Trong hơn một thế kỷ, chụp ảnh đồng nghĩa với cuộn phim: chụp xong phải chờ tráng, rửa và hồi hộp xem có tấm nào hỏng. Máy ảnh kỹ thuật số phá vỡ nhịp chờ ấy bằng một thay đổi triệt để: ánh sáng được biến thành số, ảnh xem lại được ngay, xóa được và gửi đi khắp thế giới trong vài giây. Trớ trêu thay, chiếc máy ảnh số tự chứa đầu tiên lại ra đời ngay trong phòng thí nghiệm của Kodak, đế chế phim chụp lớn nhất hành tinh.

Nguồn gốc và hành trình ra đời

Năm 1975, kỹ sư điện trẻ Steven Sasson tại Eastman Kodak nhận nhiệm vụ khám phá khả năng của cảm biến CCD, thiết bị tích điện vừa được thương mại hóa. CCD của Fairchild lúc đó chỉ có độ phân giải 100 x 100 điểm ảnh. Sasson ghép nó với ống kính lấy từ máy quay phim Kodak, bộ chuyển đổi tương tự sang số, bộ nhớ tạm và máy ghi băng cassette.

Tháng 12 năm 1975, hệ thống chụp được bức ảnh số đầu tiên hoàn chỉnh. Việc thu nhận ánh sáng chỉ mất khoảng 50 mili giây, nhưng ghi dữ liệu xuống băng cassette mất tới 23 giây. Mỗi băng chứa được khoảng 30 ảnh đen trắng ở độ phân giải 0,01 megapixel. Sasson nhớ lại phản ứng của lãnh đạo Kodak bằng câu nói nổi tiếng đại ý: "Dễ thương đấy, nhưng đừng kể với ai." Kodak vẫn xin bằng sáng chế cho "máy ảnh tĩnh điện tử", được cấp năm 1978, nhưng không biến nguyên mẫu thành sản phẩm.

Con đường thương mại hóa kéo dài thêm nhiều năm. Năm 1981, Sony giới thiệu Mavica, máy ảnh điện tử ghi ảnh lên đĩa mềm nhỏ; tuy nhiên Mavica đời đầu vẫn ghi tín hiệu tương tự kiểu video chứ chưa phải máy ảnh số đúng nghĩa. Năm 1990, Dycam Model 1, còn bán dưới tên Logitech Fotoman, trở thành máy ảnh số tiêu dùng bán rộng rãi tại Mỹ, dù chỉ chụp đen trắng và giá gần 1.000 đô la. Kodak DCS-100 năm 1991 gắn cảm biến 1,3 megapixel lên thân máy Nikon dành cho giới chuyên nghiệp, báo hiệu nhiếp ảnh số đã đủ nghiêm túc để bước vào tòa soạn.

Nguyên lý hoạt động

Trái tim của máy ảnh số là cảm biến hình ảnh. Khi màn trập mở, ánh sáng qua ống kính chiếu lên bề mặt cảm biến gồm hàng triệu điểm thu sáng nhỏ gọi là pixel. Mỗi điểm nằm dưới một lớp lọc màu trong lưới Bayer, thường gồm xanh lá, đỏ và xanh dương. Điểm thu sáng biến photon thành điện tích: nơi sáng mạnh sinh điện tích lớn, nơi tối sinh điện tích nhỏ.

Hai họ cảm biến chính từng cạnh tranh là CCD và CMOS. CCD chuyển điện tích qua hàng loạt ô kề nhau tới bộ đọc chung, cho chất lượng đồng đều nhưng tốn điện và khó tích hợp. CMOS đặt mạch khuếch đại ngay tại từng điểm ảnh hoặc từng cột, đọc nhanh hơn và tiết kiệm điện hơn. Nhờ vậy CMOS dần thắng thế và trở thành nền tảng của cả máy ảnh chuyên dụng lẫn điện thoại thông minh.

Sau khi dữ liệu rời cảm biến, bộ xử lý ảnh phải nội suy màu đầy đủ từ lưới lọc, giảm nhiễu, cân bằng trắng, đo sáng, lấy nét, chống rung và nén thành JPEG hoặc các định dạng mới hơn. Màn hình xem trực tiếp biến nhiếp ảnh thành vòng phản hồi tức thì: người chụp thấy kết quả ngay, chỉnh thông số và chụp lại. Chính vòng phản hồi này, chứ không chỉ việc loại bỏ phim, là thay đổi trải nghiệm sâu sắc nhất của máy ảnh số.

Tác động và quá trình phát triển

Máy ảnh số trước hết thay đổi kinh tế của một bức ảnh. Với phim, mỗi lần bấm máy tốn tiền vật liệu và bị giới hạn ở 24 hoặc 36 kiểu; với thẻ nhớ, chi phí biên của thêm một ảnh gần như bằng không. Người chụp dám thử nghiệm nhiều hơn và học nhiếp ảnh bằng cách xem lại ngay lập tức. Báo chí hưởng lợi lớn vì ảnh có thể truyền về tòa soạn chỉ vài phút sau sự kiện thay vì chờ phòng tối.

Thập niên 2000 chứng kiến máy ảnh số gọn nhẹ thay thế máy phim trong gia đình, còn máy DSLR số thay đổi nhiếp ảnh chuyên nghiệp. Khi cảm biến, ống kính nhỏ và phần mềm xử lý đủ mạnh để đưa vào điện thoại, chiếc máy ảnh phổ biến nhất hành tinh không còn là thiết bị riêng mà là điện thoại thông minh. Mạng xã hội biến hàng tỷ người thành người chụp và phát hành ảnh mỗi ngày.

Số phận của Kodak là mặt trái nổi tiếng của câu chuyện. Công ty phát minh ra công nghệ cốt lõi nhưng phụ thuộc sâu vào lợi nhuận từ phim, giấy ảnh và dịch vụ tráng rửa. Kodak từng bán nhiều máy ảnh số, song không kịp tái cấu trúc khi thị trường phim sụp đổ và phải nộp đơn bảo hộ phá sản năm 2012. Cuộn phim chưa biến mất hoàn toàn, nhưng từ vị trí mặc định của nhiếp ảnh, nó đã lùi thành lựa chọn hoài cổ và nghệ thuật.

Sự thật thú vị ít người biết

  • Bức chân dung số đầu tiên mà Sasson chụp thành công là của một kỹ thuật viên phòng thí nghiệm tên Joy Marshall.
  • Nguyên mẫu năm 1975 dùng ống kính và cơ cấu lấy từ máy quay phim Super 8 của Kodak, minh họa tinh thần ghép linh kiện sẵn có để kiểm chứng một ý tưởng mới.
  • Kodak giữ kín nguyên mẫu trong nhiều năm; Sasson kể rằng ông không được nói công khai về chiếc máy ngoài công ty cho đến đầu thập niên 2000.

Hiểu lầm thường gặp

Hiểu lầm: "Kodak không hề biết đến máy ảnh số cho đến khi bị đối thủ vượt qua." Thực tế Kodak là nơi chiếc máy ảnh số tự chứa đầu tiên ra đời năm 1975 và công ty nắm bằng sáng chế quan trọng từ năm 1978. Vấn đề của Kodak không phải thiếu phát minh, mà là mô hình kinh doanh phim quá thành công khiến việc tự thay thế chính mình trở nên đau đớn và chậm chạp.

Hiểu lầm: "Sony Mavica năm 1981 là máy ảnh kỹ thuật số đầu tiên." Mavica là cột mốc quan trọng của máy ảnh điện tử không dùng phim, nhưng phiên bản đầu ghi tín hiệu tương tự lên đĩa theo kiểu video. Chiếc máy của Sasson năm 1975 mới là nguyên mẫu số tự chứa đầu tiên, còn Dycam Model 1 năm 1990 là máy ảnh số tiêu dùng bán rộng rãi sớm nhất tại Mỹ.

Nguồn tham khảo