ไม่กี่ปีมานี้มีผู้ผลิตกล้องบางรายซึ่งสามารถทำให้เซ็นเซอร์ภาพขนาดเล็กสร้างภาพความละเอียดสูงได้ด้วยเทคโนโลยีการชิฟต์หรือเคลื่อนเซ็นเซอร์ โดยเทคโนโลยีนี้เป็นผลที่พัฒนาต่อเนื่องมาจากการทำงานลดการสั่นไหวของภาพในตัวกล้อง ด้วยการออกแบบเพื่อใช้การทำงานลดการสั่นไหวของภาพในตัวกล้องในกระบวนการที่ทำให้เกิดภาพความละเอียดสูงหรือเพิ่มรายละเอียดสีของภาพที่ถ่าย ซึ่งเทคโนโลยีนี้ผู้ผลิตแต่ละรายจะมีชื่อเรียกแตกต่างกันออกไปไม่ว่าจะเป็น High-Resolution Mode, Pixel Shifting Resolution System, Pixel Multi Shooting แต่แนวคิดที่อยู่เบื้องหลังการสร้างภาพความละเอียดสูงจะเหมือนกัน คือมีการถ่ายภาพหลายภาพโดยที่มีการเหลื่อมกันแล้วนำมารวมกันเป็นภาพเดียวเพื่อสร้างภาพความละเอียดสูง ซึ่งเทคโนโลยีนี้มีทั้งข้อดีและข้อจำกัด รวมทั้งมีการใช้เพื่อจุดประสงค์ที่แตกต่างกันในแต่ละผู้ผลิต ซึ่งหากกล้องที่ใช้อยู่มีระบบนี้ให้ใช้ หรือหากคิดจะเปลี่ยนกล้องเพื่อการได้ประโยชน์จากเทคโนโลยีนี้ การทำความเข้าใจเกี่ยวกับการทำงานนี้จะช่วยให้สามารถสร้างภาพความละเอียดสูงที่ดีขึ้นได้
ชิฟต์เซ็นต์เซอร์จากผู้ผลิตใด ทำอะไรได้บ้าง
ไม่ว่าจะเป็นการทำงานจากผู้ผลิตกล้องใด แต่การสร้างภาพความละเอียดสูงด้วยการชิฟต์เซ็นเซอร์จะเหมือนกัน คือถ่ายภาพหลายภาพโดยที่มีการขยับเซ็นเซอร์ภาพเล็กน้อยในแต่ละภาพเพื่อบันทึกข้อมูลของภาพ แล้วจึงนำเอาภาพมารวมกันด้วยการขยับเซ็นเซอร์ไปรอบๆ ข้อมูลสีของภาพจะเพิ่มขึ้นทำให้มีการแยกขยายรายละเอียดได้มากขึ้น การใช้เทคโนโลยีชิฟต์เซ็นเซอร์มีทั้งในกล้อง Mirrorless และ DSLR รวมทั้งเซ็นเซอร์ภาพขนาดเล็กและฟูลเฟรมอย่าง Olympus OM-D E-M1 II และ Panasonic Lumix G9 ซึ่งเป็นกล้อง MicroFourThirds รวมทั้ง Pentax K-1 Mk II, Sony A7R III ซึ่งเป็นกล้องฟูลเฟรม
โดยที่ทั้ง Olympus และ Panasonic จะใช้วิธีการทำงานนี้เพื่อเป้าหมายเดียวกัน ในขณะที่ Pentax และ Sony ใช้การทำงานในแนวคิดเดียวกันเพื่ออีกวัตถุประสงค์ เพราะทั้ง Olympus และ Panasonic ใช้การชิฟต์เซ็นเซอร์เพื่อสร้างภาพความละเอียดสูง ในขณะที่ระบบใน Sony A7R III และ Pentax K-1 Mk II ใช้การเคลื่อนเซ็นเซอร์เพื่อเพิ่มข้อมูลสีในภาพขนาดเดิม นอกจากนี้ทั้ง Sony และ Pentax ยังสามารถแยกภาพแต่ละภาพจากการเคลื่อนเซ็นเซอร์ได้ ในขณะที่ Olympus และ Panasonic รวมภาพที่แตกต่างกันทั้งหมดเป็นภาพเดียว
การทำงานของเซ็นเซอร์
เพื่อเข้าใจเทคโนโลยีชิฟต์เซ็นเซอร์ นักถ่ายภาพจะต้องเข้าในการทำงานทั่วไปในส่วนที่เล็กของเซ็นเซอร์ก่อนกล้องดิจิตอลใช้โฟโตโอดที่ไวต่อแสงเพื่อบันทึกแสงที่กระทบเซ็นเซอร์ โดยในกล้องดิจิตอลส่วนใหญ่แต่ละโฟโตไดโอดจะมีฟิลเตอร์เฉพาะสีใดสีหนึ่งไม่ว่าจะเป็นสีแดง เขียว หรือฟ้าเพื่อสร้างเป็น Photosite ซึ่งถูกจัดเรียงเพื่อให้แสงถูกผสมกันเพื่อการเห็นสีจากภาพที่เข้าสู่เซ็นเซอร์ โดย Photosite สีแดง เขียว และฟ้าในเซ็นเซอร์โดยทั่วไปจะถูกเรียงในรูปแบบเฉพาะที่เรียกว่า Bayer ยกเว้นเซ็นเซอร์ภาพจากบางผู้ผลิตที่จัดเรียง Photosite แตกต่างกันออกไปอย่างเซ็นเซอร์ X-Trans ของ Fujifilm หรือ Sigma ซึ่งใช้เซ็นเซอร์ Foveon
ซึ่งด้วยการจัดเรียง Photosite แบบ Bayer จะมี Photosite สีเขียว 2 เท่าเมื่อเทียบกับ Photosite สีแดงและสีฟ้า เนื่องจากตาของคนปรับรายละเอียดในสีเขียวได้มากกว่า ซึ่งการจัดเรียงในลักษณะนี้สามารถทำงานได้ดี แต่หากลองคิดถึงการที่พิกเซลสีถูกสร้างจากการผสม Photosite เข้าด้วยกัน เซ็นเซอร์จะไม่รู้ถึงระดับความเข้มของสีแดงบนเซ็นเซอร์สีเขียวหรือสีฟ้า ทำให้ต้องมีการประมาณค่าซึ่งทำให้เกิด Artifact ขึ้นมาในภาพหากดูภาพใกล้ๆ และหมายถึงการทำให้ภาพ RAW ซอฟต์เล็กน้อย ทำให้ภาพ RAW จำเป็นต้องถูกปรับเพิ่มความคมชัดหรือ Sharpening ในขั้นตอนการปรับภาพ
เซ็นเซอร์ทั่วไป
ในกล้องทั่วไปที่ไม่มีการทำงานลดการสั่นไหวของภาพในตัวกล้อง แต่ละ Photosite จะบันทึกแสงจากหนึ่งสีในหนึ่งจุด ทำให้โดยทางเทคนิคแล้วข้อมูลที่บันทึกจะไม่สมบูรณ์ เปรียบเหมือนอุปกรณ์ที่เก็บแสงจากสีใดสีหนึ่ง กลุ่มของส่วนที่เก็บแสงในรูปแบบ Bayer จะถูกใช้เพื่อสร้างพิกเซลหนึ่งในภาพดิจิตอล แต่ภายในพิกเซลนั้นจะใช้สองส่วนของสีเขียว และหนึ่งส่วนของสีแดงและฟ้า เพื่อรวมภาพเข้าด้วยกันและทำให้หนึ่งพิกเซลเป็นสีเดียว สัญญาณจากกลุ่ม Photosite จะทำงานร่วมกัน โดยข้อมูลที่ถูกเก็บไว้จะถูกแทรกผ่านการทำงาน De-mosaicing ทั้งในตัวกล้องเพื่อสร้างเป็นภาพ Jpeg หรือในคอมพิวเตอร์จากภาพ RAW ซึ่งเป็นกระบวนการที่กำหนดค่าของทั้ง 3 สีสำหรับแต่ละ Photosite ตามค่าที่ได้รับจาก Photosite รอบๆ ผลที่ออกมาคือสีที่ออกมาเป็นตารางพิกเซลและสร้างเป็นภาพดิจิตอล ซึ่งนี่คือเหตุผลหนึ่งที่ทำให้ภาพ RAW ซอฟต์เล็กน้อย และต้องมีการปรับเพิ่มความคมชัดขึ้น
ขยับเซ็นเซอร์
ด้วยการทำงานลดการสั่นไหวของภาพในตัวกล้องทำให้เซ็นเซอร์ภาพสามารถเคลื่อนได้เล็กน้อยเพื่อจัดการกับการขยับของกล้องสำหรับทำให้ภาพคมชัด โดยผู้ผลิตบางรายอ้างว่าด้วยการทำงานลดการสั่นไหวในตัวกล้องที่ทำงานร่วมกับระบบในเลนส์จะสามารถช่วยลดการสั่นไหวได้ถึง 6.5 สตอป โดยการทำงานในตัวกล้องจะช่วยให้สามารถบรรลุเป้าหมายได้ด้วยการปรับตำแหน่งของเซ็นเซอร์เล็กน้อย เซ็นเซอร์ภาพที่สามารถขยับได้เล็กน้อยนี้จะถูกใช้เพื่อให้แต่ละ Photosite รับแสงจากแต่ละสิ่งที่บันทึกด้วย ซึ่งเป็นหลักการที่ทำให้แต่ละส่วนของภาพได้รับข้อมูลสีที่สมบูรณ์
Photosite เป็นมากกว่าพิกเซล
แม้ว่าเมื่อวัดความละเอียดของกล้องจะพูดถึงจำนวนพิกเซล แต่ที่จริงแล้วในกล้องไม่ได้มีพิกเซลจริงๆ แต่เป็น Photosite เพราะพิกเซลอยู่ในการสร้างภาพเมื่อข้อมูลจากเซ็นเซอร์ถูกประมวลผล ทำให้ในกรณีที่บางครั้งซึ่งมีการใช้คำว่าชิฟต์พิกเซลยิ่งนำไปสู่การเข้าใจผิด เพราะพิกเซลไม่ได้ขยับ แต่เป็นเซ็นเซอร์ที่มี Photosite อยู่ในนั้นที่ขยับในการบันทึกภาพหนึ่งภาพ แต่ละ Photosite จะบันทึกข้อมูลจากแสงสีแดง เขียว และฟ้า ซึ่งข้อมูลเหล่านี้จะถูกแทรกโดยคอมพิวเตอร์ ทำให้แต่ละพิกเซลในภาพดิจิตอลมีค่าของทั้งสามสีอยู่
ชิฟต์เซ็นเซอร์
กล้องที่ชิฟต์เซ็นเซอร์เป็นการพยายามลดการสอดแทรกข้อมูลในการประมาณค่าด้วยการบันทึกข้อมูลสีจากสีแดง เขียว และฟ้าสำหรับแต่ละพิกเซลที่ออกมาโดยการเคลื่อนเซ็นเซอร์กล้อง เนื่องจากการบันทึกภาพดิจิตอลทั่วไปที่ใช้ Photosite ในรูปแบบ Bayer ซึ่งบันทึกข้อมูลจากสี่ Photosite โดยประกอบด้วยสองสีเขียว หนึ่งสีแดงและสีฟ้า โดยทางเทคนิคจึงหมายถึงมีการสูญหายของข้อมูลสำหรับแสงสีแดงและฟ้าที่ Photosite สีเขียว, ขาดข้อมูลสีเขียวและแดงที่ Photosite สีฟ้า และขาดข้อมูลสีฟ้าและเขียวที่ Photosite สีแดง เพื่อแก้ปัญหาการขาดข้อมูลสี แต่ละส่วนจะมีการตัดสินในขั้นตอนการประมาณค่าการชิฟต์เซ็นเซอร์จึงใช้เพื่อให้มีค่าสีจริงๆ ในรูปแบบตารางพิกเซล 2×2 ในภาพดิจิตอลโดยใช้เทคโนโลยีชิฟต์พิกเซล โดยภาพแรกเริ่มต้นขึ้นตามปกติกับข้อมูลที่บันทึกจากสี่ Photosite อย่างไรก็ตามตอนนี้กล้องได้ชิฟต์เซ็นเซอร์เพื่อเคลื่อน Photosite ไปรอบๆ และบันทึกภาพเดียวกันอีกครั้งแต่ใน Photosite ที่แตกต่างกัน การทำกระบวนการนี้ซํ้าจนทำให้ทุก Photosite มีสีทั้งหมดในแต่ละจุดของเซ็นเซอร์ โดยระหว่างกระบวนการแต่ละพิกเซลจะได้รับข้อมูลแสงจากสี่ Photosite ทั้งสองสีเขียว หนึ่งสีแดง และหนึ่งสีฟ้า ส่งผลให้มีข้อมูลสีที่ดีกว่าในแต่ละพื้นที่ และลดการทำงานเพื่อประมาณค่าสีลง
สิ่งที่ได้จาก Sony และ Pentax
โหมด Pixel Shift Shooting ของ Sony และ Pixel Shifting Resolution System ของ Pentax ไม่ได้ถูกใช้เพื่อเพิ่มจำนวนพิกเซลในภาพที่ออกมา ขนาดของภาพยังคงเหมือนเดิม แต่ความเที่ยงตรงและรายละเอียดเพิ่มขึ้น Sony และ Pentax ใช้การถ่ายภาพสี่ภาพโดยการเคลื่อนเต็มหนึ่ง Photosite ในแต่ละภาพเพื่อสร้างภาพหนึ่งภาพ
สิ่งที่ Olympus และ Panasonic ทำ
โหมด High-Resolution ของ Olympus และ Panasonic ซึ่งเป็นกล้อง MicroFourThirds มีความแตกต่างไปเล็กน้อย ในการรวมแปดภาพที่ขยับครึ่งพิกเซล รวมทั้งแตกต่างจาก Sony และ Pentax เพราะเป็นการเพิ่มจำนวนพิกเซลในภาพที่ออกมา โดยจากเซ็นเซอร์ 20 ล้านพิกเซล จะทำให้ได้ภาพ RAW 50-80 พิกเซล และเป็นภาพเพียงภาพเดียว ไม่สามารถเข้าถึงแต่ละภาพที่ถูกถ่ายได้
ประโยชน์ของชิฟต์เซ็นเซอร์
การใช้เทคโนโลยีชิฟต์เซ็นเซอร์ให้ประโยชน์ต่อนักถ่ายภาพ เพราะโดยการบันทึกภาพต่อเนื่องหลายภาพซึ่งทำให้มีข้อมูลสีมากขึ้นสำหรับแต่ละ Photosite และเพิ่มความละเอียด ทำให้เกิดข้อดีหลักๆ สามอย่างทั้งการลดสัญญาณรบกวน ลด Moire และเพิ่มความละเอียดโดยรวมของภาพ
สัญญาณรบกวนและเพิ่มรายละเอียด
การถ่ายภาพหลายภาพโดยเปลี่ยนตำแหน่งของเซ็นเซอร์เล็กน้อย ทำให้ความละเอียดของภาพเพิ่มขึ้นรวมทั้งข้อมูลสีในภาพ ซึ่งด้วยสิ่งนี้ส่งผลใหญ่ๆ ต่อภาพทั้งในเรื่องสีที่ราบเรียบขึ้น สัญญาณรบกวนลดลง และมีรายละเอียดที่ดีขึ้น
Moire ลดลง
Moire เป็นเป็นการปรากฏรูปแบบหนึ่งของสัญญาณรบกวนหรือ Artifact ซึ่งปรากฏในภาพซึ่งมีมีรูปแบบซซํ้าๆ โดยเซ็นเซอร์ใหม่ๆ มักจะมีปัญหานี้น้อยลงกว่าในอดีต แต่ก็ยังคงมีให้เห็นในบางภาพ สาเหตุของ Moire มักจะเกี่ยวข้องกับรูปแบบซํ้าแน่นๆ ที่ถูกบันทึก และกล้องมีปัญหาในการถ่ายทอดรูปแบบเพราะสิ่งนี้มักมีปัญหากับรูปแบบ Photosite เซ็นเซอร์ ข้อมูลสีสำหรับ Photosite สีแดง เขียว และฟ้ามีปัญหากับขอบของรูปแบบซํ้าๆ ที่แน่นเพราะไม่มีการบันทึกทุกสีสำหรับแต่ละพื้นที่ที่บันทึกภาพ แต่กับชิฟต์เซ็นเซอร์มีข้อมูลทุกสีสำหรับแต่จะพื้นที่จึงทำให้ Moire มักหายไป
ข้อจำกัดของการชิฟต์เซ็นเซอร์
เนื่องจากเป็นการบันทึกภาพหลายภาพในครั้งเดียว จึงหมายความว่าการทำงานนี้ไม่เหมาะสำหรับวัตถุเคลื่อนที่ การทำงานของเทคโนโลยีนี้ต้องการเวลาสำหรับการบันทึกภาพอย่างน้อย 4 ภาพต่อการบันทึกภาพหนึ่งภาพ ดังนั้นการบันทึกภาพแต่ละครั้งโดยที่องค์ประกอบภาพหรือกล้องขยับในระหว่างการบันทึกภาพจึงทำให้คุณภาพของภาพลดลง ด้วยเหตุนี้ทำให้เทคโนโลยีนี้ยังเหมาะสำหรับสิ่งที่มีความนิ่งอย่างการถ่ายภาพทิวทัศน์หรือสิ่งของที่นิ่งในสตูดิโอ เพราะการเคลื่อนไหวใดๆ ในภาพที่บันทึกจะทำให้เกิดการเบลอ รวมทั้งยังเป็นการจำกัดเมื่อถ่ายภาพทิวทัศน์ในสถานการณ์ที่มีลมแรงจนทำให้ต้นไม้หรือเมฆมีการขยับรวมไปถึงนํ้าที่ไหลด้วย นอกจากนี้นักถ่ายภาพยังควรใช้ขาตั้งกล้องร่วมด้วยเพื่อไม่ให้มีการขยับของกล้องขณะบันทึกภาพ แม้ว่าจะมีการทำงานที่ผู้ผลิตระบุว่าสามารถใช้มือถือกล้องถ่ายภาพได้ก็ตาม
เรียบเรียง : กองบรรณาธิการ
อย่าลืมกด Like เพจ FOTOINFO เพื่อติดตามและอัพเดทข่าวสารใหม่ๆ อย่างทันท่วงทีกันนะคร๊าบ ^^
หากเห็นว่าบทความนี้มีประโยชน์ ฝากกดไลค์และแชร์ด้วยนะครับ
FOTOINFO มี LINE@ OFFICIAL แล้ว !!! อย่าลืมแอดไลน์ @FOTOINFO (หรือสแกน QR Code ในภาพนี้)
ขอบคุณครับ
ติดตาม FOTOINFO ได้ทั้งรูปแบบนิตยสาร Free Copy, e-magazine ฟรีดาวน์โหลด และช่องทางอื่นๆออนไลน์ได้ที่
Line@ : @fotoinfo
YouTube : Fotoinfo Channel
Website : fotoinfomag.com
e-magazine : issuu.com/fotoinfomagazine
ติดตามเทคนิค ความรู้เรื่องการถ่ายภาพ กิจกรรมถ่ายภาพ และสิทธิประโยชน์มากมาย ส่งตรงถึงคุณ ได้ที่นี่ FotoinfoPlus
หรือสนใจสาระความรู้ด้านการถ่ายภาพที่น่าสนใจอื่นๆ ได้ที่นี่
https://test2.fotoinfo.online/all-about-photo/basic
