào của nấy” nên phim "giả 3-D" khó có thể so bì về độ thật và có những hình ảnh nổi rõ như 3-D "xịn" được-Xem hai ảnh minh họa bên.

Hiện nay trên thế giới, có rất nhiều loại công nghê Real 3-D như Anaglyph, Real D, Dolby, Prisma… nhưng phổ biến nhất và thường dùng trong các rạp chiếu phim nhất vẫn là hai công nghê Dolby và Real D.

Công nghê Real D dựa theo nguyên lý phân cực để tạo hiệu ứng nổi 3D, bao gồm hai máy chiếu giống hệt nhau đươc đồng bộ hóa, phân cực hóa, và cùng chiếu lên một màn ảnh (phủ một chất liệu đặc biệt chống khử cực, thường là một lớp bạc) nhằm làm giảm độ sáng cho phim.

Trong khi đó, ưu thế của công nghệ Dolby so với Real D chính là Dolby dễ lắp đặt, hoàn toàn có thể chiếu được ngay trên màn hình trắng thông thường và kính đeo có thể tái sử dụng nhiều lần (trong khi kính dùng cho công nghệ Real-D chỉ có thể sử dung 1 lần). Ngoài ra có thể kể đến công nghệ Imax 3D dành chiếu riêng cho những rạp Imax có kích thước hình vòm khổng lồ ngang bằng một tòa nhà.

LẠI ĐỨC KHÁNH

Read more »

Chuyên đề KT Điện ảnh và VTTH:MÁY QUAY PHIM NHỰA 35mm ARRIFLEX

Sự phát triển của Điện ảnh kỹ thuật số làm thay đổi rất nhiều về cách nhìn nhận, đánh giá,cách làm việc của nhiều người trong Điện ảnh.Cụ thể là việc ra đời nhiều loại máy quay kỹ thuật số full HD có thể đạt được độ phân giải lên tới 4K

Nhưng dù đạt được chuẩn 4K hay hơn chăng nữa,thì nó mới chỉ là tiêu chí đánh giá độ phân giải.Còn độ tương phản hay là sự nhận biết các chi tiết trong phần sáng và quá sáng của máy quay HD không thể bằng phim nhựa được. 

Hình vẽ trên sẽ cho ta thấy:

-Trục hoành biểu thị cường độ sáng

-Trục tung là mức tín hiệu

Với cùng 1 cảnh quay,cùng điều kiện lộ sáng,cùng góc máy..Máy quay phim nhựa,tương ứng với đường nét đậm sẽ có mức tín hiệu ở phần sáng tốt hơn so với máy quay HD ứng với nét đứt.

Với việc nắm bắt các chi tiết trong phần sáng tốt hơn hẳn máy quay HD (Độ tương phản cao hơn) thì phim nhựa vẫn là lựa chọn hoàn hảo nhất về chất lượng,vì thế máy HD vẫn không thể thay thế phim nhựa về mặt chất lượng kỹ thuật.Người ta sẽ sử dụng nó khi có sự cân nhắc về giá cả…

Trong khuôn khổ bài chuyên đề này chúng tôi không có tham vọng trình bày nhiều,chỉ muốn giới thiệu đôi chút về máy quay phim nhựa.Cụ thể là dòng máy quay ARRI flex 35mm(máy quay phim nhựa 35mm).Và tạm phân ra làm 2 loại : 

+ Máy quay không dùng để thu thanh đồng bộ

+ Máy quay dùng để thu thanh đồng bộ

Những loại máy quay phim nhựa này hiện vẫn đang được các hãng phim nhà nước và tư nhân sử dụng.

CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Về cấu tạo của 1 máy quay phim nhựa ta có thể tạm chia thành 4 phần cơ bản như sau:

Hệ thống ống kính:

+ Những ống kính đơn đắt tiền là sự lựa chọn cần thiết khi sử dụng máy quay Arri,thỉnh thoảng ta vẫn phải dùng ống kính zoom trong trường hợp đặc biệt,mặc dù chất lượng vẫn không bằng được ống kính đơn.

Ống kính đơn có tiêu cự từ 18,25,35,50 đến 85,135.Cá biệt có những ống kính góc rộng có tiêu cự 14 hoặc là 12

Trong trường hợp sử dụng ống kính zoom sẽ phải đi kèm theo 1 bộ gá đỡ ống kính,vì thế máy quay trông khá là cồng kềnh. 

Hộp đựng phim hay gọi là cassett phim:

Trong cassett phim bao giờ cũng có 2 phần:cuộn phim và nhả phim.Phần negative sống được lắp vào bên nhả phim đi qua cửa hình trong thân máy để lộ sáng , thu nhận hình ảnh sau đó chúng được cuộn lại trong phần cuộn phim của cassett. 

Những cassett của các đời máy cao về sau này càng được hoàn thiện hơn.Chúng đẹp hơn,hệ thống cơ học làm chúng chạy êm hơn,hạn chế xước negative hoặc hóc phim…

Thân máy:

Các máy đời cao hơn có thể có sự thay đổi ít,nhiều trong cấu tạo hoạt động của thân máy,nhưng về cơ bản thân máy sẽ đảm nhận những việc sau:

+ Mạch điện tử kết hợp với hệ thống cơ khí cực kỳ chính xác sẽ giúp kéo phim từ cassett vào thân máy để lộ sáng qua cửa hình với tốc độ 24hình/1giây(khoảng 0,5m phim negative) {tốc độ thông thường}

+Hệ thống gif và côngtơ gif trong thân máy làm nhiệm vụ móc và giữ phim tại cửa hình để lộ sáng lấy hình ảnh.

+Hệ thống cửa hình(film gate),gương mờ có thể thay đổi được để quyết định khuôn hình của bộ phim(ví dụ: cửa hình1.66;1.85…)

Sơ đồ cụm cửa hình và nơi negative được lộ sáng

Film Gate: Cửa hình

Light passes through: ánh sáng,hình ảnh nhận được sau ống kính sẽ được in lên phim negative

Film: phim negative có hướng chạy theo chiều thuận từ trên xuống dưới

Film Back: Hệ thống chặn, ép chặt phim lên cửa hình tránh hiện tượng run,giật..

Xin lưu ý phim negative chạy qua cửa hình với tốc độ rất cao nên cửa hình phải rất nhẵn sẽ không bị xước phim.Do đó vật liệu đặc biệt và công nghệ cơ khí chính xác cao mới sản xuất được cửa hình,vì thế giá thành của chúng là rất đắt.

+Hệ thống Shutter hay còn gọi là cửa trập độ mở là hệ thống được điều khiển bằng motor quay,dùng để lộ sáng phim.

Khi negative được hệ thống gif và côngtơ gif giữ lại trên cửa hình thì hệ thống sector này phải được mở ra để phim được lộ sáng,sau đó chúng đóng lại thì phim negative được cuốn đi nhường chỗ cho đoạn negative mới chưa được lộ sáng đến và hệ thống cửa trập độ mở lại được mở ra…

Hệ thống Shutter có thể thay đổi được độ mở nhờ đó mà cho ánh sáng qua nhiều hay ít.

Nó có thể mở ra 180 độ hay khép lại 15 độ hoặc nhỏ hơn.

Khi mở ra 180 độ thời gian lộ sáng sẽ nhiều hơn ở góc 15 độ,thời gian lộ sáng sẽ ít hơn.

Khi đã lộ sáng xong 1 hình thì hệ thống Shutter đóng lại, đồng thời trên đó là hệ thống gương giúp phản chiếu hình ảnh vào 1 hệ thống khác trên máy đó là hệ thống viewfinder,giúp người quay phim quan sát được hình ảnh khi quay.

Nhờ vào kính mờ đã vạch sẵn khuôn hình(ví dụ:1,85)mà hình ảnh phản chiếu từ gương Shutter qua kính mờ lên cụm viewfinder giúp người quay phim dễ dàng căn được bố cục.

+Ngoài ra trên hệ thống thân máy đời mới còn thiết kế 1 số mạch điện tử hỗ trợ người sử dụng khi quay phim.

Ví dụ: Hệ thống điện tử trên máy Arri 435 giúp người quay phim có thể quay được tốc độ lên tới hơn 120 hình/1s hoặc giảm xuống 1hình/1s.

Và khi sử dụng thay đổi tốc độ hệ thống sẽ tự động thay đổi sector,giúp quay phim không cần phải đóng,mở khẩu độ.

Nhờ vào mạch điện tử hiện đại mà quay phim có thể lập trình sau thời gian nào đó có thể tự động thay đổi tốc độ…

Hệ thống Remote: 

Hệ thống này chỉ sử dụng cho các máy quay cao cấp từ Arri 435, Arri 535,…

+RCU: remote control unit: Khi gắn vào sẽ hỗ trợ thay đổi tốc độ hoặc lập trình thay đổi tốc độ,thay đổi sector,hoặc quay thuận,nghịch….

+RFF: remote follow focus: Hỗ trợ điều chỉnh nét từ xa

Nhìn chung cấu tạo,nguyên lý hoạt động của 1 máy quay Arri là như trên,tuỳ theo các dòng máy mà có một số sự thay đổi. Đối với những dòng máy quay Arri dùng để thu đồng bộ do yêu cầu chạy êm,không phát ra tiếng ồn nên có sự cải tiến lớn về cassett và vỏ máy quay cách âm giúp giảm thiểu tiếng ồn phát sinh,do đó mà những máy quay dùng thu thanh đồng bộ thường rất nặng nề..Và hầu như không có sự thay đổi lớn nào trong phần điều khiển điện tử của máy Arri dùng cho thu đồng bộ.

MÁY QUAY ARRI KHÔNG DÙNG THU THANH ĐỒNG BỘ

Về cơ bản các máy quay Arri không dùng cho việc thu đồng bộ sẽ có kêt cấu đơn giản hơn và đặc biệt là trọng lượng được giảm nhẹ hẳn.

Vì thế chúng hay được dùng để quay ngoại cảnh vì bản chất khi vận hành,chúng phát ra tiếng ồn rất lớn.Hay những máy quay này thường được gắn lên ô tô,cáp treo…vì trọng lượng của chúng nhẹ hơn những máy quay dùng thu thanh đồng bộ.

Việc không cần phải cách âm cho casset hay vỏ máy nên chi phí sản xuất cho những chiếc camera này giảm đi rất nhiều,và vì đơn giản được thân máy cũng như casset nên chúng có đường nét kiểu dáng đẹp và gọn gàng hơn.Dưới đây là hình ảnh 1 số casset máy Arri không dùng để thu đồng bộ.

Ta thấy được chúng có kết cấu mỏng và gọn nhẹ vì không cần làm cách âm.

Phần tiếp xúc giữa cassett và thân máy quay đơn giản chỉ là vài chiếc bánh răng,nên khi chạy chúng phát ra tiếng ồn rất lớn, đặc biệt khi chạy với tốc độ cao (Trên 60hình/1s) ngoài độ ồn lớn,khả năng rung ,giật nên rất dễ bị đứt,hóc phim. Đây cũng là nhược điểm của những máy không dùng thu đồng bộ này.

Những năm 80 trở về trước Việt Nam sử dụng 1 loại máy quay vô cùng gọn nhẹ đó là máy quay Arri 235.Ngoài những nhược điểm về độ ồn,xước phim,acc quy hay không hỗ trợ 1 số phụ kiện kèm theo..thì ưu điểm của loại máy này nhìn vào cũng thấy đó là khả năng cơ động vác vai rất tốt.

Khả năng cơ động cao nên nó hay được dùng để quay tài liệu,hoặc trong phim truyện nó được sử dụng như 1 máy phụ ngoài máy quay chính.( Đặc biệt hiệu quả khi sử dụng làm phim chiến tranh..)

Ra đời sau đó là thế hệ máy Arri 335.Với thiết kế được cải tiến về kiểu dáng,1 số chức năng được cải tiến như:quay thuận,nghịch,khả năng hỗ trợ quay tốc độ cao..,đặc biệt cải tiến phù hợp với những dòng ống kính chất lượng cao cấp hơn,nên chúng tỏ ra rất phù hợp khi làm phim truyện,và nó vẫn được dùng cho đến tận bây giờ.

Sau thế hệ máy quay Arri 3 xuất hiện 1 dòng máy được cải tiến trông bắt mắt hơn.Đó là Arri 435 Đặc biệt cải tiến:

-Hệ thống cửa hình,kính mờ,hệ thống gif và công tơ gif được nằm trong 1 cụm

-Hệ thống casset

-Hệ thống shutter được hỗ trợ điện tử ..

-Hệ thống điều khiển điện tử

-Hệ thống Viewfinder với hỗ trợ điện tử chuyển đổi từ quang học sang điện tử để tạo 1 đường hình ra (Video out)

Với sự hỗ trợ điện tử mạnh như vậy Arri 435 thực sự là cuộc cách tân trong dòng máy Arri từ trước đến nay tuy rằng sau này hãng Arri ra thêm những đời máy như: Arri 535,hoặc đời cao hơn thì hệ thống điều khiển điện tử hoàn toàn không khác gì mấy so với Arri 435

MÁY QUAY DÙNG CHO THU ĐỒNG BỘ

Đối với máy quay dùng cho thu thanh đồng bộ,nhà sản xuất có sự cải tiến bên trong thân máy và casset máy quay.

Cụ thể thì bên trong thân máy,ngoài lớp vỏ hợp kim của máy quay,nhà sản xuất còn lắp thêm vật liệu để cách âm nên vỏ máy trở nên dày hơn và thân máy trông nặng nề hơn

Hệ thống casset cũng được cải tiến cách âm nên vỏ của chúng trông dày hơn.Ngoài ra đa phần casset được thiết kế dạng hình tròn để đảm bảo sự chuyển động của negative nhẹ nhàng hơn.Những bánh răng,puly trong loại casset này cũng khó nhìn thấy được vì chúng được “bọc” kín để khi chuyển động hạn chế được rất nhiều tiếng ồn phát sinh

Hệ thống ráp nối cassett vào thân máy quay cũng được thiết kế tránh tiếng ồn nên cách ráp nối giữa 2 hệ máy đồng bộ và không đồng bộ cũng có sự khác nhau.

Do có sự khác nhau về thiết kế như vậy nên việc lắp phim vào cassett tròn của máy quay thu đồng bộ không quan tâm đến độ dài của búp phim,mà ta chỉnh nó khi đã lắp phim vào cửa hình.

Việc phân biệt giữa 2 loại máy quay đồng bộ và không đồng bộ cũng có thể nhận biết chúng thông qua ký hiệu.

Đối với máy quay dùng để thu đồng bộ sẽ có thêm chữ BL(Blim) hoặc Evolution.

Chẳng hạn thiết kế ra đời cùng thời gian với máy Arri 3 là máy quay Arri 3 BL. Đó là máy quay Arri 3 dùng để thu đồng bộ.

Nặng hơn Arri 335, Arri 335BL chạy êm hơn,nhưng chưa được hỗ trợ nhiều trong hệ thống điện tử nên 1 số chức năng vẫn phải điều khiển bằng tay như việc đóng mở shutter…

Tiếp sau đời Arri3BL là dòng máy Arri 435BL đã được hỗ trợ rất nhiều trong phần điện tử.Nhờ đó mà việc điều khiển hay vận hành trỏ nên dễ dàng hơn hoặc chúng có thể làm 1 số kỹ xảo đơn giản…

Đối với đời máy Arri5 được phát triển ngay sau đó toàn bộ hệ thống Video exit được thiết kế ở bên trong máy,nên chất lượng hình ảnh video ra tốt hơn.

Chỉ có thể dùng 2 từ hoàn hảo đối với máy Arri 5,vì chúng có thiết kế bên ngoài cực kỳ bắt mắt,tuy máy rất nặng nhưng bên trong được sở hữu 1 hệ thống điều khiển điện tử mạnh nhất của Arri(Đối với dòng máy quay phim nhựa).

Điểm nổi trội với những dòng máy khác là:mỗi khi đóng nắp máy để kiểm tra xước phim xong,hệ thống camera sẽ tự động chạy qua 1 đoạn phim đã bị lộ sáng…

Arri 535 không có chữ BL hay evolution được gắn vào sau ký hiệu máy,mà chỉ có Arri 535A hoặc Arri 535B mà thôi.Tuy nhiên cả 2 dòng máy này đều có thể sử dụng để thu thanh đồng bộ.

Với giá thành rất cao nên ở Việt Nam chưa có một tư nhân hay hãng phim nào đầu tư vào Arri 535 cả.Tuy nhiên nếu không phải quan tâm đến kinh tế thì Arri 535 là sự lựa chọn số 1 đối với các nhà quay phim truyện nhựa trên thế giới.

PHẠM THANH TÙNG

Read more »

CCD HAY CMOS

Đích Đến - Bài viết CCD hay CMOS của bạn Bùi Huy Hoàng đã được khá nhiều các nhà quay phim và kỹ thuật trẻ đọc và tham khảo.Mới đây bạn Lê Quang Lâm sinh viên lớp Quay phim tại chức 29C Đại học Sân khấu và Điện ảnh Hà nội cũng có bài viết về đề tài này.Bài viết của bạn Lâm có một số điểm trùng lặp với những tìm tòi của Bùi Huy Hoàng nhưng với cách diễn đạt khác hẳn.Đích Đến xin giới thiệu với các bạn đọc điều thú vị này qua bài viết của Lê Quang Lâm.Mỗi chúng ta đều có một con đường riêng,đều hướng tới một cái đích đến chung-đó là TRI THỨC 

Bộ cảm biến (Sensor) là một phần của máy ảnh kỹ thuật số hay máy quay kỹ thuật số (Camera) có nhiệm vụ thu ánh sáng để tạo thành hình ảnh.

Có hai kiểu Sensor chính: CCD (Charge Coupled Device) và CMOS (Complimentary Metal-Oxide Semiconductor). Chúng là hai kỹ thuật phức tạp khác nhau với những thiết kế khác nhau, nhưng cả hai đều thực hiện cùng một nhiệm vụ là chuyển đổi tín hiệu ánh sáng sang tín hiệu điện.

Mặc dù có sự khác nhau về kỹ thuật và thiết kế trong bộ cảm biến này, nhưng tất cả chúng đều có cùng nguyên tắc chung.Sensor có hàng triệu ô nhạy sáng hoặc là những Diode quang trên tấm Silicon. Mỗi ô của Sensor phát ra lượng điện được nạp tương ứng với phần ánh sáng đập vào nó khi đi vào Camera qua thấu kính. Bộ lọc màu sắc (Filter) sẽ tạo ra màu sắc phù hợp. Sau đó Bộ phận xử lí của Camera sẽ biến đổi những tính hiệu điện trong Sensor thành hình ảnh và lưu trữ nó trong thẻ nhớ. Mỗi diode quang tạo thành một Pixel trong hình ảnh cuối cùng. Những Pixel là những mẩu nhỏ của thông tin được những Diode quang tạo thành. Hàng triệu pixel kết hợp với nhau để tạo thành hình ảnh.

Trong thiết bị CCD, điện áp nạp trên thực tế được qua một con chíp và được đọc ở góc của mỗi mảng. Bộ chuyển đổi ADC (analog-to-digital converter) sẽ biến giá trị mỗi Pixel thành giá trị số tương ứng.

Trong hầu hết những thiết bị CMOS có vài transitor cho mỗi một Pixel và được khuếch đại và chuyển tín hiệu tới mạch nạp truyền thống.CMOS đạt được nhiều sự linh hoạt bởi vì mỗi pixel được đọc giá trị riêng biệt.

Những CCD được chế tạo đặc biệt để có thể chuyển tín hiệu nạp tới chíp mà không bị mép tín hiệu. Sự xử lí này để sản xuất những bộ cảm biến có chất lượng tốt với độ nhạy sáng cao.

Những CMOS nói một cách khác được sản xuất, xử lí một cách truyền thống, cùng phương pháp xử lí sản xuất như hầu hết mọi bọ vi xử lí. Bởi vì quá trình sản xuất khác nhau nên những cảm biến CCD và CMOS cũng có một số vấn đề khác nhau:

1.Những bộ cảm biến CCD được sản xuất với chất lượng cao để đạt được độ nhiễu thấp nhất còn bộ cảm biến CMOS truyền thống thì chất lượng hình ảnh bị ảnh hưởng do nhiễu cao.

2.Bởi mỗi Pixel trong cảm biến CMOS có vài transistos do đó độ nhạy sáng của chíp CMOS thấp hơn.

3.Bộ cảm biến CMOS truyền thống thì tiêu thụ năng lượng thấp. Ngược lại những bộ cảm biến CCD lại tiêu thụ nhiều năng lượng trong quá trình xử lí (thường gấp 10 lần bộ cảm biến CMOS tương đương).

4.Chi phí để sản xuất chíp CMOS đắt hơn nhiều so với sản

5.Nhưng cảm biến CCD có kích thước nhỏ hơn cảm biến CMOS nên dễ dàng cho chất lượng hình ảnh cao hơn vì tích hợp được số lượng CCD/1 đơn vị diện tích nhiều hơn.

Trước đây, chip cảm biến CMOS được trang bị trong các thiết bị rẻ tiền (điện thoại, camera kỹ thuật số, PDA...) do độ nhạy sáng thấp, hình ảnh thu được không sắc nét... Vì vậy, trong một thời gian dài nó không được các nhà sản xuất máy ảnh số, camera số quan tâm.

Trong khi đó, mặc dù đắt tiền hơn so với chip cảm biến CMOS nhưng nhờ khả năng vượt trội về mọi mặt (độ nhạy sáng cao, tái hiện ảnh với độ phân giải lớn, sắc nét...), chip cảm biến CCD được các nhà sản xuất máy ảnh và máy quay video kỹ thuật số phát triển qua hàng loạt dòng sản phẩm và giữ vai trò độc tôn về công nghệ.

Tưởng chừng chíp cảm biến CMOS sẽ rơi vào sự quên lãng, và không có khả năng chạy đua cùng CCD. Nhưng đến năm 2000, nó đột ngột trổi dậy và gây tiếng vang bằng chiếc máy ảnh số chuyên nghiệp EOS D30 của hãng Canon với khả năng cảm biến đến 3,2 triệu điểm ảnh.Hai năm sau, năm 2002, CMOS đã thật sự thể hiện được thế mạnh của mình qua phiên bản nâng cấp của EOS D30, đó là EOS D60 với khả năng cảm biến lên 6 triệu điểm ảnh. Đây là một cuộc lội ngược dòng ngoạn mục của CMOS khiến hầu hết các nhà sản xuất đang đeo đuổi CCD phải suy nghĩ.

Chỉ cần vài tháng sau đó, Kodak đã tung ra ngay dòng máy Kodak DSC 14n với 14 triệu điểm ảnh nhờ vào chip cảm biến CMOS thế hệ mới. Còn Canon tiếp tục phát triển chip CMOS và tung ra dòng máy Canon EOS 1Ds với 11 triệu điểm ảnh. Đến lúc này, CMOS đã vượt qua CCD về độ nhạy sáng, độ phân giải, chất lượng hình ảnh... nhưng đặc biệt là chi phí không cao đến mức như nhiều người nghĩ.

Cũng có vài kiểu Sensor khác hiện nay nhưng không được thông dụng. Foveon X3 là Chip mới hơn nhưng thực tế là kiểu Cảm biến CMOS với xử lí màu sắc đặc biệt . Loại này hiện nay chỉ được dùng trong một số máy của hãng Sigma và Polaroid . 

FujiFilm cũng chế tạo một số camera với Bộ cảm biến đặc biệt có tên gọi Super CCD.Super CCD là những ô CCD thông thường được sắp xếp theo đường chéo với những ô hình tổ ong chứ không phải là dạng lưới theo chiều Ngang / Dọc như trong hầu hết những bộ cảm biến . 

Nguyên lý tái tạo lại hình ảnh, màu sắc

Nguyên tắc chung:Mỗi diode quang trong Bộ cảm biến Camera chỉ nhận biết được cường độ của ánh sáng . Để tạo được màu sắc mỗi ô trong Bộ cảm biến được phủ lên bằng lớp lọc màu mà chỉ truyền ánh sáng mà có bước sóng giống nhau .

Ví dụ Bộ lọc màu Đỏ sẽ chỉ truyền ánh sáng có màu Đỏ. Những Bộ lọc được tạo thành từ những màu cơ bản: Đỏ, Xanh Lá cây và Xanh Lam. Chúng được sắp đặt trong những mẫu hình, do đó mỗi Diode Quang sẽ có khả năng truyền được tất cả 03 màu. Hầu hết những Bộ cảm biến camera ngày nay dùng Bộ lọc có tên gọi là Bộ lọc-Mặt nạ Bayer (là tên của một Giáo sư Bryce Bayer làm việc cho hãng Kodak). Thường thì mắt người thường nhạy cảm với nhiều màu Xanh lá cây hơn nền lớp Bayer có 02 Bộ lọc Xanh lá cây cho mỗi Bộ lọc Đỏ và Xanh Lam.

Với những bộ lọc màu sắc, mỗi Diode Quang có thể biểu thị giá trị Đỏ, Xanh lá cây và Xanh Lam. Giá trị màu sắc của những ô này được kết hợp và nội suy để miêu tả tất cả quang phổ của màu sắc, cho phép Bộ xử lí hình ảnh tạo ra hình ảnh màu đầy đủ. 

Cách làm việc của CMOS và CCD

Nhiệm vụ của chip cảm biến là bắt ánh sáng khi cửa trập được mở và chuyển chúng thành các điện tử; sau đó, các điện tử này được chuyển thành điện áp; cuối cùng điện áp chuyển sang dạng tín hiệu số.

CCD gồm một mạng lưới các điểm bắt sáng được phủ bằng lớp bọc màu (đỏ - red, hoặc xanh lục - green, hoặc xanh dương - blue), mỗi điểm ảnh chỉ bắt một màu. Do đó, khi chụp ảnh (cửa trập mở), ánh sáng qua ống kính và được lưu lại trên bề mặt chíp cảm biến dưới dạng các điểm ảnh.Mỗi điểm ảnh có một mức điện áp khác nhau sẽ được chuyển đến bộ phận đọc giá trị theo từng hàng. Giá trị mỗi điểm ảnh sẽ được khuếch đại và đưa vào bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, cuối cùng đổ vào bộ xử lý để tái hiện hình ảnh đã chụp. Chính quá trình đọc thông tin thực hiện theo từng hàng đã làm cho tốc độ xử lý ảnh chậm, rồi thiếu hoặc thừa sáng.

Các nhà nghiên cứu đã tính đến việc trang bị thêm bộ đọc ảnh bổ sung xen kẽ vào các điểm bắt sáng để đọc tất cả các thông tin điểm ảnh trong một lần nhưng điều này bắt buộc phải tăng không gian của chip cảm biến, do vậy mà không khả thi về mọi mặt.

Chính cái điều mà các nhà nghiên cứu muốn bổ sung cho CCD thì CMOS lại có sẵn, bởi cạnh mỗi điểm bắt sáng đã có sẵn mạch điện bổ trợ dễ dàng tích hợp ngay quá trình xử lý điểm ảnh. Với cấu trúc này, mỗi điểm ảnh sẽ được xử lý ngay tại chỗ và đồng loạt truyền tín hiệu số về bộ xử lý để tái hiện hình ảnh đã chụp nên tốc độ xử lý sẽ nhanh hơn rất nhiều.

Một ưu điểm nữa mà cấu trúc này mang lại là có thể cung cấp chức năng tương tác một vùng điểm ảnh (như phóng to một phần ảnh) cho người sử dụng, điều mà chíp cảm biến CCD khó làm được. Với khả năng bổ trợ nhiều như vậy nhưng chip cảm biến CMOS lại tiêu thụ ít năng lượng hơn chip cảm biến CCD, cộng với nhiều yếu tố khác mà giá thành sản xuất chip CMOS thấp.

Ở thế hệ đầu của chíp cảm biến CMOS, độ nhiễu tạo ra do việc khuếch đại điểm ảnh là đáng kể, làm cho ảnh chụp được không mịn.Điểm yếu này đã được cải thiện ở thế hệ sau đó bằng việc đọc hai lần điểm ảnh (lần 1 đọc giá trị bắt sáng, lần 2 đọc giá trị của mạch bỗ trợ; sau đó thực hiện phép trừ) và bằng vi thấu kính làm ánh sáng “rơi” vào đúng vị trí bắt sáng. 

Khi so sánh giữa chip cảm biến CCD và chip cảm biến CMOS, người ta thường nêu ra ngay 5 ưu điểm của CMOS:

- Độ nhạy sáng cao, độ phân giải cao.

- Điện năng tiêu thụ ít, kéo dài thời gian dùng pin.

- Ít bị nhiễu.

- Tốc độ xử lý ảnh chụp cực nhanh.

- Tích hợp nhiều chức năng tương tác trên ảnh chụp.

Với những ưu thế vượt trội của chip cảm biến CMOS thế hệ mới, bạn dễ nhận thấy được dòng máy ảnh, máy quay kỹ thuật số dùng chip CMOS ắt sẽ có nhiều chức năng, cả về khả năng xử lý lẫn tiện ích kèm theo.

Tuy nhiên, hiện nay trên thị trường, dòng máy dùng chip cảm biến CMOS thường là dòng chuyên nghiệp hay bán chuyên nghiệp, đa số là ở máy quay video (gần đây cũng đã có máy ảnh bán chuyên nghiệp dùng chip CMOS của Canon), nên giá tiền có thể sẽ vượt quá khả năng của người dùng mua máy ảnh phục vụ cho nhu cầu của cá nhân, gia đình. Do vậy, máy ảnh dùng chip CCD vẫn còn chiếm lĩnh thị trường phổ thông trong thời gian trước mắt.

Xin nói thêm,ngoài hai loại cảm biến CCD và CMOS,hiện nay còn có Bộ cảm biến Foveon mô tả màu sắc theo cách khác. Thay vì sử dụng những bộ lọc, Bộ cảm biến Foveon đặt những Diode Quang với những độ sâu khác nhau bên trong Silicon để nhận những màu sắc khác nhau. Điều đó có nghĩa là mỗi Diode Quang có thể nhận biết được cả ba màu mà không cần dùng bộ lọc. Mặc dù được cho là tạo ra với màu sắc thật hơn.Tuy nhiên bộ cảm biến Foveon hiện tại vẫn còn mới và cần có thời gian để khảo sát kỹ lưỡng.

Kích thước các bộ cảm biến

Mặc dù những máy ảnh cơ chụp phim trước kia có một vài khổ phim 8 mm,16 mm,70 mm nhưng hầu hết những phim thông thường có kích thước 35mm. Do đó những bộ cảm biến trong những máy camera số cho tới giờ vẫn thường so sánh với những phim 35mm. Trong thực tế những Bộ cảm biến mà có cùng với kích thước như phim 35mm được gọi là bộ cảm biến “ khung hình đầy đủ “ – Full Frame.

Ta có thể hình dung, liên quan tới Chip xử lí, những Bộ cảm biến này có kích thước không lớn hơn nhiều lắm. Do đó những Bộ cảm biến hình ảnh trong hầu hết những máy Camera kỹ thuật số nhỏ hơn vùng hình ảnh 24mm x 36mm của những camera 35mm “Full Frame”. Trong thực tế Bộ cảm biến này có kích thước nhỏ hơn nhiều.

Không có sự thống nhất về hệ thống đơn vị đo của Bộ cảm biến nên khiến cho người dùng thông thường thấy vô cùng phức tạp. Một số nhà sản xuất sử dụng đo bằng inch, một số khác lại sử dụng đơn vị mm. Nhưng hầu hết những Bộ cảm biến đều lắp vừa trong những kiểu khác nhau. Các kiểu ta thường thấy như kiểu 2/3 inch, 1/1.8 inch và 1/2.7 inch. Đó là những kích thước tiêu biểu mà thường được dùng trong những sensor CCD trong những camera nhỏ loại dễ sử dụng kiểu “Point-and-Shoot”. Những camera SLR ( Single Lens Reflex ) mà có thể thay đổi ống kính thường dùng những Bộ cảm biến có kích thước lớn hơn. Hai kiểu kích thước hay sử dụng trong camera SLR là 4/3 inch và 1.8 inch APS.

Những phân số trên là tên những kiểu Bộ cảm biến nhưng thực tế lại lớn hơn kích thước thực tế. Những tên này được quy ước sử dụng trong những ống Camera Tivi từ những năm 1950. Những tên quy ước này đã bị loại bỏ từ lâu và theo thói quen nó vấn tiếp tục còn tồn tại.

Bảng bên dưới cho biết kích thước thật của những kiểu khác nhau, chiều dài của đường chéo và tỉ lệ của các cạnh của khuôn hình máy ảnh kỹ thuật số.

Kiểu Kích thước (Rộng x Chiều cao) Độ dài đường chéo Tỉ lệ các cạnh

2/3” 8.80 mm x 6.60 mm 11.00 mm 4:3

1/1.8” 7.18 mm x 5.32 mm 9.00 mm 4:3

1 /2.7” 5.37 mm x 4.04 mm 6.72 mm 4:3

4/3” 18.0 mm x 13.5 mm 22.5 mm 4:3

1.8”(APS-C) 22.7 mm x 15.1 mm 45.72 mm 3:2

Phim chụp 36mm x 24 mm 43.3 mm 3:2

35mm

Tên APS ( Active-Pixel Sensor ) đã bị loại bỏ trong những tên kiểu “phân số” như trên. Tuy nhiên nó lại đem lại nhiều điều khó hiểu bởi vì nhiều nhà sản xuất khác nhau lại dùng kích thước APS khác nhau. Kiểu APS-C như trong bảng trên là kích thước thông thường của Chip APS, nhưng một số Chip APS-C của Nikon lại lớn hơn một chút và một số chip APS-C của canon lại nhỏ hơn một chút. Canon cũng có bộ cảm biến kiểu APS-H lớn hơn.

                                        Ảnh bên:Kích thước khuôn hình phim quay và chụp.

Nguyên nhân kích thước của bộ cảm biến quan trọng đến như vậy có thể dễ dàng nhận ra khi chúng ta có thể hình dung tới hàng triệu mega pixel đặt trong sensor. Những nhà sản xuất cố gắng lôi kéo người dùng mua những máy ảnh của mình bằng việc tăng số mega pixel trong máy ảnh. Khi đó số lượng Pixel tính theo hàng triệu và bạn có thể hình dung điều đó có nghĩa là sẽ thêm càng nhiều Diode Quang trên một kích thước Bộ cảm biến nhất định để tạo thêm càng nhiều số mega pixel và điều đó khiến cho pixel sẽ càng nhỏ hơn. Những pixel có kích thước càng nhỏ thì lượng ánh sáng tới nó càng ít để xử lí. Khi pixel không nhận được đủ cường độ ánh sáng thì kết quả sẽ bị sai lệch và điều đó gọi là “Nhiễu”. Và Nhiễu sẽ khiến cho màu sắc của bức hình bị sai lệch, bị lốm đốm.

Do đó những điều khác cũng tương đương như vậy. Hàng triệu diode quang học trên bộ cảm biến nhỏ sẽ cho bức ảnh chất lượng kém hơn khi so với cùng số diode quang như vậy trên bộ cảm biến có kích thước lớn hơn. Với bộ cảm biến có kích thước lớn hơn hoặc số lượng MegaPixel nhỏ hơn thì mỗi diode quang có kích thước lớn hơn và nó sẽ thu được nhiều ánh sáng hơn so với diode quang có kích thước nhỏ hơn, vì thế chất lượng bức hình sẽ tốt hơn.

Bộ cảm biến nhỏ cũng không phải hoàn toàn là tồi. Nó cho phép camera nhỏ gọn hơn. Và đó là nguyên nhân tại sao những máy camera kỹ thuật số lại nhỏ hơn nhiều so với những Camera phim ảnh. Bộ cảm biến càng nhỏ thì chi phí sản xuất càng rẻ và khiến cho giá thành của Camera số ngày càng rẻ.

Ảnh:Quy trình sản xuất phim theo công nghệ Điện ảnh kỹ thuật số.

Lời kết:

Bộ cảm biến là một trong những linh kiện quan trọng nhất bên trong máy ảnh và máy quay kỹ thuật số và kích thước của nó cũng lại là một trong những khía cạnh rất quan trọng. Khi chọn camera số nên nhớ rằng những máy loại nhỏ thường có bộ cảm biến nhỏ hơn và những máy Camera SLR thường có bộ cảm biến lớn hơn. Thêm nữa, kích thước của Sensor có thể khác nhau thậm trí với cùng nhà sản xuất và trong cùng kiểu Camera.

Mặc dù những Bộ cảm biến nhỏ hơn cho phép Camera cũng nhỏ hơn, gọn hơn, rẻ hơn, khi số lượng MegaPixel lại quá cao và khi ấy thường tạo ra nhiễu trong những hình ảnh thu được. Vì thế với những máy Camera số thông dụng lại có kích thước nhỏ và nhiều hơn 6 MegaPixel thì bạn nên xem xét kỹ những bức hình chụp hoặc quay thử trước khi quyết định sử dụng.

L Q L

Read more »