Digital ICE: обыкновенное чудо

Сергей Асмаков

Совершенство цифры

Диагноз — сканофобия

«Волшебная кнопка»

   Digital ICE

   Digital ROC

   Digital GEM

   Digital DEE и Digital SHO

Заключение

 

Получить наилучший результат с минимальными затратами усилий и в максимально короткие сроки — вполне естественное желание пользователей. Особенно если речь идет о сканировании…

История массовой цифровой фотографии насчитывает всего лишь несколько лет. И по этой причине даже убежденные поклонники «цифры» зачастую являются обладателями богатого наследства эпохи аналоговой фотографии: бездействующих пленочных камер, пылящихся в чулане фотоувеличителей и, конечно же, обширных архивов аналоговых фотоматериалов: отпечатков, слайдов и негативов. Понятно, что найти применение пленочному оборудованию в современных условиях трудно, а вот что касается фотоархива, то благодаря наличию доступных средств оцифровки изображений — в частности планшетных и слайд-сканеров — имеется вполне реальная возможность увековечить в цифровом формате свои фотографические работы, созданные много лет тому назад на пленочной технике.

Совершенство цифры

Сегодня у подавляющего большинства пользователей ПК вряд ли могут возникнуть сомнения в том, что именно цифровые носители являются оптимальным вариантом для хранения фотоархива. Во-первых, оцифрованные изображения не пылятся, не царапаются и не выцветают. Во-вторых, в любой момент можно сделать копию любого изображения как в цифровом виде, так на традиционном твердом носителе. И в-третьих, если потратить немного времени на заполнение индексных полей, то найти нужное изображение даже в очень обширном цифровом фотоархиве можно будет за считанные минуты.

Сегодня существует огромное количество различных программ для каталогизации цифровых изображений. Возможности таких продуктов позволяют осуществлять быстрый поиск и сортировку снимков по различным параметрам, например по дате и месту съемки, ключевым словам и т.п. Помимо этого мощным стимулом для перехода к хранению фотоснимков в цифровом формате является развитие бытовой электроники и инфрастуктуры цифровой фотографии.

Во многих моделях выпущенных в 2003 году бытовых DVD-плееров появилась функция просмотра цифровых фотографий. Таким образом, теперь наконец-то можно избавиться от пыльных фотоальбомов, демонстрируя записанные на CD- или DVD-диск файлы с изображениями на экране телевизора. Кроме того, активно развиваются сети доступных цифровых фотолабораторий, где можно в максимально короткие сроки отпечатать цифровые изображения.

И еще один аргумент в пользу оцифровки аналоговых фотографий — это практически безграничные возможности по обработке снимков программными средствами. Многие фотографы, до сих пор предпочитающие снимать на пленку, оцифровывают полученные кадры и затем обрабатывают их в графических редакторах с целью получения результатов, недостижимых с помощью традиционных фотографических средств.

Как видите, аргументов в пользу перевода аналоговых фотоматериалов в цифровой формат более чем достаточно. Однако для многих фотолюбителей первые шаги в этом направлении оборачиваются настоящим кошмаром.

В начало В начало

Диагноз — сканофобия

С точки зрения несведущего пользователя процесс сканирования выглядит до смешного просто: необходимо лишь загрузить в сканер оригинал, нажать несколько кнопок — и через пару минут на экране возникнет оцифрованный фотошедевр. Именно такое ощущение может сложиться у неискушенных в вопросах сканирования фотолюбителей, наблюдающих за работой профессионалов.

Однако на деле все не так уж просто. Оказавшись со сканером один на один, сразу можно понять, что работа с настройками программы управления сканированием требует специальных знаний и определенного опыта. У многих фотолюбителей период освоения техники сканирования наверняка связан не с самыми приятными воспоминаниями. Ведь для того, чтобы получить цифровое изображение хорошего качества, следует учиться колдовать с цветовыми и тональными настройками, видеть картинку сквозь призму гистограммы и т.п. И конечно же, придется проводить довольно много времени за ретушью изображений, очищая их от инородных элементов. В арсенале профессионалов, имеющих дело с обработкой сканированных изображений, имеется огромное количество разнообразных приемов по устранению дефектов, и этой теме посвящено множество советов на соответствующих форумах. Так что на практике оцифровка оригиналов — это довольно долгий и трудоемкий процесс, который в глазах неопытных фотолюбителей выглядит весьма устрашающе. А нельзя ли нажать «волшебную кнопку», чтобы всё и сразу стало хорошо?

Иногда такое возможно. Когда дефектов немного и они не очень заметны, можно воспользоваться фильтрами размытия — естественно, пожертвовав общей резкостью изображения. Кроме того, имеются даже специальные программные фильтры (такие как dust & stratches в столь любимом многими Photoshop), предназначенные для устранения нежелательных дефектов оцифрованных фотоносителей. Однако все подобные решения обладают существенными недостатками: во-первых, устраняя трещины и пылинки, они снижают общее качество изображения (как правило, при этом страдают резкость и детальность), а во-вторых, в ряде случаев вместе с дефектами исчезают и полезные элементы исходного изображения, например тонкие линии. И еще один нюанс: если при сканировании фотокарточки масштаб, как правило, выбирается 1:1, то для того, чтобы увеличить кадр 35-миллиметровой пленки до размера фотографии 10Ѕ15 см, требуется увеличение порядка 400%, то есть на отсканированном изображении все пылинки и волоски будут вчетверо больше!

В начало В начало

«Волшебная кнопка»

Вот бы найти такое универсальное решение, чтобы, с одной стороны, максимально сохранить качество исходного изображения, а с другой — избавить десятки тысяч людей от утомительной рутинной работы. Именно над этой проблемой несколько лет назад начали работать специалисты компании Applied Science Fiction (ASF)1. Это название можно перевести как «прикладная научная фантастика», что в полной мере отражает поистине революционные технологические нововведения, в буквальном смысле перевернувшие традиционные представления о возможностях сканеров.

 


1 12 мая 2003 года было объявлено о поглощении Applied Science Fiction компанией Eastman Kodak с передачей последней прав на все технологические разработки ASF.

 

Digital ICE

Первой успешной разработкой ASF стала технология Digital ICE (Image Correction & Enhancement — коррекция и улучшение изображения). Придя к выводу, что реализовать функцию автоматической очистки сканируемого изображения чисто программными средствами вряд ли удастся, разработчики ASF занялись совершенствованием конструкции сканеров. Собственно, алгоритм обработки поврежденных областей был очевиден. Главная проблема заключалась в том, чтобы точно и без участия человека определить, на каких участках изображения дефекты есть, а на каких — нет. Иными словами, перед тем, как начинать процедуру очистки изображения, необходимо создать точную карту (маску) расположения поврежденных областей.

 

Слайд-сканер Nikon Super Coolscan 4000 ED, оснащенный системой Digital ICE3 Advanced

Слайд-сканер Nikon Super Coolscan 4000 ED, оснащенный системой Digital ICE3 Advanced

Для решения этой задачи было использовано дополнительное сканирование оригинала в инфракрасном диапазоне. На тех участках, где имеются какие-либо физические дефекты (царапины, пылинки, трещины и пр.), падающий на поверхность пленки луч рассеивается. Таким образом, вместе с исходным изображением сканер позволяет получить точную карту расположения поврежденных областей. Благодаря этому специальная программная обработка проводится только на тех участках изображения, где имеются физические повреждения или инородные объекты, а все остальные области остаются нетронутыми. (Стоит отметить, что подобной точности практически невозможно достичь даже при очень тщательной ручной обработке.) При этом технология Digital ICE позволяет устранять даже такие сложные для распознавания и устранения дефекты, как оставленные на пленке отпечатки пальцев и следы от попавших брызг.

Пожалуй, единственный серьезный недостаток Digital ICE заключается в том, что эта технология рассчитана исключительно на обработку цветных изображений и неприменима при сканировании черно-белых фотопленок.

 

Фрагмент слайда, отсканированного без дополнительной обработки (слева) и с применением технологии Digital ICE (сканер Nikon Super CoolScan 5000 ED)

Фрагмент слайда, отсканированного без дополнительной обработки (слева) и с применением технологии Digital ICE (сканер Nikon Super CoolScan 5000 ED)

Первоначально технология Digital ICE была разработана для сканирования прозрачных оригиналов и применялась в специализированных слайд-сканерах. В 2001 году компания EPSON инвестировала значительные средства в исследовательские работы ASF с целью доработки Digital ICE для использования в планшетных сканерах. В результате была создана технология Digital ICE Photo Print Technology — новая модификация Digital ICE, работающая при сканировании в отраженном свете и пригодная для использования в планшетных сканерах. В настоящее время выпускается несколько моделей планшетных сканеров, оснащенных Digital ICE Photo Print Technology, в частности Microtek ScanMaker 6800 и EPSON Perfection 4870.

В некоторых современных моделях слайд-сканеров (см. таблицу) функция Digital ICE используется в сочетании с другими технологиями ASF, которые мы рассмотрим ниже. Так, пакет Digital ICE3 Advanced включает Digital ICE, Digital ROC и Digital GEM, а в Digital ICE4 Advanced входят Digital ICE, Digital ROC, Digital GEM и Digital DEE.

Digital ROC

В то время как технология Digital ICE получала все более широкое признание и отмечалась множеством престижных наград, специалисты ASF продолжали работы в области автоматического улучшения отсканированных изображений. Следующим шагом стало создание технологии автоматической коррекции цветовых параметров — Digital ROC (Reconstruction Of Color — восстановление цвета). Ведь не секрет, что поиск оптимальных цветовых и тональных настроек является одной из наиболее сложных и ответственных процедур при сканировании фотоносителей и становится настоящим камнем преткновения для многих неискушенных пользователей.

 

Доступные на российском рынке модели слайд-сканеров, в которых используются технологии автоматической обработки изображений компании ASF

Доступные на российском рынке модели слайд-сканеров, в которых используются технологии автоматической обработки изображений компании ASF

В отличие от Digital ICE, в технологии Digital ROC используются только программные средства обработки изображений. Вкратце принцип работы Digital ROC можно описать следующим образом: на основе гистограмм исходного изображения программный модуль корректирует значения черной и белой точки по каждому из цветовых каналов, а затем, если это необходимо, осуществляет дополнительную коррекцию посредством тональных кривых. Применение Digital ROC позволяет заметно улучшить цветопередачу при сканировании выцветших, а также недодержанных и передержанных снимков.

Конечно, опытные пользователи без труда могут выполнить указанные операции самостоятельно. Однако для этого требуется определенная квалификация, опыт и время — тогда как использование Digital ROC в подавляющем большинстве случаев позволяет получить оптимальный результат гораздо быстрее, причем без участия оператора.

Стоит также отметить, что при использовании в качестве встроенного элемента программы управления сканированием модуль Digital ROC можно точно настраивать в соответствии с характеристиками конкретной модели сканера.

 

Выцветший слайд, отсканированный без дополнительной обработки (слева) и с применением технологий Digital ICE и Digital ROC (сканер Nikon Super CoolScan 5000 ED)

Выцветший слайд, отсканированный без дополнительной обработки (слева) и с применением технологий Digital ICE и Digital ROC (сканер Nikon Super CoolScan 5000 ED)

Применять Digital ROC можно не только в процессе сканирования, но и для обработки ранее отсканированных изображений. В настоящее время выпускаются две версии подключаемых модулей (plug-ins) для популярного графического редактора Adobe Photoshop — Digital ROC Plug-In и Digital ROC Professional Plug-In.

Digital GEM

При сканировании позитивных и негативных фотопленок пользователи довольно часто сталкиваются с тем, что на полученных изображениях хорошо заметна зернистая структура эмульсионного слоя. Зернистость становится хорошо различимой при сканировании любительских фотопленок чувствительностью 100-200 единиц ISO с разрешением порядка 2400 ppi. А в тех случаях, когда используется максимальное значение разрешающей способности (которое у современных моделей слайд-сканеров достигает 3600-4800 ppi) и/или высокочувствительные фотоматериалы (400 и более единиц ISO), явно выраженная гранулярность изображения становится весьма серьезным препятствием на пути получения качественного изображения.

Одним из наиболее простых способов борьбы с зернистостью пленки является небольшое размытие отсканированного изображения (например, фильтром blur), однако в этом случае происходит неизбежная потеря детальности и четкости, что приемлемо далеко не всегда.

 

На увеличенном фрагменте слайда, отсканированного без дополнительной обработки с разрешением 4000 ppi (слева), хорошо видна зернистость пленки. Применение технологии Digital GEM позволило значительно улучшить изображение без потери его детальности (сканер Nikon Super CoolScan 5000 ED)

На увеличенном фрагменте слайда, отсканированного без дополнительной обработки с разрешением 4000 ppi (слева), хорошо видна зернистость пленки. Применение технологии Digital GEM позволило значительно улучшить изображение без потери его детальности (сканер Nikon Super CoolScan 5000 ED)

Разработчики ASF предложили свое решение данной проблемы, создав уникальную технологию Digital GEM (Grain Equalization Management — управление сглаживанием зернистости). Анализируя отсканированное изображение, программный модуль выделяет рисунок зернистой структуры в каждом из цветовых каналов. Затем составленный образец гранулярного шума вычитается из исходного изображения, вследствие чего в значительной степени снижает его зернистость. Такой подход, с одной стороны, позволяет эффективно бороться с зернистостью даже высокочувствительной пленки, а с другой — сохранить цветовые и тональные характеристики, а также четкость и детальность оригинала. Нужно отметить, что технология Digital GEM применима для обработки изображений, полученных как с цветных, так и с черно-белых фотопленок.

Аналогично рассмотренной выше Digital ROC, обработка изображения в случае Digital GEM реализована полностью на программном уровне. Поэтому применять Digital GEM можно как в процессе сканирования (если данная технология встроена в программу управления сканированием), так и при последующей обработке в графическом редакторе Adobe Photoshop. В последнем случае эта возможность реализуется при помощи подключаемого модуля Digital GEM Plug-In, который помимо обработки оригиналов, отсканированных с фотопленок, позволяет эффективно подавлять цветовой шум на изображениях, полученных на цифровых фотокамерах, а также сглаживать артефакты компрессии JPEG-файлов.

Digital DEE и Digital SHO

Технологии Digital DEE (Dynamic Exposure Extender) и Digital SHO (Shadows & Highlights Optimizer) являются самыми новыми разработками ASF. Основное назначение данных решений — автоматическая коррекция тональных характеристик изображения для «проявления» плохо проработанных на снимке деталей в областях темных и светлых тонов. Подобная коррекция, в частности, требуется снимкам, сделанным в условиях контрастного освещения либо с использованием фотовспышки. Кроме того, довольно часто кадры с интересным сюжетом бывают сняты с грубыми фотографическими ошибками, в результате чего их техническое качество оказывается весьма невысоким. В большинстве таких случаев использование Digital DEE либо Digital SHO позволяет значительно улучшить изображение.

Технология Digital DEE является составной частью пакета Digital ICE4 Advanced и применяется непосредственно в процессе сканирования. Используя подключаемые модули Digital SHO Plug-In и Digital SHO Professional Plug-In, можно обрабатывать готовые цифровые изображения в графическом редакторе Adobe Photoshop.

В начало В начало

Заключение

Как показывает практика, использование технологий ASF позволяет значительно улучшить качество оцифрованных изображений и при этом свести к минимуму вмешательство оператора. Разумеется, время сканирования со включенными функциями Digital ICE, Digital ROC, Digital GEM и Digital DEE значительно увеличивается, однако в любом случае ручная обработка такого уровня займет гораздо больше времени даже у квалифицированного специалиста, не говоря уже о начинающих фотолюбителях.

 

Слайд-сканер Umax PowerLook 270 Plus, оснащенный системой Digital ICE

Слайд-сканер Umax PowerLook 270 Plus, оснащенный системой Digital ICE

Конечно, модели планшетных и слайд-сканеров, в которых применяются Digital ICE и ее расширенные разновидности, пока нельзя отнести к разряду бюджетных решений, особенно с точки зрения домашних пользователей. Однако при обработке большого количества фотоматериалов дополнительные затраты на приобретение такого оборудования многократно окупятся — как за счет значительного сокращения времени обработки изображений, так и благодаря заметному сокращению использования ручного труда. Кроме того, даже владельцы недорогих планшетных сканеров могут воспользоваться подключаемыми модулями Digital ROC, Digital GEM и Digital SHO, которые, кстати говоря, можно применять для обработки различных изображений — не только отсканированных с фотопленки, но и полученных при помощи цифровых фотокамер.

 

 

Trial-версии подключаемых модулей Digital ROC, Digital ROC Professional, Digital GEM, Digital SHO и Digital SHO Professional доступны для свободной загрузки на Web-сайте http://www.asf.com/.

КомпьютерПресс 2'2004

Наш канал на Youtube

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