So sánh mắt và máy ảnh​ khác nhau như thế nào? Nguyên lý hoạt động

So sánh mắt và máy ảnh là một chủ đề thú vị dành cho những ai đang tìm hiểu về nhiếp ảnh từ góc độ kỹ thuật và sinh học. Việc hiểu rõ sự tương đồng và khác biệt giữa hai hệ thống này sẽ giúp bạn làm chủ ánh sáng, lấy nét và bố cục hiệu quả hơn. Cùng Anh Đức Digital khám phá chi tiết qua bài viết dưới đây!

Tổng quan về khái niệm mắt người và máy ảnh

Trong nhiếp ảnh, mắt người và máy ảnh đều là công cụ để nhìn và ghi lại thế giới, nhưng mỗi hệ thống lại hoạt động theo cơ chế riêng biệt. Việc hiểu rõ cách mắt người cảm nhận hình ảnh và cách máy ảnh ghi nhận ánh sáng sẽ giúp bạn làm chủ kỹ thuật chụp một cách hiệu quả hơn. Hãy cùng khám phá tổng quan hai khái niệm này trong nhiếp ảnh.

Mắt người

Mắt người hoạt động như một hệ thống thị giác tự nhiên, có khả năng thích nghi linh hoạt với điều kiện ánh sáng và không gian. Mắt có thể tự điều chỉnh khẩu độ (đồng tử) để kiểm soát lượng ánh sáng vào, tự động lấy nét và điều chỉnh khoảng cách nhìn theo thời gian thực. Một trong những ưu điểm nổi bật của mắt người là dải tương phản động (dynamic range) rất rộng, cho phép chúng ta thấy chi tiết trong cả vùng sáng và tối cùng lúc. Tuy nhiên, mắt người ghi nhớ hình ảnh theo cảm nhận, không lưu trữ chi tiết một cách chính xác như thiết bị máy móc.

Máy ảnh

Máy ảnh là công cụ ghi lại hình ảnh một cách chính xác thông qua cảm biến ánh sáng (sensor) – tương tự như võng mạc của mắt người. Máy ảnh sử dụng các yếu tố như khẩu độ (aperture),tốc độ màn trập (shutter speed),ISO để kiểm soát lượng ánh sáng và độ sáng của ảnh. Không giống như mắt người, máy ảnh ghi lại hình ảnh dưới dạng số (digital) hoặc phim (film) và cho phép lưu trữ, xử lý hậu kỳ, chia sẻ. Tuy nhiên, cảm biến của máy ảnh có giới hạn về dải tương phản và độ nhạy sáng, nên cần thiết lập kỹ thuật hợp lý để đạt kết quả gần giống mắt người nhìn thấy.

Cách thức hoạt động của mắt người và máy ảnh

Mắt người là hệ thống thị giác tuyệt vời với khả năng thích nghi linh hoạt, còn máy ảnh là công cụ ghi lại hình ảnh dựa trên mô phỏng cơ chế này. Hiểu rõ cách cả hai hoạt động sẽ giúp bạn chụp ảnh tốt hơn, biết cách "thay mắt" bằng máy một cách hiệu quả và sáng tạo hơn.

Cách thức hoạt động của mắt người

Mắt người là một hệ thống quang học sinh học phức tạp, có chức năng tiếp nhận ánh sáng và truyền tín hiệu hình ảnh lên não để tạo ra nhận thức thị giác. Khi bạn nhìn vào một cảnh vật, ánh sáng từ cảnh đó phản xạ vào mắt và đi qua giác mạc, sau đó đến đồng tử – bộ phận kiểm soát lượng ánh sáng đi vào trong mắt (tương tự khẩu độ trong máy ảnh). Trong điều kiện thiếu sáng, đồng tử giãn ra để thu nhiều ánh sáng hơn, còn khi trời sáng, đồng tử co lại để tránh ánh sáng quá mạnh.

Ánh sáng sau đó đi qua thấu kính mắt (lens),có khả năng tự điều chỉnh độ cong để lấy nét vào đối tượng ở gần hoặc xa – một quá trình gọi là điều tiết (accommodation). Hình ảnh được hội tụ trên võng mạc, nơi chứa các tế bào cảm quang que (rods) và nón (cones). Que giúp nhìn trong ánh sáng yếu, nón xử lý màu sắc và chi tiết. Những tế bào này chuyển ánh sáng thành xung điện thần kinh, truyền qua dây thần kinh thị giác đến não để xử lý và tạo thành hình ảnh nhận thức mà chúng ta thấy. Đặc biệt, mắt người có dải tương phản động rất rộng, giúp chúng ta nhìn được cả vùng sáng và tối cùng lúc một cách tự nhiên, điều mà hầu hết máy ảnh vẫn còn hạn chế.

Cách thức hoạt động của máy ảnh

Máy ảnh là một thiết bị cơ – điện tử được thiết kế để ghi lại hình ảnh một cách chính xác bằng cách mô phỏng lại cơ chế thị giác của con người. Khi bạn nhấn chụp, ánh sáng từ đối tượng đi vào qua ống kính, nơi bạn có thể điều chỉnh khẩu độ (aperture) – lỗ tròn trong ống kính dùng để điều chỉnh lượng ánh sáng đi vào, tương tự như đồng tử của mắt người.

Tiếp theo là màn trập (shutter),đóng vai trò giống như mí mắt – nó điều khiển khoảng thời gian ánh sáng được cho phép đi vào cảm biến. Thời gian này gọi là tốc độ màn trập – càng chậm thì ánh sáng vào càng nhiều, ảnh càng sáng và dễ bị mờ nếu đối tượng chuyển động; càng nhanh thì ảnh "đóng băng" chuyển động tốt hơn.

Ánh sáng sau đó đến cảm biến ảnh (sensor) – một tấm vi mạch gồm hàng triệu điểm ảnh (pixels),hoạt động tương tự như võng mạc. Cảm biến sẽ ghi nhận cường độ ánh sáng và màu sắc, sau đó chuyển đổi thành tín hiệu số. Tín hiệu này được xử lý bởi bộ xử lý hình ảnh trong máy, rồi được lưu lại thành file ảnh kỹ thuật số (JPEG, RAW...). Người dùng có thể điều chỉnh các thông số như ISO (độ nhạy sáng),khẩu độ và tốc độ màn trập để kiểm soát sáng – tối, độ sâu trường ảnh, độ sắc nét và chất lượng hình ảnh tổng thể.

>>> Tham khảo: Học nhiếp ảnh cơ bản đơn giản cho người mới bắt đầu

So sánh mắt và máy ảnh​

Trong lĩnh vực nhiếp ảnh, việc hiểu rõ sự tương đồng và khác biệt giữa mắt người và máy ảnh giúp chúng ta nắm bắt và tái hiện hình ảnh một cách hiệu quả. Cả hai đều có chức năng thu nhận và xử lý ánh sáng để tạo ra hình ảnh, nhưng cơ chế hoạt động và khả năng của chúng lại khác nhau đáng kể. Dưới đây là bảng so sánh chi tiết giữa mắt người và máy ảnh:​

Ứng dụng nguyên lý của mắt vào máy ảnh khi chụp hình

Trong nhiếp ảnh, máy ảnh không chỉ là công cụ ghi hình mà còn được thiết kế dựa trên nhiều nguyên lý hoạt động của mắt người. Việc hiểu và ứng dụng những nguyên lý này giúp nhiếp ảnh gia kiểm soát ánh sáng, lấy nét và bố cục hiệu quả hơn. Dưới đây là những cách máy ảnh mô phỏng và vận dụng cơ chế thị giác tự nhiên khi chụp hình.

Mô phỏng góc nhìn tự nhiên bằng tiêu cự 35mm – 50mm

Mắt người có góc nhìn rộng nhưng tập trung rõ nhất trong khoảng trung tâm hẹp. Trong nhiếp ảnh, ống kính tiêu cự 35mm hoặc 50mm trên máy ảnh full-frame được xem là gần nhất với cách mắt người nhìn. Điều này tạo cảm giác hình ảnh chân thực và dễ tiếp nhận. Người xem sẽ cảm thấy như đang đứng tại chính vị trí của nhiếp ảnh gia. Đó là lý do vì sao tiêu cự này rất phổ biến trong ảnh đời thường, đường phố, và chân dung tự nhiên.

Khẩu độ và cơ chế điều chỉnh ánh sáng tương tự đồng tử

Đồng tử mắt người thay đổi kích thước tùy theo cường độ ánh sáng môi trường. Trong máy ảnh, khẩu độ (aperture) hoạt động giống như đồng tử, điều chỉnh độ mở để kiểm soát lượng ánh sáng vào cảm biến. Khi ánh sáng yếu, bạn cần mở khẩu lớn (f/1.8, f/2.8) để thu sáng nhiều hơn. Ngược lại, khi trời sáng, khẩu độ nhỏ lại (f/8, f/11) để ảnh không bị cháy sáng. Việc hiểu nguyên lý này giúp bạn kiểm soát phơi sáng chính xác hơn.

Lấy nét chọn lọc – Tái hiện cách mắt người tập trung vào điểm chính

Mắt người chỉ nhìn rõ một điểm nhất định tại một thời điểm, phần còn lại sẽ mờ dần. Tương tự, máy ảnh có thể lấy nét vào chủ thể chính và làm mờ hậu cảnh bằng cách điều chỉnh khẩu độ và điểm lấy nét. Điều này tạo ra hiệu ứng xóa phông (bokeh) – một yếu tố thẩm mỹ rất được ưa chuộng trong nhiếp ảnh chân dung. Kỹ thuật này giúp làm nổi bật chủ thể và hướng mắt người xem vào vùng quan trọng nhất của ảnh. Đây là một trong những ứng dụng thị giác rất hiệu quả trong bố cục.

Dải tương phản động – Mô phỏng khả năng nhìn vùng sáng – tối cùng lúc

Mắt người có khả năng xử lý rất tốt các vùng có độ sáng chênh lệch lớn. Trong cùng một khoảnh khắc, chúng ta có thể nhìn thấy chi tiết cả trong bóng râm lẫn ngoài trời nắng. Máy ảnh hiện đại cải thiện điều này bằng cảm biến có dải tương phản động (Dynamic Range) rộng hơn và các chế độ HDR. Khi sử dụng đúng, bạn sẽ giữ được chi tiết ở vùng highlight và shadow trong cùng một bức ảnh. Đây là yếu tố quan trọng để ảnh trông tự nhiên, không bị cháy sáng hay mất chi tiết vùng tối.

>>> Xem thêm: Ánh sáng trong nhiếp ảnh: Có bao nhiêu loại ánh sáng khi chụp ảnh?

Độ nhạy sáng ISO – Mô phỏng khả năng thích ứng với môi trường thiếu sáng

Khi ở trong môi trường tối, mắt người cần vài giây để điều chỉnh và “nhạy” hơn với ánh sáng yếu. Máy ảnh mô phỏng điều này thông qua chỉ số ISO – càng cao thì cảm biến càng nhạy sáng. Khi chụp ở nơi thiếu sáng, tăng ISO giúp bạn có ảnh sáng hơn mà không cần kéo dài thời gian phơi sáng. Tuy nhiên, ISO quá cao cũng khiến ảnh bị nhiễu – tương tự như mắt người nhìn mờ khi thiếu sáng quá mức. Việc kiểm soát ISO giúp bạn chụp ảnh trong nhiều điều kiện khác nhau mà vẫn giữ được chất lượng.

Qua bài viết trên, bạn đã hiểu rõ hơn về sự giống và khác nhau giữa mắt người và máy ảnh trong cách thu nhận và xử lý hình ảnh. Đây chính là nền tảng quan trọng giúp bạn nâng cao kỹ năng nhiếp ảnh và kiểm soát thiết bị hiệu quả hơn. Đừng quên theo dõi các bài viết chuyên sâu khác tại Anh Đức Digital để khám phá thêm nhiều kiến thức hữu ích về nhiếp ảnh!

>>> Có thể bạn quan tâm:

• Nhiếp ảnh là gì? Triển vọng phát triển của nhiếp ảnh trong tương lai 
• Nhập môn nhiếp ảnh: Những kiến thức cơ bản cho người mới vào nghề