ẢNH SỐ

Ảnh số được tạo nên từ hàng trăm ngàn cho đến hàng triệu ô vuông rất nhỏ- được coi là những thành tố của bức ảnh và thường được biết dưới tên gọi là pixels. Máy tính hay máy in sử dụng những ô vuông nhỏ này để hiển thị hay in ra bức ảnh. Để làm được điều đó máy tính hay máy in chia màn hình, trang giấy thành một mạng lưới chứa các ô vuông, sau đó sử dụng các giá trị chứa trong file ảnh để định ra mầu sắc, độ sáng tối của từng pixel trong mạng lưới đó - ảnh số được hình thành. Việc kiểm soát, định ra địa chỉ theo mạng lưới như trên được gọi là bit mapping và ảnh số còn được gọi là ảnh bit-maps.

Có thể mường tượng ảnh số giống như bức tranh trên được tạo nên từ vô số các hạt đậu tương được nhuộm mầu. Mỗi hạt đậu tương có thể coi như một pixel.

Kích cỡ ảnh và số lượng pixel

Chất lượng của bức ảnh khi được in hay hiển thị trên màn hình phụ thuộc một phần vào số lượng các pixels tạo nên bức ảnh (đôi khi được gọi là độ phân giải-resolution). Số lượng các pixels càng nhiều thì các chi tiết càng được hiển thị rõ, mức độ sắc nét càng tăng đồng nghĩa với việc độ phân giải cũng lớn hơn. Nếu như phóng đại bức ảnh số đủ lớn thì mắt người sẽ nhận ra được các pixels này.
Kích cỡ của ảnh số có thể được biểu thị theo một trong hai cách sau – theo chiều dài và chiều rộng tính bằng đơn vị pixel hoặc theo tổng số pixel tạo nên bức ảnh.

    

Ảnh có kích cỡ 1600 x 1200 pixel cũng tương đương về kích cỡ với ảnh 1.92 triệu điểm ảnh (lấy 1600 nhân với 1200)

Số lượng pixel có trong bức ảnh sẽ quyết định kích cỡ ảnh, ảnh hưởng đến độ lớn của file ảnh

Phim số - Bộ cảm nhận ánh sáng

Không giống như máy ảnh dùng film truyền thống, máy ảnh số sử dụng một thiết bị cảm nhận ánh sáng để bắt giữ hình ảnh-image sensor. Những con chip Silicon có kích cỡ nhỏ như móng tay này có chứa hàng triệu tế bào quang điện-photosites. Mỗi tế bào quang điện này làm nhiệm vụ ghi lại ánh sáng tác động lên nó bằng việc tích điện, cường độ ánh sáng càng lớn thì lượng điện tích càng lớn. Cường độ sáng ghi lại bởi các tế bào quang điện sẽ được sử lý, lưu trữ dưới dạng số và sử dụng để thiết lập cường độ sáng, mầu sắc của từng chấm nhỏ trên màn hình hoặc trên trang giấy in qua đó tạo ra hình ảnh.



Bộ cảm nhận sáng-image sensor chứa các photosite làm nhiệm vụ chuyển năng lượng  ánh sáng sang điện tích
Cũng giống như máy ảnh dùng film, ánh sáng đi vào máy ảnh số thông qua ống kính. Máy ánh số có ba kiểu màn trập khác nhau có chức năng kiểm soát khoảng thời gian ánh sáng tác động vào bộ cảm nhận (đồng nghĩa với việc kiểm soát độ sáng tối của hình ảnh):
- Electrically shuttter sensor: bộ cảm nhận ánh sáng làm luôn cả nhiệm vụ của màn trập, quyết định khoảng thời gian phơi sáng. Trên bộ cảm nhận có sẵn mạch điện điều khiển lúc nào thì bắt đầu và kết thúc phơi sáng.
- Electromechanical shutter: màn trập là một thiết bị được điều khiển bằng điện tử.
- Electro-optical shutters: một thiết bị điện tử nằm ngay phía trước bộ cảm nhận điều khiển đường truyền của ánh sáng qua đó tác động đến thời gian phơi sáng.



Bộ cảm nhận luôn là một thiết bị rất nhỏ, thường là một trong ba kích cỡ trên và nhỏ hơn nhiều so với kích cỡ film 35 mm.Thông thường thì bộ cảm nhận kích thước càng lớn thì chất lượng hình ảnh thu được càng tốt.

Từ ánh sáng tới hình ảnh

Khi màn trập được mở ra, ống kính sẽ tập trung ánh sáng lên bộ cảm nhận. Một số tế bào quang điện sẽ ghi nhận những vùng sáng, một số ghi nhận những vùng tối, một số thì ghi lại những vùng ở mức trung gian. Mỗi tế bào sẽ chuyển đổi tín hiệu ánh sáng sang điện tích. Khi màn trập đóng lại, quá trình phơi sáng đã hoàn thành, thông tin về điện tích trên mỗi tế bào sẽ được số hoá, lưu trữ nhằm tạo ra hình ảnh

Độ sâu mầu (Color Depth)

Đây là khái niệm dùng để biểu thị bao nhiêu bits được sử dụng nhằm thể hiện thông tin của mỗi loại mầu. Hầu hết máy ảnh đều hỗ trợ độ sâu mầu 24-bit ( 8 bit cho mầu đỏ, 8 bit cho mầu lam và 8 bit cho mầu lục), tuy nhiên một số máy đã hỗ trợ 30 bit mầu. Chỉ có máy ảnh số chuyên nghiệp mới hỗ trợ 36 bit mầu. Số lượng bit được sử dụng càng nhiều thì mầu sắc càng phong phú. Ví dụ như máy ảnh hỗ trợ 24 bit mầu (8 bit cho mầu đỏ, 8 bit cho mầu lam, 8 bit cho mầu lục) thì mỗi mầu sẽ có 256 (2⁸) sắc thái mầu khác nhau. Sự phối hợp giữa 3 mầu cơ bản này được mã hoá dưới dạng 8, 10, 12 bits sẽ tạo ra những bức ảnh với độ sâu mầu tương ứng 24, 30, 32 bit mầu.

Độ nhậy sáng ISO (ISO sensitivity)

Đối với các máy ảnh truyền thống sử dụng film, chỉ số ISO biểu thị độ nhậy của film (film’s sensitivity), chỉ số ISO lớn thì film có khả năng nhạy sáng cao do đó sẽ thích hợp cho chụp ở tốc độ trập nhanh hay trong điều kiện cường độ ánh sáng yếu (low light). Tuy nhiên film có độ nhậy sáng càng lớn thì càng có xu hướng bị hiện tượng hạt mầu to (grainy).

Đối với máy ảnh kỹ thuật số, độ nhậy sáng phụ thuộc bộ cảm biến ánh sáng CCD/CMOS. Khác với máy ảnh dùng film người chụp bị phụ thuộc vào độ nhậy sáng của film, độ nhậy sáng của máy ảnh kỹ thuật số có thể chỉnh được. Khả năng chỉnh độ nhậy sáng ngay trên máy cũng là một ưu thế của máy ảnh kỹ thuật số khi so sánh với máy ảnh dùng film. Tuy nhiên CCD là thiết bị tương tự (analog) do đó khi tăng độ nhậy sáng có nghĩa là phải tăng cường khuyếch đại tín hiệu điện tử đồng nghĩa với việc khuyếch đại các tín hiệu nhiễu, ảnh cũng sẽ bị "nhiễu" nhiều hơn. Một vài tiến bộ gần đây trong công nghệ sản xuất chip đã cho phép tăng độ nhậy sáng vượt qua giá trị ISO 400 mà độ nhiễu vẫn ở mức chấp nhận được.

Chất lượng hình ảnh và bộ cảm nhận

Bộ cảm nhận ánh sáng trong máy ảnh là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của hình ảnh. Các máy ảnh dùng film thực chất chỉ là những hộp tối và người chụp chỉ việc nhét vào đó bất cứ loại film nào họ thích, và chính loại film đó quyết định tone mầu, mầu sắc của hình ảnh. Nếu như người chụp cho rằng loại film đó tạo ra hình ảnh có mầu sắc quá đỏ hoặc quá xanh họ có thể chuyển sang dùng loại film khác. Với máy ảnh số, “film” là một phần gắn liền vĩnh viễn với máy ảnh, do đó mua một loại máy ảnh số nào đó đồng nghĩa với việc người dùng lựa chọn luôn loại film, tone mầu của hình ảnh….Mỗi loại bộ cảm nhận khác nhau đều tạo ra hình ảnh có tone mầu khác nhau, độ nhậy sáng khác nhau, độ nhiễu mầu khác nhau.