Quay video ngoài trời nắng gắt bị ám tím, sọc màn hình (banding): nguyên nhân từ cảm biến CMOS

Quay video ngoài trời giữa trưa nắng gắt, hướng máy về phía có ánh sáng phản chiếu mạnh như mặt nước, kính hoặc biển quảng cáo LED, không ít người thấy video xuất hiện vệt ám tím hoặc sọc ngang chạy dọc khung hình rồi vội nghĩ máy bị lỗi camera. Đây thực chất là hiện tượng có nguồn gốc từ đặc tính vật lý của cảm biến CMOS, xảy ra ở hầu hết điện thoại chứ không riêng một hãng nào.

Vì sao ánh sáng cực mạnh gây ám tím (purple flare)

Cảm biến CMOS dùng bộ lọc hồng ngoại (IR-cut filter) để chặn ánh sáng hồng ngoại không nhìn thấy được lọt vào, tránh làm sai màu. Khi gặp nguồn sáng cực mạnh như mặt trời phản chiếu trực tiếp hoặc đèn LED cường độ cao, một phần ánh sáng ở dải bước sóng gần hồng ngoại vẫn lọt qua bộ lọc và các điểm ảnh gần khu vực đó bị “tràn” tín hiệu (bloom), tạo ra quầng màu tím hoặc hồng quanh nguồn sáng. Hiện tượng này rõ nhất khi chụp/quay đèn LED, đèn pha xe, hoặc ánh nắng phản chiếu mạnh trên bề mặt kim loại, kính.

Cơ chế sọc ngang (banding) liên quan đến tần số quét

Phần lớn cảm biến CMOS trên điện thoại đọc dữ liệu theo kiểu quét dòng tuần tự (rolling shutter) chứ không chụp toàn bộ khung hình cùng lúc. Khi quay dưới nguồn sáng nhấp nháy theo tần số điện lưới mà tốc độ quét dòng của cảm biến không đồng bộ với chu kỳ nhấp nháy đó, mỗi dòng quét bắt được một pha sáng khác nhau, tạo thành các dải sáng tối luân phiên chạy ngang hoặc lăn dọc khung hình theo thời gian.

Vì sao hiện tượng rõ hơn khi quay ngoài trời nắng gắt so với trong nhà

Dưới nắng gắt, máy tự động đẩy tốc độ màn trập lên rất nhanh để tránh cháy sáng, vì khẩu độ cảm biến hầu như cố định trên điện thoại nên toàn bộ việc kiểm soát sáng dồn vào tốc độ màn trập và ISO. Tốc độ màn trập cực nhanh kết hợp rolling shutter khiến cảm biến nhạy hơn với sai lệch pha ánh sáng từ nguồn nhấp nháy hoặc phản chiếu cường độ cao, trong khi ánh sáng tự nhiên liên tục ít gây banding nhưng dễ gây ám tím ở vùng phản chiếu gắt.

Phân biệt lỗi cảm biến thật với hiện tượng quang học bình thường

Ám tím hoặc sọc nhẹ thoáng qua khi hướng máy trực diện vào nguồn sáng cực mạnh là hiện tượng quang học bình thường, biến mất khi đổi góc quay. Ngược lại, nếu sọc màu xuất hiện cố định ở một vị trí bất kể góc quay, ánh sáng, hoặc có điểm ảnh chết cố định, đó mới là dấu hiệu lỗi phần cứng cảm biến cần mang máy đi kiểm tra.

Cách hạn chế khi quay thực tế

Tránh hướng ống kính trực diện vào mặt trời hoặc bề mặt phản chiếu cường độ cao, đổi góc quay chếch đi vài độ thường loại bỏ được ám tím. Với banding do đèn nhấp nháy, một số ứng dụng camera cho phép khóa tốc độ màn trập thủ công về giá trị khớp với tần số điện lưới để đồng bộ chu kỳ quét, giảm hiện tượng dải sáng tối luân phiên.

Hiểu nhầm thường gặp

“Video bị ám tím hay có sọc là do camera điện thoại bị lỗi, cần đổi máy.” Đây phần lớn là đặc tính vật lý chung của cảm biến CMOS và cơ chế rolling shutter khi gặp nguồn sáng cực mạnh hoặc ánh sáng nhấp nháy, xảy ra trên hầu hết điện thoại chứ không phải lỗi riêng của một máy cụ thể, và thường hết khi đổi góc quay hoặc điều kiện ánh sáng.

Xem thêm

Nội dung này nằm trong nhóm chủ đề Quay video & chống rung: tổng hợp bài viết. Xem thêm Camera chụp ảnh bị mờ, không lấy nét: nguyên nhân và cách khắc phục.