Так как в этой статье мы будем говорить исключительно о сканировании прозрачных оригиналов - слайдов и негативов, - то я опущу все рассуждения о непрозрачных образцах. Статья написана для читателя, подготовленного в области фотографии и компьютерной обработки изображения, а также владеющего основными понятиями: интервал оптических плотностей, полезный интервал оптических плотностей, широта фотоматериала, контраст, средний градиент и т.п.

А что имеем?

Д ля начала рассмотрим параметры сканера Epson Perfection 1650 photo. Он единственный, который у меня есть, и было бы странным, если бы я описывал нечто иное. Итак, по некоторым данным этот сканер в режиме сканирования прозрачного оригинала может воспринимать разницу плотностей ΔD scanner =3,2, по другим данным его динамический диапазон составляет ΔD scanner =3,0. Проведенные мною исследования говорят о гораздо более скромных характеристиках по этому параметру, стало быть, производители лукавят (хотя, они вообще не указывают динамический диапазон, по крайней мере для сканеров этого уровня), говоря, что мы можем «безболезненно» сканировать цветной негатив. Я утверждаю, что в том виде в каком сканер поставляется, цветной негатив без потерь отсканировать невозможно. Итак, приступим.

Что означают все эти буквы, цифры?

D - плотность, или десятичный логарифм непрозрачности. Известно, что человеческий глаз воспринимает равномерно увеличивающейся по яркости такую шкалу, поля которой по коэффициенту отражения (или пропускания) идут не в арифметической прогрессии (10%, 20%, 30%…), а отличаются друг от друга в геометрической прогрессии (1%, 2%, 4%, 8%…) - а это есть ни что иное, как логарифмическая зависимость. Вы, наверное, знаете, что и нотный ряд, его частоты (колебания струны) отличаются друг от друга тоже в геометрической прогрессии. Тоже самое можно сказать и о силе звука, которая измеряется в известных вам децибелах.

Итак, человеческий глаз воспринимает соотношение оттенков по логарифмическому закону, поэтому в технике сканирования и т.п. используется именно эта шкала. Изменение на D=0,3 в большую сторону говорит о том, что глаз видит объект в 2 раза темнее. Измеряется плотность в белах.

D max - максимальная плотность; D min - минимальная плотность; ΔD - соотношение неких плотностей, как правило D max -D min ; ΔD scanner - диапазон плотностей (D max -D min), которые способен воспринимать сканер.

Как проводились исследования

Д ля того, чтобы иметь большой диапазон плотностей, я использовал сенситограмму черно-белой фотопленки, мне известны все абсолютные плотности ее полей (с учетом минимальной плотности D min , или, проще, с учетом «плотности вуали»), промер за статусом «М» денситометра. Сканирование ч/б негатива, как правило происходит в «смешанном» канале, поэтому сканировать я буду именно его. За поле с плотность D=0,0 я принял само свечение лампы, т.е. отсканированный участок изображения без пленки. Сенситограмма имела максимальное почернение D max =2,3, для того что бы получить почернение с плотностью D max =2,6 я использовал нейтрально-серый фильтр с плотностью D=0,3, прижатый к области макимального почернения сенситограммы. Сканирование производилось программой Xsane (платформа Линукс) на разрешении 300 dpi в ч/б режиме без каких-либо корректировок (яркость, контраст, уровень «серого»), предостовляемая Xsane возможность задать яркость «железом» не использовалась. Полученный 16-битный файл измерялся «пипеткой» 5×5 пикселей в Photoshop"е.

Полученные результаты:

D test	0,0	0,3	0,35	0,4	0,48	0,54	0,65	0,8	0,9	1,0	1,15	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	1,96	2,06	2,1	2,2	2,3	2,36	2,4	2,5	2,6
D scan	0,0	0,17	0,2	0,22	0,26	0,3	0,36	0,43	0,5	0,57	0,63	0,72	0,8	0,85	0,92	0,96	1,1	1,1	1,15	1,15	1,2	1,3	1,3	1,4	1,4	1,4	1,4
%	0,00	33	38	41	46	51	57	63	68	73	77	81	84	86	88	89	92	92	93	93	94	95	95	96	96	96	96

Где: D test - плотность в испытуемом негативе;

D scan - значение персчитанное из процентов почернения Photoshop"а в белы;

% - процент почернения измеренный Photoshop"ом.

Анализировать полученные значения без подготовки достаточно трудно, да и не нужно. На основании этих данных был построен график (характеристическая кривая), по оси X были отложены значения D test , по оси Y - значения D scanner .

Анализ полученных данных

Т еперь анализировать график гораздо легче:-) Итак, что мы видим: кривая графика до D test =1,6 достаточно ровная и плавная (обозначена зеленым цветом), значит сканер передает значения до этой плотности почти пропорционально, без искажений.

Между D test =1,6 и D test =2,35 кривая имеет вид ломаной линии (обозначена желтым цветом), поэтому осмелюсь предположить, что на этом участке характеристической кривой сканер выдает «додуманные значения». Т.е. матрица их воспринимает, но выдает что-то невразумительное, что бы «переварить» их в «нормальный» вид, сканеру приходиться корректировать эти значения. Это можно сравнить с «децибельником» в профессиональных видеокамерах. Когда уровня освещенности объекта недостаточно, оператор включает «децибельник», камера начинает увеличивать уровень сигнала получаемого от матрицы, фактически происходит усиление электрического сигнала. Увеличивается и то, что нужно, и то что не нужно. Таким образом, одновременно c изображением, происходит усиление шумов. В сканере происходит нечто похожее: на этом участке D test появляются шумы, поэтому кривая и имеет вид ломаной.

А теперь самое веселое. Кто там писал про ΔD scanner =3,0 у этого сканера? Ну-ну… За значением D test =2,35 этот сканер вообще ничего не воспринимает! Так что ΔD epson_perfection_1650_photo =2,4! , да и то, только потому, что D test =2,35 является последним полем, которое имеет возвращенное сканером значение отличное от предыдущего. Сами понимаете, кроме как красным цветом я это выделить не мог:-)

Итоги:

• Сканер способен нормально, почти без искажений воспринимать плотности прозрачного оригинала до 1,6;
• Сканер, внося искажения и «шумы», но все же способен воспринимать плотности от 1,6 до 2,35;
• Сканер слеп за плотностью 2,4, любую плотность выше этого значения он воспринимает как черное.

Что делать?

Д авайте посмотрим, что нам предлагает производитель сканера. В Xsane (если быть точным, то в backend"е Sane) есть возможность регулировать яркость с помощью «железа». Т.е. сканер как бы повышает яркость лампы, для того чтобы «пробить» D max =2,4. На самом деле, никакого повышения яркости лампы не происходит, сканер (а точнее его firmware) обрабатывает получаемые значения, в результате мы должны получить более высокое значение максимальной плотности, которое сканер интерпретирует как черное. Итак, будем использовать возможности предоставленные производителем. Устанавливаем значение Brightness в Xsane на максимум, который позволяет «железо». В нашем случае это 3.

Как и в предыдушем тесте, строим график по полученным результатам (дабы не перегружать читателя информацией, я их не привожу).

Для сравнения была оставлена первая характеристическая кривая (test 1 ), новая кривая (Brightness=3) обозначена красным цветом цветом (test 2 ). Приступим к сравнительному анализу: сканер как имел ΔD scanner =2,4 так и имеет, на основании чего можно судить о том, что «децибельник» (режим усиления сигнала) включен всегда, и работает на участке D test =1,6 D test =2,4, так как никаких новых, более высоких значений D max_test сканеру различить не удается.

Характерная ломаная линия на участке D test =1,6-2,4 стала плавной, что говорит о том, что firmware сканера, при включении опции повышения яркости, преобразует получаемые от матрицы значения более правильно с точки зрения тонопередачи. Но если судить по изображениям, «шумов» от этого меньше не становится, их становится только больше, так как происходит их усиление, или, возможно, «шум» становится более ровным. Скорее всего, верно последнее.

Теперь взглянем на участок от D test =0,0 до D test =0,5, кривая на этом участке имеет низкое значение гаммы. То есть света будут переданы мягко, и светлее чем они есть на самом деле.

Оценим полученный результат в целом: повышение яркости происходит не за счет эффективного использования плотностей, а за счет изменения уровня всех плотностей (обратите внимание, каким тоном передается значение «черного», если в test 1 он находится на значении D scanner =1,4, то в test 2 на значении D scanner =1,2). Применять эту опцию не имеет смысла. Никакого полезного увеличения яркости мы не получим. «Серое поле» станет светлее; «белое поле» останется таким же, каким и было; «черное поле» тоже станет светлее, но никаких новых деталей там не появится. Сканер как «видел» D scanner =2,4, так и «видит». Зато повыситься уровень «шумов».

Честно говоря, когда я делал этот тест, то думал, что Epson все же «сдвинет» кривую вправо, т.е. мы потеряем детали в светах, но получим в тенях, т.е. D scanner не измениться, но будет работать на другом участке D test =(D max -D min). Возможно, производитель пытался реализовать эту возможность. На это указывает характеристическая кривая в диапазоне D test 0,0-0,5. Предположу, что сделано это для того, чтобы не терять детали в светах в случае смещения кривой вправо. На практике, уменьшился только средний градиент.

Сканирования черно-белых негативов.

П опытаемся доказать на практике полученные результаты. Для «чистоты» эксперимента я буду все время использовать один единственный черно-белый негатив. Замечу, что используемый негатив имеет нормальные плотности, а также проявлен до среднего градиента 0,62, что де-факто является стандартом. В кинолаборатории он печатается на 11-м свету, что является нормой.

Как мы уже выяснили, одной из проблем сканирования как негативов, так и слайдов является наличее «шумов» в изображении. Это явление особенно заметно при сканировании достаточно плотных (темных) оригиналов. Связано это с ограниченностью диапазона оптических плотностей ΔD scannner =D max -D min .

Например: сканер Nikon Coolscan 4000 способен воспроизвести диапазон оптических плотностей 4,2 (так не хочется никого огорчать… про Epson 1650, я уже выяснил его ΔD=3,0:-)). Сканеры попроще имеют более скромные показатели.

Максимальный интервал оптических плотностей ч/б негатива 2,5, ΔD max слайда = 3,0, цветного маскированного негатива около 2,5, но из-за наличия маски этот тип негативов обладает большим D min .

Я убежден, что ΔD scanner =3,0 вполне достаточно для сканирования чего угодно, кроме, пожалуй, рентгеновских снимков. Проблема состоит в том, на каком участке негатива (слайда) находится этот ΔD scanner =3,0. Попробую объяснить почему.

Отбросим знания о фотобумаге, она бывает особоконтрастная, контрастная, нормальная, полумягкая, мягкая. Будем использовать в примере нормальную бумагу, потому что регулировать контраст позитивным материалом - «преступление». Позитив должен быть стандартным (такие правила в кинематографе, да и в фотолабораториях тоже), надо уменьшить/увеличить контраст - работай с негативом (меняй время проявления, делай ДДЗ, используй фильтры, контратипы и т.д.). Итак, используем стандартный позитив.

Знаете, какой диапазон плотностей позитив способен воспроизвести? ΔD=1,0! Всего!

Данные даны без учета минимальной плотности.

Вот так-то! Таким образом фотобумага не воспроизводит весь интервал плотностей негатива, это не нужно, это вредно! Получится дико «мягкая», малоконтрастная, «не сочная» картинка, даже если на отпечатке будет присутствовать и белое, и черное поле! Не верите - найдите негатив с таким интервалом (ΔD=2,5), и отсканируйте! Его еще найти - проблема… Здесь я использовал сенситометрический клин (тот самый), его плотности мне известны: черное поле (вуаль) - 0,3; белое поле (максимальное почернение) - 2,3, таким образом ΔD нег =2,0. Точке с плотностью 0,3 присвоил «черное», точке с плотностью 2,3 присвоил «белое», затем в этом же режиме отсканировал образец нашего негатива. «Красотища», правда? Надо признаться, что я приподнял немного уровень серого, негатив получался совсем темным. Но критические точки черного и белого остались на своих местах. Так, что средний градиент не изменился.

Далее, я присвоил в соответствии с сенситограммой, полю с плотностью 0,1 (над вуалью) «точку черного», полю с плотностью 1,1 - «точку белого», и для поля с плотностью 0,6 присвоил «точку серого», т.е. я сымитировал нормальную фотобумагу. Вот, что получилось:

Какой вывод можно сделать из всего выше сказанного - да то, что негатив содержит огромное количество плотностей, которые в позитиве не пропечатаются. В начале XX века ходила байка, что средний градиент (коэффициент контрастности) негатива при умножении на средний градиент позитива должен давать 1,0, тогда, мол, градации будут переданы правильными тонами. Что в итоге? - вялые изображения! Произведение должно быть 1,7~2,2.

Таким образом, для сканирования негатива достаточно даже ΔD scanner =1,7 на случай, если мы захотим сымитровать «особомягкую» бумагу.

Для наглядности на графике характеристической кривой я отметил полезный интервал плотностей негатива. Тест-объект с такими плотностями (симпатичная девушка и ряд серых плотностей) поставляется фирмами-производителями фотопленок для отстройки работы минилабов.

Как видите, полезный интервал плотностей негатива без каких-либо трудностей помещается в «безопасный» интервал плотностей воспринимаемых сканером. Если мы правильно экспонировали пленку, то мы можем позволить себе даже D min =0,5, но для ч/б негатива (не маскированного) это очень большая минимальная плотность.

Какой вывод можно сделать? Для сканирования нормального ч/б негатива более чем достаточно ΔD scanner =1,6~1,7.

Сканирование цветных маскированных негативов

К ак было сказано выше, цветной маскированный негатив имеет ΔD max =2,5, обладая при этом высокими значениями минимальной плотонсти D min . Для примера, измеренный мною цветной негатив Fuji имел следующие значения D min:

Если рассуждать грубо, то это почти норма (под рукой нет ГОСТа). Теперь сложим значения полезного интервала плотностей цветного негатива (они такие же, как у ч/б пленки) со значениями D min по каждому каналу.

Для наглядности, отметим это на нашем графике характеристической кривой (характеристические кривые всех трех каналов похожи; вполне допустимо изобразить одну)

Не сложно заметить, что красный канал, без проблем помещается в «безопасной» зоне, имеется даже небольшой запас; зеленый канал заходит в «опасную» зону темными участками негатива (в позитиве они станут светами); синий канал заходит в «опасную» зону наполовину, от серого до белого участка в позитиве.

Следовательно, в красном канале «шумов» не будет; в зеленом канале канале «шумы» появятся в светлых участках позитива; в синем канале «шумы» будут от серого до белого. Давайте попробуем это подтвердить.

Как я уже говорил, я буду использовать один и тот же ч/б негатив. Чтобы сымитировать цветную маскированную пленку, на негатив был наложен неэкспонированный отрезок цветной негативной пленки Fuji. Также я продемонстрирую гистограммы получаемых результатов. Итак, сканируем «цветной» негатив!

Из-за наличия оранжевой маски, которая обернулась и стала голубой, позитив выглядит голубым. Голубым мы его видить не хотим, что делать? Увеличить «софтом» гамму синего слоя так, чтобы «белое» поле стало не голубым, а белым. Ну что же, попробуем. Подвинем «движки» на гистограмме так, чтобы изображение стало нейтрально-серым во всех плотностях, от черного до белого.

И, о чудо! Нормальная по цвету картинка, ну, почти:-). А теперь давайте откроем ее в графическом редакторе, и поглядим на разобранное по каналам изображение:

Красный

Зеленый

Синий

В красном канале шумов почти нет, в зеленом не велики и вполне допустимы, а вот в синем шумов много. Это не шум сканера, это проблема сканирования маскированных пленок, а точнее «растягивания» синего канала. Чтобы доказать это, я отсканировал этот же ч/б негатив, но без маски в режиме RGB и тоже продемонстрирую в разобранном на каналы виде:

Красный

Зеленый

Синий

Как видите шумов нет ни в одном из каналов. Итак, наш «враг № 1» - желто-оранжевая маска! А точнее, высокая минимальная плотность за синим фильтром. И с ней приходится бороться.

Конечно, при фотопечати этих проблем не возникает, фотобумага (не советская:-)) уже сбалансирована по светочувствительности слоев под оранжевый цвет маски. У современных цветных фотобумаг светочувствительность к синим лучам примерно в 20-30 раз выше, чем к красным. Дело в том, что фотобумага (в фотоувеличителях, в фотопринтерах) экспонируется не белым светом, а желтоватым светом лампы накаливания, да еще прошедшим через оранжевую маску. В сканерах, которые специально не предназначены для сканирования негативов, матрицы балансируются для оцифровки слайдов и НЕмаскированных негативов.

Производители сканеров пытаются решить эту проблему разными путями. Мой Epson, например, позволяет сканировать 48-ми битное изображение, по 16 бит на канал, чтобы было чего «растягивать». Эффект, конечно, есть. По сравнению с 8-ми битной картинкой разница колоссальная. Nikon же в своих сканерах использует дорогую матрицу, способную «видеть» ΔD=4,2, но там другие проблемы, как раз из-за этого:-)

Кстати, на Epson"е плохо сканируются не только цветные негативы, но и плотные (допустимо плотные, разумеется) ч/б негативы, а также плотные слайды. Причины смотри выше.

Таким образом, то, что предпочтительно для фотопечати (передержка негатива на ½ диафрагмы), становится катастрофой при сканировании. Как же с этим бороться? Что делать?

Что делать? Дубль два!

Т о же, что при фотопечати: увеличить экспозицию!

Если при фотопечати мы можем увеличить выдержку или приоткрыть диафрагму, то при сканировании мы сможем только увеличить яркость источника света (т.е. лампы). Хотя, в варианте «от производителя» мы даже этого сделать не сможем. Я, по крайней мере, не слышал о реализации этой возможности в «бюджетных» моделях. Это все, конечно, здорово, но применимо только к сканированию ч/б негативов. В цветном варианте необходимо использовать регулировку экспозиции по трем каналам (на самом деле достаточно двух - по синему и зеленому каналу, голубой маски я никогда не видел). Существуют разные пути для реализации этой возможности:

1. Использовать цветосмесительную головку от цветного фотоувеличителя, или цветные фильтры, противоположные цвету маски (например, компенсационный синий фильтр для ламп накаливания), чтобы так сказать, «нейтрализовать» маску - сделать ее нейтрально-серой. И повысить яркость лампы, дабы «пробить» полученную равную по каналам D min_негатива.
2. Использовать три прохода (по одному на канал) с разной экспозицией для каждого из каналов.
3. Пути решения для производителей:
   • использовать лампы разного типа для сканирования цветных негативов (с более высокой цветовой температуры), и слайдов;
   • использовать лампы более высокой яркости (с запасом), и возможностью эту яркость уменьшить (хорошей идеей кажется использование серого фильтра вводимого перед лампой, никаких изменений цветовой температуры!).
   • Использовать две матрицы. Одну сбалансированную для слайдов, вторую для маскированных негативов (дорогой путь).

Что же делать обычному пользователю? Думаю, что описанные в первом и втором пунктах решения возможно реализовать в домашних условиях. Более реальным мне кажется первый вариант. По крайней мере, сделать Preview можно без использования специфического «софта» (никто написать не хочет? :-)). Например, сделать «световой бокс» с возможностью вставлять фильтры и таким образом регулировать цветность и яркость светового потока. Или использовать цветную головку от увеличителя. А родную лампу оставить для ч/б негативов нормальной для сканера плотности, а также нормальных слайдов.

Все-таки почему достаточно ΔD scanner =3,0

Д а потому, что на слайде если и есть большая плотность, то скорее всего она не нужна, нужно уметь использовать хотя бы ΔD scanner =3,0, но в том месте интервала плотностей оригинала, где это действительно требуется. Проблема состоит в том на каком участке негатива (слайда) находится этот ΔD scanner =3,0. Делать ΔD scanner больше, просто нет смысла, а в случае с Coolscan"ом даже вредно. Потому, что в итоге с негатива получается достаточно мягкая (или малоконтрастная) картинка. Любое же повышение контраста, или гаммы, с помощью «софта» повышает уровень «шумов». Правда, можно отсканировать изображение с разрешением 4000 dpi, провести все корректировки, и уменьшить разрешение. Но тогда получается, что 4000 dpi нужно только для того, что бы затем его уменьшив, подавить шумы? Запутанно получилось… сорри. В любом случае это очень хороший сканер, за те деньги которых он стоит. Короче, нужно увеличивать не ΔD scanner , а добавить возможность регулировать экспозицию!

Забери свой негатив обратно! Мне нужен слайд!

К огда-то, я не очень хорошо себе представлял, почему полиграфисты терпеть не могут сканировать негатив, предположений было много: не хотят возиться с цветопередачей, поднимать контраст - и все в этом роде. Основная причина состоит в другом. В принципе «шумы» есть всегда, либо они видны, либо нет. Так вот, из всего вышесказанного следует, что «шумы» имеют свойство появляться в наиболее темных участках оригинала. При сканировании слайда «шумы» оказываются в тенях, а разглядеть «шумы» в тенях достаточно проблематично. При сканировании негатива «шумы» также оказываются в его наиболее темных участках. И все было бы неплохо, если не надо было негатив обращать. Уже догадались? При обращении негатива в позитив «шумы» оказываются в светах, и рассмотреть их не составляет никакого труда, а вот не заметить - действительно, проблема. К тому же, при современных реализациях сканеров, даже профессиональных, отсканировать негатив качественно практически не возможно! Для этого нужно управлять экспозицией. Вы знаете такие сканеры? Если да, пришлите мне на e-mail названия и, если возможно, ссылки.

Что скажешь о новых ч/б маскированных пленках?

С кажу, что Леонид Васильевич Коновалов сделал эту «новую» пленку на «Свеме» еще в 1989 году (могу соврать, но времена те), для того что бы «безболезненно» использовать ч/б кинокадры в цветной печати. Ну, да ладно… Основной цвет маски «оранжевый», следовательно, лучше всего через нее проходят красные лучи. Как следствие, маска имеет самую низкую минимальную плотность в красном канале. Просто сканируйте красный канал. Если такой опции нет в вашем драйвере, сканируйте RGB и берите красный канал; «остальное» можно выкинуть:-).

Что нужно домохозяйке?

Д ля того, что бы качественно отсканировать стандартный негатив, домохозяйке нужен сканер имеющий ΔD scanner >=1,7 и три «ручки». Две для регулировки количества синего и зеленого света, и «ручка» регулирующая общую яркость источника света. Для сканирования стандартного слайда нужен сканер имеющий ΔD scanner >=2,5 и «ручка» регулировки яркости лампы.

Выводы:

1. Сканер Epson Perfection 1650 photo имеет ΔD scanner =2,4, полезный интервал плотностей ΔD scanner =1,6.
2. В том виде, в каком сканер поставляется производителем, он годен для сканирования:
   • ч/б негативов, в том числе маскированных (красный канал);
   • слайдов нормальной плотности с небольшим количеством темных участков;
   • немаскированных цветных негативов (помните советскую пленку ДС-4?);
   • сканер условно годен для сканирования цветных маскированных негативов (практическое применение этих «сканов» под большим вопросом; годятся только для «превьюшек»).
3. Чем более плотный оригинал мы сканируем, тем больше имеем «шумов».
4. Сканер можно адаптировать для сканирования цветных маскированных негативов, если «прикрутить» к нему лампу большей мощности, и использовать цветные (сине-голубые) фильтры для коррекции цветности светового потока.

Лирическое отступление (циничное)

В общем-то, это нормальная ситуация, когда сканеры делают люди, которые кроме фотографии жены ничего не сканировали и имеют скудные знания о негативах, позитивах, и остальной «ерунде». Кинокамеры (да и не только камеры) делают люди, которые в кино не работают. Эти же ребята (камень в огород кодака и фуджи) придумали маску для цветной пленки (если кто не в курсе, толку от нее мало, практически нет) и четвертый фиолетово-чувствительный слой, вместо того чтобы изменить спектральную чувствительность красного слоя. Именно из-за этих «друзей» в нашей стране вместо своего, нормального, был введен неправильный стандарт измерения плотностей (зато соответствует мировому!), а то, что кривые на идеальной пленке имеют из-за этого разную гамму - так это никого не волнует. Так, лирическое отступление…

А как сканируешь ты?

Ф ирменные эпсоновские «дрова» годятся только для проверки работоспособности сканера при покупке, ну и сканирования текстов (в 48-битном режиме:-)). Я использую линукс с программой Xsane, потому что там есть «вагон и маленькая тележка» ручных настроек, в том числе настроек железа. И главное - Xsane ничего не стоит! Почему не использую SilverFast ?, потому что его у меня нет:-), а моя демо-версия «приказала долго жить». Если кто-нибудь даст - не обижусь:-). На днях попробую VueScan , говорят неплохая программа для сканирования, и есть версия под линукс. В планах прикрутить цветную головку от «Krokus GFA» к своему сканеру. Думаю, что сделаю это в ближайшее время.

На фото пейзаж неподалеку от станицы «Казанская» Ростовской области.

Благодарность.

В ыражаю огромную признательность Леониду Васильевичу Коновалову за помощь в исправление, по его собственному выражению, «орфографических» ошибок.

Материалы использованные при написании статьи:

• Л.В. Коновалов, «Как разобраться в кинопленках», ВГИК, 1997г.
• В.А. Яштолд-Говорко «Печать фотоснимков», «Искусство», 1967г.
• Материалы сайта bog.pp.ru

Ответственность?

А что это такое? :-)

Мнение автора по изложенному выше вопросу не является «истиной последней инстанции». Я лишь излагаю то, что проверил, попробовал, «пощупал»… Мнения, выводы, результаты и утверждения автора могут не совпадать с вашими, или кого-либо еще. Данные в статье рекомендации не следует воспринимать как руководство к действию. Все предложения, которые вы, возможно, реализуете в вашем оборудовании после прочтения этой статьи, вы совершаете на свой страх и риск. Автор не берет на себя ответственности за любой ущерб, который может быть прямо или косвенно причинен использованием рекомендаций, изложенных в данной статье.

Авторские права

Э та статья, а также ее переводы, могут быть воспроизведены и распространены полностью или частично на любом носителе физическом или электронном, при условии сохранения этой заметки об авторских правах на всех копиях. Коммерческое распространение разрешается и поощряется; но автор статьи желал бы знать о таком использовании.

Все переводы и производные работы, выполненные на основании этой статьи должны сопровождаться этой заметкой об авторских правах. Это делается для предотвращения ограничения свободного распространения этой статьи. Исключения могут составить случаи получения особого разрешения у автора, с которым можно связаться по адресу приведенному ниже.

Автор хотел бы распространить эту информацию по разным каналам, но при этом сохранить авторские права и быть уведомленным о всех планах распространения статьи. Если у вас возникли вопросы, обратитесь к автору этой статьи по электронной почте: [email protected] .

Василий Гладкий , 2003

Читая в околокомпьютерной периодике заметки, посвященные настоящему и будущему любительской фотографии, невольно ловишь себя на мысли, что общественность планомерно готовят к торжественным похоронам традиционного "пленочного" процесса. Нет слов, успехи индустрии цифровых фотоаппаратов впечатляют, быстрота переноса отснятого материала на компьютер для последующей обработки, удобство и "вечность" хранения кадров, возможность экономии времени и средств на покупке и проявке пленок - более чем весомые аргументы. Камеры с матрицей, имеющей более 2 Мегапикселей, позволяют получить кадры, просмотр которых на экране монитора или печать на ограниченных по размеру форматах вызывает бурные положительные эмоции. Но...
Тем, кто предпочитает оперировать абсолютными величинами, рекомендуем сравнить три важных показателя цифровой и аналоговой фотографии.

Реальное разрешение стандартного (24x36 мм) кадра любительской цветной негативной пленки ISO 100 находится на уровне 100-110 точек/мм (2550-2800 dpi) и таким образом на один кадр приходится в среднем около 8,6-10,5 Мегапикселей (при "правильном" экспонировании и "правильной" же проявке). Сравните с 2-3,5 или более типичными 1-1,5 Мегапикселей доступных на рынке любительских моделей цифровых фотоаппаратов.
Не вдаваясь в тонкости химических реакций фиксации цвета в эмульсии, заметим, что в общем случае изображение на пленке имеет глубину цвета , превышающую 36 бит (> 68,7 млрд. оттенков). Цифровые камеры в абсолютном большинстве обеспечивают максимальную глубину цвета до 24 бит (> 16,7 млн. оттенков). Человеческий глаз практически не способен увидеть разницу между 24 и 36-битным изображением, но любая более-менее профессиональная обработка с последующей печатью требует для корректных преобразований именно 36 бит, кроме того 24-битное изображение имеет ограничения по отображению малоконтрастных деталей.

Важный момент - сравнение стоимости качественной любительской цифровой модели (разумный минимум с соответствующим разрешением - от $550-600) и пленочного фотоаппарата (от $250).
Таким образом, цифровое любительское фото до сих пор фатально отстает от аналогового по четкости, точности цветопередачи и доступности камер, хотя и опережает его по эксплуатационным удобствам, низким накладным расходам и возможности редактирования с помощью компьютера.
"Компьютеризованный" любитель оказывается перед дилеммой - качество отпечатков плюс невысокая стоимость самой камеры или удобство плюс низкие расходы.
К счастью, есть альтернативный вариант, объединяющий некоторые основные достоинства обоих решений. Речь - о пленочных сканерах (они же "фильм-сканеры", слайд-сканеры и т.п.), позволяющих владельцу пленочного фотоаппарата перенести изображение с обычной негативной пленки или слайда на жесткий диск компьютера в цифровом виде, пригодном для дальнейшей обработки или хранения как "вечной" копии.

Пленочные сканеры - хорошие и... разные

Понятно, что далеко не каждый слайд-сканер будет удачной покупкой, модели отличаются не только качеством изготовления (и ценой), но и конкретными характеристиками.

Формат негативов и слайдов , которые можно оцифровать, пользуясь конкретной моделью (35 мм, APS и т.д.) - первая характеристика, на которую следует обратить внимание. Вне зависимости от других достоинств выбранного сканера, он будет бесполезен, если не поддерживает формат имеющихся пленок.

Оптическое разрешение - одна из наиболее важных характеристик пленочного сканера. Как уже говорилось выше, предел разрешения любительской пленки составляет около 2800 dpi (профессиональной - от 3150 и выше), поэтому чем ближе оптическое разрешение сканера к этой величине, тем меньше потери детализации при сканировании. В тоже время более высокие величины не дадут заметного преимущества при обработке любительских материалов.
Если оцифровка производится для последующего вывода на принтере (с оптимальным минимумом разрешения отпечатка в 300 dpi), то для печати на формате A4 (с увеличением более чем в 8 раз) требуется сканировать оригинал с разрешением около 2400 dpi, A6 (или 10x15 см) - 1200 dpi и так далее.
Учтите, что для каждого формата указаны минимальные величины - для вывода участка кадра на полной странице A4 при тех же 300 dpi понадобится более высокое разрешение.
Сканирование для других целей предъявляет свои требования. Так, оформление страниц в Интернет не требует разрешений свыше 75 dpi, поэтому для кадра, который предполагается увеличить в 4 раза, достаточно будет сканирования всего лишь при 300 dpi (с соответствующим сокращением размера файла).

Помимо оптического разрешения в характеристиках сканеров часто указывают и значительно большее интерполяционное - полученное за счет математической обработки сканируемого изображения (иногда еще и за счет меньшего шага передвижения сканирующей головки). Серьезных улучшений при его использовании с полноцветными оригиналами практически нет, так как разрешение воспринимающей свет чувствительной линейки остается тем же, а вот время сканирования часто возрастает многократно.

Диапазон оптической плотности (динамический диапазон) - чрезвычайно важный параметр для полноценного сканирования негативов и слайдов.
Само определение оптической плотности относится к сканируемому оригиналу, оно характеризует отношение исходного потока света к свету прошедшему через пленку (вычисляется как десятичный логарифм такого отношения). За минимальное значение оптической плотности принят 0 (абсолютно прозрачный участок, свет падающий равен свету прошедшему), за максимальное теоретически возможное - 4 (очень черный участок, практически не пропускающий свет).

Диапазон оптической плотности определяется как разница между минимальной (всегда не 0 - обычно от 0,1 и выше) и максимальной оптической плотностью (всегда не 4, обычно меньше 3,9-3,8), с которыми может работать сканер. На практике ширина диапазона оптической плотности для слайд-сканера - это его способность фиксировать малоконтрастные детали в тенях/полутенях и на ярких участках (чем больше ширина диапазона - тем больше градаций плотностей способен разделить сканер и тем более близкие по плотности участки будут различимы). Используя модель с узким динамическим диапазоном можно получить лишь излишне контрастное изображение, с "плоскими" тенями и ярко освещенными участками, лишенными деталей.

Поясним на примерах. Если для сканера указан диапазон 3,0D , то максимальная плотность сканируемых участков, отличающихся от черного, превышает минимальную в 1000 раз (с соответствующим количеством промежуточных градаций). Все, что лежит за верхней границей для сканера равнозначно черному цвету. Даже если усилить освещенность, потерь не избежать - "отступит тень", но зато исчезнут детали участков с наименьшей плотностью.

Сканер с диапазоном 3,6D способен на большее - максимальная плотность превышает минимальную в 3980 раз, а это почти в четыре раза больше градаций, чем у предыдущего примера. Отсканированное изображение становится более объемным, а переходы цветов и полутени - более мягкими и естественными.
В настоящее время минимально допустимым показателем для слайд-сканера считается 3,0D, хорошим - 3,2D-3,4D, отличным - от 3,6D и выше.
Диапазон оптической плотности прочно связан с еще одной характеристикой сканера - глубиной (разрядностью) цвета .
Как уже говорилось выше, 24-битного представления цвета вполне могло бы хватить для просмотра фото, но для его последующей качественной обработки и получения широкого рабочего диапазона оптической плотности требуется 36-бит (12 бит на каждый основной цвет RGB или 12 бит на канал в Adobe Photoshop).

Зависимость предельно достижимой ширины диапазона оптической плотности от разрядности цвета в упрощенном виде выглядит так:
24-битное представление цвета (16,7 млн. цветов) обеспечивает лишь 8 бит на каждый цвет и 256 градаций серого, что приблизительно соответствует 2,4D ширины диапазона оптической плотности (256=10 в степени 2,4).
30-битное (1,07 млрд.цветов) - 10 бит на каждый цвет, 1024 градации серого и около 3,0D.
36-битное (68,7 млрд.цветов) - 12 бит на каждый цвет, 4096 градаций серого и около 3,6D.

Такие максимумы достигаются далеко не всегда, так как ограничения накладываются и другими факторами (для достижения 3,6D вся цепочка от высококачественной считывающей матрицы и блока АЦП до интерфейса должна поддерживать обработку и передачу 36-битной ПОЛЕЗНОЙ информации о цвете, свободной от шумов и помех).

В названии характеристики часто упоминается "внешняя" или "внутренняя". Внутри сканера может использоваться значительно более высокая разрядность (к примеру - 40 бит), которая требуется для компенсации шумов матрицы и др. операций, происходящих с потерями. Для пользователя же важны выходные характеристики сканера - то, что он получит в явном виде. В тоже время повышенная внутренняя разрядность в большинстве случаев расширяет диапазон оптической плотности, обрабатываемой сканером.

Собственный шум матрицы - характеристика, которая практически никогда не указывается в паспортных данных любительских сканеров, но может быть приблизительно оценена на практике (в демонстрационном салоне и т.п.) или выяснена у тех, кто уже имел дело с выбранной моделью. На практике собственный шум матрицы слайд-сканера проявляется при сканировании участков с наибольшей плотностью в виде цветного "мусора", ухудшающего общее качество изображения (естественность теней на слайдах и чистоту ярких участков на негативах). В лучших (и чаще всего дорогих) сканерах используют высококачественные матрицы, аналого-цифровые преобразователи и специальные алгоритмы подавления и фильтрации шумов (к сожалению, до захолаживания (понижения температуры) матрицы, используемого в астрономии, в любительских моделях еще не дошло). Кроме того, могут быть применены и специальные методы снижения шумов.

Диапазон глубины фокусировки - еще один параметр, который в явном виде практически никогда не указывается в выходных данных любительского сканера, но является очень важным при сканировании слайдов. Если расстояние до эмульсии негатива может быть задано подающим механизмом достаточно четко, то в случае слайда ситуация сложнее - толщина рамки редко точно равна стандартной, возможна заметная деформация пленки за счет напряжений, возникших при закреплении в рамке. Результат - сканер с узким диапазоном глубины фокусировки не может обеспечить резкость по всему кадру или даже оказывается вовсе не способен оцифровать слайд с приемлемой четкостью.
Узость диапазона глубины фокусировки может быть скомпенсирована наличием регулировки (полуавтоматической или ручной) или специальными приспособлениями для сканирования слайдов, извлеченных из рамок.

Скорость сканирования - параметр, имеющий небольшое значение при сканировании отдельных кадров, однако весьма важный, если предстоит обработать сразу несколько пленок. Быстрые сканеры способны обработать один кадр за 20-30 с, но как правило лишь в режиме "Норма" или "Стандарт" (при этом на сканирование одной пленки с 36 кадрами уходит от 25 до 40 минут, включая действия по смене отрезков негативов и возможному выбору настроек для отдельных кадров). Использование специальных режимов может увеличить время сканирования одного кадра многократно - до 3-8 минут (1,5-5 часов на 36-кадровую пленку, включая действия по смене отрезков негативов и возможному выбору настроек для кадров). С точки зрения затрат времени становится особенно важной последовательность обработки кадров, возможность обработать несколько кадров одновременно и т.д.

Интерфейс - характеристика, во многом определяющая скорость загрузки полученного изображения на компьютер и удобство подключения слайд-сканера. Наиболее быстрым интерфейсом, используемым в слайд-сканерах, был и остается SCSI (требует наличия в комплекте или в ПК контроллера SCSI и специальный кабель), следующим по быстродействию идет более новый USB (требует наличия контроллера и портов USB, помимо сравнительно высокой скорости передачи обеспечивает еще и "горячее" подключение - без перезагрузки ПК), замыкает список интерфейс параллельного порта. В последнем случае может быть предусмотрено как подключение к стандартному порту LPT, так и к отдельной плате.

Возможности программного обеспечения могут как значительно улучшить общие характеристики сканера, так и свести его достоинства к рекламным фразам. К примеру, "грамотный" автоматический конвертер маскированных негативов позволяет на хорошем сканере получить позитивное изображение с достоверной передачей цвета даже без "финишных" регулировок. Возможен (хотя и редко встречается) обратный вариант - отвратительная функция конвертации сделает модель практически бесполезной для сканирования негативов, требуя огромных затрат времени на настройку цветов полученного изображения в редакторе. Удобный интерфейс утилит существенно сокращает время на сканирование (непродуманный - многократно увеличивает). В комплекте программного обеспечения со сканерами обычно поставляется т.н. TWAIN -драйвер - специальный драйвер, позволяющий обращаться к сканеру и управлять им из различных программ обработки графики, совместимых с TWAIN (например, Adobe Photoshop). При этом не следует путать TWAIN-драйвер с драйвером для операционной системы - они имеют совершенно различное назначение.

Комплектность - оснащение сканера необходимыми приспособлениями и устройствами, кабелями, программным обеспечением и т.д. Важная характеристика с точки зрения готовности к работе прямо "из коробки" (все есть для подключения, калибровки, работы в установленной на ПК операционной системе, загрузки слайдов и негативов). Комплектность определяет и дополнительные возможности модели при сканировании в нестандартных ситуациях (к примеру, наличие специальной рамки позволяет сканировать слайды, извлеченные из толстых рамок и т.д.).

Понятно, что помимо всех перечисленных характеристик и сторон слайд-сканеров покупателя как правило волнует стоимость модели. Ценовой диапазон представленных на рынке вариантов, которые можно отнести к любительским, крайне широк - от $125 до $2800 (в случае верхней границы правильнее было бы говорить о полупрофессиональной категории), при этом более высокая цена не обязательно соответствует более привлекательным характеристикам.

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…)

2.6 Технические данные

1) Разрешающая способность

Разрешающая способность говорит нам сколько пикселей или точек на дюйм может быть зафиксировано и обозначено в ppi (пиксели на дюйм) или dpi (точки на дюйм). Чем больше пикселей или точек зафиксированы, тем выше детализация в со сканированном изображении. Разрешающая способность 300 x 300 dpi соответствует 90 000 точкам в сумме на участке в один квадратный дюйм.

Оптическая разрешающая способность

Оптическая разрешающая способность зависит от количества фотоячеек на светочувствительном элементе (горизонтальная оптическая разрешающая способность) и от размера шага мотора каретки, который перемещает светочувствительный элемент поперек документа (вертикальная оптическая разрешающая способность).

2.7 Интерполированная разрешающая способность

Принимая во внимание, что оптическая разрешающая способность может быть достигнута техническими средствами, интерполированная разрешающая способность достигнута программным обеспечением сканера. Посредством алгоритмов программное обеспечение создает дополнительные(виртуальные) пиксели между реальными пикселями, зафиксированными светочувствительным элементом, таким образом достигается максимально возможная разрешающая способность. Эти дополнительные пиксели - это усреднённое значение цвета, и яркости полученное из смежных пикселей. Поскольку эти дополнительные пиксели реально не отражают сканируемый документ, они менее точны и не расширяют качество изображения. Поэтому по критерию качества картинки для сканера оптическое значение разрешающей способности более важно.

Иногда, однако, интерполяция важна когда горизонтальная оптическая разрешающая способность, которая зависит от количества фотоячеек на светочувствительном элементе, ограничена. Например, если бы сканер работал с оптической разрешающей способностью 300 x 600 точек на дюйм, со сканированное изображение было бы деформировано, поскольку горизонтальная оптическая разрешающая способность ниже чем вертикальная оптическая разрешающая способность. В этом случае оптическая разрешающая способность должна быть интерполирована, чтобы достигнуть 600 x 600 точек на дюйм.

2) Глубина цвета

Глубина цвета, также называют битовой глубиной, указывает сколько цветов может быть представлено в пикселе. Это зависит от чувствительности AD преобразователя. AD преобразователь, который использует 8 битовых сигналов, может представить 2(8)=256 уровней яркости для каждого цвета (красный, зелёный, синий) и таким образом получаем 2(24) = 16.7 миллионов цветов в сумме. В этом случае мы имеем глубину цвета 24 бита.

Внутренняя и внешняя глубина цвета

Некоторые сканеры различаются по внутренней и внешней глубине цвета. Внутренняя глубина цвета указывает, сколько цветов может быть представлено AD преобразователем. Внешняя глубина цвета указывает, сколько цветов сканер фактически способен передать компьютеру. Внешняя глубина цвета может быть ниже чем внутренняя глубина. В этом случае сканер выбирает наиболее соответствующие цвета и передаёт их компьютеру.

Глубина цвета и качество

Для сканирования черно-белых документов глубины цвета в 1 бит (0 или 1) - достаточно. Для сканирования цветных документов необходимо гораздо большее количество битов. Если сканировать документ с глубиной цвета 24 бита(16,7 миллионов цветов), то получится почти фотографическое качество, которое упоминается как true color (истинный цвет). Хотя на данный момент большинство сканеров, представленных на рынке, работают с внутренней и внешней глубиной цвета в 48 битов.

3) Оптическая плотность

Оптическая плотность - это мера непрозрачности зоны изображения. Она указывает степень светового отражения этой зоны. Более темная зона - менее слабое отражение. Диапазон от самой яркой зоны(белый цвет) к самой темной зоне(чёрный цвет) в изображении - это диапазон плотности или динамический диапазон.

Оптическая плотность измерена с оптическими денситометрами, и располагается от 0 до 4, где 0 - чистый белый цвет (Dmin), и 4 является очень черным (Dmax).

При узком динамическом диапазоне сканер может не фиксировать часть деталей изображения и терять информацию. Самое яркое значение, которое может фиксироваться, называется Dmin, а самое темное значение Dmax. Чтобы получить лучшие результаты, динамический диапазон сканера должен включать динамический диапазон документа, который будет сканирован.

В этом случае динамический диапазон сканера включает динамический диапазон документа так, что многочисленные детали в белых и черных зонах могут быть зафиксированы устройством.

Динамический диапазон сканируемых оригиналов варьируется от документа к документу.

Как можно видеть из таблицы выше, сканер должен иметь особенно широкий динамический диапазон для работы с негативами или слайдами - это основные свойства присущие фотосканерам. Возможный динамический диапазон сканера зависит от нескольких факторов, таких как глубина цвета AD преобразователя, беспримесность(чистота) света лампы и светофильтров, и помех системы(шум).

1. CCD или CIS: технологии сканеров

Существует две технологии светочувствительных элементов:

3.1 CCD – светочувствительный элемент на основе ПЗС (приборов с зарядной связью). Обычно, представляет собой полоску светочувствительных элементов.

В процессе движения каретки, свет от лампы отражается от сканируемого носителя и проходя через систему линз и зеркал, попадает на светочувствительные элементы, которые формируют фрагмент изображения.

Двигаясь, каретка проходит под всем носителем, и сканер составляет общую картину из последовательно “сфотографированных” фрагментов – изображение носителя…

Технология сканеров на основе ПЗС довольно старая и, надо сказать, лидирующая в данный момент. Она обладает следующими положительными моментами:

1) CCD-сканер обеспечивает большую глубину резкости. Это означает, что даже если вы сканируете, скажем, толстую книгу, то место переплета, которое обычно сложно полностью прижать к стеклу, тем не менее будет отсканировано с приемлемым качеством.

2) CCD-сканер обеспечивает большую чувствительность к оттенкам цветов. Хотя, этот аргумент “ЗА” ПЗС многие называют спорным, но часто ПЗС-сканеры действительно распознают больше цветов, чем сканеры другой конкурирующей технологии, которую мы рассмотрим ниже.

3) ПЗС-сканеры обладают большим сроком службы. Как правило – 10 000 часов.

Основные недостатки:

1. Большая чувствительность к механическим воздействиям (ударам и т.п.).

2. Сложность оптической системы может нуждаться в калибровке и/или очистке от частиц пыли, через определенное время эксплуатации.

3.2 CIS (Contact Image Sensor ) – светочувствительный элемент представляет собой линейку одинаковых фотодатчиков, равную по ширине рабочему полю сканирования, непосредственно воспринимающих световой поток от оригинала. Оптическая система – зеркала, преломляющая призма, объектив – полностью отсутствует.

Это достаточно молодая технология, которую активно развивает и продвигает компания Canon.

Основные плюсы:

1) Сканер получается довольно тонким. Из-за отсутствия оптической системы. Конечное изделие имеет стильный дизайн.

2) Сканер получается дешевым, т.к. производство CIS-элементов обходится дешево.

3) Т.к. в CIS-сканере ртутная лампа заменена светодиодами, получаем несколько плюсов: отсутствие отдельного блока питания (сканер получает питание по USB кабелю), постоянную готовность к работе (не требуется время на прогрев лампы – можно сразу приступать к сканированию после того, как пользователь даст команду); и достаточно высокую скорость сканирования (которая опять же выходит из того, что сканеру не требуется греть лампу).

4) Отсутствие потребности в дополнительном питании из розетки делает сканер мобильным: он обладает малым весом и компактными размерами, его можно носить с собой вместе с ноутбуком; можно сканировать в любое время и в любом месте, даже если ноутбук работает от батареи.

5) CIS-сканеры работают, как правило, гораздо тише CCD-сканеров.

6) Считается, что отсутствие оптики делает CIS-сканер менее чувствительным к внешним механическим воздействиям, т.е. его труднее испортить неаккуратным обращением. Но следует учесть также и то, что стекло планшета у такого сканера часто тоньше, чем у его конкурента с оптикой.

Основные недостатки: CIS-элементов:

1) Из-за отсутствия оптической системы, светочувствительный элемент имеет малую глубину резкости. До 10-ти раз меньше, чем CCD-сканер. Это означает, что сканирование толстых книг затруднено, т.к. носитель должен быть максимально плотно прижат к стеклу.

2) CIS-сканер теряет примерно 30% яркости после 500-700 часов работы. Конечно, обычно для для домашнего использования это часто не критично, но для тех, кто сканирует часто и много – это может стать решающим фактором в выборе.

3) CIS-сканер, как правило, обладает меньшим цветовым охватом, чем CCD, однако, в последнее время разрыв между этими технологии по цветовому охвату либо незначителен, либо отсутствует вовсе.

3D сканирование

В настоящее время для решения строительных и архитектурных задач широко используется тахеометрическая съемка, которая позволяет получить координаты объектов, а затем представить их в графическом виде. Тахеометрическая съемка позволяет проводить измерения с точностью до нескольких миллиметров, при этом скорость измерения тахеометра не более 2 измерений в секунду. Такой метод эффективен при съемке разреженной, незагруженной объектами площади. Очевидными недостатками такой технологии являются малая скорость проведения измерений, и неэффективность съемки загруженных площадей, таких как фасады зданий, заводов с площадь превышающей 2 га, а так же малая плотность точек на 1м2.

Одним из возможных способов решения данных проблем является применение новых современных технологий исследования, а именно лазерного сканирования.

Лазерное сканирование – технология, позволяющая создать цифровую трехмерную модель объекта, представив его набором точек с пространственными координатами. Технология основана на использовании новых геодезических приборов – лазерных сканеров, измеряющих координаты точек поверхности объекта с высокой скоростью порядка нескольких десятков тысяч точек в секунду. Полученный набор точек называется «облаком точек» и впоследствии может быть представлен в виде трехмерной модели объекта, плоского чертежа, набора сечений, поверхности и т.д.

Более полную цифровую картину невозможно представить никаким другим из известных способов. Процесс съемки полностью автоматизирован, а участие оператора сводится лишь к подготовке сканера к работе.

Аппаратура и программное обеспечение

Итоги:

• Сканер способен нормально, почти без искажений воспринимать плотности прозрачного оригинала до 1.6
• Сканер, внося искажения и «шумы», но всё же способен воспринимать плотности от 1.6 до 2.35
• Сканер слеп за плотностью 2.4 , любую плотность выше этого значения он воспринимает как чёрное.

Что делать?

Давайте посмотрим, что нам предлагает производитель сканера. В Xsane (если быть точным, то в backend"е Sane) есть возможность регулировать яркость с помощью «железа». Т.е. сканер как бы повышает яркость лампы, для того чтобы «пробить» D max=2.4 . На самом деле, никакого повышения яркости лампы не происходит, сканер (а точнее его firmware) обрабатывает получаемые значения, в результате мы должны получить более высокое значение максимальной плотности, которое сканер интерпретирует как чёрное. Итак, будем использовать возможности предоставленные производителем. Устанавливаем значение Brightness в Xsane на максимум, который позволяет «железо». В нашем случае это 3 .

Как и в предыдушем тесте, строим график по полученным результатам (дабы не перегружать читателя информацией, я их не привожу).

Для сравнения была оставлена первая характеристическая кривая (test 1 ), новая кривая (Brightness=3 ) обозначена красным цветом цветом (test 2 ). Приступим к сравнительному анализу: сканер как имел ΔD scanner =2.4 так и имеет, на основании чего можно судить о том, что «децибельник» (режим усиления сигнала) включен всегда, и работает на участке D test =1.6 D test =2.4 , так как никаких новых, более высоких значений D max_test сканеру различить не удаётся.

Характерная ломаная линия на участке D test =1.6-2.4 стала плавной, что говорит о том, что firmware сканера, при включении опции повышения яркости, преобразует получаемые от матрицы значения более правильно с точки зрения тонопередачи. Но если судить по изображениям, «шумов» от этого меньше не становится, их становится только больше, так как происходит их усиление, или, возможно, «шум» становится более ровным. Скорее всего, верно последнее.

Теперь взглянём на участок от D test =0.0 до D test =0.5 , кривая на этом участке имеет низкое значение гаммы. То есть света будут переданы мягко, и светлее чем они есть на самом деле

Оценим полученный результат в целом: повышение яркости происходит не за счёт эффективного использования плотностей, а за счёт изменения уровня всех плотностей (обратите внимание, каким тоном передаётся значение «чёрного», если в test1 он находится на значении D scanner =1.4 , то в test2 на значении D scanner =1.2 ). Применять эту опцию не имеет смысла. Никакого полезного увеличения яркости мы не получим. «Серое поле» станет светлее; «белое поле» останется таким же, каким и было; «чёрное поле» тоже станет светлее, но никаких новых деталей там не появится. Сканер как «видел» D scanner =2.4 , так и «видит». Зато повыситься уровень «шумов».

Честно говоря, когда я делал этот тест, то думал, что Epson всё же «сдвинет» кривую вправо, т.е. мы потеряем детали в светах, но получим в тенях, т.е. D scanner не измениться, но будет работать на другом участке D test =(D max -D min ). Возможно, производитель пытался реализовать эту возможность. На это указывает характеристическая кривая в диапазоне D test 0.0-0.5 . Предположу, что сделано это для того, чтобы не терять детали в светах в случае смещения кривой вправо. На практике, уменьшился только средний градиент.

Сканирование чёрно-белых негативов.

Попытаемся доказать на практике полученные результаты. Для «чистоты» эксперимента я буду всё время использовать один единственный чёрно-белый негатив. Замечу, что используемый негатив имеет нормальные плотности, а также проявлен до среднего градиента 0.62 , что де-факто является стандартом. В кинолаборатории он печатается на 11-м свету, что является нормой.

Как мы уже выяснили, одной из проблем сканирования как негативов, так и слайдов является наличее «шумов» в изображении. Это явление особенно заметно при сканировании достаточно плотных (тёмных) оригиналов. Связано это с ограниченностью диапазона оптических плотностей ΔD scannner =D max -D min .

Например: сканер «Nikon Coolscan 4000» способен воспроизвести диапазон оптических плотностей 4.2 (так не хочеться никого огорчать... про Epson 1650, я уже выяснил его ΔD =3.0 :-)). Сканеры попроще имеют более скромные показатели.

Максимальный интервал оптических плотностей ч/б негатива 2.5 , ΔD max слайда = 3.0 , цветного маскированного негатива около 2.5 , но из-за наличия маски этот тип негативов обладает большим D min .

Я убеждён, что ΔD scanner =3.0 вполне достаточно для сканирования чего угодно, кроме, пожалуй, рентгеновских снимков. Проблема состоит в том, на каком участке негатива (слайда) находится этот ΔD scanner =3.0 . Попробую объяснить почему.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Wi-Fi