Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ ba, 02/11/2010 18:42 (GMT+7)

Quay phim chụp ảnh màu

Trước hết cần chú ý rằng nói ánh sáng trắng là gồm có bảy màu thực ra không có cơ sở khoa học rõ ràng. Rất khó phân biệt rành mạch đâu là bảy màu, mỗi màu ứng với một phạm vi bước sóng. Nghe nói ngày xưa Newton ban đầu cho là ánh sáng có 5 màu, nhưng vì ở thời đại Newton người ta nghiêng về con số thứ 7 như 7 nốt nhạc đồ, rê, mi, fa, son, la, si… nên Newton cũng cố gán ghép cho nó được bảy màu. Để dễ nhớ thường nói theo tiếng Pháp: violet (tím), indigo (chàm), blue (xanh), vert (lục), jaune (vàng), organe (cam), rouge (đỏ).

1/ Mắt và ba màu cơ bản

Cơ sở khoa học cảm nhận màu sắc của con người là ở võng mạc mắt có ba loại tế bào hình nón cảm nhận màu: tế bào cảm nhận màu đỏ (red), tế màu cảm nhận màu lục (green), tế bào cảm nhận màu lam (blue), thường nói gọn là ba màu cơ bản RGB. Mỗi màu cơ bản như vậy không phải ứng với một bước sóng nhất định mà là một phạm vi bước sóng.

Đi sâu vào phân tích kỹ hơn ta thấy khi sóng điện từ (ánh sáng) đến mắt ta, chiếu vào võng mạc, nếu trong sóng điện từ đó có những sóng có bước sóng trong phạm vi từ 520 đến 650 nanomet thì sẽ tạo ra dao động ở tế bào nón cảm nhận màu đỏ. Khi có dao động ở các hình nón cảm nhận màu đỏ. Khi có dao động ở các hình nón ứng với màu đỏ tại một điểm nào đó trên võng mạc thì dây thần kinh báo về não là điểm đó có màu đỏ. Nhìn đường cong hình chuông màu đỏ ở hình 1 ta cũng thấy sóng điện từ có bước sóng trong phạm vi bước sóng từ 520 đến 650 nanomet đều tạo ra dao động ở tế bào hình nón cảm nhận màu đỏ, tức là thần kinh sẽ báo về não có màu đỏ. Tuy nhiên sóng điện từ có bước sóng cỡ 570 nanomet, ứng với chỗ cực đại của đường cong cảm nhận màu đỏ sẽ tạo ra dao động mạnh nhất tức là tế bào hình nón cảm nhận màu đỏ nhạy nhất với bước sóng ở gần chỗ cực đại đó.

Lập luật tương tự đối với màu lục, màu lam, ta nắm được cơ chế của việc quay phim, chụp ảnh là:

- Mắt ta nhìn thấy một vật chỗ này, chỗ kia có màu sắc xanh đỏ, đậm nhạt… là do sóng điện từ từ những điểm trên vật đến điểm tương ứng trên võng mạc gây nên những dao động khác nhau ở ba loại tế bào cảm nhận màu hình nón ở võng mạc.

- Để ghi được ảnh màu của một vật, ta sẽ chia ảnh của vật ra thành nhiều phần tử ảnh và tìm cách ghi ba màu cơ bản ở từng phần tử ảnh sao cho từ các số liệu ghi được có thể phát ra lại sóng điện từ kích thích các tế bào cảm nhận màu hình nón y như là sóng điện từ phát ra từ các điểm của vật thật.

2/ Ghi ảnh nhờ cảm biến CCD

Ta đã biết việc ghi lại hình ảnh theo kỹ thuật số được thực hiện nhờ cảm biến CCD. Đó là một phiến bán dẫn, bằng kỹ thuật vi điện tử người ta đã tạo ra được trên đó hàng triệu triệu linh kiện MOS mỗi linh kiện có vai trò kép: vừa tạo ra quang điện tử khi có ánh sáng chiếu đến, vừa làm nhiệm vụ của cái tụ điện chứa quang điện tử vừa mới tạo ra được. Diện tích của cảm biến CCD rộng cỡ vài ba hay gần một chục centimet vuông, mặt ở vị trí tạo ảnh của thấu kính máy ảnh hay quay phim còn diện tích của mỗi linh kiện MOS chỉ vào cỡ vài hay vài chục micromet vuông, đó là diện tích ứng với một phần tử ảnh pixel (picture element). Ảnh của vật qua thấu kính hiện lên cảm biến CCD, ánh sáng mạnh hay yếu đến từng linh kiện CCD (phần tử ảnh) được biến thành số điện tử nhiều hay ít chứa trong từng tụ điện.

Nếu chụp ảnh hay quay phim đen trắng, chỉ cần đọc và ghi lại số điện tử nhiều hay ít ở từng vị trí của phần tử ảnh (đã nói kỹ cách đọc và ghi ở bài Cảm biến CCD đăng trên Vật lý & Tuổi trẻ số tháng trước).

Muốn có ảnh hay phim màu phải làm thế nào? Về nguyên tắc là phải biết và ghi lại được tại mỗi phần tử ảnh số quang điện tử đã sinh ra ứng với từng màu cơ bản đỏ, lục, lam (RGB) nhiều hay ít, tức là mạnh hay yếu như thế nào.

Có hai cách có thể thực hiện được: cách dùng ba cảm biến CCD và cách dùng một cảm biến CCD kết hợp với bộ lọc Bayer.

3/ Ghi ảnh màu dùng ba cảm biến CCD

Trước hết ta xét cách ghi ảnh màu dùng ba cảm biến CCD. Cách này về nguyên tắc rất dễ hiểu, về chất lượng thì màu rất trung thực và rõ nét nhưng về kỹ thuật thực hiện thì khá phức tạp và tốn kém.

Ở đây ánh sáng từ vật sau khi qua thấu kính của máy ảnh hay máy quay phim được đưa đến lăng kính tách màu.Nhờ các lớp phản xạ màu chọn lọc, ánh sáng được tách ra thành ba màu cơ bản: đỏ, lục, lam đi theo ba hướng khác nhau và tạo thành ba ảnh màu cơ bản ở ba cảm biến CCD có cấu tạo hoàn toàn giống nhau: ảnh màu đỏ ở cảm biến CCD 1, ảnh màu lục ở cảm biến CCD 2 và ảnh màu lam ở cảm biến CCD 3.

Nhờ vậy, đối với một phần tử ảnh ở vị trí x­ I, Y kchẳng hạn ở cảm biến CCD 1 ta có được số quang điện tử ứng với màu đỏ, ở cảm biến CCD 2 ta có được số quang điện tử ứng với màu lục, ở cảm biến CCD 3 ta có được số quang điện tử ứng với màu lam. Đọc và ghi vào bộ nhớ vị trí các phần tử ảnh cùng với cường độ của ba màu đỏ, lục, lam ứng với từng vị trí của phần tử ảnh, như vậy là thực hiện xong phép ghi lại (chụp) ảnh màu. Ta thấy nhờ cùng ba cảm biến CCD nên ở từng phần tử ảnh ghi được cường độ của ba màu cơ bản tương ứng. Cảm biến CCD có bao nhiêu phần tử ảnh cũng ghi được chừng ấy phần tử của ảnh màu. Nhờ vậy ảnh màu cũng tinh vi như ảnh đen trắng. Hơn nữa lăng kính tách màu hiện nay được chế tạo với kỹ thuật cao, việc tách ra thành ba màu cơ bản rất trung thực nên màu sắc ở ảnh màu chụp theo kiểu dùng ba cảm biến CCD rất gần với tự nhiên, gần với màu sắc thực.

Nhược điểm của cách chụp ảnh màu dùng ba cảm biến CCD là kỹ thuật hiện thực phức tạp và đắt tiền, hơi cồng kềnh vì phải dùng đến ba cảm biến CCD. Phương pháp chụp ảnh màu dùng ba cảm biến CCD được ứng dụng cho những máy quay video chất lượng cao, những máy ảnh đặc biệt yêu cầu chụp ảnh màu với độ phân dải lớn trung thực… đa số máy ảnh, máy quay video thường dùng nhằm mục đích có kích thước nhỏ gọn gàng và giá thành hạ nên chỉ có một cảm biến CCD và dùng tấm lọc Bayer để ghi được ảnh màu. Ta sẽ tìm hiểu ở kỳ tới.

Xem Thêm

Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

5 nhà khoa học của Liên hiệp Hội Việt Nam được tôn vinh “Nhà khoa học của Nhà nông” năm 2026
Sáng 2/10/2026, tại Hà Nội, Trung ương Hội Nông dân Việt Nam tổ chức Chương trình tôn vinh “Nhà khoa học của Nhà nông” lần thứ VII và trao giải Cuộc thi “Sáng tạo kỹ thuật Nhà nông” toàn quốc lần thứ XI năm 2026. Trong số 42 cá nhân được tôn vinh năm nay có 5 nhà khoa học do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam giới thiệu.
Thanh Hoá: Kinh tế tuần hoàn, tín chỉ Carbon và mô hình sản xuất không phát thải
Ngày 30/9/2026, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Thanh Hóa (Liên hiệp hội) phối hợp với Sở Khoa học và Công nghệ, Trường Đại học Hồng Đức và Viện Nông nghiệp Thanh Hóa tổ chức Diễn đàn khoa học với chủ đề “Kinh tế tuần hoàn và tín chỉ Carbon - Phương pháp xây dựng mô hình sản xuất không phát thải tại Thanh Hóa”.
Đắk Lắk: Phát huy nguồn lực trí thức, xây dựng hệ sinh thái đổi mới sáng tạo tỉnh
Trong giai đoạn 2026-2030, xây dựng hệ sinh thái đổi mới sáng tạo (ĐMST) là yêu cầu quan trọng để Đắk Lắk khai thác tốt hơn tiềm năng, lợi thế và các nguồn lực cho phát triển. Cùng với KHCN và CĐS, ĐMST cần được nhìn nhận không chỉ là hoạt động của các viện, trường hay doanh nghiệp công nghệ, mà là một phương thức tổ chức nguồn lực để giải quyết những bài toán phát triển cụ thể của địa phương.
Phú Thọ: Tập huấn, truyền thông thúc đẩy giáo dục hòa nhập cho trẻ khuyết tật tại xã Lạc Sơn
Ngày 25/9/2026, tại xã Lạc Sơn, tỉnh Phú Thọ, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Phú Thọ phối hợp với Viện Tài chính vi mô và Phát triển cộng đồng (MACDI) cùng các cơ quan, đơn vị liên quan tổ chức chương trình tập huấn, truyền thông thúc đẩy giáo dục hòa nhập cho trẻ khuyết tật.
Đại hội Hội Khoa học lịch sử Việt Nam lần thứ VIII: GS.TS Nguyễn Văn Kim được bầu làm Chủ tịch
Ngày 30/9/2026, tại Hà Nội, Hội Khoa học Lịch sử Việt Nam tổ chức Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ VIII, nhiệm kỳ 2026-2031. Đại hội là dấu mốc quan trọng mở ra chặng đường phát triển mới của Hội; GS.TS Nguyễn Văn Kim được tín nhiệm bầu giữ chức Chủ tịch Hội Khoa học Lịch sử Việt Nam nhiệm kỳ 2026-2031.
Thế hệ trẻ và bản lĩnh chính trị trên không gian số: Chủ động đối thoại, phản biện và “phủ xanh” thông tin tích cực
Trong kỷ nguyên số, không gian mạng tác động sâu sắc đến nhận thức, tư tưởng của xã hội, đặc biệt là thế hệ trẻ. Trước tin giả, thông tin xấu độc và các luận điệu sai trái, thù địch, tuổi trẻ Việt Nam thông qua các diễn đàn chính luận đã khẳng định bản lĩnh chính trị vững vàng, chủ động đối thoại, phản biện các luận điệu sai trái và góp phần “phủ xanh” không gian mạng bằng những giá trị tích cực.
Phản biện để hoàn thiện, không phải để phủ định
Hoạt động tư vấn, phản biện (TVPB) của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã trở thành một phương thức quan trọng để tập hợp trí tuệ đội ngũ trí thức, cung cấp luận cứ khoa học tin cậy cho Đảng, Nhà nước. Để hiểu rõ hơn về sự phát triển, phương pháp tổ chức và những bài học thực tiễn từ hoạt động này, phóng viên đã có cuộc trao đổi với ThS Bùi Kim Tuyến, Trưởng ban TVPB, VUSTA
Liên hiệp Hội Việt Nam hợp tác với doanh nghiệp công nghệ, hiện thực hóa các mục tiêu chuyển đổi số
Ngày 28/9, tại Hà Nội, Lãnh đạo Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã có buổi trao đổi, làm việc với Công ty CP Tập đoàn Truyền thông StarWorld (Starworld Group) về các giải pháp chuyển đổi số, hướng tới xây dựng nền tảng công nghệ khoa học phục vụ chiến lược phát triển của VUSTA trong giai đoạn 2026 - 2031.
Phó Chủ tịch Trương Xuân Lam: Đưa khoa học, công nghệ vào giải quyết những bài toán thực tiễn ngành hàng không
Ngày 26/9, tại Hà Nội, Hội Khoa học và Công nghệ Hàng không Việt Nam tổ chức Đại hội đại biểu lần thứ VII, nhiệm kỳ 2026-2031. Phát biểu tại Đại hội, GS.TS Trương Xuân Lam, Phó Chủ tịch LHHVN nhấn mạnh yêu cầu Hội tiếp tục đổi mới nội dung, phương thức hoạt động, tập hợp và phát huy đội ngũ trí thức, đưa KHCN, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số vào giải quyết những vấn đề của ngành hàng không.