Fujifilm GFX 50S là một trong những thiết bị tiên phong, mở đầu kỷ nguyên của máy ảnh mirrorless dùng cảm biến khổ lớn (Medium format). Cảm biến càng lớn thì kích thước của máy cũng phải phình to theo và kéo theo đó là vô số các hệ quả khác. Mới đây Fujifilm có chia sẻ 4 giải pháp mà họ dùng trên cảm biến, mình sẽ giải thích lại cho các bạn, đồng thời bổ sung các kiến thức khác để chúng ta dễ nắm bắt hơn.
1. Thay đổi bảng mạch để cảm biến ảnh trở nên mỏng hơn
Fujifilm GFX 50S có sử dụng cảm biến medium format kích thước 44x33mm, kích thước tiêu chuẩn được dùng trên nhiều máy medium format thông thường. Tuy nhiên cảm biến của GFX lại được làm mỏng đi rất nhiều để có chỗ cho phần màn trập.
Trên các cảm biến bình thường, bề mặt cảm biến sẽ gắn trên một bảng mạch lớn, các mạnh điện, chip sẽ được đặt lên cả 2 mặt của bảng mạch đó. Nhưng với GFX thì Fujifilm dồn hết tất cả ra phía sau và bảng mạch điều khiển cảm biến có kích thước nhỏ hơn cảm biến. Điều này giúp cả bản mạch và cảm biến điều trở nên mỏng hơn, gọn hơn.
2. Độ phân giải cao hơn, thay đổi cấu trúc bề mặt cảm biến
Ánh sáng đi vào cảm biến theo nhiều hướng khác nhau, phần ánh sáng đi vào trung tâm cảm biến có chất lượng tốt nhất vì ánh sáng đi thẳng vào, vuông góc với cảm biến. Các tia sáng còn lại được phân bổ đều ra các vùng của cảm biến và càng phân bổ rộng về vùng rìa ảnh, góc chếch của ánh sáng so với cảm biến càng lớn và chất lượng ảnh càng suy giảm, quang sai xuất hiện nhiều hơn, ánh sáng ít hơn gây hiện tượng tối góc vignetting.
Đó là lý do trên mỗi Photodiot đều có 1 thấu kính siêu nhỏ gọi là Micro-lens để hướng ánh sáng đi chính xác vào về mặt Photodiot. Ví dụ như ảnh dưới đây là Microlens trên bề mặt cảm biến trên máy Leica
Trên các cảm biến 35mm hay APS-C, người ta luôn dùng công nghệ gapless Microlens, tức lọai bỏ khoảng cách giữa các microlens, nhờ đó lượng ánh sáng đi vào photodiot nhiều hơn, ảnh sáng hơn, ít nhiễu hơn. Dưới đây là ví dụ minh hoạ cho sự khác nhau giữa gapless microlens và microlens có khoảng cách ở giữa.
Nhưng Fujifilm lại làm ngược lại. Họ thu nhỏ kích thước Micro lens, tạo ra các khoảng hở giữa các thấu kính này. Điều này đồng nghĩa với việc lượng ánh sáng đi vào photodiot sẽ ít hơn, và về lý thuyết là sẽ gây nhiễu hạt nặng hơn. Bù lại việc này lại giúp ảnh nét hơn các cảm biến thông thường, tại cùng độ phân giải. Nôm ta là cùng 50MP, nhưng cảm biến có Microlens rời nhau sẽ cho độ nét cao hơn.
Câu trả lời nằm ở kích thước điểm ảnh: Cùng một độ phân giải, cảm biến nào có diện tích lớn hơn thì mỗi điểm ảnh trên cảm biến sẽ lớn hơn. Điểm ảnh lớn hơn nghĩa là Photodiot lớn hơn, hấp thụ được nhiều ánh sáng hơn. Về mặt kỹ thuật, điểm ảnh của GFX 50S lớn hơn 1,7 lần so với điểm ảnh của cảm biến Full Frame 50MP.
3. Mở rộng Dynamic Range
Bằng cách mở rộng dải Dynamic Range tại vùng sáng (Photic zone) thêm 1/3 stop, Fujifilm đã nâng dải dynamic range của GFX 50S lên 14stop. Và vì mở rộng từ vùng sáng nên Fujifilm khuyến cáo bạn nên chụp tại ISO100 để đạt chất lượng cao nhất.
4. Lấy nét nhanh hơn nhờ đọc cảm biến nhanh hơn
Việc lấy nét là một vấn đề lớn với các máy ảnh mirrorless medium format. Vì máy không có chip lấy nét riêng như DSLR nên toàn bộ phần chip lấy nét sẽ được tích hợp vào cảm biến. Trên GFX, hãng đã không tích hợp được lấy nét theo pha mà vẫn dùng lấy nét theo tương phản.
Để giải quyết được vấn đề này, Fujifilm đã tăng tốc độ đọc cảm biến từ 130 lên 200fps. Dữ liệu từ cảm bién sẽ được chuyển qua chip xử lý nhanh hơn, xử lý kịp thời để đưa ra quyết định lấy nét nhanh hơn. Việc này đòi hỏi bạn phải có một chip xử lý nhanh, bộ nhớ đệm lớn và một kết nối đủ nhanh.
