Nikon bổ sung bằng sáng chế cảm biến tân tiến cho phép thực hiện cả hai chức năng màn trập trong một - global & rolling shutter, mở rộng thêm dự án cho lần nộp hồ sơ trước đó giúp tối ưu cả quay phim và chụp ảnh, loại bỏ rung rắc, nhiễu hình dù chuyển động nhanh.
Nhiều người có thể không biết hoặc không quan tâm đến sự khác biệt giữa màn trập cuộn và màn trập global và có những lý do thực tế để ưu tiên lựa chọn cái này hơn cái kia cho mục đích sử dụng của mỗi nhiếp ảnh gia. Trong cảm biến rolling shutter (tạm dịch là màn trập cuộn), hình ảnh được chụp tuần tự từ bên này sang bên kia của cảm biến. Trong các máy ảnh hiện đại, điều này thường hướng hoạt động từ trên xuống dưới.
Cách tiếp cận tuần tự này là lý do tại sao các máy ảnh có tốc độ đọc chậm hơn và màn trập cuộn sẽ thể hiện các hiện vật trực quan trong cả video và ảnh tĩnh, chủ yếu khi chính máy ảnh xoay nhanh từ trái sang phải. Hiệu ứng này được mô tả là tạo cho cảnh quay một hiệu ứng chao đảo "jello". Trong ảnh tĩnh, nó dẫn đến việc mô tả các đường nghiêng theo thiên hướng dọc.
Global shutter thì có thể quét toàn bộ khu vực ghi hình cùng một lúc giúp loại bỏ những vấn đề này. Tuy nhiên, global shutter có thể gây ra nhiều nhiễu hơn và quan trọng là chi phí sản xuất cũng sẽ đắt hơn nhiều, đặc biệt là khi kích thước cảm biến tăng lên.
Nikon tỏ ra quan tâm đến việc tạo ra một cảm biến có thể cung cấp cho các nhiếp ảnh gia và nhà quay phim những gì tốt nhất hai trong một bằng cách tạo ra một cảm biến có thể chuyển đổi động giữa chức năng màn trập global và màn trập cuộn.
Trong một bằng sáng chế được nộp vào tháng 12 năm 2021 và thêm thông tin được Digicame-Info phát hiện gần đây, Nikon mô tả một cảm biến “có khả năng thực hiện hoạt động cửa trập global và hoạt động cửa trập rolling”. Cảm biến dường như có thể cung cấp chức năng này thông qua việc điều chỉnh các điện tích quang điện.
Cảm biến Nikon Global & Rolling
Thiết bị thu nhận hình ảnh theo phương án hiện tại được định cấu hình để có thể thực hiện hoạt động của phương pháp màn trập điện tử global và hoạt động của phương pháp màn trập điện tử rolling. Trong trường hợp hoạt động cửa trập chung, thời gian bắt đầu tích lũy của mỗi pixel có thể giống nhau, do đó mỗi hàng có sự tích lũy đồng thời. Trong trường hợp vận hành rolling shutter, ngay cả khi thời gian tích lũy (thời gian tạo điện tích) của mỗi hàng là như nhau, thời gian bắt đầu tích lũy sẽ khác nhau đối với mỗi hàng, do đó không có sự đồng thời tích lũy trong mỗi hàng.
Nikon tiếp tục thử nghiệm với cảm biến Hybrid
Trước đây, Nikon đã xem xét một cảm biến có thể cung cấp lợi thế của cả màn trập loại cuộn và global. Vào tháng 7 năm 2021, Nikon đã nộp một bằng sáng chế tương tự có khả năng chuyển đổi giữa màn trập global và màn trập cuộn trong quá trình lấy nét tự động. Cảm biến sẽ sử dụng màn trập global cho mục đích lấy nét nhưng sẽ chuyển trở lại màn trập cuộn để chụp ảnh.
Như đã đề cập, một hạn chế của màn trập global là sự ra đời của nhiễu điện tử sẽ làm ảnh hưởng đến dynamic range và chất lượng hình ảnh cuối cùng, vì vậy, có lý do Nikon muốn nắm bắt thông tin tiêu điểm cho các đối tượng chuyển động nhanh bằng cách sử dụng lợi ích của màn trập global nhưng lại chuyển được sang dạng cuộn khi cần.
Tuy nhiên, bằng sáng chế mới này dường như mở rộng hơn bằng sáng chế trước đó và sẽ không chỉ giới hạn ở hệ thống lấy nét tự động. Nikon dự định thực hiện một thiết kế như thế này khi nào thì chưa ai có thể biết được. Cũng không rõ giá thành sản xuất cảm biến này đắt như thế nào hoặc Nikon có thể sản xuất cảm biến này với quy mô lớn ra sao. Như đã đề cập, lý do chính khiến màn trập golbal không phổ biến ở ngay cả những máy ảnh cao cấp là giá thành và cũng không có khả năng một cảm biến kép đa năng thế này sẽ rẻ hơn một phiên bản camera chỉ trang bị cảm biến global shutter hoặc rolling shutter.
Theo Petapixel
*: Sự khác nhau giữa cảm biến màn trập global và cảm biến màn trập cuộn
Minh họa cách hoạt động khác nhau của Rolling shutter vs Global shutter (Ảnh: e-consystems)
Rolling Shutter là gì
Màn trập cuộn sẽ đọc cảm biến từ trên xuống dưới theo thứ tự lần lượt. Các điểm ảnh trên đỉnh cảm biến được bật trước tiên để phơi sáng sau đó cảm biến sẽ hoạt động xuống phía dưới. Về bản chất, cảm biến sẽ ghi lại khung cảnh từ trên xuống theo cách tương tự như một chiếc máy quét.
Global Shutter là gì
Ngược lại, màn trập global hoạt động bằng cách phơi sáng toàn bộ khung cảnh từ trên xuống dưới cùng lúc. Thay vì bật các pixel trên cùng của cảm biến và quét lần lượt thì cảm biến sẽ sử dụng tất cả các pixel đồng thời với nhau. Phương pháp này đem lại hình ảnh đồng đều kể cả khi đối tượng đang chuyển động nhanh.
Tại sao Global Shutter lại quan trọng
Lợi ích rõ nhất đến từ việc đọc cảm biến cùng một lúc là có rất ít hoặc không có bất kỳ khả năng cong vênh, biến dạng hình nào khi chụp các đối tượng chuyển động hay khi người dùng chuyển động máy ảnh. Điều này cũng có lợi cho việc quay phim vì bạn không muốn có bất cứ hiệu ứng lắc lư nào khi quay clip trong khi phải di chuyển tốc độ cao.