Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng trong nhiếp ảnh và cách khắc phục

Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng quang học thường gặp trong nhiếp ảnh, đặc biệt khi sử dụng khẩu độ quá nhỏ. Hiện tượng này có thể làm giảm độ sắc nét và chi tiết của bức ảnh, gây khó chịu cho cả nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp lẫn người mới bắt đầu. Trong bài viết này, hãy cùng BNCamera tìm hiểu hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng trong nhiếp ảnh, nguyên nhân xảy ra và các cách khắc phục hiệu quả, giúp tối ưu chất lượng hình ảnh và tận dụng tối đa khả năng của ống kính.

Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng trong nhiếp ảnh là gì?

Nhiễu xạ ánh sáng trong nhiếp ảnh là hiện tượng xảy ra khi sóng ánh sáng tương tác và can thiệp lẫn nhau. Trong ống kính, hiện tượng nhiễu xạ trong nhiếp ảnh thường xuất hiện khi ánh sáng đi qua một khe hẹp, chẳng hạn như khẩu độ nhỏ với giá trị f cao. Khi bước sóng ánh sáng gần bằng kích thước của khe mở, sự can thiệp quang học này sẽ làm giảm độ sắc nét của hình ảnh.

Tác động của nhiễu xạ ánh sáng trong nhiếp ảnh đặc biệt rõ rệt trên các ống kính có tiêu cự ngắn. Để tối ưu độ nét của chủ thể ở tiền cảnh, các nhiếp ảnh gia thường chọn khẩu độ lớn nhất có thể, đồng thời cân nhắc các yếu tố khác như khoảng cách lấy nét và tiêu cự. Nhờ đó, ảnh chụp đạt được độ chi tiết và sắc nét tối đa mà vẫn kiểm soát được hiện tượng nhiễu xạ.

Nguyên nhân gây ra nhiễu xạ ánh sáng trong nhiếp ảnh

Nhiễu xạ ánh sáng trong nhiếp ảnh xảy ra khi các sóng ánh sáng chồng lên nhau khi đi qua một khe hẹp trong ống kính. Sự chồng lấn này dẫn đến hiện tượng các bước sóng tương tác và triệt tiêu một phần năng lượng ánh sáng, làm giảm độ sắc nét tổng thể của bức ảnh. Mặc dù hiện tượng nhiễu xạ trong nhiếp ảnh hiếm khi làm mờ hoàn toàn hình ảnh, nhưng những bức ảnh chụp với khẩu độ nhỏ thường không thể đạt được độ chi tiết tương đương ảnh chụp với khẩu độ rộng.

Theo các nhà vật lý, nhiễu xạ ống kính có thể giải thích một phần thông qua tiêu chuẩn Rayleigh, quy định khoảng cách tối thiểu giữa hai nguồn sáng để chúng vẫn được nhận dạng riêng biệt. Tiêu chuẩn này không chỉ áp dụng cho máy ảnh thông thường mà còn được sử dụng trong các lĩnh vực chuyên nghiệp như thiên văn học và kính hiển vi quang học.

Về lý thuyết, bất kỳ hệ thống quang học nào cũng sẽ chịu tác động của hiện tượng nhiễu xạ trong nhiếp ảnh, do đó việc hiểu rõ nguyên nhân giúp nhiếp ảnh gia kiểm soát khẩu độ và tối ưu hóa độ sắc nét trong từng bức hình.

Ảnh hưởng của nhiễu xạ ánh sáng đến chất lượng hình ảnh

Trong nhiếp ảnh kỹ thuật số, tác động của nhiễu xạ ánh sáng trong nhiếp ảnh phụ thuộc nhiều vào mật độ điểm ảnh trên cảm biến máy ảnh. Khi ánh sáng đi qua khẩu độ nhỏ, hiện tượng nhiễu xạ trong nhiếp ảnh tạo ra một mô hình gọi là đĩa Airy. Kích thước của đĩa Airy tỉ lệ nghịch với đường kính khẩu độ: khẩu độ nhỏ khiến đĩa Airy lớn hơn, trong khi khẩu độ lớn làm đĩa Airy thu hẹp, giúp hình ảnh sắc nét hơn.

Nguyên tắc cơ bản là: cảm biến với kích thước điểm ảnh lớn dễ bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi nhiễu xạ ánh sáng trong nhiếp ảnh, vì toàn bộ đĩa Airy có thể “gói” vào một điểm cảm biến. Cụ thể:

• Trên các máy ảnh độ phân giải cao (megapixel lớn): Nhiễu xạ có thể xuất hiện ngay ở các khẩu độ rộng, làm giảm độ sắc nét tổng thể nếu không kiểm soát cẩn thận.
• Trên máy ảnh độ phân giải thấp (megapixel nhỏ): Hiện tượng nhiễu xạ trong nhiếp ảnh chỉ rõ rệt khi sử dụng khẩu độ cực nhỏ.

Điều này lý giải tại sao các máy ảnh megapixel cao vừa thể hiện chi tiết xuất sắc, vừa phơi bày rõ các lỗi nhỏ như hình ảnh không hoàn toàn sắc nét hoặc méo nhẹ. Việc hiểu rõ tác động của nhiễu xạ ánh sáng trong nhiếp ảnh giúp nhiếp ảnh gia lựa chọn khẩu độ tối ưu, cân bằng giữa độ sâu trường ảnh và độ sắc nét trong từng khung hình.

Cách tránh nhiễu xạ trong nhiếp ảnh

Trong nhiếp ảnh, nhiễu xạ ánh sáng trong nhiếp ảnh là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ sắc nét tổng thể của hình ảnh. Cả khẩu độ ống kính và tốc độ màn trập đều tác động đến lượng ánh sáng đi vào cảm biến, nhưng không có một công thức khẩu độ “vạn năng” cho mọi ống kính.

Chụp với khẩu độ nhỏ

Nếu mục tiêu là giữ độ sắc nét đồng đều trên toàn khung hình, chụp với khẩu độ nhỏ có thể là lựa chọn tốt. Tuy nhiên, việc này làm tăng khả năng xuất hiện hiện tượng nhiễu xạ trong nhiếp ảnh, khiến chi tiết mịn trở nên hơi mềm. Ngược lại, khi bạn muốn nhấn mạnh một chủ thể cụ thể, khẩu độ lớn sẽ giúp chủ thể sắc nét và làm mờ phông nền, nhưng chi tiết tổng thể trên ảnh sẽ giảm đi.

Sử dụng khẩu độ sắc nét nhất

Một yếu tố quan trọng khác là khẩu độ sắc nét nhất thay đổi tùy theo từng ống kính. Hầu hết ống kính không đạt độ sắc nét tối đa khi mở hoàn toàn khẩu độ lớn nhất. Việc giảm khẩu độ một chút, còn gọi là stopping down, giúp cân bằng giữa độ sắc nét và giảm thiểu nhiễu xạ. Tuy nhiên, nếu giảm quá mức, nhiễu xạ ánh sáng trong nhiếp ảnh lại trở thành nguyên nhân chính làm mềm hình ảnh.

Cân bằng hợp lý

Nguyên tắc trong nhiếp ảnh là cân bằng hợp lý. Chọn f-stop vừa phải trên máy DSLR hoặc mirrorless giúp chủ thể sắc nét, độ sâu trường ảnh hợp lý, đồng thời hiện tượng nhiễu xạ trong nhiếp ảnh chỉ ảnh hưởng tối thiểu. Trong một số kỹ thuật nâng cao, siêu phân giải (super-resolution imaging) cũng được sử dụng để giảm tác động của nhiễu xạ trong xử lý hình ảnh kỹ thuật số.

Sử dụng bộ lọc đúng cách

Trong nhiếp ảnh, nhiễu xạ ánh sáng trong nhiếp ảnh có thể bị ảnh hưởng bởi chất lượng và cách sử dụng các bộ lọc ống kính. Khi sử dụng kính lọc mật độ trung tính (ND) hoặc kính lọc phân cực, hãy ưu tiên các sản phẩm chất lượng cao để đảm bảo quang học tối ưu.

Tránh xếp chồng nhiều kính lọc cùng lúc, vì điều này sẽ bổ sung thêm các bề mặt kính và lớp phủ, từ đó làm tăng khả năng xuất hiện hiện tượng nhiễu xạ trong nhiếp ảnh, làm giảm độ sắc nét của hình ảnh. Sử dụng một bộ lọc duy nhất, chất lượng tốt, sẽ giúp ánh sáng đi vào ống kính ổn định, đồng thời hạn chế hiệu ứng mềm mờ do nhiễu xạ, giữ cho chủ thể và chi tiết trong ảnh rõ nét hơn.

Kết luận

Hiểu rõ về nhiễu xạ ánh sáng và cách kiểm soát khẩu độ, khoảng cách lấy nét hay lựa chọn ống kính phù hợp sẽ giúp bạn giảm thiểu hiện tượng này đáng kể. Bằng cách áp dụng các biện pháp kỹ thuật hợp lý, bạn sẽ duy trì được độ sắc nét, chi tiết và chất lượng hình ảnh cao nhất. Như vậy, việc nắm vững kiến thức về nhiễu xạ ánh sáng trong nhiếp ảnh là bước quan trọng để nâng cao kỹ năng chụp ảnh, từ người mới đến nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp.