Tìm hiểu ống kính máy ảnh

Dưới đây là những yếu tố cơ bản xung quanh một số ống kính, giúp bạn có được lựa chọn phù hợp cho máy ảnh của mình.

1. Các thành phần thấu kính và chất lượng ảnh.

Hiện tượng quang sai màu do sự khúc xạ của ánh sán đơn sắc qua thấu kính.  Ảnh: Letusdirect.

Hầu như tất cả máy ảnh hiện nay đều được trang bị ống kính gồm nhiều thành phần thấu kính ghép lại. Mỗi thành phần có tác dụng điều chỉnh tia sáng theo một hướng nhất định nhằm tạo ảnh chính xác trên bề mặt cảm biến hay phim.
Ánh sáng trắng gồm quang phổ của rất nhiều màu, liên tục từ đỏ đến tím. Nếu ống kính chỉ gồm một thấu kính đơn dạng cầu, ánh sáng sẽ bị khúc xạ qua. Tuy nhiên, các tia đơn sắc sẽ tạo góc lệch khác nhau đối với trục của thấu kính. Điều này dẫn đến việc các tia sáng không đồng thời hội tụ trên bề mặt cảm biến, gây ra hiện tượng quang sai màu rất khó chịu quanh vật thể có độ tương phản cao. Hiện tượng này càng rõ rệt đối với các ống tele vốn có tiêu cự rất dài. Các thành phần thấu kính bổ sung có tác dụng điều chỉnh đường đi của các tia đơn sắc trong lòng ống kính, giúp các tia này đồng thời hội tụ trên bề mặt cảm biến. Ngoài ra, các thành phần này còn đóng vai trò quan trọng trong việc giảm nhòe ảnh, hạn chế hiện tượng đen 4 góc ảnh hay sửa lỗi phóng đại không đều trên các vùng của ảnh...

Các nhóm thấu kính của một ống kính đơn giản. Ảnh: Cambridgeincolour.

Việc thiết kế và chế tạo các nhóm ống kính này thường khó khăn, nguyên liệu làm một số thấu kính cũng rất đắt nên đã đẩy giá thành lên khá cao. Do vậy, các hãng liên tục cải tiến công nghệ nhằm giảm bớt số thấu kính trong ống mà vẫn nâng cao được chất lượng quang học. Các ống đạt tiêu chuẩn thường có từ 3 đến 4 thành phần thấu kính (đó cũng là lý do tại sao hãng Carl-Zeiss lại đặt tên cho dòng ống kính của mình là "Tessar", tiếng Hy Lạp nghĩa là "bốn"). Trong một số trường hợp, nguyên nhân khiến cho ảnh thu được chưa được đẹp không phải xuất phát từ lỗi ống kính mà từ bản thân đối tượng cần chụp.

2. Ảnh hưởng của tiêu cự đối với trường nhìn của ảnh.

Tiêu cự ống kính quyết định trường nhìn (hay góc nhìn) của ảnh. Khái niệm trường nhìn ở đây có thể hiểu đơn giản là số lượng vật thể đặt trên cùng một mặt phẳng mà máy có thể thu nhận được. Trường nhìn càng nhỏ thì số lượng các vật thể trên ảnh càng giảm. Các ống góc rộng có tiêu cự nhỏ, trong khi các ống tele lại có tiêu cự lớn hơn nhiều lần. Ống mắt cá (fish eye) có tiêu cự cực nhỏ, ngoài khả năng bao quát một trường nhìn rộng lớn đôi khi còn đem lại những hiệu ứng đặc biệt như bẻ các đường thẳng thành đường cong (và ngược lại) hay cho ảnh các vật thể không tuân theo tỷ lệ xa gần như nhìn bằng mắt thường.

So sánh góc nhìn của ảnh tạo bởi góc rộng và ống tele.  Ảnh: Yugatech.

Việc lựa chọn tiêu cự ống kính có vai trò quyết định trong phối cảnh, vốn là yếu tố cơ bản của nhiếp ảnh. Một ống góc rộng có thể lấy được toàn bộ khung cảnh trong một phòng họp, tuy nhiên, không thể chụp được dòng chữ li ti trên màn hình máy chiếu nếu bạn đứng ở cuối hội trường. Ngược lại, các ống tiêu cự dài cũng sẽ gặp khó khăn khi lấy trọn vẹn một đoàn người dài vào trong khung hình trừ khi bạn có điều kiện chạy ra rất xa để chụp.
Bảng phân loại sau sẽ đưa ra một số gợi ý cho bạn khi lựa chọn tiêu cự ống kính.

Tiêu cự	Thuật ngữ	Thể loại phù hợp
Dưới 20 mm	Extreme Wide Angle	Kiến trúc
21-35 mm	Wide Angle	Phong cảnh
35-70 mm	Normal	Ảnh đời thường và ảnh tư liệu
70-135 mm	Medium Telephoto	Chân dung
135-300+ mm	Telephoto	Thể thao và động vật hoang dã

Một số yếu tố khác cũng bị ảnh hưởng bởi tiêu cự ống kính. Chẳng hạn, các ống tele thường gây rung rất lớn khi nhìn qua ống ngắm do sự rung của bản thân máy ảnh. Khi chụp với các ống này, người ta thường chỉnh thời gian phơi sáng xuống rất thấp hoặc dùng chân máy để hạn chế nhòe ảnh. Nguyên tắc chung để tính thời gian phơi sáng tối đa để ảnh không bị nhòe (đối với máy phim 35 mm) là lấy 1 chia cho tiêu cự ống ở đơn vị milimét. Ví dụ, thời gian phơi sáng đối với các ống 200 mm tối đa chỉ khoảng 1/200 giây nếu không sử dụng tripod. Đến nay, các hãng đã nhanh chóng tích hợp công nghệ chống rung ngay trong thân máy hoặc ống kính giúp tăng thời gian phơi sáng mà ảnh vẫn không bị nhòe. Công nghệ này cho phép tăng tốc độ chụp lên từ 2 đến 4 stop so với bình thường.
Các ống góc rộng thường chống được chóe sáng tức hiện tượng phản xạ ánh sáng mạnh giữa các thấu kính trong lòng ống với nhau. Bù lại, các ống này sẽ làm hơi méo 4 góc ảnh tương tự như các ống fisheye (tuy nhiên, hiện tượng này không rõ bằng, có khi còn bị triệt tiêu hoàn toàn). Việc lựa chọn tiêu cự là điều quan trọng khi mua ống kính do phụ thuộc nhiều vào nhu cầu. Người ham du lịch chắn hẳn sẽ chọn cho mình một ống góc rộng có tiêu cự nhỏ nhất dao động từ 17-28 mm trong khi các phóng viên thể thao hay người thích chụp động vật hoang dã lại thích hợp với những ống tele "hầm hố" có tiêu cự 200-500 mm hoặc hơn thế.

3. Ống kính zoom và ống kính một tiêu cự.

Ống kính zoom (zoom lens) có dải tiêu cự thay đổi trong một khoảng cho sẵn. Ống kính một tiêu cự ("prime" lens hay fixed lens) không thể thay đổi được tiêu cự. Ống zoom đầu tiên mang tên "Varo" 40-120 mm dành cho máy phim 35 mm và được sản xuất trên quy mô công nghiệp vào năm 1932.

Canon EF 50 mm f/1.0L USM, một trong những ống fix hiếm và đắt nhất hiện nay. Ảnh: Wikimedia.

Do được chế tạo với một hoặc rất ít thấu kính nên các ống fix thường có giá rẻ nhưng chất lượng quang học cao hơn và nhanh hơn đa phần các ống zoom. Các ống đa tiêu cự thường có tầm zoom (tỷ số giữa tiêu cự cực đại và tiêu cự cực tiểu mà ống kính đạt được) vào khoảng 3x, 4x hoặc cao hơn thế. Những người không sành thường cho rằng ống kính có tầm zoom càng lớn càng cho chất lượng ảnh đẹp. Tuy nhiên, sự thực lại không như vậy, các ống có dải zoom càng rộng càng đòi hỏi nhiều thành phần thấu kính ở bên trong. Ngoài việc giảm đáng kể lượng ánh sáng vào cảm biến, hệ thống thấu kính phức tạp này cũng không thể cho ảnh đẹp trên mọi tiêu cự do giới hạn công nghệ chế tạo. Độ mở của ống zoom cũng không thể nâng lên quá lớn. Hậu quả là ảnh mà bạn thu được thường tối và không sắc nét lắm.

Nikon AF-S VR 70-200 mm, F/2.8G IF-ED là loại ống kính zoom cho chất lượng quang học rất tốt. Ảnh: Letsgodigital.

Các ống zoom thường rất linh hoạt trong việc giúp bạn phối cảnh, tuy nhiên, hầu hết chúng cho chất lượng quang học kém xa các ống một tiêu cự. Nếu muốn có được những bức ảnh đỉnh cao, bạn buộc đầu tư những ống zoom xịn có khối lượng lớn mà giá thành thì chẳng dễ chịu chút nào! Các ống một tiêu cự thường là sự lựa chọn lý tưởng vì giá cả phải chăng mà chất lượng quang học tốt cũng như rất nhanh và nhẹ, thích hợp chụp trong điều kiện thiếu sáng hoặc các tình huống cố định, ít cần di chuyển để phối cảnh.
Lưu ý rằng, zoom số (digital zoom) trên các máy du lịch thực chất chỉ là việc phóng to một vùng trên ảnh bằng khả năng nội suy của vi xử lý do đó làm giảm chất lượng hình ảnh đi đáng kể.

4. Độ mở của ống kính.

Độ mở ống kính (hay khẩu độ) được điều chỉnh bằng sự ra vào của các lá thép nằm tại mặt trong ống kính nhằm điều tiết lượng sáng đi vào cảm biến. Trị số khẩu độ được gọi là F-number, là tỷ số giữa tiêu cự ống kính và đường kính lỗ sáng tạo bởi các lá thép. Độ mở càng lớn thì tỷ số F-number càng nhỏ. Khi so sánh các ống kính với nhau người ta thường dùng khái niệm "nhanh hơn" để chỉ các ống có độ mở lớn hơn, khái niệm "chậm hơn" để chỉ những ống có độ mở nhỏ hơn. Các ống có chỉ số f/1.0 là những ống kính thuộc loại nhanh và đắt nhất hiện nay. Các ống có f/4.0 hoặc nhỏ hơn thường là các ống tele một tiêu cự hoặc các ống zoom giá rẻ.

Độ sâu trường ảnh (DOF) trong các trường hợp chỉnh khẩu độ của cùng một ống kính. Ảnh: Nikonians.

Độ mở của ống kính thường ảnh hưởng đến thời gian phơi sáng trên máy ảnh và độ sâu trường ảnh. Các ống có độ mở lớn (nhanh hơn) sẽ cho nhiều ánh sáng đi qua hơn, do đó đòi hỏi thời gian phơi sáng thấp. Độ mở lớn cũng làm cho độ sâu trường ảnh bị thu hẹp lại, khiến các vật thể nằm ngoài vùng lấy nét bị mờ đi trông thấy.
Ảnh chụp chân dung hay chụp thể thao trong nhà thường yêu cầu ống kính có dải khẩu độ rộng nhằm phục vụ những nhu cầu khác nhau trong đó quan trọng nhất là khả năng "đóng băng" đối tượng chuyển động nhanh và hiệu ứng xóa phông nền. Trong các máy ảnh SLR, ống kính có độ mở lớn cũng cho nhiều ánh sáng vào viewfinder và cảm biến (hay phim), tăng khả năng lấy nét tự động (nếu có), rất phù hợp để chụp trong điều kiện thiếu sáng. Mặc dù độ mở tối đa trên vài ống kính thường rất ít khi được dùng tới (như khẩu f/1.4 trên ống Canon 50mm) nhưng điều này không có nghĩa là chúng vô dụng. Những ống kính này thường gây ra rất ít quang sai khi tăng khẩu độ lên một hoặc vài nấc. Chẳng hạn, cùng đặt một giá trị khẩu độ f/2.0 nhưng ống 50 mm f/1.0 cho ảnh sắc nét hơn nhiều ống 50 mm f/1.8.
Các ống có độ mở lớn thường có đường kính lớn đi kèm với giá thành cao. Yếu tố trọng lượng/kích thước và tính năng rất quan trọng trong việc lựa chọn các ống kính phục vụ nhiều mục đích khác nhau như du lịch, chụp ảnh hoang dã hay chụp đêm...