Mục lục bài viết
Giữa hai cảm biến có tổng số điểm ảnh khác nhau nhưng cùng kích thước vật lý, điểm ảnh nào thu được nhiều ánh sáng hơn trong cùng một điều kiện chụp? Câu trả lời không nằm ở tổng số megapixel công bố, mà ở kích thước thực tế của từng điểm ảnh, thường tính bằng đơn vị micromet (µm).
Điểm ảnh là gì và vì sao kích thước của nó quan trọng
Mỗi điểm ảnh (pixel) trên cảm biến ảnh là một đơn vị cảm quang riêng biệt, có nhiệm vụ chuyển đổi ánh sáng chiếu vào thành tín hiệu điện. Diện tích bề mặt vật lý của cảm biến trong một module camera là cố định theo thiết kế cơ khí. Khi diện tích này được chia cho một số lượng điểm ảnh nhất định, kích thước mỗi điểm ảnh sẽ tỷ lệ nghịch với số lượng đó: cùng một diện tích cảm biến, càng chia thành nhiều điểm ảnh thì mỗi điểm ảnh càng nhỏ.
Điểm ảnh có diện tích lớn hơn thu nhận được nhiều photon ánh sáng hơn trong cùng thời gian phơi sáng. Lượng photon thu được càng nhiều, tín hiệu điện tạo ra càng mạnh so với nhiễu nền của mạch điện tử, tức tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu cao hơn. Đây là lý do vì sao kích thước điểm ảnh, chứ không phải tổng số điểm ảnh, mới là yếu tố quyết định trực tiếp khả năng thu sáng của cảm biến trong điều kiện thiếu sáng.
Những yếu tố cùng quyết định khả năng thu sáng thực tế của một điểm ảnh
Kích thước điểm ảnh không phải yếu tố duy nhất, nhưng là yếu tố nền tảng. Bên cạnh đó còn có:
- Diện tích bề mặt cảm quang thực tế của điểm ảnh, sau khi trừ đi phần diện tích chiếm bởi mạch điện tử đi kèm
- Dung lượng giếng thế (full well capacity) – lượng điện tích tối đa một điểm ảnh có thể tích trước khi bão hòa, ảnh hưởng dải nhạy sáng
- Hiệu suất lượng tử của công nghệ chế tạo cảm biến, ví dụ cảm biến chiếu sáng mặt sau (BSI) hay cảm biến xếp chồng giúp thu nhận photon hiệu quả hơn với cùng diện tích
- Vi thấu kính (microlens) gắn phía trên mỗi điểm ảnh, có vai trò hội tụ thêm ánh sáng xung quanh vào vùng cảm quang
Vì vậy hai cảm biến có kích thước điểm ảnh danh nghĩa giống nhau vẫn có thể cho khả năng thu sáng khác nhau, tùy vào công nghệ chế tạo và thiết kế mạch đi kèm.
Ngộ nhận phổ biến
“Cảm biến có megapixel càng cao thì càng chụp thiếu sáng tốt” là suy nghĩ không chính xác. Megapixel cao chỉ phản ánh độ phân giải không gian, tức khả năng ghi nhận chi tiết trong điều kiện đủ sáng. Nếu diện tích cảm biến không tăng tương ứng khi số điểm ảnh tăng lên, mỗi điểm ảnh sẽ nhỏ đi và thu được ít ánh sáng hơn trong cùng thời gian phơi sáng, khiến ảnh chụp thiếu sáng dễ nhiễu hạt hơn. Đây cũng là lý do các cảm biến megapixel cao trên điện thoại thường gộp nhiều điểm ảnh nhỏ lại với nhau (pixel binning) để mô phỏng một điểm ảnh có diện tích lớn hơn khi chụp trong điều kiện ánh sáng yếu.
Xem thêm
Nội dung này thuộc cụm bài Cảm biến & độ phân giải camera: tổng hợp bài viết. Xem thêm Pixel binning là gì, vì sao cảm biến 200MP chụp ra ảnh 12,5MP hay 50MP mặc định.
Zalo
