Tìm hiểu khung ngắm máy ảnh SLR và RF

Máy ảnh có nhiều nguyên lý kỹ thuật khác nhau và bài này dành riêng cho những ai mới bắt đầu sử dụng, như một phần nhập môn tìm hiểu máy ảnh. Theo năm tháng, máy ảnh 35mm đã được dần cải biến thành một thiết bị quang-điện tử phức hợp.

Hầu như hiện nay tất cả những loại máy ảnh số, thậm chí những máy ảnh số giá rẻ đều có cơ chế vận hành và cả chức năng lấy nét tự động được điều khiển bởi những bộ xử lý tốc độ rất cao. Chúng có rất nhiều cải tiến và khác nhau về mặt công nghệ, nhưng cơ bản nguyên lý hoạt động của chúng không có thay đổi về mặt cơ bản. Tìm hiểu để biết rõ khi chọn mua hoặc làm chủ cái máy đang sở hữu cũng là điều cần.

Về cơ bản có hai loại máy ảnh khác nhau trên thị trường :

  1. Máy ảnh khung ngắm kiểu phản quang- SLR. Loại này đang thống lĩnh thị trường máy ảnh chuyên nghiệp.
  2. Máy ảnh khung ngắm kiểu trắc viễn- Rangefinder (viết tắt RF). Loại này còn được phân thành các loại như sau:

• Loại “kinh điển” với khung ngắm kiểu trắc viễn, lấy nét với cơ chế hai hình ảnh trùng làm một (coincident) (Konica RF, Leica, Bessa R và nhiều loại máy ảnh RF khác của Canon, Contax, Leica, Nikon, Voigtlander rất lâu đời trước đây)
• Loại với kính ngắm kiểu điện tử.
• Loại máy ảnh ngắm và chụp (PnS).

Điểm khác biệt chủ yếu giữa các loại máy ảnh chính là: Cơ chế hiển thị qua khung ngắm và khác biệt về cơ cấu lấy nét.

1. MÁY ẢNH KHUNG NGẮM KIỂU PHẢN QUANG SLR
Quy tắc cơ bản của máy ảnh SLR chính là việc ngắm, lấy nét và đo sáng trực tiếp xuyên qua ống kính như ở hình dưới đây. Hình ảnh đi vào được một gương “phản chiếu” lên lăng kính 5 mặt (bằng khối thuỷ tinh hoàn toàn, hoặc một kiểu gương vòm để tiết kiệm không gian bên trong máy và giá thành). Khối lăng kính có nhiệm vụ đảo hình lại và đưa trở ra ống ngắm. Lượng ánh sáng được truyền đi hoàn toàn tuỳ thuộc vào độ mở tối đa của ống kính, do đó với những ống kính có khẩu độ mở tối đa càng lớn thì khung ngắm sẽ càng sáng rõ. Chất lượng ống kính cũng hết sức quan trọng và loại ống kính hoàn toàn bằng thuỷ tinh thường mang lại những hình ảnh sắc nét hơn.

Cảm biến đo sáng được đặt ở đâu?

Những cảm biến đo sáng có thể được đặt ở nhiều vị trí khác nhau:

• Phía sau gương phản xạ bán phần. (mirror semi-transparent)
• Liền kề với lăng kính 5 mặt
• Sát dưới mép thấu kính
• Và nhiều vị trí khác, tuỳ theo thiết kế.

Thông thường, có ít nhất là một đi-ốt (diode) quang để dò sáng. Trong các máy ảnh hiện đại, dữ liệu “analog” được xử lý bởi một CPU có chức năng tính toán tổng hợp tốc độ vận hành của màn trập/khẩu độ phù hợp để người sử dụng có thể điều chỉnh, hoặc chỉ cảnh báo cho thấy bị thiếu sáng hoặc quá sáng khi máy ở chế độ điều chỉnh bằng tay. Sau khi nút bấm chụp được nhấn và thả, thì chu kỳ hoạt động như dưới đây sẽ bắt đầu :

• Gương phản chiếu lật lên (kèm theo việc khung ngắm tạm thời bị che tối)
• Khẩu độ ống kính sẽ khép lại đúng theo giá trị đã chọn.
• Màn trập giử nhiệm vụ đóng mở và phim sẽ được lộ sáng bởi ánh sáng đi xuyên qua ống kính. Đa số các máy ảnh SLR hiện đại đều gồm có hai màn trập, màn trập gồm có nhiều lá xếp lại, vận hành di chuyển theo chiều dọc.
• Màn trập thứ nhất có nhiệm vụ che kín toàn bộ khung hình. Sau khi nút chụp được bấm xuống (và sẽ gương lật lên), màn trập thứ nhất di chuyển lên phía trên để phim được lộ sáng bởi ánh sáng đi vào. Màn trập thứ hai di chuyển tiếp ngay theo sau màn trập thứ nhất với một lượng thời gian nhất định tuỳ tốc độ chụp đã được chọn. Sự di chuyển của màn trập thứ hai có nhiệm vụ ngăn ánh sáng lại (xem hình trên) và kết thúc quá trình lộ sáng của phim để tạo nên khung hình.
• Gương hạ xuống, trở về vị trí dành cho ngắm bình thường
• Khẩu độ của ống kính được tái lập về giá trị mở tối đa (vd: f/2.8 với ống kính 60mm/2.8)
• Phim trong máy sẽ chuyển đến khung kế tiếp, bằng tay hoặc tự động.

Ở trên là khái quát về quá trình chụp ảnh đối với tất cả các loại máy ảnh SLR 35mm hiện đại. Các máy ảnh SLR trước đây không được trang bị loại gương lật với cơ chế hoàn vị nhanh “instant-return” giống như loại ngày nay đang được sử dụng rộng rãi. Thay vào đó, trước và sau mỗi lần chụp, người cầm máy phải di chuyển gương lật bằng tay bởi một cần gạt được thiết kế ở bên ngoài thân máy. Thật là thú vị và rất hợp lý khi các máy ảnh SLR hiện đại dạng trung bình đều có kèm chức năng này. Gương phản chiếu khá lớn và nặng cùng với cơ chế hoàn vị nhanh sẽ gây ra vô số những rung lắc tác động đến phim chụp, dẫn đến nảy sinh một số vấn đề cần đặc biệt lưu ý.

Khoá gương (MLU)/ ở giai đoạn tiền vận hành pre-fire

Những lợi thế của một gương máy ảnh SLR, chẳng may lại tuỳ thuộc vào giá cả.

• Khoảng cách giữa thấu kính và phim bị tăng lên do khoảng trống dành cho gương. Vì thế, cần phải có một thiết kế nhằm đưa thấu kính lại gần sát hơn, được gọi là retrofocus (kéo dài khoảng cách hội tụ). Thiết kế này hoạt động tốt đối với các ống kính dài, nhưng lại hết sức bất tiện đối với các ống kính ngắn.
• Gương gây ra những rung lắc do quá trình di chuyển bật lên của nó, hay nói chính xác hơn: các rung lắc phát sinh từ xung lực khi gương khởi xuất phát và khi dừng gương lại. Xung lực này mạnh, yếu tùy theo kiểu máy.

Một ít có thể do (A), trong khi những tác động của (B), cơ bản có thể giảm thiểu được. Biểu đồ dưới đây minh hoạ vấn đề về rung lắc do gương gây ra.

Các sự rung lắc này đều cần phải được cải thiện, có nghĩa là cuối cùng không còn gì ngoài chuyển động tuần hoàn lên xuống của đóng mở màn trập. Chuyển động này có thể tạo ra hiệu ứng gây mờ nhòe nhất định, dẫn đến làm giảm chất lượng hình ảnh (xem hình bên dưới). Vấn đề rung lắc nội bộ này là độc lập, nó hoàn toàn không dính dự gì đến mối tương quan tốc độ vận hành của màn trập cùng với tiêu cự của ống kính (chẳng hạn 1/200s đối với ống kính 200mm) nhưng nó có thể làm giảm chất lượng hình ảnh, ví dụ, khi ta chụp ở các tốc độ chậm trong quãng từ1/4s đến 1/60s.

Để giải quyết hiện tượng này, các nhà sản xuất đã đưa ra các giải pháp:

• Các máy ảnh SLR hiện đại đã cải tiến kỹ thuật giảm chấn giúp lật gương êm hơn (mirror-dumping).
• Nhiều loại máy ảnh tầm trung và cao cấp có thêm một chức năng gọi là “khoá gương” (MLU). Ý tưởng MLU là làm cho gương hoạt động lật trước khi màn trập mở ra. Nhờ đó, các rung lắc của gương được loại bỏ kịp thời hoặc chí ít cũng sẽ được hạn chế đến mức tối đa. Có hai loại MLU :
• Lật gương trước khi chụp “mirror pre-fire” – đây là một kiểu tự động được kết hợp với bộ đếm giờ của máy ảnh. Máy ảnh kích hoạt lật gương và chờ vài giây rồi mới mở màn trập.
• “mirror lock-up” – người sử dụng có thể điều khiển bằng tay để cho gương lật lên trước rồi mới nhấn nút chụp. Thường thì MLU chỉ được dùng với một máy ảnh đã được gắn giá ba chân.Trong trường hợp này, việc bấm máy theo kiểu cầm tay thông thường sẽ trở thành vô nghĩa, bởi vì thao tác cầm tay như thế sẽ dẫn đến nhiều rung lắc mạnh hơn bất cứ gương lật nào có thể gây ra ! Như vậy, với MLU nếu ta kết hợp dùng với một thiết bị điều khiển từ xa hoặc dây bấm mềm sẽ là rất cần thiết !

Sử dụng MLU trong khi chụp hình bằng cách cầm máy ảnh trên tay thì có thể bố cục của hình ảnh sẽ không đạt chuẩn như cách dùng ngắm qua khung ngắm – do đó sẽ không thể tránh khỏi sai sót trong việc bố cục khung ảnh.

Tóm lại, có một số lợi ích trong thiết kế của dòng máy SLR :

• Dễ bố cục chính xác khung ảnh.
• Có thể kiểm soát độ chính xác của việc lấy nét (lấy nét tay hoặc thông qua hệ thống (AF) lấy nét tự động).
• Có thể sử dụng ống kính không giới hạn phạm vi tiêu cự theo lý thuyết.
• Có thể sử dụng nhiều loại kính lọc khác nhau và dễ dàng kiểm soát hiệu ứng của chúng.

2. MÁY ẢNH KHUNG NGẮM KIỂU TRẮC VIỄN RF (Rangerfinder)
Lịch sử máy ảnh RF khoảng giữa thập niên 20 của thế kỷ trước, lúc Oscar Barnack cho ra mắt mẫu máy Leica A, loại máy ảnh khởi đầu cho thời kỳ chụp ảnh bằng phim 35mm. Nhiều chi tiết máy vẫn còn phổ biến với chúng ta đến tận ngày nay, như màn trập chắn sáng, cần gạt lên phim, lần đầu tiên xuất hiện trên máy Leica. Ngay cả hôm nay cũng vậy, ngót 75 năm sau, máy ảnh RF vẫn có mặt trong túi xách của nhiều nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp hoặc tài tử vì những lý do chúng ta sẽ thảo luận thêm sau trong bài viết này.

Gương lật nằm ở đâu ?

Điểm khác biệt đáng chú ý giữa dòng máy ảnh RF và SLR chính là không dùng chức năng TTL (ngắm và lấy nét qua ống kính), song đa phần máy ảnh RF đều có chức năng đo sáng qua ống kính. Thay vào đó, việc lấy nét của máy ảnh RF được thực hiện thông qua một cơ chế kính ngắm trắc viễn có thể cho hình ảnh trùng nét (loại RF “kinh điển”) hoặc hiển thị bằng điện tử. Kính ngắm trắc viễn là một thiết bị xác định khoảng cách đến đối tượng được chụp bằng cách sử dụng nguyên lý phép đo tam giác, kiểu kỹ thuật hình học người ta đã biết đến từ hàng trăm năm nay.

Bất luận thực chất loại tín hiệu cần đo là gì (quang học hoặc sóng vô tuyến), độ chính xác của thiết bị này tuỳ thuộc vào chiều dài cơ sở hữu dụng, ở trường hợp máy ảnh RF dựa vào khoảng cách vật lý giữa thiết bị tạo ảnh ba chiều và gương trắc viễn/lăng kính 5 mặt (xem biểu đồ bên dưới) hình ảnh sẽ được nhân lên do sự phóng đại của ống ngắm. Chiều dài cơ sở hữu dụng càng dài, thì độ chính xác của kính trắc viễn càng cao.

Biểu đồ cho thấy cơ chế quang - trắc trùng lặp được sử dụng chung cho nhiều máy ảnh RF cổ điển xưa nay.

Hoạt động như thế nào ?

Gương phản chiếu bán phần (A) và lăng kính 5 mặt (E) tạo nên hai hình ảnh trong ống ngắm - ảnh tĩnh (H) (qua gương phản chiếu bán phần) và ảnh phụ (I) (qua lăng kính 5 mặt). Ống kính được kết hợp với (E) bằng cách quay chỉnh, do đó, trong lúc ống kính được quay để lấy nét, người ta thấy ảnh phụ di chuyển ngang qua ống ngắm. Khi ảnh tĩnh và ảnh phụ trùng khít lên nhau, việc lấy nét hoàn tất. Một số máy ảnh RF (vd : Leica M6, Konica Hexar RF và Bessa R) còn cho phép lấy nét bằng cách tách các mép riêng biệt của ảnh tĩnh và ảnh phụ, giúp cho việc lấy nét được chính xác hơn rất nhiều. Phương thức này chính xác như thế nào ? Rõ ràng là rất chính xác khi hoạt động trong một phạm vi tiêu cự nhất định. Ví dụ, Leica M6 với chiều dài cơ sở hữu dụng 40.16 – 58.86 (tuỳ loại máy) được thiết kế để hoạt động với các ống kính tiêu cự không dài quá 135mm. Ống kính càng dài, việc lấy nét càng ít chính xác. Trái lại, với những ống kính tiêu cự trung bình và rộng, máy ảnh RF lấy nét với một độ chính xác đến kinh ngạc.

Ống ngắm trắc viễn điện tử sử dụng nguyên lý khác nhau không đáng kể. Thay vì có các hình ảnh trùng nhau qua ống ngắm, máy ảnh chiếu chùm sáng (hoặc là hồng ngoại hoặc là trong bước sóng mắt người có thể nhìn thấy được) về phía chủ đề, nhờ ánh sáng phản chiếu trở lại sau đó xác định khoảng cách từ chủ đề đến máy. Như vậy, ống kính lấy nét dựa trên khoảng cách do máy ảnh cung cấp. Ống ngắm trắc viễn điện tử được sử dụng rộng rãi cho các máy chụp ảnh tự động (PnS) và một số máy RF hiện đại.

Việc ngắm và bố cục khung ảnh ở máy ảnh RF được thực hiện qua ống ngắm kết hợp với phần trắc viễn. Bên cạnh việc lấy nét, ống ngắm của máy ảnh RF còn thể hiện cho thấy các khung ngắm phác hoạ phạm vi tương ứng với vùng được ống kính bao quát. Vùng ngắm được tạo ra bằng quang học (xem hình C và D ở trên) hoặc bằng điện tử, hiển thị bởi một màn hình LCD nhỏ. Máy ảnh RF với các ống kính thay đổi được có cài đặt sẵn một số hiển thị gióng khung, chúng có thể sẽ hiển thị hoặc tự động (với loại máy ảnh có gắn ngàm), hoặc cố định (với loại vặn răng). Một số máy ảnh RF, như Contax G1/G2 vượt trội hơn bằng loại ống ngắm tự động hiển thị gióng khung (zoom) khi bạn thay các ống kính.

Cách ngắm không theo phương thức xuyên qua ống kính - TTL rõ ràng là sẽ gặp vấn đề với việc chụp cận cảnh. Khi máy ảnh RF lấy nét vào đối tượng chụp cách xa khoảng cách dưới 2m, thì thị sai giữa trục quang học của ống kính chụp và ống ngắm sẽ gia tăng, có thể dẫn đến những sai sót trầm trọng về bố cục mà người chụp không thể nhìn thấy. Bạn chỉ có thể thấy thị sai về trục quang học này thể hiện rõ ở trên tấm ảnh.

Vì thế, trên thực tế, bất cứ máy ảnh RF hiện đại nào cũng đều có ống quang trắc viễn gọi là thiết bị “tự động điều chỉnh thị sai” để hắt những khung hình được lấy nét lên ống kính – nhằm hoá giải những sai sót khi lấy nét cận cảnh.

Máy ảnh RF đôi khi phải sử dụng ống ngắm rời. Ống ngắm không theo quy cách TTL thì không thể hiển thị được 100% tầm nhìn đối với các ống kính rộng và siêu rộng (<28mm). Bởi vì loại ống kính dành cho RF với góc thu ảnh siêu rộng này được thiết kế để hoạt động với các ống ngắm phụ gắn vào đế gài - Hotshoe phía trên máy. Người sử dụng bố cục ảnh bằng cách sử dụng ống ngắm gắn ngoài và lấy nét bằng cách sử dụng ống ngắm tích hợp sẵn. Một số máy ảnh RF (vd: Bessa-T) phải luôn sử dụng ống ngắm gắn ngoài. Cũng là một sự bất tiện.

Vậy…sao lại phải dùng máy ảnh RF ?
Câu trả lời thật đơn giản – do không có chuyển động của gương lật, nên máy RF có nhiều lợi thế hơn so với loại máy khung ngắm kiểu phản quang (SLR). Hãy nhìn xem chuỗi hoạt động bên trong máy RF sau khi phím chụp được thả ra :

• Khi nút chụp được bấm và thả ra, lúc ấy khung phim hoặc cảm quang được phơi sáng bởi ánh sáng đi qua ống kính.r
• Và…Tất cả chỉ có thế.

Ngoài ra còn có các hoạt đông khác như ống kính tự động mở và phim được đẩy tiếp lên. So với chuỗi hoạt động tương tự với loại máy ảnh SLR, người ta có thể hình dung ra được tại sao máy RF và SLR lại hoàn toàn khác nhau. Nói chung, máy ảnh RF ít gây ra những rung lắc hơn loại máy ảnh SLR, vì không có những chuyển động liên quan đến gương lật. Trên thực tế, nó lại có khả năng đặc biệt chụp ở tốc độ chậm hơn từ 2-3 nấc dưới tốc độ chụp an toàn tối thiểu theo cách cầm tay được thiết lập bởi quy tắc quy đổi với tiêu cự của ống kính, vốn thường được sử dụng nơi máy ảnh SLR, mà không lo hình chụp bị mờ. Ví dụ, các tốc độ chụp dao động trong khoảng 1/8s đến 1/15s đối với ống kính 50mm là chuyện bình thường. Một điểm khác biệt nữa của dòng máy RF, đó chính là hiệu năng quang học của nó. Do không cần phải có khoảng cách tối thiểu giữa ống kính và màn trập, nên ống kính của máy RF không có thiết kế “kéo dài khoảng cách hội tụ” (retrofocus), từ đó có được những lợi thế đáng kể về chất lượng quang học đối với các ống kính tiêu cự trung bình và các ống kính góc rộng, với khẩu độ trung bình. Nghĩa là sao ? Nghĩa là có thể chụp với khẩu độ f/2.0 mà kết quả chất lượng quang học thu được gần tương tự như chụp ở f/5.6 – quả là như mơ đối với những người chụp ảnh đường phố. Ngược lại, hầu như bất kỳ ống kính nào của máy ảnh SLR trong quãng tiêu cự 28-80mm cũng đều phải được dùng ở mức khẩu độ f/8-11 để có được chất lượng quang học tối đa.

Tóm lại, máy ảnh RF mang lại một số lợi thế như sau :

• Gọn, có thể bỏ vừa một chiếc túi nhỏ.
• Không gây ồn khi bấm máy.
• Tuyệt vời khi chụp dưới ánh sáng sẵn có
• Khả năng quang học xuất sắc.

Thật không may, máy ảnh RF cũng có những bất tiện của nó.

SLR so với RF

KẾT LUẬN : Nhìn vào bảng so chiếu trên đây có thể thấy hai loại máy không đối nghịch nhau, nhưng đúng hơn là có thể bổ sung cho nhau. Máy SRL hoạt động tốt nhất với các ống kính viễn – cận, rất lý tưởng để chụp ảnh thể thao, các hoạt động, ảnh chân dung, cuộc sống hoang dã và ảnh cận cảnh. Khả năng kiểm soát độ sâu vùng ảnh rõ, còn chứng minh rõ ràng là máy ảnh SRL rất xuất sắc trong việc chụp chân dung. Máy ảnh RF có sự sắc bén riêng trên đường phố, dưới ánh sáng yếu, chụp người và tài liệu sách báo. Do có thiết kế gọn nhẹ, máy ảnh RF còn là người bạn đồng hành lý tưởng đối với những người hay đi du lịch. Vì vậy, kết luận chủ yếu sẽ là “hãy tậu lấy một chiếc máy ảnh hoạt động tốt đúng theo nhu cầu của bạn”. Còn nếu thấy rằng phải cần đến cả hai loại máy ảnh, thì tuỳ vào túi tiền của bạn.