Canon công bố cảm biến CMOS Global shutter: Tạm biệt Rolling shutter và hiện tượng Jello đáng ghét

Cảm biến CMOS đầu tiên của Canon dùng Global shutter đã chính thức ra mắt trước thềm sự kiện Photokina 2016. Cảm biến này có cấu trúc điểm ảnh mới, cho phép Canon mở rộng dải Dynamic Range và hình ảnh thu được ít nhiễu hơn. Với việc loại bỏ rolling shutter, chúng ta sẽ không còn lo ngại về hiện tượng Jello khi quay video cũng như chụp ảnh.

Canon cho biết cảm biến mới sẽ được áp dụng đầu tiên vào máy ảnh và máy quay để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau. Hiện vẫn chưa rõ khi nào những sản phẩm đầu tiên sẽ ra mắt thị trường phổ thông.

Về Rolling shutter và Global shutter, chúng ta có thể giải thích ngắn gọn như sau:

Vì đặc thù về cấu trúc và công nghệ, các cảm biến CCD phần lớn đều dùng Global Shutter và cảm biến CMOS ngày nay phần lớn dùng Rolling shutter. Màn trập Rolling Shutter, được dùng trên hầu hết các máy ảnh kỹ thuật số ngày nay. Ánh sáng khi đi vào Sensor sẽ được cảm biến đọc theo thứ tự từng dòng, lần lượt từ trên xuống dưới. Nhược điểm của công nghệ màn trập này là quá trình để Sensor ghi nhận đầy đủ một bức ảnh khá lâu và đôi khi không bắt kịp khoảnh khắc. Chúng ta có thể xem hình minh hoạ :


Cách mà hình ảnh đi vào cảm biến


Nhược điểm của Rolling Shutter, gọi là hiện tượng Jello

Các bạn có thể thấy, nhược điểm của Rolling Shutter thể hiện khi có một vật thể tốc độ cao đi quá nhanh so với tốc độ đọc của cảm biến. Nhược điểm này càng thể hiện rõ hơn trên một chiếc máy ảnh độ phân giải cao. Càng nhiều điểm ảnh, tốc độ đọc càng lâu. Chiếc DSLR mới ra mắt của Canon là 5D mark IV cũng bị hiện tượng Jello khá nặng. Xem tại thêm tại ĐÂY

Đây là hình ảnh chụp cánh quạt máy bay bằng camera thông thường với rolling shutter


Nguyên dân là do đặc tính đọc dữ liệu cảm biến theo từng dòng​

Về Global Shutter, đây là một kiểu màn trập điện tử. Thay vì phải qua 4 giai đoạn để ghi lại hình ảnh như trước, Global Shutter chỉ có 2 trạng thái: Đóng và mở. Vì chỉ có hai trạng thái nên toàn bộ hình ảnh sẽ đi vào cảm biến cùng lúc, không có chuyện pixel này nhận được ánh sáng trước pixel kia nên sẽ bắt kịp mọi đối tượng trong ảnh. Nhờ quá trình hoạt động ngắn, Global Shutter sẽ cho phép máy ảnh chụp lại nhiều ảnh tĩnh với tộc độ cao hơn. Có hai loại Global Shutter là Hard Shutter và Soft Shutter


Global Shutter - Hard Shutter


Global Shutter - Soft Shutter

Ví dụ dễ thấy sự khác nhau nhất là tốc độ ăn đèn Flash của máy ảnh. khi đánh đèn Flash không có công nghệ High Speed Sync ở tốc độ quá cao, cao hơn tốc độ đọc của cảm biến thì ảnh sẽ bị nửa sáng nửa tối. Đó là lúc Global Shutter phát huy tác dụng vì màn trập này cho ánh sáng vào tất cả điểm ảnh trên cảm biến cùng lúc



Ví dụ 2:

Ảnh bên trái là chụp với Global Shutter, bên phải là Rolling Shutter (kéo qua lại để so sánh). Thứ màu trắng mà các bạn nhìn thấy không phải là khói mà là áp lực không khí giải phóng khi viên đạn được bắn ra. Tất cả diễn ra rất nhanh và nếu không có Global Shutter, bạn sẽ có một bức ảnh không hoàn hảo.