[Học chụp ảnh] Cơ chế lấy nét của máy ảnh, độ nét là gì & lấy nét thế nào?

Có hai hệ thống AF cơ bản: lấy nét phụ thuộc vào hình ảnh hội tụ qua ống kính khi ta bấm nhẹ vào nút chụp, và hệ thống lấy nét bằng cách âm thầm phân tích hình ảnh nhận được từ ống kính chứ không chủ động phát ra tia hồng ngoại hay sóng siêu âm để đo lường khoảng cách. Hai hệ thống đó là:

AF Active – AF chủ động: Khi bấm nhẹ vào nút chụp, máy ảnh phát ra một tia hồng ngoại, laser hoặc sóng siêu âm dò quét vật thể trong khung ảnh. Cảm biến AF nhận lại tín hiệu phản xạ tối đa nhất từ khung cảnh (ánh sáng chiếu vào vật thể và phản xạ lại hướng máy ảnh), thuật toán nhờ dữ liệu đó tính toán ra khoảng cách từ cảm biến ảnh tới chủ thể, máy ảnh lập tức điều khiển mô-tơ chuyển dịch các thấu kính trong ống kính, hệ thống thấu kính trong ống kính khi đó sẽ hội tụ vào vùng rõ nét của chủ đề, bộ cảm biến ngắt tia hồng ngoại hoặc sóng siêu âm và quá trình lấy nét AF dừng lại.

• Tia hồng ngoại hay sóng siêu âm phát ra theo những điểm / vùng lấy nét được định sẵn (focus zone) hoặc lấy nét theo từng bước (focus step) đến vật thể đối tượng được chụp trong khung ảnh. Tín hiệu phản xạ lại bộ cảm biến nên bộ cảm biến càng nhạy thì số vùng lấy nét càng lớn, việc lấy nét càng nhanh, đó là cuộc đua của các hãng sản xuất ngày nay, và dĩ nhiên càng tốn tiền.

• Cách lấy nét tự động này có thể lấy nét ở vùng tối, nhưng hiệu quả lại phải phụ thuộc vào khoảng cách tia hồng ngoại chiếu, và không hoặc rất khó lấy nét xuyên qua gương, nhưng như đã nói ưu điểm là có khả năng lấy nét trong hoàn cảnh không có ánh sáng.

Ảnh bhphotovideo​

AF passive – AF thụ động: không chủ động phát tia hồng ngoại để đo khoảng cách đến chủ đề, mà thụ động phân tích hình ảnh nhận được sau khi vào ống kính, vì vậy không đủ sáng thì cách lấy nét này khó thực hiện. Tình trạng khi thiếu sáng, bạn bấm nhẹ nút chụp (hay gọi là bấm nửa cò), mô-tơ ống kính chạy ra chạy vào phát ra tiếng ọt ẹt mãi mà không bám nét được chủ thể là vậy. Nếu quá thiếu sáng, đèn trợ sáng được kích hoạt hỗ trợ quá trình lấy nét, nhưng về bản chất thì cơ chế lấy nét bằng đèn (AF assist light) vẫn là lấy nét thụ động vì máy ảnh không sử dụng thông tin từ nguồn sáng đó để tính ra khoảng cách tới vật thể. AF thụ động của máy ảnh lấy nét theo 2 cơ chế:

• Đo tương phản (contrast detection – contrast measurement): Là không đo khoảng cách nét mà đo lường độ tương phản ánh sáng mà bộ cảm biến nhận được từ ống kính, độ tương phản giữa các điểm trên cảm biến AF thể hiện rõ rệt nhất khi hình ảnh được lấy nét đúng. Kiểu này về lý thuyết là chậm hơn lấy nét dò lệch pha, không tự động bám theo chủ thể chuyển động, nhưng độ chính xác cao hơn một khi lấy được nét. Các dòng máy ảnh DSLR đều dùng cách lấy nét này, và sử dụng công nghệ pha trộn giữa dò lệch pha và đo tương phản để cải tiến tốc độ lấy nét.

Ảnh bhphotovideo​

• Dò lệch pha (phase detection): Là hình ảnh rọi vào cảm biến AF (AF sensor) được phân ra làm đôi. Vị trí tương quan giữa hai hình ảnh này sẽ thay đổi theo vị trí của các thấu kính trong ống kính. Nếu hai hình ảnh này nằm lệch nhau, cảm biến AF sẽ tính toán vị trí các thấu kính dịch chuyển cần thiết để ống kính đưa hai hình ảnh này về đúng vị trí chồng khít lên nhau. Mô-tơ trong ống kính hoạt động thực hiện việc thay đổi vị trí các thấu kính theo tín hiệu nhận được từ cảm biến AF. Theo cách này thì máy ảnh lấy nét tự động không phụ thuộc khoảng cách nào, vẫn có thể bám theo chủ đề di chuyển liên tục để lấy nét (lấy nét liên tục bắt dính chủ thể). Điều kiện cho cách lấy nét này là đủ sáng. Ưu điểm là lấy nét rất nhanh nhưng không chính xác bằng cách đo tương phản.

Ảnh bhphotovideo
​

Lấy nét lai (Hybrid AF): Đây chính là cách kết hợp cả hai cơ chế đo tương phản & dò lệch pha để cải thiện tốc độ lấy nét đồng thời độ nét chính xác. Các máy ảnh DSLR sử dụng cách lấy nét so sánh trùng/lệch pha rất hiệu quả, hệ thống lấy nét liên tục bám theo vật thể chuyển động nhanh… nhưng cần phải có không gian cho buồng gương lật và bộ lấy nét riêng, việc thu nhỏ kích thước thân máy là rất khó.

Một số máy ảnh không gương lật sử dụng cơ chế lấy nét so sánh tương phản, vốn khá chậm chạp và gây ức chế cho người dùng, nhất là người từng dùng DSLR chuyển qua dùng không gương lật ống kính rời như ngày nay. Các hãng này đã tìm cách giải quyết bất cập bằng cách tích hợp cả hai cơ chế lấy nét dò lệch pha ngay trên cảm biến ảnh. Các điểm ảnh vùng trung tâm đảm nhiệm thêm nhiệm vụ như bộ cảm biến lấy nét của DSLR, nguyên tắc dò trùng/ lệch pha tương tự như DSLR. Thực tế có cải thiện nhưng vẫn còn phải cố gắng.

Một lưu ý là khi dùng máy không gương lật, có tính năng kết hợp lấy nét theo cách dò trùng / lệch pha để cải thiện tốc độ lấy nét, nhưng nếu bạn bật kích hoạt tính năng nhận diện khuôn mặt, ngay lật tức máy ảnh tự động chuyển sang cơ chế lấy nét theo cách so sánh đo tương phản truyền thống, chậm chạp.

Có hai hệ thống AF cơ bản: lấy nét phụ thuộc vào hình ảnh hội tụ qua ống kính khi ta bấm nhẹ vào nút chụp, và hệ thống lấy nét bằng cách âm thầm phân tích hình ảnh nhận được từ ống kính chứ không chủ động phát ra tia hồng ngoại hay sóng siêu âm để đo lường khoảng cách. Hai hệ thống đó là:: Khi bấm nhẹ vào nút chụp, máy ảnh phát ra một tia hồng ngoại, laser hoặc sóng siêu âm dò quét vật thể trong khung ảnh. Cảm biến AF nhận lại tín hiệu phản xạ tối đa nhất từ khung cảnh (), thuật toán nhờ dữ liệu đó tính toán ra khoảng cách từ cảm biến ảnh tới chủ thể, máy ảnh lập tức điều khiển mô-tơ chuyển dịch các thấu kính trong ống kính, hệ thống thấu kính trong ống kính khi đó sẽ hội tụ vào vùng rõ nét của chủ đề, bộ cảm biến ngắt tia hồng ngoại hoặc sóng siêu âm và quá trình lấy nét AF dừng lại.