Мир периферийных устройств пк. Выбираем сканер для пленки: полезная информация

На первый взгляд, идея создания планшетного сканера с оптическим разрешением более 600 ppi, не предназначенного для работы с прозрачными оригиналами, кажется довольно сомнительной - ведь для подавляющего большинства оригиналов, сканируемых в отраженном свете, более чем достаточно 300-400 ppi. Однако не стоит забывать, что солидную долю сканируемых как в домашних, так и офисных условиях оригиналов составляют изображения, отпечатанные типографским способом. Из-за интерференционных явлений, возникающих при оцифровке растрированных изображений, на полученном изображении появляется заметный муар, бороться с которым без ущерба для качества или размера изображения довольно сложно. Для борьбы с подобными явлениями используются специальные алгоритмы, заложенные в программы управления сканированием. Как правило, работа функции подавления муара основана на сканировании оригинала с избыточным (то есть большим, чем задано пользователем) разрешением и дальнейшей программной обработкой полученного изображения. Вот тут-то преимущество сканеров с большим разрешением будет очевидно в прямом смысле этого слова.

Основные технические параметры сканеров

Разрешающая способность

Разрешающая способность, или разрешение, - один из наиболее важных параметров, характеризующих возможности сканера. Самая распространенная единица измерения разрешающей способности сканеров - количество пикселов на один дюйм (pixels per inch , ppi ). Не следует отождествлять ppi c более известной единицей dpi (dots per inch - количество точек на дюйм), которая используется для измерения разрешающей способности растровых печатающих устройств и имеет несколько иной смысл.

Различают оптическое и интерполированное разрешение. Величину оптического разрешения можно вычислить, разделив количество светочувствительных элементов в сканирующей линейке на ширину планшета. Несложно сосчитать, что количество светочувствительных элементов у рассматриваемых нами сканеров, имеющих оптическое разрешение 1200 ppi и формат планшета Legal (то есть ширину 8,5 дюйма, или 216 мм), должно составлять не менее 11 тыс.

Говоря о сканере как об абстрактном цифровом устройстве, нужно понимать, что оптическое разрешение - это частота дискретизации, только в данном случае отсчет идет не по времени, а по расстоянию.

В табл. 1 приведены требуемые значения разрешающей способности для решения наиболее распространенных задач. Как можно заметить, при сканировании в отраженном свете в большинстве случаев вполне достаточно разрешения в 300 ppi, а более высокие значения требуются либо для масштабирования оригинала на больший размер, либо для работы с прозрачными оригиналами, в частности с 35-миллиметровыми диапозитивами и негативами.

Таблица 1. Величины разрешающей способности для решения наиболее распространенных задач

Применение

Требуемое разрешение, ppi

Сканирование в отраженном свете

Иллюстрации для Web-страниц

Распознавание текста

Штриховая графика для печати на монохромном принтере

Черно-белое фото для печати на монохромном принтере

Цветное фото для печати на струйном принтере

Текст и графика для передачи по факсу

Цветное фото для офсетной печати

Сканирование в проходящем свете

35-миллиметровая пленка, фото для Web-страниц

35-миллиметровая пленка, фото для распечатки на струйном принтере

60-миллиметровая пленка, фото для Web-страниц

60-миллиметровая пленка, фото для распечатки на струйном принтере

Многие производители, стремясь привлечь покупателей, указывают в документации и на коробках своих изделий значение оптического разрешения 1200*2400 ppi. Однако вдвое большая цифра для вертикальной оси означает не что иное, как сканирование с половинным вертикальным шагом и дальнейшей программной интерполяцией, так что в данном случае оптическое разрешение этих моделей фактически остается равным первой цифре.

Интерполированное разрешение - это повышение количества пикселов в отсканированном изображении за счет программной обработки. Величина интерполированного разрешения может во много раз превышать величину оптического разрешения, однако следует помнить, что количество информации, полученной с оригинала, будет таким же, как и при сканировании с оптическим разрешением. Другими словами, повысить детальность изображения при сканировании с разрешением, превышающим оптическое, не удастся.

Разрядность

Разрядность, или глубина цвета, определяет максимальное число значений, которые может принимать цвет пиксела. Иначе говоря, чем выше разрядность при сканировании, тем большее количество оттенков может содержать полученное изображение. Например, при сканировании черно-белого изображения с разрядностью 8 бит мы можем получить 256 градаций серого (2 8 = 256), а используя 10 бит - уже 1024 градации (2 10 = 1024). Для цветных изображений возможны два варианта указываемой разрядности - количество бит на каждый из базовых цветов либо общее количество бит. В настоящее время стандартом для хранения и передачи полноцветных изображений (например, фотографий) является 24-битный цвет. Поскольку при сканировании цветных оригиналов изображение формируется по аддитивному принципу из трех базовых цветов, то на каждый из них приходится по 8 бит, а количество возможных оттенков составляет немногим более16,7 млн. (2 24 = 16 777 216). Многие сканеры используют большую разрядность - 12, 14 или 16 бит на цвет (полная разрядность составляет соответственно 36, 42 или 48 бит), однако для записи и дальнейшей обработки изображений эта функция должна поддерживаться применяемым программным обеспечением; в противном случае полученное изображение будет записано в файл с 24-битной разрядностью.

Следует отметить, что более высокая разрядность далеко не всегда означает более высокое качество изображения. Указывая 36- или 48-битную глубину цвета в документации или рекламных материалах, производители зачастую умалчивают о том, что часть битов используется для хранения служебной информации.

Динамический диапазон (максимальная оптическая плотность)

Как известно, более темные участки изображения поглощают большее количество падающего на них света, чем светлые. Величина оптической плотности показывает, насколько темным является данный участок изображения и, следовательно, какое количество света поглощается, а какое отражается (или проходит насквозь в случае прозрачного оригинала). Обычно плотность измеряется для некоего стандартного источника света, имеющего заранее определенный спектр. Значение плотности вычисляется по формуле:

где D - величина плотности, R - коэффициент отражения (то есть доля отражаемого или проходящего света).

Например, для участка оригинала, отражающего (пропускающего) 15% падающего на него света, величина плотности составит log(1/0,15) = 0,8239.

Чем выше максимальная воспринимаемая плотность, тем больше динамический диапазон данного устройства. Теоретически динамический диапазон ограничен используемой разрядностью. Так, восьмибитное монохромное изображение может иметь до 256 градаций, то есть минимальный воспроизводимый оттенок составит 1/256 (0,39%), следовательно динамический диапазон будет равен log(256) = 2,4. Для 10-битного изображения он будет уже немного больше 3, а для 12-битного - 3,61.

Фактически это означает, что сканер с большим динамическим диапазоном позволяет лучше воспроизводить темные участки изображений или просто темные изображения (например, передержанные фотоснимки). Следует оговориться, что в реальных условиях динамический диапазон оказывается меньше вышеуказанных значений из-за влияния шумов и перекрестных помех.

В большинстве случаев плотность непрозрачных оригиналов, сканируемых на отражение, не превышает значения 2,0 (что соответствует участку с однопроцентным отражением), а типичное значение для высококачественных печатных оригиналов составляет 1,6. Слайды и негативы могут иметь участки с плотностью выше 2,0.

Источник света

Источник света, используемый в конструкции того или иного сканера, в немалой степени влияет на качество получаемого изображения. В настоящее время используются четыре типа источников света:

  1. Ксеноновые газоразрядные лампы . Их отличают чрезвычайно малое время включения, высокая стабильность излучения, небольшие размеры и долгий срок службы. Но они не очень эффективны с точки зрения соотношения количества потребляемой энергии и интенсивности светового потока, имеют неидеальный спектр (что может вызвать нарушение точности цветопередачи) и требуют высокого напряжения (порядка 2 кВ).
  2. Люминесцентные лампы с горячим катодом . Эти лампы обладают наибольшей эффективностью, очень ровным спектром (которым к тому же можно управлять в определенных пределах) и малым временем разогрева (порядка 3-5 с). К отрицательным сторонам можно отнести не очень стабильные характеристики, довольно значительные габариты, относительно небольшой срок службы (порядка 1000 часов) и необходимость держать лампу постоянно включенной в процессе работы сканера.
  3. Люминесцентные лампы с холодным катодом . Такие лампы имеют очень большой срок службы (от 5 до 10 тыс. часов), низкую рабочую температуру, ровный спектр (следует отметить, что конструкция некоторых моделей этих ламп оптимизирована для повышения интенсивности светового потока, что негативно отражается на спектральных характеристиках). За перечисленные достоинства приходится расплачиваться довольно большим временем прогрева (от 30 с до нескольких минут) и более высоким, чем у ламп с горячим катодом, энергопотреблением.
  4. Светодиоды (LED). Они применяются, как правило, в CIS-сканерах. Цветодиоды обладают очень малыми габаритами, небольшим энергопотреблением и не требуют времени для прогрева. Во многих случаях используются трехцветные светодиоды, с большой частотой меняющие цвет излучаемого света. Однако светодиоды имеют довольно низкую (по сравнению с лампами) интенсивность светового потока, что снижает скорость сканирования и увеличивает уровень шума на изображении. Весьма неравномерный и ограниченный спектр излучения неизбежно влечет за собой ухудшение цветопередачи.

Скорость сканирования и время прогрева

В процессе тестирования было измерено время, необходимое для «холодного» старта и восстановления из режима энергосбережения.

Для оценки производительности тестируемых сканеров были проведены замеры времени, требующегося для выполнения нескольких наиболее типичных задач. Отсчет времени начинался с момента нажатия кнопки Scan (или аналогичной) в приложении, из которого производилось сканирование, и заканчивался после того, как данное приложение вновь было готово к работе (то есть можно было производить какие-либо действия, например изменение настроек или области сканирования).

» Сканирующие устройства минилабов

Мы продолжаем знакомство с принципами и особенностями работы минифотолабораторий. Попробуем разобраться с тем, как происходит измерение характеристик плотности и цвета негатива и вычисление параметров экспонирования.

Чтобы увидеть и проанализировать увиденное (в нашем случае - негативное изображение на фотопленке), необходимо, как минимум, иметь "глаза и мозги". Функции этих органов в принтере минилаба выполняет сканер. Особенности способа считывания изображения и алгоритма обработки полученных данных определяют степень достоверности вычисления времени экспонирования для получения качественного отпечатка.

Что касается "глаз" сканера, то, чем более подробную информацию о негативе они сообщают компьютеру (чем больше разрешающая способность и динамический диапазон измерительной системы) - тем лучше. Однако, на самом деле, объем обрабатываемой информации ограничен возможностями аппаратных средств компьютера и алгоритма и временем обработки, которое должно быть согласовано с производительностью остальных систем принтера. Тем более что задача, которую призван решать сканер, состоит не только и не столько в компенсации описанных ранее факторов, связанных с негативом, бумагой, оптическим и химическим трактами принтера. Алгоритм сканера должен, в идеальном случае, классифицировать условия съемки объекта и вычислить коррекцию для его оптимального воспроизведения на отпечатке. Следует иметь в виду, что задача определения объекта съемки зачастую не может быть однозначно решена не только мощными программно-аппаратными средствами, но и самим оператором, так как идеальная коррекция плотности для одного участка изображения может привести к потере деталей на другом участке. Например, “выбитое” вспышкой лицо на переднем плане имеет на негативе плотность гораздо выше, чем объекты заднего плана, которые могут представлять не меньший интерес для снимавшего. В этом случае более приемлемым решением может оказаться компромисс, при котором объект переднего плана печатается несколько более плотным, чтобы воспроизвести детали заднего плана. Задачу воспроизведения деталей одновременно с участков негатива повышенной и пониженной плотности решает адаптивное маскирование, примененное в принтере новейшего поколения Agfa MSP DIMAX . В оптический тракт введена жидкокристаллическая матрица, на которой автоматически формируется маскирующее изображение, компенсирующее высокий контраст исходного негатива.

Попытаемся разобраться, как сканеры различных моделей принтеров (Noritsu QSS1401/1501/1201(2)/1701(2) , Gretag MasterOne/MasterLab(+) , Agfa MSC ) справляются со столь сложной задачей, и в какой степени их функционирование может быть оптимизировано настройкой.

Глазами сканера Noritsu является ПЗС матрица 128x128 элементов, на которую через линзу,соответствующую формату пленки, проецируется кадр. Изображение считывается трижды за фильтрами R,G,B. Линзы и фильтры расположены на соосных турелях. После предварительного усиления информация в виде аналогового видеосигнала поступает на процессорную плату сканера, где оцифровывается и анализируется. Несмотря на достаточно большое разрешение ПЗС матрицы и солидную вычислительную мощность процессора этот сканер часто ошибается при вычислении экспозиции. Это обусловлено как несовершенством алгоритма, так и свойствами измерительной системы: характеристики фильтров не адаптированы к спектральной чувствительности фотобумаги и нестабильны во времени (фильтры быстро выгорают). Динамический диапазон измерительной системы недостаточно адаптирован ко всему диапазону плотностей изображения на пленке. Настройка принтера при работе со сканером заключается в калибровке усиления сигнала (потенциометрами на плате предварительных усилителей), определении области ПЗС матрицы, на которую проецируется кадр (для каждого формата пленки), и запоминанию величин для неэкспонированного кадра пленки. Практика показывает, что, для снижения процента брака, операторы Noritsu предпочитают работать в полуавтоматическом режиме, когда сканер корректирует только цветовые сдвиги, а оператор вводит поправки по плотности. Функция цветовой коррекции ухудшается по мере выгорания фильтров, и зачастую роль сканера сводится к позиционированию кадра.

Сканер упомянутых моделей Gretag работает гораздо эффективнее при определении коррекции как по плотности, так и по цвету. Его измерительная система представляет собой линейку фотодиодов, которая сканирует кадр в 12 позициях за каждым из фильтров R,G,B (для полного кадра формата 135 сканируется массив данных 8x12 точек для каждого из цветов) (рис.1 ). Такое небольшое разрешение накладывает определенные ограничения на эффективность распознавания мелких объектов, однако алгоритм обработки неплохо справляется с классификацией типичных сюжетов. Линейка фотодиодов является единственным органом зрения принтера (принтеры Noritsu , помимо матрицы сканера, имеют три фоточувствительных датчика R,G,B, осуществляющих интегральное измерение плотности кадра). Поэтому работа без сканера возможна лишь в режиме фиксированной экспозиции. Сигналы с фотодиодов, после адаптивного усиления, оцифровываются 12-разрядным АЦП, что обеспечивает достаточный динамический диапазон измерительной системы. Алгоритм классифицирует изображение, пытаясь отнести его к одной из групп по условиям съемки (Flash-1, Flash-2, Back Light, Green, Snow). Для каждой группы оценивается вероятность отнесения к ней сюжета, и полученные величины участвуют в процессе вычисления времени экспонирования наряду с параметрами в памяти принтера, определяющими степень коррекции для каждой из групп. К группе Flash-1 относятся сюжеты с ярко выраженным объектом высокой плотности в центре кадра (предполагается, что объект переднего плана снят со вспышкой и требуется плюсовая коррекция плотности для его нормального воспроизведения). Типичный пример - лицо на переднем плане, снятое со вспышкой. Если один или несколько плотных участков негатива смещены от центра, сканер анализирует их цветовой баланс и в случае близости с балансом человеческой кожи принимает их за объект съемки, относя сюжет к группе Flash-2, и, также как в предыдущем случае, осуществляет плюсовую коррекцию плотности. Сканер относит сюжет к группе Back Light (яркий фон), если обнаруживает достаточно большой участок негатива повышенной плотности, ограниченный краями кадра. Такой участок классифицируется как яркий фон и применяется минусовая коррекция плотности. Типичный пример - яркое небо на заднем плане. Сюжеты с объектами на фоне ярко освещенной зелени классифицируются как группа Green и требуют минусовой коррекции. Следует отметить, что, хотя сканер принимает во внимание цветовой баланс при отнесении сюжетов к группам Flash-2 и Green, соответствующая коррекция производится только по плотности. К группе Snow сканер относит низкоконтрастные объекты на однородном светлом фоне (снежный пейзаж, небо). Такие сюжеты требуют минусовой коррекции. Специальные кнопки на клавиатуре позволяют "подсказать" сканеру, с каким случаем он имеет дело.

При вычислении цветовой коррекции используются установленные в памяти пределы цветового сдвига по каждой из цветовых осей (Y-B, M-G, C-R плюс дополнительные оси для цвета ламп накаливания и люминесцентных ламп), при превышении которых коррекция не применяется (предполагается наличие естественной цветовой доминанты). Степень коррекции определяется заданной в памяти величиной максимума (Color Correction Factor) и величиной отклонения от “серого центра”. Она максимальна при малых отклонениях и линейно уменьшается до нуля с приближением к установленным пределам. Баланс “серого центра” индивидуален для каждой пленки. В памяти хранятся величины средней плотности нормального негатива и маски для каждого настроенного пленочного канала в соответствии с DX-кодом. По этим величинам ведется статистика, и заданные величины могут со временем уточняться с использованием статистических данных. При вычислении отклонения по плотности и цвету каждого кадра измеренная интегральная плотность сравнивается с плотностью нормального негатива с учетом отклонения маски.

Сканер показывает приемлемые результаты при работе в автоматическом режиме. Ошибки по плотности составляют в среднем 5-10%. Приведем типичные случаи ошибок. При смещении от центра до соприкосновения с границей кадра объекта переднего плана, снятого со вспышкой, сканер может отнести сюжет к группе Back Light, вместо Flash-1, и применить коррекцию с обратным знаком. Человеческие лица на групповой фотографии могут оказаться слишком мелкими объектами для сканера. Он не применит поправку, предусмотренную для сюжета Flаsh-2, и они окажутся на отпечатке слишком светлыми. Сюжет, содержащий белые объекты,снятые при вечернем или желто-красном искусственном освещении (корабль, здание), может быть отнесен сканером к группе Flash-2. В этом случае принтер напечатает слишком плотный отпечаток, приведя белые объекты к нормальной плотности человеческого лица. Часто сканер пытается привести к средней плотности светлую рубашку, принимая ее за основной объект переднего плана (Flash-1). Ясно, что портрет при этом оказывается слишком темным. Существенные цветовые сдвиги, обусловленные нарушением процесса обработки и хранения пленки, почти не корректируются. Не удается избежать некоторого искажения цветов при наличии в сюжете небольших цветовых доминант. При ручной печати опытный оператор может предвидеть некоторые из упомянутых ситуаций и попытаться их исправить. Оптимизация работы алгоритма сканера является процессом нахождения компромисса путем подстройки в памяти одноименных параметров, отвечающих за степень коррекции каждой из сюжетных групп. Также компромиссом между качеством печати сюжетов с цветовыми доминантами и коррекцией нежелательных цветовых сдвигов является настройка величин пределов коррекции и CCF.

Наилучшие результаты при автоматической печати показывает TFS-сканер семейства принтеров Agfa MSC . Технология “Total Film Scanning” позволяет печатать всю продукцию в общем для всех пленок канале с минимальным участием оператора (только загрузка пленки). Вполне удовлетворительно корректируются даже пленки с серьезными отклонениями, обусловленными нарушением процесса обработки и хранения. Процедура настройки принтера предельно проста. Попробуем разобраться, какими средствами достигается эта простота. “Глаза” сканера представляют собой три линейки из 16 фоточувствительных элементов, каждая из которых экспонируется одной из основных спектральных составляющих света, а также дополнительная линейка для анализа плотности негатива (рис.2 ). Блок фильтров сканера имеет характеристики, адаптированные к спектральной чувствительности эмульсии используемого типа фотобумаги, и выполнен в виде сменной обоймы. Это позволяет сканеру видеть негатив “глазами” фотобумаги. Подвижные части отсутствуют - сканирование происходит по мере подачи пленки. При сканировании полного кадра пленки формата 135 компьютер получает массив данных в 16x31 точках для каждого из трех основных цветов. При загрузке пленки она полностью сканируется. Данные, полученные по всей пленке, анализируются алгоритмом сканера, и выявленные особенности принимаются в расчет, наряду с информацией о каждом кадре. Полученной информации оказывается достаточно, чтобы алгоритм правильно вычислил не только коррекцию, связанную с особенностями пленок разных типов и производителей, но и скомпенсировал цветовые сдвиги пленок с различными отклонениями от нормы. Классификация индивидуальных кадров по сюжетным группам осуществляется подобно тому, как это происходит в сканере Gretag , но с более надежным результатом, что обусловлено как более высоким разрешением, так и информацией о других кадрах пленки. Заслуживает внимание работа алгоритма с сюжетами, содержащими цветовую доминанту. При расчете цветовой коррекции индивидуального кадра алгоритм игнорирует участки с повышенным цветовым сдвигом, что позволяет получить неискаженную цветопередачу объекта в сюжете с цветовой доминантой.

Настройка параметров сканера DL1, DL2, DL3, хранящихся в памяти принтера, позволяет оптимизировать распознавание и коррекцию сканером специфических условий съемки. Например, если замечено, что отпечатки с контрастных негативов, содержащих объект на переднем плане, снятый со вспышкой, получаются недоэкспонированными, следует слегка увеличить параметр DL1. Параметр DL2 отвечает за распознавание и коррекцию контрастных сюжетов с ярким фоном. Как и в случае с Gretag оптимизация этих параметров является поиском некоторого компромисса. Коррекция же негативов с низким контрастом, а также сюжетов на фоне больших водных поверхностей, снежных пейзажей и т.д., производится регулировкой параметра DL3.

При правильной настройке указанных параметров и регулировке порога распознавания цветовых доминант работа оператора в режиме автоматической печати становится чрезвычайно простой и удобной, даже если на пленке имеются кадры со значительными отклонениями от нормальных условий экспонирования.

Завершая сравнительный обзор принципов работы сканеров в МЛ и их возможности по коррекции плотности и цвета фотоотпечатков, хотелось бы отметить, что даже самый лучший сканер, снабженный хорошим алгоритмом, не в состоянии скомпенсировать серьезные отклонения технологических параметров процессов обработки пленки и бумаги от нормальных. Другими словами, всегда нужно помнить, что корректирующая работа сканера наиболее эффективна при условии нормальной, с химической точки зрения, работы как фильмпроцессора, так и бумажного процессора.

Игорь ГОРЮНОВ, Павел ЗАХАРОВ

Ссылки на связанные темы:

Описания минифотолабораторий
Периодически обновляемый раздел сайта, посвященный описаниям, в первую очередь, новых, а так же, по мере возможности, старым моделям минифотолабораторий.

Для перевода негативов или слайдов в цифровой формат используют специальное устройство - сканер для пленки. Он отличается от обычного сканера тем, что предназначен для обработки небольших прозрачных изображений, которые имеют большое разрешение. Хотя многие снабжаются специальными модулями, позволяющими сканировать слайды, но продукт, полученный в результате, отличается невысоким качеством.

Только CCD (ПЗС) элементы сканирования могут обеспечить требуемую для изображений с высоким разрешением. Поэтому все сканеры для пленки построены с их использованием. Некоторые модели имеют одну линейку ПЗС. В этом случае для перевода в цифровой формат требуется трехкратное прохождение продлевает сканирование, но не влияет на его результат. В основном сканер для пленки имеет ПЗС матрицу, и оцифровка изображения происходит за один проход. Некоторые модели применяют многоразовый проход для уменьшения ошибок в итоговом изображении.

Важным параметром, на который стоит обратить внимание при выборе сканера, является оптическое разрешение. Ширина самой распространенной пленки составляет 35 мм, а само изображение имеет еще меньшие размеры. Поэтому величина оптического разрешения должна быть не меньше 2400 dpi (точек на дюйм). Существуют сканеры, обеспечивающие 4800 и 5400 точек на дюйм. И хотя сегодняшний уровень технологий позволяет достичь еще больших значений, это нецелесообразно - размеры зерна даже мелкозернистой пленки будут намного больше пикселя.

Особое внимание стоит обратить на динамический диапазон или оптическую плотность. Чем выше значение этого параметра, тем качественнее сканер для негативов может передавать полутона и плавные переходы цвета. Для качественной обработки пленки значение оптической плотности должно быть в диапазоне от 3,2 D до 3,6 D. Приобретать модели с больше нет смысла, так как подавляющее большинство пленок имеет именно такие значения.

На качество оцифровки влияет еще и разрядность представления света, которая характеризует цветопередачу. Современный сканер для пленки может иметь 42 или 48 битовое представление цвета, но обработка в таком формате используется только внутри сканера и служит для уменьшения «шумов» преобразования. Итоговое изображение имеет стандартную для компьютерной техники 24-битную кодировку цвета.

Сканер для слайдов в большинстве случаев подключается к компьютеру через USB-интерфейс. Более дорогие модели могут подключаться через SCSI-2 и (FireWire). В этом случае достаточно часто в комплекте имеется плата с данным контроллером.

Сканер для пленки почти всегда имеет для улучшения изображения. Это и Digital ICE, которая позволяет убрать с изображения пылинки и царапины, не затрагивая основного изображения, и Digital GEM, которая позволяет устранить зернистость, и Digital ROC, позволяющая восстановить цвета на выцветших фотографиях и др. Достаточно часто все эти средства объединяют в одном пакете Digital ICE4 Advanced. Использование этих технологий значительно продлевает сканирование, но результат получается отличный. Для аналогичных преобразований в Фотошопе потребуется гораздо больше времени, а результат отнюдь не гарантирован.

Не удивляйтесь, если вы не обнаружили этих слов в характеристиках вашего сканера - производители не всегда указывают этот показатель. Но это вовсе не означает, что данная характерисктика не играет существенной роли в качестве получаемого изображения. Наоборот, многие специалисты сходятся во мнении, что это основной показатель качества сканера.

Что такое динамический диапазон?

Более точно этот параметр называется диапазоном оптических плотностей.

Оптическая плотность - это показатель, позволяющий численно измерить, насколько темным является оригинал. Для прозрачного оригинала оптическая плотность - это десятичный логарифм отношения общего потока света к потоку света, прошедшего через оригинал; для непрозрачных - отношения всего потока к отраженному свету.

Таким образом, чем темнее оригинал, тем больше его оптическая плотность. Например, значение оптической плотности 0,01 соответствует практически белому свету, а значения 4,0 и выше - почти черному, практически неразличимому глазом.

На любом слайде есть как светлые, так и темные области - целый набор различных оптических плотностей. Диапазон между самой маленькой и самой большой оптической плотностью на данном оригинале называется его динамическим диапазоном .

Динамический диапазон сканера

Динамический диапазон есть не только у оригинала, но и у сканера. Динамический диапазон сканера – это разность оптических плотностей, которую сканер может распознать.

Белый цвет все сканеры распознают достаточно хорошо. Другими словами, с минимальной оптической плотностью у них проблем нет. У большинства сканеров она равна 0,01 или даже меньше. Проблемы возникают при сканировании темных областей, где света очень мало. Здесь все зависит от чувствительности считывающего фотоэлемента: чем чувствительнее CCD линейка, тем лучше сканер распознает темные области.

Что значит «распознает»?

Под этим словом подразумевается сразу два действия. Во-первых, сканер должен отличить темный оттенок от максимально черного. Иначе многие темные области на сканированном изображении будут выглядеть просто черным пятном без каких-либо деталей. Во вторых, сканер должен сканировать темную область без шумов - этакого цветного мусора в виде разноцветных точек. Ведь чем темнее оригинал, тем слабее сигнал на фотоэлементе, и тем больший вклад в изображение будет вносить шум самого фотоэлемента и других электронных компонентов сканера.

Способность сканера отличать темные области от черных и степень зашумленности темных областей обычно связаны между собой. Они определяются качеством фотоэлемента и глубиной цвета сканера: чем более темные области распознает сканер, тем меньше шума вносит фотоэлемент.

Поэтому эти два параметра обычно объединяют одной характеристикой - динамическим диапазоном, который показывает, насколько качественный фотоэлемент установлен в сканере, и следовательно, насколько темные области он распознает и какой уровень шумов в тенях дает при сканировании. Разумеется, чем больше значение динамического диапазона, тем лучше.

Кроме того, динамический диапазон зависит от глубины цвета сканера, то есть от количества градаций серого (яркости), который он может передать. Это естественно: чем меньше градаций яркости передает сканер, тем меньше разница между самым светлым и самым темным оттенками, которые он распознает.

Связаны эти параметры очень просто. Допустим, глубина цвета сканера составляет 36 бит, или 12 бит на цвет. Это значит, что он распознает 4096 градаций серого. Десятичный логарифм от 4096 дает 3,6 - это и есть максимальный динамический диапазон данного сканера. На самом деле он меньше, поскольку чувствительность фотоэлемента не идеальна. Насколько - зависит от качества фотоэлемента. Однако можно точно сказать, что динамический диапазон данного сканера не может превышать 3,6.

По динамическому диапазону можно точно классифицировать сканеры (табл. 1).

Динамический диапазон оригинала

Очевидно, что значение динамического диапазона сканера должно превосходить значение динамического диапазона оригинала. Иначе при сканировании часть информации с оригинала будет утрачена: если изображение и не будет сплошь черным, то темные оттенки пропадут. Например, вместо тени на лице будет просто черное пятно. Либо же сканер поднимет яркость изображения и хорошо распознает темные области, зато вместо светлых областей получатся пятна, на этот раз - белые.

Данные для наиболее распространенных непрозрачных оригиналов приведены в таблице 2.

Таким образом, диапазон сканера, предназначенного для сканирования исключительно непрозрачных оригиналов, должен быть не меньше 2,3–2,5. С другой стороны, он не должен слишком уж превышать эти цифры, так как с увеличением динамического диапазона цена сканера возрастает в геометрической прогрессии.

С прозрачными оригиналами дело обстоит несколько сложнее. Во-первых, фотоматериалы бывают профессиональными и любительскими. У последних диапазон плотностей несколько меньше.

Во-вторых, в отличие от непрозрачных оригиналов, которые, как правило, печатаются на белой бумаге (то есть отсчет динамического диапазона ведется от белого цвета с низкой плотностью), в негативах самый светлый оттенок все равно имеет значительную плотность.

Это значит, что при сканировании негативов и слайдов надо учитывать не только динамический диапазон, но и максимальную оптическую плотность. Например, слайд с динамическим диапазоном 3,0 может иметь плотности от 0,7 до 3,7. А ведь динамический диапазон сканера отсчитывается практически от белого цвета - от низких плотностей. Таким образом, если диапазон сканера составляет 3,5, то максимальная плотность, которую он может распознать, - это 3,55 (максимум - 3,6). Такой сканер не сможет корректно отсканировать описанный выше слайд, хотя его динамический диапазон выше, чем у оригинала.

Поэтому для прозрачных оригиналов лучше учитывать не динамический диапазон, а максимальную оптическую плотность (таблица 3). Другими словами, максимальная оптическая плотность слайда должна быть меньше, чем максимальная плотность, которую распознает сканер.

Чем сканировать?

Что бы ни заявлял производитель, динамический диапазон планшетного сканера из класса «офисных и домашних», так называемого SOHO, стоимостью до $450, не превышает 2,6–2,7. Одна только CCD линейка, способная дать динамический диапазон 3,0, стоит дороже.

Такой сканер хорошо обрабатывает непрозрачные оригиналы, но темные области на слайдах будут выглядеть сплошным черным пятном с огромным количеством шумов. Если вы попытаетесь на таком сканере отсканировать негатив, то после инвертирования все светлые области (те, что на негативе были темными), например, небо с облаками или светлая рубашка - будут выглядеть сплошным белым пятном без каких либо деталей, кроме тех же шумов.

Поэтому, даже если к сканеру за $200 докупить слайд-модуль, качественно сканировать слайды и, тем более, негативы на нем не удастся.

Минимальный динамический диапазон, при котором можно надеяться на более или менее приличный результат, - 3,0, а лучше 3,4. Минимальная стоимость планшетного сканера с таким диапазоном - $600. Слайд-сканер с 3,0D обойдется не намного дешевле, а для профессионального использования необходимы сканеры с диапазоном от 3,4D и выше.

Что сканировать?

Мы не будем пытаться классифицировать оригиналы, а лишь разберемся, каким оригиналам следует отдавать предпочтение, а каких - избегать, и почему.

Начнем с самого простого - со сканирования текста. Высокого разрешения для этой работы не требуется, но тонкости все равно есть.

Во-первых, при выборе способа сканирования любой сканер предлагает два варианта:

  • режим black&white (halftone) - черно белый без оттенков серого;
  • режим grayscale - с оттенками серого.

В первом случае о рисунках можно забыть. Они превратятся в черные пятна, останется только текст. Причем, если текст не очень четкий, местами смазанный или просто бледный, то полученное изображение будет выглядеть плачевно.

С другой стороны, режим black&white - самый быстрый и экономный с точки зрения размера файла. Применять его нужно только для очень четкого текста.

В остальных случаях лучше предпочесть сканирование в оттенках серого. Программа распознавания текста прекрасно справится с таким файлом, да и рисунки, логотипы и т. п. отсканируются нормально.

Если оригинал цветной, необходимо учесть возможности сканера.
В принципе, самый лучший оригинал - слайд, чуть хуже - негатив, еще хуже - фотография, а полиграфических цветных отпечатков вроде вырезок из журналов вообще лучше избегать.

Почему?

Во-первых, именно в таком порядке уменьшается динамический диапазон оригиналов. Но это не самая главная причина, по которой слайд или негатив предпочтительнее фотографии.

Дело в том, что каждый оригинал характеризуется цветовым охватом - набором передаваемых оттенков. Этот параметр не следует путать с глубиной цвета. Глубина цвета показывает количество оттенков, а цветовой охват показывает, какие это оттенки.

Проиллюстрируем это на примере. Самый большой цветовой охват у человеческого глаза. Его можно изобразить в виде некой фигуры, на которой отражены все воспринимаемые оттенки (см. рисунок).

Большой треугольник очерчивает все оттенки, которые передает слайд и вообще фотопленка, треугольник поменьше соответствует цветам, передаваемым монитором (контур для сканера представляет собой нечто среднее между слайдом и монитором). Наконец, внутренняя фигура отвечает набору красок CMYK, то есть цветовому охвату типографской машины (и цветного лазерного принтера, у которого цветовой охват немногим больше).

Таким образом, зелено-голубую гамму хорошо передает фотопленка и сканер, но не принтер (известный факт: на стандартном 4 цветном принтере нельзя изобразить голубое небо).

Отсюда мораль - если есть выбор, то надо сканировать оригинал, который передает большее количество оттенков, то есть слайд, а не отпечатанную с него фотографию. Однако сканировать слайды могут далеко не все сканеры - из за слабого динамического диапазона офисных моделей. Поэтому у владельца сканера за $100–200 часто попросту нет выбора.

О полиграфических отпечатках надо сказать отдельно. Принтеры и полиграфические машины печатают специальными точками - растром, частота которого не слишком отличается от разрешения сканера 1. Хотите узнать, что получится, если наложить друг на друга две периодические структуры - сканера и отпечатка? Посмотрите на свет через два слоя капрона или любой другой полупрозрачной синтетической ткани. Вы увидите муар. Такой же муар получится в результате сканирования полиграфического отпечатка.

Бороться с этим эффектом позволяет специальная функция Descreen в драйвере сканера. Она удаляет муар, слегка размывая изображение. Но при этом существенно страдает качество. Поэтому сканировать вырезки из журнала можно только с последующим уменьшением изображения, тогда эффект размытости будет не так заметен.

Краткое резюме - если позволяет сканер, сканируйте слайды, а не фотографии. Если есть возможность - избегайте сканирования полиграфических отпечатков, а если выхода нет, то сканируйте с последующим уменьшением картинки, минимум, в 1,5 раза.

С появлением цифровых фотоаппаратов эта задача упростилась до неприличия. Проявлять, печатать и даже сканировать уже давно не нужно, даже самые бюджетные модели обязательно пишут в EXIF дату съемки, а небюджетные ещё и координаты места - остаётся только скопировать файлы с карты памяти да использовать любую понравившуюся программу-вьюер. А если у вас в семье было несколько поколений фотографов, пусть даже и любителей?

О том, что делать со старыми негативами, слайдами и отпечатками, и пойдёт речь в этой статье. Замечу, что Америк я не открывал и любой более-менее квалифицированный пользователь легко сделает всё это сам.

1. Оборудование

Покупка профессионального фильм-сканера в планы автора не входила: кроме негативов и слайдов, в архиве было около 4000 фотоотпечатков, для которых нужен планшетный сканер, в идеале - с автоподачей. Конечно, лучше сканировать оригинальный негатив, чем отпечатенный с него позитив, но разобраться, для каких снимков сохранились негативы, было невозможно. Покупать же два сканера ради разовой, по сути, работы не позволили жаба и здравый смысл.

В итоге за 5990 руб. был куплен планшетный сканер среднего класса Epson Perfection V350 Photo , снабженный AFL (Auto Film Loader, автоподатчик для пленки). Оптическое разрешение 4800 DPI позволяет сканировать негативы и слайды. Конечно, динамический диапазон за эти деньги не такой, как у профессиональных фильм-сканеров, и скорость оставляет желать лучшего, но…

Кроме сканера, понадобятся фотобачок для промывки старых 35-мм плёнок и пара прищепок для последующей просушки. Ещё нужно место на диске: отсканированные в адекватном разрешении ~9000 фотографий (JPG максимального качества) у автора заняли 45 Гб. Если кто-то решит хранить данные в loseless-формате (TIFF/PSD/etc.), то ещё больше.

2. Программное обеспечение

4. Коррекция фона. По смыслу это аналог коррекции уровней (Levels) в Adobe Photoshop. Работает хорошо, некоторые кадры позволяет «вытянуть» сразу на этапе сканирования. Уровень «высокий» почти не используется: если кадр изначально затемнен, попытка применения фильтра уменьшит контрастность до неприемлемых величин.

5. Удаление дефектов. Самый неоднозначный фильтр. На снимках с большим количеством однородно заполненных участков (небо, спокойная вода, мебель) действительно позволяет убрать большое количество дефектов. На фотографиях с большим количеством лиц небольшого, относительно площади кадра, размера(групповые портреты, демонстрации) может принять части лица за дефект со всеми вытекающими. Особенно ему не нравятся глаза:) Фильтр ресурсоемкий, увеличивает время сканирования.

Синхронизация веб-альбомов Picasa и каталога на диске

После того, как в каталоге появятся первые файлы со сканера, нужно настроить синхронизацию с веб-альбомами Picasa. В свойствах альбома выбираем «Включить синхронизацию»:

После включения режима синхронизации не забудьте указать размер фотографий. Для резервного копирования нужно установить «Изображения в исходном размере ». На скорости просмотра это не скажется, а вот на скорости синхронизации скажется сильно (зависит от вашей скорости соединения с интернетом). Еще можно включить режим «частный », если вы не хотите (я, например, не хочу:), чтобы ваши фотографии были общедоступны. В режиме «частный» можно выдать права доступа на просмотр и редактирование выбранным вами пользователям Google (нужен аккаунт Google).

Вот и всё. Теперь, если у вас есть желание и время, можно оцифровать всё, что было отснято в доцифровую эпоху. Сканер сканирует, Picasa автоматически загружает фотографии на веб, а вы не забываете время от времени делать резервные копии на другие носители.

Не забывайте о резервном копировании!

Дополнительная информация:

- : замечательный ресурс со статьями о сканировании плёнок.
- там же: «Почему не следует сканировать плёнки на планшетнике » (полностью согласен, но…)