Field Curvature là gì? Nguyên nhân và cách khắc phục

Trong thế giới nhiếp ảnh và quang học, khái niệm field curvature hay còn gọi là lệch trường là một trong những hiện tượng khá phổ biến nhưng thường bị bỏ qua hoặc hiểu chưa đúng mức. Nắm vững kiến thức về field curvature sẽ giúp nhà nhiếp ảnh có những quyết định chính xác hơn trong việc chọn lựa ống kính phù hợp hoặc tối ưu hoá quá trình chỉnh sửa hậu kỳ. Trong bài viết này, BH Asia sẽ đi sâu vào phân tích field curvature là gì?

1. Field Curvature là gì?

Hiện tượng quang học độ cong trường ảnh, đôi khi gọi là "cong trường ảnh" hoặc "cong trường Petzval", là một đặc điểm thường gặp khiến một mặt phẳng đối tượng chỉ được lấy nét rõ ràng ở một vài khu vực nhất định trong ảnh. Thay vì nét đều trên toàn bộ khung, độ sắc nét bị giới hạn ở một phần.

Hiện tượng quang học độ cong trường ảnh

Nguyên nhân của điều này nằm ở cấu trúc cong tự nhiên của các thấu kính, chúng tạo ra hình ảnh trên một bề mặt cong, chứ không phải phẳng. Do các cảm biến máy ảnh kỹ thuật số đều có bề mặt phẳng, chúng không thể ghi lại toàn bộ hình ảnh với độ nét tối ưu.

Trong thực tế, khi chụp một cảnh vật rộng lớn, nếu ống kính gặp phải field curvature, thì hình ảnh các đối tượng nằm ở các vị trí khác nhau trong khung hình sẽ không cùng một mặt phẳng nằm ngang, dẫn đến tình trạng chỉ có một phần của hình ảnh lấy nét tốt, còn phần kia bị mờ hoặc không rõ nét. 

Đặc biệt, điều này dễ nhận thấy khi chụp cảnh rộng, như phong cảnh, kiến trúc hoặc chụp macro, nơi yêu cầu độ nét đồng đều từ trung tâm ra các mép.

Trong những tình huống này, hiện tượng field curvature khiến cho phần trung tâm hình ảnh có thể rất sắc nét, trong khi các vùng rìa lại bị mờ đi, dù người chụp đã lấy nét cẩn thận. Điều này ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng tổng thể của bức ảnh, đặc biệt khi người xem mong đợi độ chi tiết cao trên toàn bộ khung hình.

Khi chụp macro, ảnh hưởng của độ cong trường ảnh càng rõ rệt hơn do khoảng cách giữa ống kính và vật thể rất nhỏ, khiến vùng lấy nét vốn đã nông lại càng trở nên khó kiểm soát. Tương tự, trong nhiếp ảnh kiến trúc – nơi các đường thẳng và chi tiết cần được tái hiện chính xác – sự không đồng đều trong độ nét có thể làm sai lệch hình dạng của công trình và gây mất thẩm mỹ.

>>> Khám phá lens Sigma: Nâng tầm chất lượng ảnh cho mọi phong cách chụp

2. Độ cong trường nét dạng gợn sóng

Trong quá trình sử dụng ống kính, nhiều nhiếp ảnh gia nhận biết rõ sự tồn tại của field curvature qua các biểu hiện trực quan. Một trong những đặc điểm dễ nhận thấy nhất là khi chụp ảnh thử nghiệm, hình ảnh trung tâm sắc nét còn các vùng xung quanh, đặc biệt là các cạnh, lại bị mờ hoặc lệch khỏi mặt phẳng lấy nét.

Hiện tượng gợn sóng trong độ cong trường

Field curvature thể hiện dưới dạng các đường bóng hoặc đường cong không đều nhau khi đo lường chất lượng hình ảnh qua các biểu đồ MTF (Modulation Transfer Function). Các đường này hạ xuống hoặc tăng lên không đều, phản ánh rõ rệt sự sai lệch về mặt quang học của ống kính. Khi đó, hình ảnh sẽ xuất hiện hiệu ứng "gợn sóng" hoặc "sóng thần" mỗi khi ta cố gắng lấy nét toàn bộ khung hình.

Chình vì vậy, trong các ngành chụp nghệ thuật, quảng cáo hoặc kỹ thuật, người ta thường phải tính toán kỹ lưỡng về field curvature để đạt được chất lượng hình ảnh tối ưu. Nếu không kiểm soát tốt, các bức ảnh có thể bị méo mó, mất chi tiết hoặc bị mất cân đối về mặt thẩm mỹ.

Theo Jean-Luc Bernard – chuyên gia thiết kế ống kính tại Leica, “Field curvature là một yếu tố quan trọng nhưng thường bị đánh giá thấp. Nó không chỉ ảnh hưởng đến độ sắc nét mà còn tác động trực tiếp đến thời gian hậu kỳ và cảm nhận của người dùng cuối.”

Tác động của gợn sóng đến hình ảnh

Về bản chất, gợn sóng xảy ra khi mặt phẳng lấy nét không thẳng mà bị uốn cong – khiến phần rìa hoặc góc ảnh bị mất nét, biến dạng hoặc lệch tiêu cự, dù chúng cùng khoảng cách với vùng trung tâm. 

Sự gợn sóng này không chỉ gây khó chịu về mặt thị giác mà còn ảnh hưởng tới khả năng xử lý hậu kỳ. Với các phần cạnh bị cong hoặc lệch khỏi mặt phẳng lấy nét.

Việc làm nét lại vùng ảnh bị cong đòi hỏi kỹ thuật cao, cần đến phần mềm chỉnh sửa ảnh chuyên sâu như Adobe Lightroom, Photoshop, hay DxO PhotoLab để thực hiện lens correction hoặc hiệu chỉnh mặt phẳng tiêu cự.

Tác động của gợn sóng đến hình ảnh

Trong các buổi chụp thực tế, field curvature thường phát sinh rõ ràng hơn khi chụp ở khẩu độ mở lớn, hoặc trong các chế độ chụp vội vàng, không kịp căn chỉnh. Người chụp cần nhận biết rõ dấu hiệu của lệch trường để có thể lựa chọn ống kính phù hợp, hoặc áp dụng các biện pháp tối ưu hơn cho từng mục đích chụp.

>>> Khám phá ưu điểm nổi bật của thẻ nhớ Type B dành cho quay phim chuyên nghiệp

3. Hướng dẫn cách xác định ống kính có lệch trường hay không

Việc xác định chính xác field curvature của một ống kính đóng vai trò cực kỳ quan trọng, bởi lẽ nó giúp nhà nhiếp ảnh có thể lựa chọn thiết bị phù hợp hoặc dự đoán trước các vấn đề về chất lượng hình ảnh sau này. Có hai phương pháp chính để phát hiện lệch trường: kiểm tra dữ liệu của nhà sản xuất và kiểm tra trực tiếp trên ảnh chụp.

Xác định chính xác field curvature của ống kính

Kiểm tra dữ liệu MTF của nhà sản xuất

Các nhà sản xuất ống kính hàng đầu thường cung cấp biểu đồ MTF kèm theo các thông số liên quan, trong đó thể hiện rõ đường cong mô tả khả năng giữ độ nét tại các điểm khác nhau trong khung hình.

• Phân tích biểu đồ MTF: Đường cong càng đều và ổn định, khả năng kiểm soát field curvature càng tốt.
• Đặc điểm của biểu đồ: Các đường cong bị hạ xuống và lên không đều nhau là dấu hiệu của sự lệch trường, nhất là khi các đặc trưng này thể hiện rõ ở các phần ngoài trung tâm.

Kiểm tra bằng ảnh thực tế

Không phải lúc nào cũng có thể dựa hoàn toàn vào dữ liệu của nhà sản xuất, vì vậy phần lớn nhiếp ảnh gia sẽ tự kiểm tra trực tiếp qua các bức ảnh thử nghiệm. Chụp thử các cảnh rộng, chụp ở khẩu độ khác nhau để xem độ sắc nét có đều hay không.

Quan sát các vùng cạnh, góc và trung tâm để xác định xem có hiện tượng mờ hay biến dạng theo dạng gợn sóng hay không.

Sử dụng phần mềm chỉnh sửa hoặc đánh giá bằng mắt thường để phát hiện các điểm bất thường về mặt quang học.

Cần lưu ý hiệu suất của field curvature có thể thay đổi theo khoảng cách lấy nét gần hoặc vô cực. Một số ống kính có thể bị lệch trường rõ ràng khi chụp ở khẩu độ mở lớn, nhưng lại ít rõ ràng khi khép khẩu.

>>> Khám phá các dòng túi máy ảnh Billingham – Bảo vệ thiết bị nhiếp ảnh của bạn an toàn

4. Làm thể nào để giảm độ cong trường?

Có rất nhiều phương pháp giúp giảm thiểu tác động của field curvature, từ việc tối ưu hóa kỹ thuật chụp đến chọn lựa thiết bị phù hợp. Dù vậy, mọi giải pháp đều phải dựa trên hiểu biết rõ về nguyên nhân và đặc điểm của hiện tượng này.

Một trong những cách phổ biến nhất để giảm field curvature là thu hẹp khẩu độ ống kính. Khi khẩu độ nhỏ hơn, hiện tượng quang học này sẽ giảm rõ rệt do giới hạn của tia sáng đi qua các phần ngoài cùng của thấu kính.

Khẩu độ f/8 hoặc f/11 là mức lý tưởng để kiểm soát sự lệch trường.Tuy nhiên, cần cân nhắc giữa độ sâu trường ảnh và độ nét tối đa, vì thu hẹp khẩu độ đôi khi gây ra hiện tượng nhiễu xạ hoặc giảm khả năng lấy nét nhanh.

Đôi khi, ngay cả khi dừng xuống khẩu độ nhỏ nhất (tại thời điểm nhiễu xạ bắt đầu) cũng không loại bỏ hoàn toàn được. Trong trường hợp của ống kính Nikon 28mm f/1.8G được đề cập ở trên, đây là những gì xảy ra ở f/8:

Đây là những gì xảy ra ở f/8

Như bạn có thể nhận thấy, cả khu vực trung tâm và khu vực giữa khung hình đều sắc nét hơn rõ rệt, nhưng khu vực giữa vẫn có phần kém hơn một chút khi so sánh (điều này là điều bình thường).

Thật tiếc, độ cong trường ảnh không thể được khắc phục bằng các phần mềm chỉnh sửa ảnh như Photoshop hay Lightroom.

Đối với các nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp, các thiết bị như máy đo độ cong trường hoặc các phụ kiện quang học bổ sung có thể giúp kiểm tra và điều chỉnh field curvature hiệu quả hơn.

Các bộ lọc chỉnh quang học, thấu kính bổ sung hoặc các miếng chống lệch trường có thể hỗ trợ trong việc giảm thiểu ảnh hưởng của hiện tượng này. Ngoài ra, các phần mềm chỉnh sửa ảnh hậu kỳ có thể giúp xử lý phần nào các vấn đề về field curvature, mặc dù hiện tại, khả năng sửa lỗi này còn hạn chế..

Xem thêm các dòng ống kính Sigma phù hợp với mọi nhu cầu chụp ảnh:

• Trải nghiệm Sigma 30mm F1.4 - Ống kính prime lý tưởng cho người mới bắt đầu
• Sigma 24-70 - Ống kính zoom chuẩn mang đến chất lượng hình ảnh vượt trội

5. Đánh giá hiệu suất ống kính

Một ống kính có kiểm soát tốt field curvature sẽ đem lại hình ảnh rõ nét toàn diện, giúp hình ảnh trở nên chân thực và thẩm mỹ hơn. Việc đánh giá tổng thể hiệu suất của ống kính là một bước quan trọng trong quá trình lựa chọn và sử dụng thiết bị. 

Một ống kính có khả năng kiểm soát tốt độ cong trường ảnh sẽ tạo ra hình ảnh rõ nét và chân thực hơn, góp phần nâng cao tính thẩm mỹ. Các tiêu chí để đánh giá hiệu suất bao gồm độ nét ở trung tâm và vùng ngoại vi, thể hiện khả năng kiểm soát độ cong trường, đường cong MTF, phản ánh khả năng giữ độ nét theo từng phần của khung hình, và khả năng chống méo và biến dạng hình học, giúp giữ tỷ lệ đúng đắn cho hình ảnh.

 Đánh giá hiệu suất ống kính

Để phân tích thực tế, việc chụp các cảnh với độ rộng lớn và đa dạng đối tượng sẽ giúp kiểm tra sự đồng đều của độ nét, đồng thời đánh giá các vùng góc và cạnh để phát hiện các biểu hiện của độ cong trường ảnh. 

Các bước để đánh giá hiệu quả bao gồm so sánh ảnh chụp ở các khẩu độ khác nhau, sử dụng phần mềm phân tích để đo lường độ nét, và tham khảo các đánh giá từ cộng đồng nhiếp ảnh hay các chuyên gia về dòng ống kính đó. 

Việc đánh giá kỹ lưỡng là cần thiết, vì mỗi loại ống kính có những đặc điểm riêng về độ cong trường ảnh, giúp bạn có quyết định đúng đắn hơn khi chọn thiết bị phù hợp với nhu cầu công việc, từ đó nâng cao chất lượng hình ảnh và trải nghiệm sáng tạo.

Kết luận trong bài viết này, chúng ta đã khám phá chi tiết về field curvature là gì, nguyên nhân gây ra hiện tượng này từ cấu trúc quang học của ống kính cho đến cách nhận biết thông qua dữ liệu và các phương pháp kiểm tra thực tế. BH Asia hy vọng bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ và chủ động kiểm soát field curvature chính là chìa khóa để nâng cao chất lượng ảnh, mang lại những tác phẩm chân thực, sắc nét và đầy cảm xúc.