Khái niệm bokeh vốn dĩ đã rất quen thuộc với những người chơi máy ảnh. Từ khái niệm bokeh, người ta đưa ra các đặc tính như có mịn hay không (tức là các chi tiết bokeh có đường viền xác định rõ ràng với khu vực xung quanh hay không), bokeh có tròn hay không, hay bokeh có xoáy hay không... Nhưng có một khái niệm ít được người dùng để ý nhất đó là bokeh vân hành, hay bokeh củ hành (onion ring bokeh).

Bokeh vân hành là gì?

Bokeh vân hành là dạng dạng bokeh có những đường vân xoáy hoặc đường tròn đồng tâm nằm trong bóng bokeh. Vì chúng có những đường vân giống như mặt cắt ngang của một củ hành nên có tên gọi như vậy. Cũng giống như các loại bokeh khác, bokeh củ hành chỉ được tạo ra bởi một số ống kính nhất định và trong một số điều kiện ánh sáng nhất định mới có thể thấy được. Tuy nhiên, đa số các nhiếp ảnh gia, lại không hề yêu thích chúng một chút nào trong bức ảnh của mình.

Có một đặc điểm chung của các ống kính có bokeh vân hành đó chính là chúng đều sử dụng các thấu kinh phi cầu (aspherical) trong hệ thống quang học. Ngay cả các ống kính cao cấp nhất cũng gặp phải cấn đề này như Noctilux 50mm f/1.2, Noctilux 50mm f/1.2 f/0.95 của Leica hay Zeiss Otus 85mm f/1.4 T*.

Vậy nguyên nhân của bokeh vân hành có phải do thấu kính phi cầu?

Nguyên nhân chính gây ra tình trạng này được giải thích như sau:

Một vấn đề lớn của hệ thấu kính với các thấu kính có bề mặt cong dạng cầu là cầu sai (spherical aberration). Do độ dày của thấu kính ở vùng gần tâm và gần rìa thấu kính là khác nhau nên mức độ khúc xạ của các tia sáng đi qua các vị trí này là khác nhau cho nên chúng sẽ hội tụ ở các điểm khác nhau. Điều này làm cho hình ảnh bị giảm độ nét, đặc biệt là ở rìa ảnh và giảm độ tương phản.

Thấu kính phi cầu (aspherical) có bề mặt không cong theo một phần của hình cầu mà điều chỉnh độ cong khác nhau trên bề mặt có thể làm hạn chế rất nhiều hiện tượng cầu sai và điều chỉnh hướng đi của các tia sáng về cùng một điểm, làm tăng độ nét và độ tương phản từ tâm tới rìa hình.

Hiện nay có 3 loại thấu kính phi cầu: thấu kính mài (grounded), thấu kính đúc (molded) và thấu kinh lai (hybrid).

-Thấu kính lai chỉ đơn giản là ép một bề mặt phi cầu (bằng nhựa) lên một thấu kính cầu nên rất dễ và rẻ để sản xuất, nhưng đồng thời hiệu quả chữa cầu sai cũng là kém nhất trong ba loại.

-Thấu kính mài được chế tạo bằng các máy mài độ chính xác cao để gọt và mài nhẵn phôi thủy tinh theo hình dạng được thiết kế nên cũng là loại thấu kính phi cầu chất lượng cao nhất, khó làm nhất và đắt nhất.

-Thấu kính đúc là loại thấu kính phổ biến nhất hiện nay, được chế tạo bằng cách ép phôi thủy tinh theo một khuôn kim loại dưới điều kiện nhiệt độ cao. Thấu kính đúc do có chất lượng đồng đều (hoàn toàn bằng thủy tinh) và các công đoạn chế tạo hoàn toàn tự động, giá thành vừa phải nên được ứng dụng thành công trong sản xuất công nghiệp. Và đây cũng là yếu tố trực tiếp gây ra hiện tượng bokeh vân hành.

Quy trình đúc thấu kính phi cầu phổ biến hiện nay được gọi là Precision Glass Molding đúc thủy tinh chính xác - PGM. Tuy nhiên, trong thực tế, mặc dù khuôn kim loại này được chế tạo với độ chính xác rất cao bằng máy mài dùng đầu kim cương vẫn tồn tại các rãnh với độ sâu dưới 100 nm. Hệ quả là bề mặt không hoàn toàn phẳng này được tái tạo trên tất cả các thấu kính y hệt như nhau và thể hiện dấu vết qua chi tiết trên bokeh.

Những ống kính nào loại bỏ được bokeh vân hành?

Mặc dù vẫn vẫn có cách để giải quyết triệt để vấn đề này, song giá thành cho các ống kính lại quá cao khiến cho các nhà sãn xuất cố tình lờ chúng đi.

Năm 2014, Panasonic đã tạo ra một chiếc khuôn độ nhẵn đáng kinh ngạc của khuôn đúc thấu kính tới mức 20 nm, tức là chỉ bằng 1/25 độ dài bước sóng của tia màu xanh lục. Hiệu quả của nghiên cứu này là gần như không còn dấu vết gì của bokeh vân hành trong thử nghiệm của công ty.

Sau khi thử nghiệm thành công, Panasonic đã ứng dụng công nghệ này vào sản xuất ống kính Nocticron 42.5mm f/1.2, bokeh vân hành đã biến mất. Đây cũng là ống kính đầu tiên sử dụng thấu kính phi cầu đúc mà có thể loại bỏ được bokeh vân hành.

Năm 2017, Sony chế tạo thành công thấu kính XA (Extreme Aspherical, hay gọi là thấu kính Siêu phi cầu) và sử dụng trong ống kính FE GM 85mm f/1.4. Thay vì sử dụng quá trình mài thủ công như Panasonic, Sony đã thiết kế hệ thống chế tạo khuôn đúc thấu kính riêng với công nghệ mới có thể đạt độ nhẵn tới 0,01 micron và có hiệu quả công nghiệp cao toàn bộ quá trình được tự động hóa.

Mặc dù những công nghệ mới này của Panasonic và Sony mới chỉ được dùng ở các dòng ống kính cao cấp của hãng nhưng hy vọng trong tương lai gần, phương pháp chế tạo sẽ còn được cải tiến giảm giá thành hơn nữa để áp dụng vào các dòng ống kính bình dân và chúng ta có thể vĩnh viễn chia tay những vân hành khó chịu này.