Pinhole Photography - Nhiếp ảnh không cần ống kính là gì ?

Nghệ Thuật Pinhole photography (tạm dịch: ảnh chụp qua lỗ kim) sử dụng một thiết bị ghi hình cực kì đơn giản không có ống kính gọi là pinhole camera (máy ảnh lỗ kim). Tôi tự hỏi không có ống kính thì chụp hình sao nhỉ? Pinhole camera hoạt động như thế nào và hiệu ứng hình ảnh ra sao? Hãy cùng iZdesigner đi tìm câu trả lời nhé!

Pinhole camera là gì? Cấu tạo và hoạt động như thế nào?
Pinhole camera (tạm dịch: máy ảnh lỗ kim) là một thiết bị chụp ảnh đơn giản không có ống kính, thay vào đó, một lỗ kim với một khẩu độ nhỏ duy nhất - chính là nơi tiếp nhận hình ảnh - được tạo ra trên một mặt của hộp kín. Ánh sáng từ cảnh vật đi qua lỗ kim nhỏ này và hình ảnh ngược của chúng sẽ được ghi lại bởi phim nằm bên trong máy ảnh. Pinhole camera còn được biết đến như một biến thể của camera obscura, hay còn gọi là hộp tối, hình thức đầu tiên của máy chụp ảnh.

“Hộp tối” Camera obscura là hình thức đầu tiên của máy ảnh

Thực chất, pinhole camera chỉ bao gồm một hộp kín được đục một lỗ rất nhỏ trên một mặt để ánh sáng lọt vào. Phía đối diện với lỗ đặt một màn hứng mờ để xem trực tiếp, hoặc sử dụng phim hay cảm quang (CCD) để thu ảnh. Như vậy, lỗ kim trên thành hộp (pinhole) đóng vai trò như một thấu kính máy ảnh với độ mở cực nhỏ. Thời gian phơi sáng khá dài, khoảng từ năm giây hoặc có thể lên đến nhiều giờ, thậm chí nhiều tháng. Nắp đậy lỗ sáng đóng vai trò như màn trập, giúp ngăn không cho ánh sáng lọt vào thiết bị ghi nhận hình ảnh. Trong đa số trường hợp, nắp đậy này được vận hành bằng tay vì không đòi hỏi thời gian phơi sáng quá nhanh.

Kích thước lỗ sáng quyết định tính chất ảnh thu được. Lỗ sáng càng nhỏ, ảnh càng nét. Thậm chí, nếu thành hộp nơi lỗ sáng đi qua càng mỏng thì ảnh sẽ có càng nhiều chi tiết (phân giải cao hơn). Tuy nhiên, lỗ sáng quá nhỏ (cỡ micromet) sẽ khiến ảnh bị nhiễu xạ nặng nề do giao thoa ánh sáng. Các pinhole ngày nay thường có dạng tròn hoàn hảo do được đục bằng laser và sản xuất từ mảnh vật liệu mỏng. Một phương pháp tính toán đường kính pinhole tối đầu tiên được phát triển bởi Jozef Petzval - một nhà toán học, nhà phát minh và nhà vật lý học nổi tiếng người Hungary. Thông thường, "độ mở" của loại máy ảnh thô sơ này nhỏ hơn 1/100 khoảng cách giữa lỗ và màn hứng sáng.

Công thức tính đường kính lỗ kim của Jozef Petzval, trong đó: d là đường kính lỗ kim, f là tiêu cự (khoảng cách từ pinhole để mặt phẳng ảnh) và λ là bước sóng của ánh sáng.

Độ sâu trường ảnh (DOF) trong kỹ thuật pinhole về cơ bản là vô hạn, tuy nhiên, vẫn xảy ra quang mờ trong một số trường hợp. Độ sâu trường ảnh không phụ thuộc vào khoảng cách đối tượng, nhưng phụ thuộc vào các yếu tố khác chẳng hạn như: khoảng cách từ khẩu độ so với mặt phẳng phim, kích thước khẩu độ hay bước sóng của nguồn sáng. Kỹ thuật cũng có thể tạo ra hình ảnh với trường nhìn rất rộng mà không hề xảy ra hiện tượng méo. Tuy nhiên, bị sắc sai khá lớn. Ảnh pinhole hơi mờ và có thể bị đen góc (vignetting). Các số f của máy ảnh có thể được tính bằng cách chia các khoảng cách từ lỗ kim với mặt phẳng ảnh (độ dài tiêu cự) bằng đường kính của lỗ kim. Ví dụ, một máy ảnh với 0,5 mm đường kính pinhole, và chiều dài tiêu cự 50 mm sẽ có một số f của 50/0.5 hoặc 100 (f /100 trong ký hiệu thông thường). Tóm lại, để thành thạo nghệ thuật tưởng chừng như thô sơ này, người chụp phải biết nhiều về kiến thức vật lý, đặc biệt là các công thức liên quan tới bước sóng ánh sáng và khẩu độ của thiết bị quang học.

Một chiếc máy ảnh lỗ kim: Ondu Pinhole camera Mark II

Cấu tạo của pinhole camera tương đối đơn giản, bao gồm một hộp kín chứa phim để ghi hình và mặt trước của máy ảnh có lỗ kim nhỏ tiếp nhận ánh sáng

Những bức ảnh được chụp bằng máy ảnh pinhole sẽ không sắc nét và không có độ sâu như những bức ảnh chụp bằng ống kính thông thường. Nhưng bù lại, hiệu ứng của bức ảnh sẽ rất đặc biệt. Bức ảnh càng trở nên giá trị khi bạn chỉ muốn nhấn vào một hình ảnh nào đó, còn bối cảnh xung quanh nó sẽ được làm mờ đi một cách hoàn toàn tự nhiên.

Với một chiếc pinhole camera, người chụp không thể trực tiếp ngắm bức ảnh qua ống kính cũng như chọn cảnh. Có nghĩa là, ảnh chụp có thể đẹp...cũng có thể không. Chính sự "ăn may" đó tạo ra cho nhiếp ảnh lỗ kim một sự hấp dẫn riêng biệt, một số hình ảnh thậm chí sẽ không thể được có được từ một ống kính thông thường.

Ảnh chụp qua lỗ kim đòi hỏi ở người chụp lòng kiên nhẫn và sự cảm nhận tuyệt vời. Do thời gian phơi sáng đủ để ghi lại một bức ảnh thường rất lâu, những vật thể luôn chuyển động sẽ không được ghi lại trong bức ảnh. Ảnh cũng không thể chụp vào ban đêm. Sau khi chụp sẽ chỉ có một tấm âm bản duy nhất, vì vậy để có thể in thành nhiều bức ảnh, cần phải chuyển tấm âm bản đó sang định dạng kỹ thuật số và dùng kỹ thuật rửa ảnh truyền thống. Các tính năng đặc biệt khác có thể được khai thác trên máy ảnh pinhole như khả năng chụp hình ảnh kép bằng cách sử dụng nhiều lỗ kim hoặc khả năng chụp ảnh ở góc độ hình trụ hoặc hình cầu bởi bề cong của mặt phẳng phim.

Hiệu ứng của ảnh chụp qua lỗ kim - pinhole photography ra sao? Cùng iZdesigner chiêm ngưỡng nhé!

Serpent in the Garden (tạm dịch: Con rắn ở trong vườn) - Jan Kapoor

Protuberencia - Imre Becsi

Một tác phẩm trong chùm ảnh mang tên Pittsburgh Pinhole Serie - John Fobes

New York (Mỹ) - Albin Millot

Sunset (Hoàng hôn) - Larissa Honsek

Jane’s carousel (Vòng quay ngựa gỗ của Jane) - Stefan Killen

Chùm ảnh chụp qua lỗ kim (pinhole photography) thực hiện bởi nghệ sĩ Scott Speck

The Chandelier (Đèn chùm)

Alcala University, Spain (Trường đại học Alcala, Tây Ban Nha)

Crowned in Metal (Vồng kim loại)

National Cathedral Nave (Gian giữa Nhà thờ quốc gia)

The Floating Pipe Organ (Dàn ống nổi đàn ống)

At the Great Door...(Tại Cửa Lớn)

Đa phần máy ảnh pinhole được chế tạo thủ công cho từng mục đích cụ thể, chẳng hạn nhiếp ảnh phong cảnh, theo dõi mặt trời trong thời gian dài (Solargraphy) hay nghiên cứu các tia bức xạ năng lượng cao. Những máy ảnh phim đã hỏng có thể được tái sử dụng làm máy ảnh pinhole bằng cách thay ống kính bằng một mảnh bìa mỏng có đục lỗ ở chính giữa. Cùng cơ chế hoạt động tương đối đơn giản, pinhole camera còn có thể làm từ vỏ hộp các tông, vỏ lon Coke, vỏ hộp bánh, quả bí ngô...hoặc thậm chí từ một chiếc vỏ tủ lạnh cũ to tướng.

Một pinhole camera tự tạo từ hộp sắt rỗng

Solargraphy (hay còn gọi là nhiếp ảnh mặt trời) sử dụng nhà làm máy ảnh pinhole, thường làm từ vỏ lon thiếc, gắn vào một điểm cố định trong một khoảng thời gian nhất định. Khó khăn duy nhất mà người chụp cần phải vượt qua là sự kiên nhẫn, khi thời gian phơi sáng có thể lên đến 6 hoặc 12 tháng.

Nguyên tắc truyền thẳng của ánh sáng và câu chuyện ra đời của pinhole camera
Hình ảnh được tạo ra trong máy ảnh lỗ kim - pinhole camera thực chất dựa trên nguyên tắc truyền thẳng của ánh sáng: bề mặt vật thể phản xạ lại ánh sáng theo tất cả các hướng và khi các tia từ đỉnh của bề mặt vật thể đi qua lỗ kim sẽ tạo ra hình ảnh đảo ngược của vật thể trên bề mặt nhạy sáng của phim chụp.

Hiện tượng này thực chất đã được phát hiện từ rất sớm, cũng là tiền thân đầu tiên của nguyên lí thu hình của các thiết bị chụp ảnh hiện đại. Vào thế kỉ 5 Trước Công nguyên, nhà triết học người Trung Quốc Mặc Tử nhận thấy khi ánh sáng đi qua lỗ nhỏ trên tường vào phòng tối có thể tạo ra hình ảnh đảo ngược trên bức tường đối diện. Đến thế kỉ 14 TCN, Aristote một lần nữa đề cập đến nguyên lý này khi ông miêu tả quan sát nhật thực một phần (năm 330 TCN) bằng cách nhìn ảnh của Mặt Trời chiếu qua khoảng trống giữa lá cây. Vào thế kỉ thứ 10, học giả người Ả Rập Idn al-Haytham (Alhazen) cũng viết về việc quan sả nhật thực qua lỗ trống. Ông cũng miêu tả khả năng làm cho hình ảnh rõ nét hơn khi thu nhỏ lỗ trống.

Hiện tượng ánh sáng qua lỗ nhỏ chiếu vào buồng tối

Thế kỉ 15 ghi nhận việc sử dụng buồng tối cho thành tựu hội họa và quan sát của các họa sĩ cùng các nhà khoa học. Ở dạng sơ khai nhất của nó, buồng tối gồm một căn phòng kín nhỏ với một cái lỗ nhỏ đặt có tính trước trên tường hoặc trên tấm chắn cửa sổ sao cho ánh sáng có thể đi qua nó, tạo ra ảnh lộn ngược của vật đặt bên ngoài phòng trên tường tô trắng đối diện với lỗ nhỏ. Một trong những mô tả sớm nhất của việc sử dụng buồng tối cho một mục đích như thế có thể tìm thấy trong sổ ghi chép của Leonardo da Vinci (1452-1519). Khi con người tìm cách thu nhỏ các buồng tối, nhỏ hơn và dễ di chuyển hơn, hộp tối - camera obscurara đời.

Công nghệ này tiếp tục được phát triển nhưng dậm chân trong một thời gian dài do hạn chế của kỹ thuật ghi hình thời bấy giờ. Mãi tới năm 1850, bức ảnh đầu tiên chụp bằng máy ảnh pinhole mới được hoàn thiện bởi nhà khoa học người Scotland, Sir David Brewster. Thuật ngữ chụp ảnh lỗ kim - pinhole cũng được ông này nhắc đến lần đầu tiên trong cuốn "The Stereoscope" (tạm dịch: Kính lập thể) xuất bản năm 1856.

Chúc bạn một ngày nhiều ý tưởng sáng tạo cùng những kiến thức mới về nghệ thuật nhiếp ảnh chụp qua lỗ kim - Pinhole photography!

Trọng Đại - iZdesigner.com

Tổng hợp