Современная мифология планшетных сканеров

Сергей Асмаков

Разрешающая способность — заявленная и реальная

Таинственный Dmax

Откуда шум?

Каждая метла по-своему метет

Резюме

 

Измерение MTF

 

Еще недавно сканирование прозрачных оригиналов было исключительно функцией дорогих профессиональных сканеров, а сегодня планшетный сканер, оснащенный слайд-адаптером для работы с 35-миллиметровыми фотопленками, можно купить по цене менее 100 долл. Так что же это — плоды реального технологического прорыва или очередной маркетинговый миф?

Если проследить основные тенденции развития рынка планшетных сканеров, то нельзя не заметить, что в последние годы значительно возросла доля устройств, оснащенных встроенным слайд-адаптером. Конечно, планшетные сканеры со слайд-адаптером выпускались и раньше, однако это были довольно дорогие устройства полупрофессионального и профессионального класса. Теперь же функцией сканирования 35-миллиметровых фотопленок снабжены многие модели в ценовом диапазоне 65-100 долл., а что касается более дорогих устройств, то в них (за редким исключением) слайд-адаптер подразумевается уже как стандартная принадлежность.

Вполне закономерно, что у многих пользователей возникает вопрос: стоит ли верить производителям подобных чудо-устройств, настойчиво уверяющих почтеннейшую публику в том, что планшетный сканер по цене 100-200 долл. способен обеспечить хорошее качество при сканировании фотопленок? В этой статье мы постараемся ответить на данный вопрос, оперируя фактами и реальными примерами.

Итак, в чем конкретно заключается принципиальное отличие обычного планшетного сканера от аналогичного устройства, оснащенного слайд-адаптером? Наверное, многие сочтут такой вопрос бессмысленным: понятно, что именно наличием слайд-адаптера (то есть модуля с источником света, расположенным над планшетом) они и отличаются друг от друга. Может быть, кто-нибудь вспомнит также про более высокое разрешение, поскольку стараниями производителей сканеров, принтеров и цифровых фотоаппаратов данная характеристика давно уже превратилась в фетиш.

Но все это лишь верхушка айсберга, тогда как остальные различия (причем не менее важные с точки зрения сканирования фотопленок) надежно скрыты от глаз пользователей — информацию о них производители публикуют крайне неохотно, ибо хвастаться здесь по большому счету нечем (ниже мы расскажем, почему это так).

Пока же не будем торопиться с выводами и хорошенько разберемся в том, каким требованиям должен удовлетворять сканер, предназначенный для работы с фотопленками, и отвечают ли этим требованиям модели рассматриваемого класса.

Разрешающая способность — заявленная и реальная

Начнем с расхожего аргумента, к которому обычно прибегают производители планшетных сканеров, — со значительного роста разрешающей способности. Как известно, для сканирования непрозрачных оригиналов (таких как фотокарточки, книги, газеты, рисунки и пр.) вполне достаточно разрешающей способности в пределах 300-600 ppi, а если не стоит задача дальнейшего вывода этих изображений на печать, то можно обойтись и меньшими величинами. Более того: с практической точки зрения (за очень редким исключением) сканирование подобных оригиналов с разрешением, превышающим 600 ppi, просто нецелесообразно, поскольку не позволяет повысить детальность получаемых изображений и в конечном счете приводит лишь к неоправданному увеличению объема получаемых файлов.

Со сканированием пленок ситуация совсем иная. Как известно, изображения на таких носителях имеют небольшой физический размер: например, площадь кадра фотопленки 35-миллиметрового формата составляет всего 24Ѕ36 мм. Соответственно для получения с таких оригиналов пригодного для печати изображения необходимо сканировать их с более высоким разрешением. Так, для того чтобы получить более-менее качественные отпечатки формата 10Ѕ15 см, потребуется отсканировать 35-миллиметровую пленку с разрешением порядка 1000-1200 ppi, а при печати на формат А4 — уже 2000-2400 ppi.

Таким образом, высокая разрешающая способность — необходимое условие для нормальной работы с фотопленками. Исходя из этого производители развернули самую настоящую гонку за рекордными показателями этой характеристики: в продаже можно встретить планшетные сканеры бюджетного класса с заявленным разрешением в 2400, 3600 и даже 4800 ppi! Однако воспринимать подобные «достижения» следует с известной долей осторожности, пропуская их сквозь призму здравого смысла.

Прежде всего необходимо провести четкую границу между разрешающей способностью сканера и светочувствительного сенсора как такового. С отдельно взятым сенсором проблем нет: берем количество элементов в линейке, делим это число на ширину планшета в дюймах и получаем разрешающую способность, выраженную в количестве пикселов на дюйм (pixels per inch, ppi). Именно это значение производители заявляют в техническом описании сканера, правда забывая при этом упомянуть о том, что данный параметр характеризует свойства исключительно светочувствительного сенсора, но никак не сканера в целом.

Чтобы лучше понять суть данной проблемы, рассмотрим схематическое устройство оптического тракта планшетного сканера. Свет, излучаемый мощной люминесцентной лампой, проходит сквозь стекло планшета, отражается от оригинала и, вторично пройдя через стеклянный планшет, попадает в оптическую систему, уменьшающую изображение до размеров светочувствительного сенсора. При помощи системы светофильтров проецируемое оптической системой изображение разделяется на три цветовых канала; сигнал по каждому из этих каналов считывается соответствующим массивом элементов светочувствительного сенсора.

Принципиальное отличие способа сканирования прозрачных оригиналов заключается в том, что лампа находится по другую сторону планшета (сверху), а излучаемый ею свет не отражается от оригинала, а проходит сквозь него.

Теперь вернемся к рассмотрению проблемы соответствия величин заявленной и реальной разрешающей способности. Хотя разрешающая способность сканера зависит от разрешающей способности сенсора, это вовсе не означает, что оба параметра будут одинаковыми. Более того, поскольку оптический тракт сканера включает целый ряд элементов, в каждом из которых неизбежно возникают определенные потери, можно с полной уверенностью утверждать, что реальная разрешающая способность сканера (даже изготовленного по образцовой технологии на самом совершенном оборудовании) всегда будет меньше разрешающей способности сенсора. На сколько меньше — во многом зависит от качества изготовления узлов оптического тракта сканера и от точности сборки. Кроме того, нельзя забывать, что предел реальной разрешающей способности ограничивается самым слабым звеном оптического тракта — какими бы великолепными при этом ни были его остальные компоненты.

     

Измерение MTF

Для измерения реальной разрешающей способности аналоговой фото- и видеотехники используют миры — специальные шкалы со сходящимися линиями. В том месте, где линии становятся неразличимы и сливаются в серый фон, измеряют плотность линий — именно эта величина характеризует разрешающую способность испытываемого прибора. Иными словами, измеряется максимальная частота линий на единицу длины.

Однако поскольку сканеры являются цифровыми устройствами, в силу ряда объективных причин для измерения их разрешающей способности подобная методика неприменима. Основным препятствием являются интерференционные явления, возникающие на частотах, близких или кратных шагу светочувствительных элементов. Подобные явления в конечном счете могут в значительной мере исказить результаты измерений — причем как в большую, так и в меньшую сторону. Поэтому для оценки реальной разрешающей способности планшетных сканеров используется иная методика, основанная на измерении значения MTF (modulation transfer function — функции передачи модуляции).

 

Так выглядят поля тестовой шкалы для измерения MTF (слева расположено поле с наиболее высокой частотой, справа —

Так выглядят поля тестовой шкалы для измерения MTF (слева расположено поле с наиболее высокой частотой, справа —
с наиболее низкой)

Для измерений используется тестовая шкала с изображением «синусоидального сигнала» — то есть равномерного циклического градиента от белого к черному и наоборот (см. рисунок). Расстояние, соответствующее протяженности одного полного периода этой «синусоиды» («белый—черный—белый»), обратно пропорционально частоте данного образца (которая обычно измеряется в количестве периодов, или циклов, на один дюйм — cycles per inch, cpi). Вычисление MTF производится по двум полям шкалы: базовому (с низкой частотой) и контрольному (с высокой частотой). По гистограммам из этих фрагментов вычисляются минимальные и максимальные значения уровней по каждому из цветовых каналов. Чтобы определить величину MTF для конкретного цветового канала, необходимо разделить разницу между максимальным и минимальным уровнями контрольного образца на разницу между максимальным и минимальным уровнями базового образца.

 

Для точного определения фактической разрешающей способности планшетных сканеров была разработана специальная методика, основанная на измерении MTF (подробнее об этом см. врезку «Измерение MTF»). Показатель MTF — это безразмерная величина, значения которой могут изменяться в интервале от 0 до 1. Чем больше величина MTF, тем меньше разница между реальной разрешающей способностью сканера и разрешающей способностью его сенсора. В идеальном случае MTF = 1, то есть реальная разрешающая способность сканера равна разрешающей способности сенсора. Однако по вышеизложенным причинам достичь подобного совершенства невозможно даже теоретически.

Стоит отметить, что значения MTF, измеренные на разных полях шкалы, будут различаться: по мере увеличения частоты (то есть при уменьшении отношения заявленной разрешающей способности сканера к частоте образца) величина MTF неизбежно уменьшается1. Однако характер этой зависимости у разных моделей сканеров может сильно варьироваться. Более того, форма графика зависимости значения MTF от частоты во многом определяет качество тестируемого сканера — чем раньше кривая зависимости срывается вниз, тем хуже сбалансированы параметры компонентов оптического тракта сканера (рис. 1). Анализ графиков зависимости MTF от частоты позволяет наглядно объяснить и такие парадоксальные ситуации, когда сканер А с заявленной разрешающей способностью 1200 ppi обеспечивает более четкие изображения, чем сканер Б, хотя заявленная разрешающая способность последнего вдвое больше (на рис. 1 голубой линией нанесена кривая графика сканера А, а зеленой — сканера Б).

 

Рис. 1. Характер зависимости значения MTF от частоты во многом определяет

Рис. 1. Характер зависимости значения MTF от частоты во многом определяет
сбалансированность элементов оптического тракта сканера (горизонтальная ось проградуирована в отношениях разрешающей способности сенсора к частоте изображения контрольного поля; красная линия соответствует характеристикам практически идеального сканера)

Свой «вклад» в уменьшение величины реальной разрешающей способности вносит каждый из элементов оптического тракта сканера. Но, как ни удивительно, одним из основных факторов, препятствующих повышению реальной разрешающей способности планшетных сканеров, является не сенсор и не оптическая система, а… стеклянный планшет.

 


1 Теоретически сканер способен корректно воспроизводить образцы с максимальной частотой, равной половине заявленного разрешения (например, 1200 периодов на дюйм при разрешении 2400 ppi). Однако на практике эта величина оказывается значительно ниже.

 

Если говорить о физике процесса, то стекло планшета представляет собой две отражающие поверхности, лежащие на пути прохождения световых лучей. Те, кому хоть раз доводилось фотографировать через стекло (окно автобуса, витрину и т.п.), способен в полной мере оценить всю «прелесть» такой, казалось бы, прозрачной прослойки. А с учетом относительного масштаба получается, что вам приходится фотографировать через стекло толщиной в 20-25 см! Вдобавок следует учитывать, что в планшетных сканерах бюджетного класса используются слайд-адаптеры с неподвижной лампой, то есть на протяжении всего цикла сканирования вся площадь оригинала остается ярко освещенной. Естественно, что подобная «иллюминация» вкупе со стеклом планшета неизбежно приводит к появлению паразитных отражений, бликов и т.д.

А теперь попробуйте ответить на простой вопрос: насколько велики шансы получить в таких условиях хороший результат?

Нельзя не отметить, что степень негативного воздействия стеклянной прослойки планшета значительно возрастает по мере роста его разрешающей способности. Так, при сканировании с разрешением 300 ppi влияние стекла планшета практически незаметно, однако уже при 1200 ppi артефакты, вызванные наличием стеклянной прослойки, на отсканированном изображении можно увидеть невооруженным глазом: картинка теряет четкость (становится мутной или, как иногда говорят, «мыльной»). Что касается сканирования с разрешением 2400 ppi и более, то в этих случаях негативное воздействие стекла становится поистине катастрофическим, практически сводя на нет все попытки достичь более высоких значений реальной разрешающей способности сканера за счет увеличения числа светочувствительных элементов сенсора.

Если кому-то подобные выкладки покажутся спорными, то в качестве убедительного доказательства можно привести результаты несложного эксперимента, проведенного со сканером, имеющим заявленное разрешение 2400 ppi. Возьмем кадр негативной пленки (рис. 2) и отсканируем его дважды с одинаковыми настройками: первый раз с разрешением 1200 ppi, а второй — 2400 ppi. Затем интерполируем первое изображение программными средствами (в приведенном примере была использована бикубическая интерполяция в Photoshop) до разрешения 2400 ppi. А теперь сравним увеличенные фрагменты этих изображений (рис. 3).

 

Рис. 2. Изображение, отсканированное с негатива. Красной рамкой выделена область, выбранная для сравнения

Рис. 2. Изображение, отсканированное с негатива. Красной рамкой выделена область, выбранная для сравнения

Рис. 3. Фрагмент, расположенный сверху, был взят с изображения, отсканированного

Рис. 3. Фрагмент, расположенный сверху, был взят с изображения, отсканированного
с разрешением 1200 ppi и интерполированного до 2400 ppi программными средствами. Фрагмент, представленный внизу, соответствует изображению, отсканированному с разрешением 2400 ppi

Несмотря на то что показатели разрешения сканирования (согласно настройкам) различаются в два раза (а объема файла — в четыре!), детальность этих изображений практически одинакова. Может быть, просто попался нерезкий кадр? Повторим эксперимент с меньшими значениями разрешающей способности — 600 и 1200 ppi. На этот раз обнаружить различия в детальности двух представленных изображений совсем нетрудно (рис. 4).

 

Рис. 4. Сверху — фрагмент изображения, отсканированного с разрешением 600 ppi и интерполированного до 1200 ppi программными средствами. Снизу — фрагмент с изображения, отсканированного с разрешением 1200 ppi

Рис. 4. Сверху — фрагмент изображения, отсканированного с разрешением 600 ppi и интерполированного до 1200 ppi программными средствами. Снизу — фрагмент с изображения, отсканированного с разрешением 1200 ppi

Аналогичные результаты были получены и при сканировании непрозрачного оригинала, содержащего микротекст (рис. 5).

 

Рис. 5. Фрагмент с микротекстом, отсканированный с банкноты достоинством 10 евро. Изображение слева было отсканировано с разрешением 1200 ppi

Рис. 5. Фрагмент с микротекстом, отсканированный с банкноты достоинством 10 евро. Изображение слева было отсканировано с разрешением 1200 ppi и интерполировано до 2400 ppi программными средствами,
а изображение справа отсканировано с разрешением 2400 ppi

Таким образом, с практической точки зрения сканировать с разрешением 2400 ppi на этом устройстве не имеет смысла: идентичный результат можно получить при сканировании на 1200 ppi с дальнейшей программной интерполяцией.

Существует и еще одна объективная причина, препятствующая достижению высокой четкости изображений при сканировании объектов небольшого размера планшетными сканерами традиционной конструкции. Такие устройства изначально являются универсальными — в них не предусмотрена возможность перенастройки оптического тракта в зависимости от типа и размера сканируемых оригиналов.

В подтверждение этого приведем конкретные данные. Размер области сканирования типичной модели планшетного сканера бюджетного класса составляет 216Ѕ297 мм. Таким образом, у сканера с оптической разрешающей способностью 2400 ppi светочувствительный сенсор состоит из трех линеек, каждая из которых содержит 20 400 элементов2. При сканировании кадра 35-миллиметровой пленки (физические размеры которого, напомним, составляют 24Ѕ36 мм) используется лишь около 2300 элементов каждой линейки3, то есть менее 12% от общего количества.

 


2 Чтобы вычислить необходимое количество светочувствительных элементов при известном оптическом разрешении сканера, достаточно умножить разрешение (в ppi) на ширину планшета в дюймах. Поскольку 216 мм = 8,5 дюймов, то 2400Ѕ8,5 = 20 400.

3 Это справедливо для большинства планшетных сканеров рассматриваемого класса: отрезки пленки в них устанавливаются параллельно длинной стороне планшета

 

Здесь уместно провести весьма показательную аналогию с фотоаппаратом. Представьте, что в вашем распоряжении имеется 8-мегапиксельная цифровая камера, однако характеристики ее объектива (а он, как назло, без зума и вдобавок несменный) не позволяют заснять нужный вам объект с доступных точек крупным планом. В результате вы вынуждены вырезать из 8-мегапиксельного кадра лишь небольшую центральную часть размером 640Ѕ480 пикселов (что как раз составляет около 12% общей площади). Полнейший абсурд? Однако, как было сказано выше, при сканировании фотопленки на планшетных сканерах рассматриваемого класса дело обстоит именно так. В этом можно легко убедиться на практике, даже не имея специальных измерительных шкал. Для проведения такого опыта потребуются лишь кадр цветной негативной пленки и отпечатанная с него фотокарточка формата 10Ѕ15 см. Отсканируем поочередно два эти оригинала, выбрав режим автоматической настройки и установив оба раза одинаковый размер конечного изображения (скажем, 10Ѕ15 см при разрешении 300 ppi). Теперь откроем оба изображения в графическом редакторе и сравним их. Как ни странно, у многих моделей сканеров изображение с фотокарточки получается определенно лучше (причем по целому ряду параметров), чем с исходного негатива.

Конечно, по здравому рассуждению, было бы логичнее оснастить сканер (фотоаппарат) перенастраиваемой оптической системой (зум-объективом). В этом случае отпадает необходимость использования сенсоров с суперразрешением: у планшетного сканера с оптическим разрешением даже 600-ppi сенсор содержит порядка 5100 элементов в каждой линейке. Таким образом, функция оптического масштабирования сканируемого кадра до размеров сенсора обеспечит нам «эквивалентное разрешение», соответствующее более чем 5000 ppi планшетного сканера традиционной конструкции, а если убрать стекло — то и значительно более высокую четкость изображения.

Конечно, у вышеописанных проблем существуют решения, которые уже успешно применяются на практике. Так, в ряде профессиональных моделей планшетных сканеров используется перенастраиваемая оптическая система, причем зачастую дополненная системой автоматической и/или ручной фокусировки. Чтобы устранить губительное влияние стеклянного планшета, в выпускавшемся несколько лет тому назад AGFA DuoScan и в современном Microtek ArtixScan 1800f (рис. 6) прозрачные оригиналы монтируются в специальные кассеты-держатели, устанавливаемые внутрь корпуса, — благодаря такому решению планшет вообще исключается из оптического тракта при сканировании пленок. Однако на пути реализации этих действительно эффективных решений в устройствах бюджетного класса есть одно непреодолимое препятствие — высокая цена. Перенастраиваемая оптическая система стоит на порядок дороже по сравнению с «фиксированной».

 

Рис. 6. Чтобы устранить негативное влияние стеклянной поверхности планшета, в ряде моделей планшетных сканеров профессионального класса прозрачные оригиналы монтируются на специальной рамке, загружаемой внутрь корпуса

Рис. 6. Чтобы устранить негативное влияние стеклянной поверхности планшета, в ряде моделей планшетных сканеров профессионального класса прозрачные оригиналы монтируются на специальной рамке, загружаемой внутрь корпуса

Итак, внимательное изучение данной проблемы доказывает, что при увеличении разрешающей способности светочувствительного сенсора свыше 1200-1600 ppi никак не удается повысить реальную разрешающую способность планшетного сканера традиционной конструкции и, следовательно, получить более детальное изображение при сканировании. Таким образом, приобретение довольно дорогих моделей с заявленной разрешающей способностью в 2400 ppi и более с практической точки зрения представляется нецелесообразным.

В начало В начало

 

Таинственный Dmax

Реальная разрешающая способность — важный, но далеко не единственный фактор, влияющий на качество получаемого результата при сканировании прозрачных оригиналов. Не меньшее значение имеют и такие характеристики, как максимальная величина оптической плотности и динамический диапазон.

Как известно, более темные участки изображения отражают меньшее количество падающего на них света, чем более светлые. Величина оптической плотности показывает, насколько темным является данный участок изображения, иными словами — какая доля света поглощается и какая отражается при попадании на него (в случае прозрачного оригинала речь идет о доле света, прошедшего через данный участок изображения).

Обычно оптическая плотность измеряется для некоего стандартного источника света, имеющего заранее определенный спектр. Значение плотности вычисляется по формуле: D = log(1/R), где D — величина плотности, R — коэффициент отражения, то есть доля отраженного либо прошедшего света в зависимости от того, идет ли речь о сканировании непрозрачного или прозрачного оригинала.

Например, для участка оригинала, отражающего (или пропускающего) 15% падающего на него света, величина оптической плотности составит log(1/0,15) = 0,8239. Разница между максимальным (Dmax) и минимальным (Dmin) значением оптической плотности, которую способен различать светочувствительный элемент сканера, называется динамическим диапазоном.

Теперь сравним типичные значения величин максимальной оптической плотности, характерные для изображений на непрозрачных оригиналах (бумаге, картоне, фотокарточках и пр.) и на пленке. Максимальное значение оптической плотности (соответствующее наиболее темным участкам изображения) на фотокарточках и оригиналах, отпечатанных типографским способом, обычно лежит в пределах 1,8-2,0 D. Что касается фотопленки, то там величина максимальной оптической плотности (соответствующая наиболее темным участкам на позитивном изображении или же наиболее светлым — на негативном) нередко превышает значение 3,0 D.

Велика ли разница? Давайте посмотрим. Оптическая плотность 2,0 D соответствует участку, отражающему (или пропускающему) 1% падающего на него света, а 3,0 D — участку, отражающему (или пропускающему) всего 0,1% света. Таким образом, для того, чтобы увеличить значение максимальной оптической плотности на 1 D, необходимо на порядок повысить чувствительность сенсора.

Естественно, что при разработке планшетных сканеров, предназначенных исключительно для работы с непрозрачными оригиналами, не было практической необходимости гнаться за достижением больших величин максимальной оптической плотности (свыше 2,0 D) — это привело бы лишь к неоправданному росту стоимости устройства при отсутствии каких бы то ни было визуальных улучшений на получаемых изображениях. Однако если оснастить такой сканер слайд-адаптером, то сразу же окажется, что технические характеристики, обеспечивающие возможность получения высоких результатов при сканировании непрозрачных оригиналов, не позволяют достичь удовлетворительного качества при работе с фотопленкой.

Таким образом, перед разработчиками бюджетных моделей планшетных сканеров встала практически неразрешимая задача: для получения приемлемых результатов при сканировании пленки необходимо значительно улучшить технические характеристики устройства, но при этом нельзя допустить серьезного удорожания изделия. Конечно, решить эту задачу возможно только компромиссным путем, причем в жертву доступной цене обычно приносятся (в различных соотношениях) качество сканирования и производительность.

Повысить воспринимаемый сканером диапазон оптических плотностей можно несколькими способами4, например увеличив мощность источника света либо повысив чувствительность сенсора. Однако каждое из возможных решений имеет определенные недостатки, которые негативно отражаются на других характеристиках устройства.

Так, увеличение мощности источника света и сохранение прежних характеристик светочувствительного сенсора позволяет достичь прироста величины максимальной оптической плотности. Однако, поскольку динамический диапазон сенсора в этом случае остается прежним, неизбежно увеличится и значение минимальной оптической плотности.

Повышение чувствительности ПЗС-сенсора при сохранении его прежних физических размеров неминуемо вызывает увеличение уровня шумов. Конечно, проблема шумов тоже имеет решение, однако стоимость малошумного сенсора аналогичной чувствительности вырастет как минимум на порядок, что также неприемлемо. Здесь мы встречаемся с другой важной проблемой: цифровым шумом.

 


4 Разумеется, в данном случае речь не идет о принципиальных изменениях в конструкции сканера.

 

В начало В начало

Откуда шум?

Прежде всего необходимо отметить, что при сканировании фотопленок уровень шумов является гораздо более критичным фактором, чем при работе с непрозрачными оригиналами. Предположим, в нашем распоряжении имеются две модели планшетных сканеров (условно назовем их А и Б), относящиеся к одной ценовой категории и позволяющие сканировать прозрачные оригиналы с максимальной оптической плотностью 3,0 D. Однако если измерить соотношение «сигнал/шум» на темных участках, оптическая плотность которых близка к максимальной (разумеется, для данных устройств), то изображение у сканера А вполне может оказаться гораздо более шумным, чем у Б.

Подобный парадокс объясняется довольно просто: значение максимальной оптической плотности сегодня указывается в технических характеристиках довольно часто, а соотношение «сигнал/шум» — практически никогда (что в какой-то мере объясняется отсутствием единого для всех производителей стандарта, описывающего методику измерения данной величины). Естественно, в подобной ситуации у недобросовестных производителей возникает соблазн выжать при помощи различных ухищрений предельный показатель Dmax (который будет гордо красоваться в рекламных буклетах и на веб-сайте), а ужасающие шумы приберечь в качестве «троянского сюрприза»: пользователи смогут обнаружить их только после покупки сканера.

Пожалуй, наиболее остро вопрос борьбы с шумами стоит при сканировании негативных пленок. В силу ряда объективных причин относительный уровень шумов на отсканированных изображениях возрастает с увеличением оптической плотности — иными словами, чем темнее участок оригинала, тем меньше будет измеренное на нем соотношение «сигнал/шум». Таким образом, при сканировании позитивных изображений наиболее шумными оказываются темные участки изображений и, что вполне естественно, шумы там не очень заметны, по крайней мере этот недостаток не сразу и далеко не всем бросается в глаза. При сканировании негативов наблюдается совсем иная картина: после инвертирования самые темные участки оригинала (негатива) оказываются самыми светлыми участками изображения, и шумы, малозаметные на темных областях, во всей красе проявляются на небе, облаках, сугробах и других светлых объектах.

В начало В начало

 

Каждая метла по-своему метет

Еще одной специфической проблемой, весьма актуальной при сканировании фотопленок, является борьба с инородными объектами и грязью. Из-за более высоких (по сравнению с используемыми при сканировании непрозрачных оригиналов) значений разрешающей способности имеющиеся на поверхности пленки дефекты и посторонние объекты (пылинки, волоски и т.п.) при сканировании многократно увеличиваются и густо усеивают получаемое изображение. Понятно, что выполнить тщательную ретушь каждого отсканированного кадра вручную вряд ли под силу даже самым терпеливым пользователям, а ведь помимо значительных затрат времени для выполнения этой операции требуются определенная квалификация и практические навыки. Именно поэтому вместе со сканером, который предназначен для работы с пленками, обязательно должно поставляться эффективное автоматическое средство ретуширования сканируемых изображений, позволяющее устранять большую часть имеющихся на оригинале дефектов без вмешательства пользователя.

В настоящее время используются два принципиально разных варианта подобных решений: аппаратно-программные и программные.

Некоторые производители вместе со своими сканерами поставляют так называемые экономичные программные решения (обычно они выполнены в виде модулей, встроенных в программу управления сканированием). Пожалуй, единственное преимущество таких решений — их доступность, ибо пользователю они достаются в качестве бесплатного приложения. Однако, как показывает практика, эффективность подобной программной обработки на данный момент оставляет желать лучшего. Такие фильтры способны обнаружить и устранить далеко не все имеющиеся на изображении дефекты, а кроме того, зачастую они производят ретушь полезных объектов, ошибочно распознавая их как инородные (рис. 7).

 

Рис. 7. Попытка обработки изображения сильно загрязненного слайда (слева) фильтром очистки изображения, полностью реализованном на программном уровне. Результат (справа) получился весьма удручающий: удаляя грязь, фильтр заметно размыл изображение вплоть до исчезновения многих мелких деталей, а также проявил абсолютно неуместную инициативу, сделав верхнюю часть ветки полупрозрачной

Рис. 7. Попытка обработки изображения сильно загрязненного слайда (слева) фильтром очистки изображения, полностью реализованном на программном уровне. Результат (справа) получился весьма удручающий: удаляя грязь, фильтр заметно размыл изображение вплоть до исчезновения многих мелких деталей, а также проявил абсолютно неуместную инициативу, сделав верхнюю часть ветки полупрозрачной

Гораздо более эффективными (и, пожалуй, единственно приемлемыми на сегодняшний момент) являются аппаратно-программные решения — такие как Digital ICE (Image Correction & Enhancement) и FARE (Film Automatic Retouching and Enhancement Technology). В основе данных технологий лежит использование дополнительного (повторного) сканирования оригинала в лучах инфракрасного диапазона. Сама по себе цветная фотопленка прозрачна для ИК-лучей, однако в тех местах, где имеются физические дефекты или частички пыли, луч рассеивается. Таким образом, сканирование в ИК-диапазоне позволяет получить точную карту (маску) расположения поврежденных областей изображения. Используя полученную маску, программный модуль восстанавливает поврежденные области, не затрагивая при этом остальных участков изображения. Точность обработки такова, что, например, Digital ICE позволяет устранять даже такие сложные для распознавания и удаления дефекты, как отпечатки пальцев и следы от попавших на пленку брызг (рис. 8).

 

Рис. 8. Фрагмент слайда, который на момент сканирования находился в ужасном состоянии (слева). Применение технологии Digital ICE позволило получить удивительно чистое изображение (справа)

Рис. 8. Фрагмент слайда, который на момент сканирования находился в ужасном состоянии (слева). Применение технологии Digital ICE позволило получить удивительно чистое изображение (справа)

Однако реализация как Digital ICE, так и FARE требует внесения изменений в конструкцию аппаратной части сканера, что не может не привести к значительному удорожанию устройства. Сегодня выпускается всего несколько моделей планшетных сканеров, в которых реализована технология Digital ICE, и все эти устройства относятся к ценовой категории свыше 300 долл.

В начало В начало

Резюме

Итак, можно с уверенностью утверждать, что заверения производителей недорогих планшетных сканеров о возможности полноценной работы с прозрачными оригиналами на деле являются не более чем очередным маркетинговым мифом. Реальной пользы от наличия слайд-адаптера в бюджетных моделях планшетных сканеров очень мало. Конечно, нельзя отрицать, что устройства рассматриваемого класса при сканировании 35-миллиметровых слайдов и негативов позволяют получать результаты, вполне пригодные для экранного просмотра либо для печати фотокарточек небольшого формата (не более 10Ѕ15 см). Однако, приобретая бюджетную модель планшетного сканера, рассчитывать на большее и не стоит. Кроме того, серьезным недостатком рассматриваемых устройств является отсутствие эффективных решений для автоматической ретуши сканируемых изображений.

Таким образом, в настоящее время недорогие модели планшетных сканеров нельзя рассматривать в качестве инструмента, пригодного для серьезной работы с прозрачными оригиналами, в частности с фотопленками. Даже лучшие образцы устройств рассматриваемого класса значительно уступают младшим моделям специализированных слайд-сканеров — и по удобству работы и набору функциональных возможностей, и по качеству получаемых изображений.

КомпьютерПресс 11'2004

1999 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2001 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2002 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2003 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2004 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2005 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2006 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2007 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2008 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2009 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2011 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2012 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2013 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Популярные статьи
КомпьютерПресс использует