Field Curvature: Nguyên Nhân Và Cách Khắc Phục Để Nâng Cao Chất Lượng Hình Ảnh

Bạn đã bao giờ tự hỏi tại sao những bức ảnh của mình dù đã được chụp bằng một chiếc máy ảnh hiện đại nhưng vẫn không thể đạt được độ sắc nét hoàn hảo? Đó có thể là do một hiện tượng quang học gọi là Field Curvature. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về hiện tượng này cùng nguyên nhân gây ra và cách khắc phục chúng.

Định nghĩa Field Curvature

"Field Curvature" - lệch trường, hay còn gọi là "cong trường ảnh" hoặc "độ cong trường Petzval", là một hiện tượng quang học phổ biến khiến một vật phẳng chỉ sắc nét ở một phần nhất định trên khung hình. Điều này xảy ra do các thành phần quang học có hình dạng cong, khiến hình ảnh được chiếu lên cảm biến cũng theo hình cong. Trong khi đó, cảm biến của máy ảnh kỹ thuật số lại là dạng phẳng, nên không thể bắt trọn toàn bộ hình ảnh một cách sắc nét.

Hãy tưởng tượng bạn đang nhìn một quả bóng bóng căng tròn. Nếu bạn cố gắng chụp lại toàn bộ quả bóng bằng một tấm ảnh phẳng, chỉ có một phần nhỏ của quả bóng sẽ thật sự sắc nét. Tương tự, trong nhiếp ảnh, cong trường ảnh khiến các góc của ảnh thường bị mờ nhạt so với phần trung tâm.

Hiệu ứng này đặc biệt rõ rệt với các ống kính cũ và các máy ảnh kỹ thuật số hiện đại với độ phân giải cao. Mặc dù trước đó có thể khắc phục vấn đề này bằng cách sử dụng film ảnh, nhưng với cảm biến kỹ thuật số hiện nay, việc làm này trở nên khó khăn hơn rất nhiều.

Độ cong trường nét dạng gợn sóng

Lệch trường gợn sóng là một loại quang sai xảy ra khi các tia sáng đi qua ống kính không hội tụ tại một mặt phẳng. Tại đây, chúng tạo ra một đường cong phức tạp, khiến hình ảnh bị méo mó theo hình dạng sóng. Điều này dẫn đến tình trạng một số phần của hình ảnh sẽ sắc nét, trong khi các phần khác lại bị mờ nhạt.

Nguyên nhân chính gây ra lệch trường gợn sóng là do thiết kế quang học phức tạp của ống kính. Để cải thiện chất lượng hình ảnh, các nhà sản xuất thường sử dụng nhiều thấu kính khác nhau. Tuy nhiên, việc kết hợp quá nhiều thấu kính lại có thể gây ra các hiện tượng quang sai, trong đó có lệch trường gợn sóng.

Cách xác định ống kính có lệch trường hay không

"Liệu ống kính của mình có bị lệch trường không?" là câu hỏi mà nhiều người dùng máy ảnh đều thắc mắc. Thực tế, cong trường là một hiện tượng quang học phổ biến xảy ra ở hầu hết các ống kính, từ loại phổ thông đến chuyên nghiệp. Mặc dù các nhà sản xuất đã không ngừng cải tiến thiết kế để giảm thiểu vấn đề này, nhưng để loại bỏ hoàn toàn cong trường là điều rất khó.

Cách dễ nhất để kiểm tra xem ống kính có bị lệch trường hay không là xem dữ liệu MTF được nhà sản xuất cung cấp. Ví dụ, hãy xem biểu đồ MTF sau của ống kính Nikon 28mm f/1.8G:

Có thể thấy, các đường cong trường nét bắt đầu từ mức cao ở trung tâm, sau đó dần hạ xuống ở vùng giữa khung hình, rồi lại tăng lên ở các góc và giảm xuống ở các góc cực xa. Đây chính là dấu hiệu điển hình của hiện tượng lệnh trường dạng gợn sóng. Khi đó, hình ảnh sẽ sắc nét ở trung tâm và các góc, nhưng lại bị mờ nhạt ở khu vực giữa.

Khi mở khẩu độ tối đa f/1.8, hiện tượng lệch trường trở nên rõ rệt hơn. Vùng trung tâm sắc nét, trong khi vùng giữa lại mờ nhạt hơn hẳn. Thậm chí, nếu lấy nét vào vùng giữa, cả trung tâm và các góc cũng sẽ bị ảnh hưởng. Điều đáng ngạc nhiên là không chỉ ống kính này mà nhiều ống kính Nikon khác, kể cả những mẫu cao cấp như Nikon 24-70mm f/2.8G, cũng gặp phải vấn đề tương tự.

Cách giảm độ cong trường

Một trong những cách hiệu quả nhất để giảm thiểu lệch trường, tương tự như việc xử lý quang sai màu là thu hẹp khẩu độ ống kính. Với những ống kính có mức độ lệch trường từ nhẹ đến trung bình, chỉ cần thu nhỏ khẩu độ một chút là có thể cải thiện đáng kể chất lượng hình ảnh. Tuy nhiên, đối với những ống kính bị ảnh hưởng nặng bởi độ cong trường này, bạn có thể phải thu nhỏ khẩu độ đến f/8 hoặc thậm chí f/11 để đạt được kết quả tốt nhất. Trong một số trường hợp, ngay cả khi thu nhỏ khẩu độ tối đa, hiện tượng lệch trường vẫn chưa hoàn toàn được khắc phục.

Cụ thể hơn, khi điều chỉnh khẩu độ của ống kính Nikon 28mm f/1.8G lên f/8, ta thấy:

Trung tâm và vùng giữa khung hình đều sắc nét hơn nhiều, cho thấy việc thu nhỏ khẩu độ đã hiệu quả trong việc giảm thiểu hiện tượng lệch trường.

Tính đến thời điểm hiện tại, các phần mềm chỉnh sửa hậu kỳ như Photoshop và Lightroom vẫn chưa  có khả năng sửa chữa lỗi cong trường.

Đánh giá hiệu suất ống kính

Thông thường, hiệu suất của ống kính được đánh giá cao nhất ở trung tâm khung hình và giảm dần về phía các cạnh. Để đánh giá chính xác hiệu suất này, các nhà sản xuất và người dùng thường sử dụng các bảng thử nghiệm để so sánh độ sắc nét giữa trung tâm và các góc. Tuy nhiên, nhiều đánh giá chỉ tập trung vào từng phần riêng biệt của khung hình mà không xem xét đến ảnh hưởng của lệch trường.

Một phương pháp đánh giá phổ biến là lấy nét ở trung tâm rồi đánh giá toàn bộ khung hình. Phương pháp này cho phép đánh giá tổng thể về hiệu suất của ống kính, bao gồm cả ảnh hưởng của độ cong trường. Nếu một ống kính có lệch trường cao, độ sắc nét ở các góc và vùng giữa khung hình sẽ giảm đáng kể. Ngược lại, nếu đánh giá từng phần riêng biệt, ảnh hưởng của lệch trường rất có thể sẽ bị bỏ qua.

Trên thực tế, việc lấy nét vào các phần cực của khung hình không phổ biến. Hầu hết các hệ thống lấy nét tự động đều tập trung vào phần trung tâm. Do đó, việc đánh giá toàn bộ khung hình sau khi lấy nét ở trung tâm chính là biện pháp tốt nhất.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng lệch trường có thể thay đổi tùy thuộc vào khoảng cách lấy nét. Ví dụ, một số ống kính có lệch trường rõ rệt ở khoảng cách gần nhưng lại rất nhỏ ở vô cực. Để đánh giá toàn diện hiệu suất của ống kính, cần thực hiện các thử nghiệm ở cả hai khoảng cách này.

Hãy đến Digiworld Hà Nội để trải nghiệm sản phẩm.