Tại sao máy ảnh của bạn nhìn thấy màu sắc khác với bạn

Khoa học về nhận thức màu sắc của con người

Thị giác của con người là một quá trình phức tạp bắt đầu bằng ánh sáng đi vào mắt. Võng mạc, nằm ở phía sau mắt, chứa các tế bào chuyên biệt gọi là thụ thể ánh sáng. Các thụ thể ánh sáng này có chức năng phát hiện ánh sáng và chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện mà não có thể diễn giải. Có hai loại thụ thể ánh sáng chính: tế bào que và tế bào nón.

Các tế bào que rất nhạy cảm với ánh sáng và chủ yếu chịu trách nhiệm về thị lực trong điều kiện ánh sáng yếu. Chúng không cảm nhận được màu sắc. Ngược lại, các tế bào nón chịu trách nhiệm về thị lực màu sắc và hoạt động tốt nhất trong điều kiện ánh sáng mạnh. Có ba loại tế bào nón, mỗi loại nhạy cảm với các bước sóng ánh sáng khác nhau: đỏ, xanh lục và xanh lam.

Khi ánh sáng đi vào mắt, các tế bào hình nón được kích thích ở các mức độ khác nhau tùy thuộc vào bước sóng hiện tại. Các tín hiệu từ các tế bào hình nón này sau đó được não xử lý để tạo ra nhận thức về màu sắc của chúng ta. Lý thuyết ba sắc về thị giác màu này giải thích cách chúng ta có thể nhận thức được nhiều màu sắc chỉ từ ba loại tế bào hình nón.

Bộ não cũng đóng vai trò quan trọng trong nhận thức màu sắc. Nó liên tục điều chỉnh và diễn giải các tín hiệu từ mắt dựa trên kinh nghiệm và kỳ vọng của chúng ta. Quá trình này, được gọi là tính ổn định của màu sắc, cho phép chúng ta nhận thức màu sắc tương đối ổn định ngay cả trong điều kiện ánh sáng thay đổi.

Máy ảnh chụp màu như thế nào

Máy ảnh chụp màu theo cách hoàn toàn khác so với mắt người. Máy ảnh kỹ thuật số sử dụng cảm biến hình ảnh, thường là cảm biến CCD (thiết bị ghép điện tích) hoặc CMOS (cảm biến bán dẫn kim loại-ôxít bổ sung) để phát hiện ánh sáng. Cảm biến này được phủ một lưới các điểm ảnh nhỏ nhạy sáng.

Mỗi điểm ảnh trong cảm biến hình ảnh được phủ một bộ lọc màu, thường được sắp xếp theo mẫu bộ lọc Bayer. Mẫu này bao gồm các bộ lọc đỏ, xanh lá cây và xanh lam được sắp xếp theo một mẫu lặp lại cụ thể. Mẫu phổ biến nhất là GRBG (Xanh lá cây-Đỏ-Xanh lam-Xanh lục), trong đó các bộ lọc xanh lá cây có số lượng gấp đôi so với các bộ lọc đỏ hoặc xanh lam.

Khi ánh sáng chiếu vào cảm biến hình ảnh, mỗi điểm ảnh sẽ ghi lại cường độ ánh sáng đi qua bộ lọc màu tương ứng. Bộ xử lý hình ảnh của máy ảnh sau đó sử dụng dữ liệu thô này để ước tính màu sắc tại mỗi vị trí điểm ảnh. Quá trình này, được gọi là khử nhiễu, bao gồm việc nội suy thông tin màu bị thiếu dựa trên các giá trị của các điểm ảnh lân cận.

Bộ xử lý hình ảnh của máy ảnh cũng thực hiện các hoạt động hiệu chỉnh và tăng cường màu sắc khác. Các hoạt động này bao gồm cân bằng trắng, điều chỉnh cân bằng màu tổng thể của hình ảnh để bù cho các điều kiện ánh sáng khác nhau và độ bão hòa màu, điều khiển cường độ màu trong hình ảnh.

Lý do cho sự khác biệt màu sắc

Một số yếu tố góp phần tạo nên sự khác biệt trong nhận thức màu sắc giữa con người và máy ảnh. Bao gồm:

• Độ nhạy quang phổ khác nhau: Độ nhạy quang phổ của tế bào hình nón trong mắt người và bộ lọc màu trong máy ảnh không giống nhau. Điều này có nghĩa là chúng phản ứng khác nhau với cùng một bước sóng ánh sáng.
• Giới hạn không gian màu: Máy ảnh thường chụp màu trong một không gian màu cụ thể, chẳng hạn như sRGB hoặc Adobe RGB. Các không gian màu này xác định phạm vi màu có thể được biểu diễn chính xác. Tuy nhiên, các không gian màu này bị giới hạn và không thể tái tạo tất cả các màu mà mắt người có thể cảm nhận được.
• Sự cố cân bằng trắng: Cân bằng trắng là quá trình điều chỉnh nhiệt độ màu của hình ảnh để làm cho các vật thể màu trắng xuất hiện màu trắng. Nếu cân bằng trắng không được thiết lập chính xác, màu sắc trong hình ảnh có thể xuất hiện không chính xác.
• Thuật toán xử lý hình ảnh: Thuật toán xử lý hình ảnh được máy ảnh sử dụng cũng có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của màu sắc. Các thuật toán này được thiết kế để cải thiện hình ảnh, nhưng đôi khi có thể gây ra hiện tượng biến dạng màu sắc.
• Điều kiện xem: Cách chúng ta xem hình ảnh cũng có thể ảnh hưởng đến nhận thức của chúng ta về màu sắc. Màu sắc của màn hình hoặc màn hình hiển thị, ánh sáng xung quanh và nhận thức màu sắc của từng cá nhân đều có thể ảnh hưởng đến cách chúng ta nhìn thấy màu sắc trong hình ảnh.
• Tính chủ quan của nhận thức: Nhận thức màu sắc của con người là chủ quan và khác nhau ở mỗi người. Các yếu tố như tuổi tác, sức khỏe và sự khác biệt giữa các cá nhân về số lượng và độ nhạy của tế bào hình nón đều có thể ảnh hưởng đến cách chúng ta nhận thức màu sắc.

Hơn nữa, phạm vi động của thị giác con người vượt xa hầu hết các máy ảnh. Phạm vi động đề cập đến phạm vi cường độ ánh sáng có thể thu được hoặc cảm nhận được. Mắt người có thể thích ứng với phạm vi mức độ ánh sáng rộng hơn nhiều so với cảm biến máy ảnh, cho phép chúng ta nhìn thấy các chi tiết ở cả vùng sáng và vùng tối của một cảnh cùng một lúc.

Cải thiện độ chính xác màu sắc trong nhiếp ảnh

Mặc dù không thể sao chép hoàn hảo thị lực của con người bằng máy ảnh, nhưng có một số bước bạn có thể thực hiện để cải thiện độ chính xác của màu sắc trong ảnh:

• Sử dụng Công cụ hiệu chuẩn màu: Công cụ hiệu chuẩn màu có thể giúp bạn đảm bảo màn hình hiển thị màu sắc chính xác. Điều này rất cần thiết để chỉnh sửa ảnh và đảm bảo màu sắc bạn nhìn thấy trên màn hình giống với màu sắc trong hình ảnh.
• Chụp ở định dạng RAW: Định dạng RAW ghi lại toàn bộ dữ liệu từ cảm biến hình ảnh mà không cần xử lý. Điều này giúp bạn linh hoạt hơn trong việc điều chỉnh màu sắc trong quá trình hậu xử lý.
• Thiết lập cân bằng trắng chính xác: Chú ý đến điều kiện ánh sáng và thiết lập cân bằng trắng cho phù hợp. Bạn có thể sử dụng thẻ cân bằng trắng hoặc thẻ xám để giúp bạn thiết lập cân bằng trắng chính xác.
• Sử dụng Color Checker: Color checker là một biểu đồ có một tập hợp các màu đã biết. Bạn có thể chụp ảnh color checker trong cùng điều kiện ánh sáng với chủ thể của bạn và sau đó sử dụng nó để hiệu chỉnh màu sắc trong ảnh của bạn trong quá trình hậu xử lý.
• Hiểu về không gian màu: Tìm hiểu về các không gian màu khác nhau và chọn không gian phù hợp nhất với nhu cầu của bạn. sRGB là lựa chọn tốt cho hình ảnh trên web, trong khi Adobe RGB là lựa chọn tốt hơn cho hình ảnh in.
• Hậu xử lý cẩn thận: Hãy chú ý đến các điều chỉnh màu sắc bạn thực hiện trong quá trình hậu xử lý. Tránh làm màu sắc bão hòa quá mức hoặc thay đổi mạnh mẽ sự cân bằng màu sắc.

Bằng cách hiểu được những hạn chế của công nghệ máy ảnh và thực hiện các bước để cải thiện độ chính xác của màu sắc, bạn có thể chụp được những bức ảnh chân thực và hấp dẫn hơn về mặt thị giác. Hãy nhớ rằng việc đạt được độ chính xác màu sắc hoàn hảo thường ít quan trọng hơn việc tạo ra một hình ảnh đẹp về mặt thẩm mỹ và truyền tải được tầm nhìn nghệ thuật của bạn.

Cuối cùng, mục tiêu không nhất thiết là sao chép hoàn hảo thị giác của con người, mà là sử dụng máy ảnh như một công cụ để tạo ra những hình ảnh vừa có tính kỹ thuật vừa mang tính biểu cảm nghệ thuật. Hãy thử nghiệm với các thiết lập và kỹ thuật khác nhau để tìm ra phương pháp phù hợp nhất với bạn và phát triển phong cách độc đáo của riêng bạn.

Tương lai của công nghệ chụp màu

Những tiến bộ trong công nghệ máy ảnh tiếp tục đẩy mạnh ranh giới của việc chụp màu. Các nhà nghiên cứu đang phát triển các cảm biến hình ảnh mới với dải động rộng hơn và độ nhạy quang phổ được cải thiện. Các kỹ thuật chụp ảnh tính toán cũng đang được sử dụng để nâng cao độ chính xác của màu sắc và mở rộng phạm vi màu sắc có thể chụp được.

Một lĩnh vực nghiên cứu đầy hứa hẹn là phát triển máy ảnh đa phổ. Những máy ảnh này thu được ánh sáng ở hơn ba kênh màu, cho phép chúng ghi lại nhiều thông tin màu hơn. Điều này có thể dẫn đến việc tái tạo màu chính xác hơn và khả năng nhìn thấy những màu mà mắt người không nhìn thấy được.

Một lĩnh vực đổi mới khác là sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để cải thiện xử lý màu sắc. Thuật toán AI có thể được đào tạo để nhận dạng và sửa lỗi biến dạng màu sắc, cũng như để cải thiện diện mạo tổng thể của hình ảnh. Các thuật toán này cũng có thể được sử dụng để cá nhân hóa cài đặt màu sắc dựa trên sở thích cá nhân.

Khi công nghệ máy ảnh tiếp tục phát triển, chúng ta có thể mong đợi thấy khả năng tái tạo màu sắc chính xác và chân thực hơn trong tương lai. Điều này sẽ mở ra những khả năng mới cho các nhiếp ảnh gia, nghệ sĩ và bất kỳ ai muốn ghi lại và chia sẻ vẻ đẹp của thế giới xung quanh họ.

Phần kết luận

Sự khác biệt giữa cách máy ảnh của bạn nhìn thấy màu sắc và cách bạn cảm nhận chúng bắt nguồn từ sự khác biệt cơ bản giữa thị giác của con người và công nghệ máy ảnh. Trong khi máy ảnh cố gắng nắm bắt thông tin màu sắc chính xác, chúng bị giới hạn bởi cảm biến, không gian màu và thuật toán xử lý của chúng. Bằng cách hiểu những hạn chế này và thực hiện các bước để cải thiện độ chính xác của màu sắc, bạn có thể chụp được những bức ảnh chân thực hơn và hấp dẫn hơn về mặt thị giác. Hãy nắm bắt những đặc điểm độc đáo của máy ảnh và sử dụng nó như một công cụ để thể hiện tầm nhìn sáng tạo của bạn. Cho dù bạn hướng đến độ chính xác hoàn hảo hay diễn giải nghệ thuật, hành trình tìm hiểu màu sắc là một hành trình bổ ích.

Câu hỏi thường gặp