ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
_____ _____ BÀI THU HOẠCH
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Đề tài:
Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong
sự hình thành và phát triển của Camera kĩ thuật số

Giảng viên hướng dẫn: GS.TSKH.Hoàng Kiếm
Sinh viên thực hiện: Ngô Thị M ỹ Thanh
Mã số: 0208480140 TP HCM, 12/12/2012 1

Mục lục
Lời nói đầu 2
I. Tổng quan về phương pháp nghiên cứu khoa học và sáng tạo. 3
1. Khái n iệm khoa học: 3

Lời nói đầu

Ngày nay, khoa học công nghệ đóng một vai trò quan trọng trong tất cả các
lĩnh vực đời sống xã hội.Khoa học công nghệ đã thúc đẩy sự phát triển của nhân loại.
Để khoa học công nghệ ngày càng phát triển, phương pháp nghiên cứu khoa
học là một môn học vô cùng quan trọng, làm nền tảng cho người nghiên cứu tìm cho
mình con đường nghiên cứu khoa học đúng đắn.
Bài thu hoạch này là kết quả lĩnh hội được sau khi học môn phương pháp
nghiên cứu khoa học, trong đó em xin tìm hiểu về các nguyên lý sang tạo đã được áp
dụng trong quá trình hình thành và phát triển của máy camera kĩ thuật số.
Em xin chân thành cám ơn G S. TSKH Hoàng Kiếm, giảng viên môn học
Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học, Thầy đã truyền đạt cho chúng em
những kiến thứ quý báu về nguyên lý sáng tạo cũng như những phương pháp nghiên
cứu khoa học, giúp chúng em có thêm niềm đam mê cũng như hiểu rõ về con đường
nghiên cứu khoa học. 3

I. Tổng quan về phương pháp nghiên cứu khoa học và sáng tạo.
1. Khái niệm khoa học:
Khoa học được hiểu là một hệ thống tri thức tự nhiên về xã hội và tư duy
về những quy luật phát triển khách quan của tự nhiên, xã hội và tư duy. Nó
giải thích một cách đúng đắn nguồn gốc của những sự kiện ấy, phát hiện ra
những mối liên hệ giữa các hiện tư ợng, trang bị cho con người những tri thức
về qui luật khách quan của thế giới hiện thực để con người áp dụng vào thực
tiến sản xuất và đời sống.
Khoa học còn được hiểu là một hoạt động xã hội nhằm tìm tòi, phát hiện
quy luật, hiện tượng và vận dụng các quy luật ấy để sáng tạo ra nguyên lý các
giải pháp tác động vào các sự vật, hiện tượng, nhằm biến đổi trạng thái của

những điều mà khoa học chưa biết, hoặc phát hiện bản chất sự vật, phát triển
nhận thức khoa học về thế giới; hoặc là sáng tạo phương pháp mới và phương
tiện kỹ thuật để cải t ạo thế giới.
II. Các phương pháp giải quyết vấn đề khoa học.
1. Phương pháp thử và sai
Thực tế cho thấy, đa số mọi người suy nghĩ một cách tự nhiên để giải
quyết một vấn đề và ra quy ết định.Sự tự nhiên này ở chỗ, người ta hiếm khi
suy nghĩ về cách suy nghĩ của chính mình, cũng giống như người ta hít thở đi
lại… một cách tự nhiên mà hiếm khi suy nghĩ về chúng và tìm cách cải tiến
chúng.
Nghiên cứu và làm các thí nghiệm về tư duy sáng tạo, các nhà tâm lý
nhận thấy, phần lớn mọi người khi có vấn đề thường nghĩ ngay đến việc áp
dụng các phương pháp, ý tưởng có sẵn trong trí nhớ. Sau khi phát hiện các
“phép thử” đó “sai”, người ta mới tiến hành các phép thử khác. Kiến thức và
kinh nghiệm riêng của người giải luôn có khuynh hướng đưa người giải đi
theo con đường mòn đã hình thành trong quá khứ. Nếu các “phép thử” đó lại
“sai” tiếp, người giải trở nên mất tự t in và các phép thử tiếp theo, nhiều khi
mang tính chất hú họa, mò mẫm. Thông thường người giải thường phải tốn
khá nhiều các “phép thử-sai” ( bài toán càng khó, số lượng phép thử càng lớn)
để cuối cùng may mắn có một phép thử là lời giải đúng.
Cách suy nghĩ tự nhiên như trên được gọi là phương pháp thử và
sai.Phương pháp thử sai này còn được gọi là phương pháp tự nhiên vì nó có
sẵn trong tự nhiên và được các loài sinh vật dùng để giải quyết các vấn đề của
chúng.
Ưu điểm lớn nhất của phương pháp thử sai: đó chính là cơ chế của sự
tiến hóa và phát triển trong tự nhiên, xã hội và tư duy cho đến t hời gian gần
đây.
Nhược điển của phương pháp thử sai:

5

- 11 biến đổi mẫu dùng để khắc phục các mâu thuẫn vật lý
- Hệ thống 76 chuẩn dùng để giải các bài toán sáng chế
- Chường trình giải các bài toán – ARIZ…
Người sử dụng còn có thể tiếp tục tổ hợp những thành phần này lại với
nhau theo vô vàn cách để có được sự đa dạng vô tận.
3. 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản:
1. Nguyên tắc phân nhỏ
- Chia đối tượng thành các phần độc lập
- Làm đối tượng trở nên tháo lắp được

6

- Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng

2. Nguyên tắc tách khỏi
- Tách phần gây phiền phức ra khỏi đối tượng
- Hoặc tách phần chính, duy nhất cần thiết của đối tượng ra khỏi
phần gây phiền phức

3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ
- Chuyển đối tượng có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất
- Các thành phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng
khác nhau
- Mỗi phần của đối tượng phải ở trong điều kiện thích hợp nhất
của công việc

4. Nguyên tắc phản đối xứng
- Chuyển đổi đối tượng từ hình dạng đối xứng thành không đối
xứng


10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ
- Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần
đối với đối tượng
- Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho nó có thể hoạt động ở vị trí
thuận lợi nhất, không mất thời gian dịch chuyển

11. Nguyên tắc dự phòng
- Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị
trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn

12. Nguyên tắc đẳng thế
- Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ
xuống các đối tượng

13. Nguyên tắc đảo ngược
- Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hành động ngược lại
- Làm phần chuyển động của đối tượng thành phần đứng y ên và
ngược lại phần đứng yên thành chuyển động
- Lật ngược đối tượng

14. Nguyên tắc cầu (tròn) hóa
- Chuyển những phần thẳng của đối tượng thành cong, mặt phẳng
thành mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu
- Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn
- Chuyển sang chuyển động quay, lực ly tâm

15. Nguyên tắc linh động
- Cần thay đổi các đặc trưng của đối tượng hay môi trường bên
ngoài sao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc
- Phân chia đối tượng thành từng phần có khả năng dịch chuyển

- Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung)
- Nếu đã có tác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ
- Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác
động khác

20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích
- Thực hiện công việc một cách liên tục (tất cả các phần của đối
tượng cần luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải)
- Khắc phục vận hành không tải và trung gian
- Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay

21. Nguyên tắc vượt nhanh
- Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn
- Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết

22. Nguyên tắc biến hại thành lợi

9

- Sử dụng những tác nhân có hại để thu được hiệu ứng có lợi
- Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp với tác nhân có hại
khác
- Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa

23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi
- Thiết lập quan hệ phản hồi
- Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó

24. Nguyên tắc sử dụng trung gian
- Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp

- Thay cho các phần của đối tượng ở thể rắn, sử dụng các chất khí
và lỏng: nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy
phản lực

30. Nguyên tắc sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng
- Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối
- Cách ly đối tượng với bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng mỏng

31. Nguyên tắc sử dụng vật liệu nhiều lỗ
- Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết có
nhiều lỗ
- Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào đó

32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc
- Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài
- Thay đổi độ trong suốt của đối tượng hay môi trường bên ngoài
- Để có thể quan sát được đối tượng hoặc những quá trình, sử
dụng các chất phụ gia màu, huỳnh quang
- Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử
đánh dấu
- Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp

33. Nguyên tắc đồng nhất
- Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được
làm từ cùng một vật liệu (hoặc từ vật liệu gần về các t ính chất)
với vật liệu chế t ạo đối tượng cho trước

34. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần
- Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không cần
thiết phải tự phân hủy (hòa tan, bay hơi…) hoặc phải biến dạng

- Thực hiện các quá trình trong chân không

40. Nguyên tắc sử dụng vật liệu hợp thành (composite)
- Chuyển từ vật liệu đồng nhất sang sử dụng vật liệu hợp thành
(composite). Hay sử dụng các vật liệu mới.
III. Lịch sử hình thành và phát triển của camera kĩ thuật số.

Cách nay hơn 35 năm, vào tháng 12 năm 1975, một thợ chụp ảnh tên Steven
Sasson đã khai sinh ra kỉ nguyên máy ảnh và camera quan sát kĩ thuật số bằng tấm
hình đầu tiên chụp tại phòng kĩ thuật của công ty Kodak. Vào thời điểm đó, anh đã
phải mất đến 23 giây để lưu được bức ảnh mang nhiều ý nghĩa lịch sử này vào một
cuốn băng cassete. Hình ảnh được chụp từ chiếc máy ảnh này khi đó có độ phân giải
0.01-megapixel (100x100 megapixel. Đó có thể xem như là thời khắc trọng đại nhất
của nền công nghiệp nhiếp ảnh hiện đại.
Tuy nhiên, cũng phải mãi cho đến đầu thập niên 90, khi mà ngành kĩ thuật ảnh
số ngày càng được hoàn thiện, thì nền công nghiệp còn non trẻ này mới thật sự phát
triển vượt bậc.Để có được sự phát triển mạnh mẽ như ngày hôm nay, chiếc máy ảnh
số quen thuộc mà chúng ta vẫn dùng thường ngày, đã phải trải qua biết bao nhiêu

12

thăng trầm.Trong bài viết này, hy vọng chúng ta sẽ có được cái nhìn tổng quát về lịch
sử phát triển hơn 35 năm qua của thiết bị này.
1. Chiếc máy ảnh số đầu tiên (1975)
Như đã nói ở trên, chiếc máy ảnh số đầu tiên trên thế giới mang nhãn hiệu
Kodak, cánh chim đầu đàn của nền công nghiệp nhiếp ảnh thời điểm này.
Vào giai đoạn khai sinh, hình dáng chiếc máy ảnh số đầu tiên chắc chắn sẽ
làm nhiều người cảm thấy buồn cười bởi vẻ thô kệch, nặng nề.Với chiếc “hộp sắt” to
tướng này, người dùng chỉ có thể chụp được một bức ảnh có độ phân giải khá khiêm
tốn 100x100 pixel (0.01 MP). Bức ảnh sau khi chụp sẽ được ghi vào một cuộn băng


4. Máy ảnh số màu xuất hiện
Hai sản phẩm tiêu biểu: Apple QuickTake 100(1994) - Độ phân giải: 640 x
480 pixel (0.3MP) và Kodak DC40(1995) - Độ phân giải: 756 x 504 pixel (0.38MP).

14

Mặc dù tham gia vào lĩnh vực nhiếp ảnh khá muộn nhưng Apple QuickTake
100 lại là chiếc máy ảnh số màu đầu tiên trên thế giới. Tuy nhiên, vào cùng thời
điểm, Kodak cũng đã tung ra một sản phẩm đáng chú ý hơn làDC40, tích hợp nhiều
công nghệ mới cùng chuẩn màu 24 bit. Với Kodak DC40, lần đầu tiên trong lịch sử,
người dùng có thể chụp lại những khoảnh khắc đầy màu sắc của cuộc sống mà không
cần đến những cuộn phim phiền phức.

Hình 4 Apple QuickTake 100(1994)

5. Sự xuất hiện của LCD
Hai sản phẩm tiêu biểu: Casio QV-10 (1995) - Độ phân giải: 320 x 240 pixel
(0.07MP) và Kodak DC25 (1996) - Độ phân giải: 493 x 373 pixel (0.18M P).
Mặc dù có độ phân giải ảnh khá khiêm tốn nhưng bù lại Casio QV-10 đã nâng
khả năng hiển thị ảnh chụp lên một tầm cao mới khi là chiếc máy ảnh số đầu tiên
trang bị màn hình LCD.Cùng đại diện thứ hai đến từ Kodak -Kodak DC25, model
này còn là thiết bị sử dụng Compact Flash cho mục đích lưu trữ.

Hình 5 Casio QV-10 (1995)15

6. Những tên tuổi mới xuất hiện

Hình 8 Sony Cybershot D700 (1998)

9. Máy ảnh cho trẻ em
Không chỉ là những món đồ kĩ thuật cao đắt tiền, các nhà sản xuất bắt đầu
quan tâm nhiều đến các đối tượng khách hàng khác, trong đó có trẻ em. Với giá dưới
100 USD, có lẽ các bậc phụ huynh sẽ không ngần ngại sắm cho thiên thần bé bỏng
của mình một chiếc máy ảnh kĩ thuật số.
Sản phẩm tiêu biểu: Barbie Photo Designer Digital Camera (1998) - Độ phân
giải: 160 x 120 p ixel (0.02MP),WWF Slam Cam (1999) - Độ phân giải: 160 x 120
pixel (0.02MP).

17 Hình 9 Barbie Photo Designer Digital Camera (1998)

10. Máy ảnh SLRs xuất hiện
Sản phẩm tiêu biểu: Nikon D1 (1999) - Độ phân giải: 2.000 x 1.312 pixel (2.62MP),
Canon EOS D30(2000) - Độ phân giải: 2.160 x 1.440 pixel (3.11M P).
Điều khác biệt giữa máy SLR với các loại máy ảnh khác là: Ở máy SLR, người chụp
ảnh sẽ nhìn thấy hình ảnh qua lỗ ngắm, giống hệt như hình ảnh trên phim hay bộ cảm
biến.

Hình 10 Canon EOS D30(2000)

11. Thời đại của máy ảnh nhỏ gọn
Sản phẩm tiêu biểu: Canon PowerShot S100 Digit al ELPH (2000) - Độ phân
giải: 1.600 x 1.200 pixel (1.92M P), Casio Exilim EX-S1 (2002) - Độ phân giải: 1.280
x 960 pixel (1.22MP).
Xu hướng chung của thế giới hiện đại là càng nhỏ càng gọn thì càng tốt, máy


Hình 13 Canon EOS Digital Rebel D300 (2003)

14. Máy ảnh DSLR tốt nhất
Đó chính là Nikon D3X.Xuất hiện vào 2008, chiếc máy ảnh này có vẻ ngoài rất hầm
hố cùng sức mạnh đáng kinh ngạc với độ phân giải ảnh lên tới 6.048 x 4.032 pixel
(24.38MP).Đây thật sự là niềm mơ ước cho giới đam mê.

Hình 14 Nikon D3X

15. Máy ảnh 3D
Sản phẩm t iêu biểu: Fujifilm FinePix Real 3D W3 (2010) - Độ phân giải:
3.648 x 2.736 pixel (9.98 MP), Sony Cyber-DSC-TX7 (2010) - Độ phân giải: 3.648 x
2.736 pixel (9.98 MP).
Đây có thể xem là bước đột phá to lớn của ngành công nghiêp máy ảnh
số.Chức năng chụp ảnh và quay phim 3D đem đến những trãi nghiệm hình ảnh cực kì
mới lạ, chân thực cho người dùng.Fujifilm và Sony là những nhà sản xuất đi t iên
phong trong trào lưu 3D mới mẻ này.

20 Hình 15 Fujifilm FinePix Real 3D W3 (2010)

16. Những sản phẩm cao cấp nhất
Sản phẩm tiêu biểu: Pentax 645D (2010) - Độ phân giải: 7264 x 5440 pixel
(39.51MP).

Hình 16 Pentax 645D (2010)



5. Nguyên tắc vạn năng
- M áy chụp hình có thể quay phim, ghi âm, tích hợp máy chiếu.
6. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ
- Dùng chân máy để giữ máy ảnh cố định khi chụp, không mất thời
gian di chuyển, điều chỉnh.
7. Nguyên tắc dự phòng

22

- Các bộ phận của máy ảnh đều có thể được thay thế nếu có lỗi, như
màn hình, thẻ nhớ, ống kính.
8. Nguyên tắc linh động
- M ục đích ban đầu của loại máy ảnh ống kính rời không gương lật
(MILC) là có thể hoán đổi ống kính và có chất lượng hình ảnh của
máy ảnh DSLR trong một thân máy nhỏ. Để có được điều này, các
nhà sản xuất đã t hay thế khung ngắm TTL bằng một khung ngắm
điện tử, trong đó chiếc gương lật được bỏ đi để giảm kích thước máy.
9. Nguyên tắc quan hệ phản hồi
- Người dùng tương tác với máy ảnh thông qua màn hình tích hợp trên
máy ảnh.
10. Nguyên tắc tự phục vụ
- M áy ảnh có tính năng tự chụp ảnh hẹn giờ trước.
- M áy ảnh lấy nét tự động, tự điều chỉnh mắt đỏ…
11. Nguyên tắc sao chép
- Các máy ảnh sao chép, kế thừa mẫu mã, tạo lựa chọn đa dạng.
12. Nguyên tắc rẻ thay cho đắt
- M áy ảnh càng ngày giảm giá thành nhằm phục vụ đông đảo người
tiêu dùng.
13. Nguyên tắc sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng

- Trong một máy ảnh, sử dụng nhiều chất liệu phù hợp khác nhau tùy
theo bộ phận cấu tạo, chức năng.

24 Hình 19 Tay cầm, ống kính, thân máy từ nhiều vật liệu khác nhau

19. Nguyên tắc sử dụng trung gian
- M áy ảnh Sony SLT là sự kết hợp giữa máy ảnh DSLR và MILC, sử
dụng một gương mờ (có tính năng bán trong suốt, gương cố định).
M áy SLT không có khung ngắm quang học, cũng như gương lật, vì
vậy chúng đóng vai trò trung gian giữa máy DSLR và MILC.

Hình 20 Sony SLT

V. Kết luận
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, camera kĩ thuật số
đã có những bước tiến vượt bậc trong vòng 35 năm phát triển. Ngày nay, chiếc
máy ảnh không còn quá xa lạ với người tiêu dùng, do giá thành hạ và chất
lượng ngày càng được nâng cao. Tất cả là nhờ khoa học công nghệ, trong đó
việc áp dụng đúng đắn các nguyên lý sáng tạo góp phần to lớn cho sự phát
triển này
.