Microsoft chế tạo thành công cảm biến cong với khả năng đột phá về chất lượng quang học

  • By Vsion team
  • 31 May, 2017

Một công bố mới đây của nhóm Microsoft Research và HRL Laboratories đã chứng minh cảm biến cong có thể tạo ra hình ảnh nét hơn nhiều cảm biến thông thường và đã có phương pháp rẻ tiền để làm cong cảm biến.

   Mặc dù đưa ra ý tưởng về cảm biến cong trước và đã tạo được prototype nhưng có vẻ như phương pháp của Sony chưa thể áp dụng đại trà nên đã vài năm từ ngày công bố, chưa có sản phẩm nào của Sony được ứng dụng cảm biến cong. Chính vì thế, việc nhóm nghiên cứu của Microsoft công bố họ đã chế tạo thành công cảm biến cong với phương pháp có thể ứng dụng trong công nghiệp là một bước tiến lớn để đưa lý thuyết tiến gần tới thực tế. Với nghiên cứu đăng trên tạp chí quang học Optics Express, nhóm Microsoft Research và HRL Laboratories LLC đã khẳng định phương pháp mới có thể làm cảm biến có bề mặt cong hơn 3 lần so với công bố trước đó và họ đã có thể sử dụng cảm biến này trong máy ảnh thử nghiệm. So với các máy ảnh SLR hàng đầu hiện nay, cảm biến mới này có thể tạo hình ảnh sắc nét hơn trên toàn bộ diện tích ảnh.
   Cảm biến cong không phải là một khái niệm mới. Với bản chất ánh sáng hội tụ qua thấu kính, các tia sáng phải gặp nhau ở những vị trí chính xác trên một bề mặt phẳng (cảm biến, film) nên các nhà sản xuất phải tốn rất nhiều công để chữa các lỗi quang học như cầu sai, sắc sai, méo hình, tăng độ nét ở góc hình... Với độ cong như cầu mắt người, ánh sáng có thể được ghi nhận một cách tự nhiên và hạn chế tối thiểu các lỗi quang học. Không những thế, cảm biến cong còn giúp ánh sáng được phân bố đồng đều trên mọi khu vực thu nhận hình ảnh và tái tạo hình ảnh tốt hơn trong điều kiện thiếu sáng.
   Theo lời Richard Stoakley, một thành viên của nhóm nghiên cứu: " Mặc dù lợi ích của việc sử dụng cảm biến cong đã được biết tới một thời gian, song công trình của chúng tôi mới đem lại khả năng sản xuất máy ảnh với cảm biến cong trong thực tế. Tạo bề mặt cong cho một cảm biến chế tạo sẵn có thể được thực hiện với chi phí thấp và đem lại lợi ích cao.

  Chế tạo một chiếc máy ảnh hoàn hảo

   Cách đây bảy năm, các thành viên nhóm nghiên cứu đã tự hỏi bản thân " Một chiếc máy ảnh hoàn hảo sẽ như thế nào? ". Họ đã thống nhất là một chiếc máy ảnh như vậy sẽ có khả năng chụp ảnh trong điều kiện rất thiếu ánh sáng, có kích thước nhỏ và tạo ra ảnh rất nét.

   " Vào thời điểm đó, tạo được một chiếc máy ảnh như vậy là điều không thể ", theo Guenter, " Chúng tôi nghĩ rằng nếu chúng tôi có thể cải thiện khả năng quang học của máy ảnh bằng việc tạo ra ống kính có khẩu độ lớn hơn thì chúng tôi cũng có thể dùng một cảm biến nhỏ hơn có khả năng thu đủ ánh sáng để tạo ra một tấm ảnh đẹp. Đó là động lực để chúng tôi bắt đầu nghiên cứu cảm biến cong và cách có thể tạo ra bước đột phá về hiệu quả hình ảnh. "

   Để làm cảm biến cong, nhóm nghiên cứu đã đặt các lớp cảm biến từ tấm wafer của cảm biến mỏng CMOS lên những tấm khuôn được thiết kế đặc biệt và sử dụng áp lực khí để ép cảm biến vào khuôn. Một số nhóm khác đã thử cách gắn chặt các góc của cảm biến xuống và cố gắng ép phần chính giữa cảm biến để tạo độ cong, tuy nhiên cách này tạo ra điểm chịu áp lực cao và làm cảm biến vỡ trước khi đạt độ cong mong muốn.
   Các thử nghiệm đã cho thấy xử lý cong không thay đổi bất cứ đặc điểm điện nào của cảm biến. Khi sử dụng cảm biến cong trong máy ảnh prototype với một ống kính f/1.2 được thiết kế riêng, cảm biến này có thể tạo ra ảnh với độ phân giải lớn hơn hai lần máy ảnh SLR với ống kính tương tự . Về phía góc của hình, cảm biến cong có thể phân giải hình ảnh tốt hơn 5 lần máy SLR .

   Mặc dù phần lớn máy ảnh bị giảm sút khả năng thu ánh sáng ở khu vực góc, nhóm nghiên cứu đã cho thấy gần như không có hiện tượng này với cảm biến cong. Đây là một bước cải thiện rất đáng kể so với mức giảm ánh sáng ở góc có thể lên tới 90% ở các máy ảnh thương mại hiện nay. Nhóm nghiên cứu cũng tự tin khẳng định rằng phương pháp này có thể được thực hiện với giá rẻ và không có hệ quả nào.
   Với cảm biến cong này, một thế hệ ống kính mới có thể được chế tạo với kích thước thu gọn đáng kể do có thể loại bỏ các thành phần sửa lỗi và thậm chí có thể phù hợp cho các thiết bị di động như điện thoại. Nhóm nghiên cứu đang tích cực đi sâu thêm để tạo ra cảm biến có mức độ còn cong hơn hiện tại và nghiên cứu khả năng hoạt động của các cảm biến thu nhận tia hồng ngoại để áp dụng cho các thiết bị nghiên cứu khoa học.
   Nghiên cứu được công bố của nhóm: B. Guenter, N. Joshi, R. Stoakley, A. Keefe, K. Geary, R. Freeman, J. Hundley, P. Patterson, D. Hammon, G. Herrera, E. Sherman, A. Nowak, R. Schubert, P. Brewer, L. Yang, R. Mott, and G. McKnight, “ Highly curved image sensors: a practical approach for improved optical performance ,” Opt. Express , Vol. 25, Issue 2, 13010-13023 (2017).
DOI: 10.1364/OE.25.013010 .
   Bài viết tham khảo trên trang phys.org  và sử dụng hình ảnh trên trang mspoweruser.com
Dr. Fox
Bài viết do Dr. Fox dịch và biên tập
Nghiêm cấm đăng lại trên bất kỳ website hay ấn phẩm khác
Bài viết mới

Vsion.vn

By Vsion team 11 Aug, 2017
   Thẻ nhớ cho máy ảnh là một phần rất quan trọng giúp máy ảnh của bạn hoạt động hiệu quả hơn và cũng là một trong những nhân tố chính giới hạn tốc độ làm việc của người chụp, tuy nhiên đôi lúc vấn đề này không được quan tâm đúng mức đã vô tình khiến bạn gặp phải những cản trở không đáng có khi tác nghiệp. Trong bài viết này, Vsion sẽ giúp các bạn hiểu hơn về các loại thẻ nhớ cho máy ảnh và làm sao bạn có thể tự xác định được loại thẻ nhớ nào phù hợp với máy ảnh của mình trước khi quyết định mua.
By Vsion team 25 Jul, 2017
   Tiếp theo video đầu tiên về Lịch sử phát triển và cơ sở khoa học của ống kính máy ảnh  và video thứ hai về Các đặc điểm của ống kính máy ảnh , trong video này John Hess của FilmmakerIQ.com sẽ có một bài giảng về hai vấn đề mà ngày nay những người yêu nhiếp ảnh vẫn hay tranh cãi với nhau: độ sâu trường ảnh và quy đổi tương đương ống kính giữa các hệ máy có cảm biến kích thước khác nhau. Lâu nay những người đam mê nhiếp ảnh rất dễ tranh cãi với nhau về những vấn đề như DOF ở trường hợp nào mỏng hơn, hay khi quy đổi tương đương ống kính giữa các hệ máy khác nhau thì chúng ta cần tính tới các yếu tố nào. Hy vọng bài giảng sẽ giúp các bạn hiểu được chính xác các vấn đề này.

   Những khái niệm mà các bạn sẽ được làm quen trong video này bao gồm:

  • Depth of field : độ sâu trường ảnh , được định nghĩa là khoảng cách phía trước và phía sau mặt phẳng nét mà có độ nét "chấp nhận được"
  • Depth of focus : độ sâu tiêu cự , được định nghĩa là khoảng cách phía sau ống kính mà bạn có thể di chuyển cảm biến để ảnh vẫn được coi là nét.
  • Nodal point : tiêu điểm của ống kính , hay còn được gọi là Entrance pupil , là một vị trí trong ống kính khi các tia sáng đi vào ống kính hội tụ lại.
  • Light cone: nón ánh sáng . Đây là tập hợp các tia sáng sau khi đi qua thấu kính / ống kính hội tụ lại và tạo thành hình nón với vị trí trên chóp chỉ là một điểm nét hội tụ duy nhất.
  • Circle of Confusion : chúng tôi tạm dịch là Vòng tròn không rõ ràng , nhưng cách tốt nhất là chúng ta dùng tên viết tắt CoC . Về hiện tượng, CoC là vòng tròn xuất hiện trên bề mặt nhận hình ảnh (sensor) khi nón ánh sáng cắt bề mặt nhận hình ảnh, và khi vị trí tiếp xúc chỉ tạo một điểm sáng thì gọi là nét (như trong hình dưới). CoC dùng để xác định DOF, nó quy định kích thước nhỏ nhất của vòng tròn này để có thể phân biệt nó với 1 điểm sáng duy nhất, hay nói cách khác là vòng tròn nhỏ hơn giá trị CoC sẽ đều được nhận biết như một điểm sáng có kích thước bằng nhau.
  • Crop factor : hệ số crop hay hệ số cắt hình . Đây là tỷ lệ giữa đường chéo cảm biến full frame chia cho đường chéo loại cảm biến đang xét tới. Ví dụ như máy crop APS-C của Canon có crop factor 1.6, nghĩa là đường chéo sensor full frame sẽ dài hơn đường chéo sensor này 1.6 lần.
By Vsion team 24 Jul, 2017
   Mới đây công ty Samyang của Hàn Quốc đã công bố ống kính AF thứ ba của hãng dành cho máy ảnh full frame ngàm E của Sony sau hai ống AF 50mm f/1.4 và 14mm f/2.8: Samyang AF 35mm f/2.8 . Mặc dù có khá nhiều thành công với các ống kính lấy nét tay (MF) song hai ống kính đầu tiên có khả năng lấy nét tự động của hãng chưa được hưởng ứng nhiều từ người tiêu dùng. Điều này cũng giống như thế hệ đầu các ống kính MF Samyang từng chế tạo và sau đó hãng đã liên tục cải tiến để làm thỏa mãn người dùng để đạt tới bước phát triển như ngày nay. Ống kính AF 35mm f/2.8 có thể coi là bản cạnh tranh trực tiếp với Sony Sonnar T* 35mm f/2.8 ZA vì không những giống về tiêu cự, khẩu độ, thiết kế của Samyang cũng rất giống cách Sony-Zeiss làm. Ở mức giá $399 cho thị trường Mỹ, xấp xỉ $310 cho thị trường Hàn Quốc hay $330 cho thị trường một số nước như Việt Nam, ống kính mới này của Samyang thậm chí còn rẻ hơn giá ống kính Sonnar đã qua sử dụng (khoảng $500).

   Một điều đáng tiếc là trong thời gian hơn 1 tuần kiểm nghiệm sản phẩm, Vsion không có trong tay ống kính Sonnar để so sánh, tuy nhiên Samyang AF sẽ được so sánh chất lượng với ống kính Samyang MF 35mm f/1.4 và Sigma Art 35mm f/1.4 DG HSM (ngàm Canon EF). Trong bài đánh giá này, chúng tôi cũng có thể so sánh gián tiếp Samyang AF và Sonnar, cũng như cung cấp các video so sánh do các reviewers khác cung cấp để các bạn có được đánh giá toàn diện về ống kính này.

   LƯU Ý: về màu sắc hiện nay trang web của Vsion có màu kém tươi hơn hình gốc khá rõ nên để có đánh giá gần thực tế nhất, khi xem các ảnh cần lưu tâm màu, các bạn click vào ảnh để xem hình trên Flickr. Mong bạn đọc thông cảm vì đây là tiêu chuẩn của nhà cung cấp nên Vsion không thể can thiệp được. 
By Vsion team 20 Jul, 2017
   Đây là bài viết tiếp theo của Vsion về đánh giá chất lượng các ống kính SLR Magic ngàm E dành cho máy không gương lật của Sony. Các bạn có thể tham khảo bài đánh giá trước về ống kính SLR Magic 25mm f/1.4 CINE của Vsion để hiểu hơn về một số nội dung được đề cập tới trong bài viết này.

   Tiếp theo 25mm f/1.4, mình xin giới thiệu tới các bạn 2 ống kính khác trong series ống kính lấy nét tay mới của SLR Magic (Hong Kong): 35mm f/1.2 CINE và 75mm f/1.4 CINE. Trong series này còn có ống kính SLR Magic 50mm f/1.1 CINE, tuy nhiên Vsion chưa có được ống kính này để có đánh giá. Hai ống kính 35mm và 75mm này được công ty gửi tới cho mình dùng thử trong vòng 1 tháng sau khi có những phản hồi tích cực về bài đánh giá trước với ống kính 25mm f/1.4. 

   Lần này, không những mình sẽ đánh giá kỹ hơn hai ống kính mà còn có một phần rất quan trọng, đó là so sánh trực tiếp ở tất cả các tiêu chí hai ống kính này với 2 ống kính có tiêu cự tương đương hoặc gần của Samyang / Rokinon (Hàn Quốc) là ống kính 35mm f/1.4 và 85mm f/1.4. Hai ống kính Samyang này đều có bản cine với thiết kế vỏ thay đổi để phù hợp với sử dụng trong quay phim: vòng lấy nét bánh răng, vòng khẩu bánh răng đã loại bỏ tiếng click (declicked) và kiểm soát chất lượng tốt hơn, tuy nhiên dù là phiên bản thường hay phiên bản cine, các cặp ống kính này đều có chung thiết kế quang học, nên về cơ bản là có chất lượng quang học giống hệt nhau. Các ống kính cine của SLR Magic thì không có phiên bản thường mà đều là ống kính cine và nhắm tới thị trường thiết bị quay phim vốn có yêu cầu cao hơn thị trường ống kính nhiếp ảnh. Một điểm quan trọng là các ống kính mới này của SLR Magic đều có thiết kế chuyên biệt cho hệ thống máy không gương lật ngàm E của Sony, tận dụng khoảng cách buồng tối (flange distance) nhỏ để giảm kích thước của hệ thấu kính. Chính vì thế, một lợi thế lớn của các ống kính này là kích thước rất gọn so với các ống kính Samyang vốn được thiết kế để dùng chủ yếu cho các máy DSLR có khoảng cách buồng tối lớn. Như ở hình đầu trang, các bạn có thể thấy SLR Magic 35mm f/1.2 (cặp ống kính bên trái) chỉ bằng nửa kích thước ống kính Samyang 35mm f/1.4, mặc dù nó còn có khẩu độ lớn hơn khoảng 1/3 stop.

   Các ống kính MF của Samyang đang ngày càng trở nên thịnh hành hơn, đặc biệt với người dùng mirrorless do có hỗ trợ focus peaking hay phóng đại vùng chọn để lấy nét rất đơn giản mà mức giá lại vừa túi tiền với nhiều người. Tuy nhiên Samyang cũng có một số vấn đề như kích thước lớn hay khả năng chống flare kém và chất lượng chế tạo không thực sự đồng đều (ống kính dễ gặp lỗi do chất lượng chế tạo kém). Chính vì thế, việc so sánh các sản phẩm này của SLR Magic với Samyang có thể cung cấp những cơ sở mới cho người dùng có được lựa chọn phù hợp với khả năng và túi tiền.
By Vsion team 13 Jul, 2017

   Sự phơi sáng trong nhiếp ảnh được kiểm soát bởi 3 yếu tố: tốc độ màn trập, khẩu độ ống kính và giá trị ISO. "Stop" giúp bạn so sánh trực tiếp và thay đổi 3 yếu tố này để đạt được lượng ánh sáng phù hợp nhất cho bức ảnh của mình. Trong nhiếp ảnh, khi nói đến "stop", nhiều người mới bắt đầu rất hay hiểu nhầm và cảm thấy nó quá phức tạp. Tuy nhiên, trên thực tế, "stop" lại rất đơn giản, dễ nắm bắt và kiểm soát:

   1 stop là là giá trị thể hiện khi tăng gấp đôi (x 2) hoặc giảm một nửa (: 2) số lượng ánh sáng đi vào khi chụp một bức ảnh.

   Ví dụ, khi bạn nghe thấy một người nói anh ta sẽ tăng giá trị ánh sáng lên 1 stop, tức là anh ta muốn tăng gấp đôi lượng ánh sáng so với bức ảnh được chụp trước đó.

By Vsion team 13 Jul, 2017

   Bạn đã từng nhìn thấy 2 bức ảnh trên bao giờ chưa? Nếu là người đam mê ảnh, chắc chắn bạn phải từng nhìn thấy ít nhất là một lần phải không? Đó là 2 bức ảnh chiến thắng của năm 20152016 trong cuộc thi Ảnh Hài Hước về Động Vật Hoang Dã (Comedy Wildlife Photography Awards). Mặc dù đi theo xu hướng hài hước, nhưng Giải thưởng này không chỉ mang tính giải trí, nó còn có tính nghệ thuật, sự thách thức và cả ý nghĩa nhân văn. Nhiếp ảnh gia Paul Joynson-Hicks và Tom Sullam, 2 người sáng lập ra giải thưởng này chia sẻ:

   "2 năm vừa qua đã có rất nhiều bức ảnh tuyệt vời tham dự cuộc thi. Và năm nay chúng tôi cũng muốn được nhìn thấy thêm nhiều bức ảnh về thế giới động vật hơn nữa. Hãy vác máy và đi chụp, ở bất kỳ đâu... kể cả một chú sóc cũng có thể giúp bạn chiến thắng. Thông qua cuộc thi, chúng tôi cũng muốn nâng cao nhận thức của cộng đồng về việc bảo tồn động vật, do vậy, dù bạn ở bất cứ đâu, hãy giúp chúng tôi bằng cách vác máy ra ngoài và chụp những loài động vật hoang dã mà bạn yêu thích!"

   Hạn cuối cho cuộc thi năm nay là ngày 30/9. Có rất nhiều bức ảnh tuyệt vời đã được gửi đến. Mời bạn thử ngó qua một trong những ứng cử viên nặng ký sau nhé:

More Posts
Share by: