Từ chiếc máy ảnh của các nhà du hành vũ trụ đến những điện thoại thông minh bán rộng rãi, máy ảnh kỹ thuật số đã trải qua một chặng đường dài gần 50 năm phát triển.

Vào thế kỷ 20, khi người ta vẫn sử dụng máy ảnh phim, các thương hiệu tiên phong như Fairchild, Kodak, Canon, Sony, Apple và nhiều hãng khác đã đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của máy ảnh kỹ thuật số. Dưới đây là cái nhìn tổng quan về công nghệ cách mạng này và các mô hình quan trọng nhất trong lịch sử phát triển máy ảnh trên thế giới.

Những năm 60 của thế kỷ 20 : ý tưởng máy ảnh kỹ thuật số

Lịch sử của máy ảnh kỹ thuật số bắt đầu từ năm 1961 với Eugene Lally thuộc Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực của NASA. Khi không làm việc về lực hấp dẫn nhân tạo, ông đã suy nghĩ về cách các phi hành gia có thể xác định vị trí của họ trong không gian bằng cách sử dụng cảm biến khảm để chụp ảnh các hành tinh và các ngôi sao.

Ông còn tìm ra cách để khắc phục vấn đề mắt đỏ trong ảnh, nhưng tiếc là lý thuyết về nhiếp ảnh kỹ thuật số của ông đã đi quá xa so với công nghệ hiện có. Câu chuyện tương tự lặp lại 10 năm sau, khi Willis Adcock, nhân viên của Texas Instruments, đề xuất một chiếc máy ảnh không cần dung phim (bằng sáng chế Mỹ 4.057.830). Phải mất 15 năm nữa, máy ảnh kỹ thuật số mới thành sản phẩm hiện thực.

Những năm 70 của thế kỷ 20 : máy ảnh kỹ thuật số đầu tiên ra đời

Máy ảnh kỹ thuật số thực sự đầu tiên được phát triển bởi Steven Sasson, một kỹ sư của Eastman Kodak, vào năm 1975. Ông đã chế tạo một nguyên mẫu (bằng sáng chế Mỹ 4.131.919) từ ống kính máy ảnh dùng trong điện ảnh, các bộ phận của Motorola, 16 pin và cảm biến điện tử CCD Fairchild mới được phát minh.

Chiếc máy ảnh đầu tiên có kích thước to bằng một chiếc máy in và nặng gần 4kg. Thiết bị chụp ảnh đen trắng trên một băng cassette kỹ thuật số. Steven, Sasson cùng các đồng nghiệp cũng phát minh ra một màn hình đặc biệt để có thể xem chúng.

Ngày nay, dòng sản phẩm iPhone 12 của Apple được trang bị camera 12 megapixel, tức là độ phân giải 12 triệu pixel trong một hình ảnh. Nguyên mẫu của Kodak có độ phân giải 0,01 megapixel. Nó cũng mất 23 giây để chụp bức ảnh kỹ thuật số đầu tiên.

Khai tử máy ảnh phim

Cảm biến CCD (viết tắt của Charge Coupled Device trong tiếng Anh và có nghĩa là "linh kiện tích điện kép") được phát minh vào năm 1969 được coi là bước đột phát của nhiếp ảnh kỹ thuật số. CCD là cảm biến ánh sáng đặt phía sau ống kính và chụp ảnh, hoạt động như phim trong máy ảnh. Những chiếc máy ảnh đầu tiên sử dụng cảm biến CCD là những mẫu máy ảnh công nghiệp chuyên dụng do Fairchild sản xuất vào những năm 1970.

Chiếc máy ảnh kỹ thuật số đầu tiên được chế tạo vào năm 1981. Một nhóm các nhà khoa học của Đại học Calgary (Canada) đã cho ra đời Fairchild All-Sky để chụp ảnh cực quang trên bầu trời. All-Sky sử dụng nhiều cảm biến CCD 100 x 100 pixel Fairchild được giới thiệu vào năm 1973. Tháng 10/1981, cuộc cách mạng kỹ thuật số tiếp tục với việc phát hành đầu đĩa compact đầu tiên dành cho công chúng, Sony CDP-101.

Năm 1983, Canon yêu cầu Luigi Colani thiết kế những chiếc máy ảnh trong tương lai. Nhà thiết kế táo bạo này đã đưa ra một vài khái niệm sáng tạo : Hy-Pro, phản xạ với kính ngắm LCD ; một chiếc máy ảnh dành cho người mới sử dụng có tên là Lady ; Super C Bio với khả năng thu phóng tốt và đèn flash tích hợp ; Frog, lấy cảm hứng từ con ếch. Ông cũng thiết kế HOMIC, máy quay video cố định lưu trên một bộ nhớ bán dẫn. Điều khác thường là ống kính và khung ngắm nằm trên cùng một trục, trong khi đèn flash được kích hoạt bởi ống kính. HOMIC đã được giới thiệu tại Photokina, hội chợ thiết bị ngành ảnh lớn nhất thế giới (Đức) vào năm 1984 nhưng chưa bao giờ được bán trên thị trường.

Vào những năm 1980, máy ảnh bỏ túi bắt đầu từ bỏ sử dụng phim. Xu hướng này bắt đầu vào năm 1981 khi Sony trình diễn một nguyên mẫu Mavica (máy quay video từ tính). Tuy nhiên, đây không hoàn toàn là một chiếc máy ảnh kỹ thuật số. Về mặt kỹ thuật, Mavica là một máy ảnh truyền hình chụp ảnh tĩnh. Các thiết bị điện tử tương tự này là tiền thân của các thiết bị kỹ thuật số vì chúng ghi lại hình ảnh trên các phương tiện điện tử. Nhưng về mặt kỹ thuật, chúng vẫn đang ghi dữ liệu analog. Chạy bằng pin AA, Mavica lưu trữ hình ảnh trên đĩa mềm hai inch được gọi là Mavipaks có thể chứa tới 50 ảnh màu để phát trên TV hoặc màn hình. Kích thước của cảm biến CCD là 570x490 pixel trên chip 10x12mm. Độ nhạy sáng là ISO 200 và tốc độ màn trập là 1/60 giây.

Canon là hãng đầu tiên tung ra thị trường máy ảnh điện tử analog : RC-701 phát hành năm 1986. Tiếp đến là mô hình RC-250 Xapshot, phát hành năm 1988. Xapshot được gọi là Ion ở Châu Âu hoặc Q-Pic ở Nhật Bản. Nó có giá 499 đô la ở Mỹ, nhưng người tiêu dùng phải trả thêm 999 đô la để mua pin, thẻ giao diện máy tính với phần mềm đi kèm và đĩa mềm. Tuy nhiên, loại máy ảnh này không đạt được thành công, do chất lượng hình ảnh kém và chi phí quá cao. Chúng chủ yếu được các nhà báo sử dụng để đưa tin về các sự kiện như Thế vận hội năm 1984…