Наиболее распространенный на сегодня класс сканеров - это планшетные сканеры начального уровня, так называемые «офисные». Большинство пользователей обычно имеют дело с моделями - представителями именно этого класса. Однако существует еще несколько разновидностей сканеров, которые меньше известны широкой публике, тем не менее обеспечивают более высокое качество сканирования и весьма интересны с технической точки зрения. Сегодня речь пойдет о довольно занятных устройствах - слайд-сканерах или как их еще называют - сканеры для пленки, фотопленки.
Зачем сканировать пленку?
Подобный вопрос почти наверняка возникнет у большинства неискушенных пользователей. Помимо специфических областей применения вроде медицины, где такие устройства применяются для оцифровки рентгеновских снимков, они просто незаменимы в издательском деле, для дизайнеров различного толка и в особенности для фотографов. Причем далеко не одних только профессиональных, в чем легко убедиться прочитав Фотоальбом на видеокассете.
Нередко именно фотопленка выступает в качестве оригинала изображения, первоисточника, и гораздо лучше сканировать ее, а не отпечаток. Пленка изначально несет максимально возможный контраст, более плавные тоновые переходы и наиболее адекватный цвет. Это примерно то же самое что сравнивать звуковой компакт-диск и копию с него на кассете. Любителям музыки давно уже не надо объяснять, что компакт-диск - точная копия цифровой мастер-записи, дает более качественный звук, чем аудиокассета (как минимум вторая копия). В то же время, в отношении фотографии такая казалось бы простая логика почему-то игнорируется. Даже профессионалы иногда используют схему, когда сканируется не пленка, а фотографический отпечаток с нее - копия снимка, прошедшая несколько стадий обработки. И объяснить этот факт чем-то, кроме недостаточной пока еще известности слайд-сканеров, затруднительно.
Это недешевые устройства, но они имеют наилучшее соотношение цена/качество при сканировании фотопленок. Ведь они исключительно для этого и созданы. Фактически только самые сложные и совершенные сканеры -- барабанные -- позволяют получить сопоставимое качество сканирования пленок, но стоят такие системы на порядок больше (от 10000 дол. США).
Что для этого нужно?
Можно конечно попробовать сканировать пленку на офисном сканере, но забегая вперед, скажу, лучше даже не пытаться - качество вас разочарует. Простейшие модели планшетных сканеров попросту не смогут «взять» от пленки все возможное, лучше уж продолжать сканировать фотографии. Речь идет о настольных сканерах в ценовой категории от 90 до 300 дол. США. Современные устройства такого уровня, как правило, обеспечивают сканирование с оптическим разрешением от 600 до 1200 точек на дюйм при динамическом диапазоне до 3.0D.
Разрешение сканирования
При работе со стандартной фотопленкой шириной 35 мм мы имеем дело с кадром размером 24х36 мм. Допустим нам требуется после обработки распечатать файл с разрешением 300 dpi на цветном принтере (как правило это оптимальное разрешение для графического файла под распечатку, достаточный минимум, так сказать). Мы имеем возможность сканировать кадр с разрешением 1200 dpi, т. е. исходное изображение можно будет увеличить без потери качества только в 4 раза. В итоге мы получим отпечаток размером 9.6х14.4 см с учетом обрезки краев изображения - аналог фотографии 9х13 см. Такой вариант приемлем лишь для любительских работ. Для нужд профессиональных фотографов и дизайнеров обычно требуются более широкие возможности по «разгону» (увеличению) изображения.
Именно поэтому считается что для сканирования стандартной фотопленки необходимо иметь сканер, обеспечивающий как минимум 2000 dpi оптического разрешения. Я уже не говорю о пленке стандарта APS (Advanced Photo System), размер кадра на которой меньше и составляет 16.7х30.2 мм. Слайд-сканеры обеспечивают разрешение от 1700 до 2700 dpi, а некоторые модели и 4000 dpi.
Динамический диапазон
Еще один не менее важный в данном случае параметр - динамический диапазон или диапазон оптических плотностей. Оптическая плотность - это характеристика оригинала, в данном случае - пленки. Вычисляется как десятичный логарифм отношения света, падающего на оригинал, к свету, отраженному (для непрозрачных носителей) и прошедшему через оригинал (для прозрачных). Минимально возможное значение для пленок 0.0D - полностью прозрачный оригинал. Значение 4.0D - максимально непрозрачный оригинал.
Применительно к сканеру динамический диапазон определяется как разница между самым светлым (Dmin) и самым темным (Dmax) участками оригинала, которые сканер в состоянии обработать, «распознать». С увеличением динамического диапазона сканера возрастает количество градаций яркости и, следовательно, плавность переходов в смежных тонах изображения. Недостаточный динамический диапазон сканера может привести к искажениям цветопередачи при сканировании изображений, содержащих плавные тоновые переходы, наподобие фотоснимков голубого неба, заката, или к потере деталей в снимках светлых и темных предметов: цветов, белой одежды, облаков, «лунной дорожки», тень от здания и т. п.
Типичные значения оптической плотности оригиналов: 2.2–2.4 для фотографий, 2.7–3.0 для любительских слайдов, 3.4–3.6 для негативных пленок и 3.4–4.0 для высококачественных профессиональных диапозитивов и негативов. В нашем случае это означает, что «офисный» сканер может потерять отдельные детали как в тёмных, так и светлых участках даже обычной фотографии, не говоря уже о сканировании слайда или негатива.
Можно сказать, что динамический диапазон - это способность сканера отличать низкоуровневый сигнал от шума. Такой шум, как правило, приводит к появлению хаотически расположенных цветных пикселов во все тех же темных и светлых тонах изображения. Расширение динамического диапазона требует более качественной электроники (ПЗС-матрица, блок питания) и хорошего экранирования от внешних помех. Все это влечет непропорциональный скачок в цене сканера. Так, например, планшетные сканеры полупрофессионального и профессионального класса обеспечивают динамический диапазон от 3.2 до 3.7D, но и цена на такие модели колеблется уже в пределах от 800 до 12000 дол. США.
Современные же слайд-сканеры обычно имеют динамический диапазон 3.6D, а «профессиональные» модели -- 4.0D. Цена на слайд-сканеры колеблется от 300 до 3500 дол. США. и зависит от характеристик сканера, наличия специальных технологий улучшения качества, дополнительных приспособлений, а также известности производителя.
Глубина цвета
Разрядность обработки цвета и динамический диапазон находятся в прямой связи друг с другом. Теоретически динамический диапазон с увеличением разрядности цвета пропорционально возрастает. Так, при 12 бит на канал получаем до 212 =4096 градаций, следовательно, динамический диапазон будет равен log(4096)=3.61D. Соответственно для 14 бит - 4.2D. В реальных условиях динамический диапазон оказывается меньше приведенных ранее значений из-за влияния шумов и перекрестных помех, поэтому для качественных сканеров производитель, как правило, указывает обе величины.
Большинство программ, исключая профессиональные графические пакеты вроде Adobe Photoshop, работают с 24-битным представлением цвета. У сканеров эта характеристика может быть выше - 30–36 бит, а у наиболее качественных сканеров - 42 бита и более. Вполне резонно возникает вопрос - зачем сканеру распознавать больше бит, чем можно будет обработать на компьютере. Однако не все полученные биты равноценны. В сканерах часть битов теоретической глубины цвета обычно являются «шумовыми» и не несут точной информации о цвете.
Наиболее очевидное следствие «шумовых» битов - недостаточно гладкие переходы между смежными градациями яркости в оцифрованных изображениях. Соответственно, чем выше разрядность сканера, тем проще сдвинуть «шумовые» биты, и в конечном изображении останется больше чистых тонов на канал цвета.
Специфика
Не секрет, что цветные фотопленки имеют сложную многослойную структуру. Помимо собственно цветочувствительных слоев, восприимчивых к лучам в трех областях спектра, пленка содержит различные вспомогательные слои. Так, в цветную негативную пленку с целью улучшения качества цветопередачи вводится желтый фильтровой слой, а так называемые маскированные пленки содержат еще и оранжевую маску. В процессе химико-фотографической обработки эти компоненты не разрушаются и цветной негатив на маскированной фотопленке имеет довольно плотную желто-оранжевую маску.
В стандартном фотопроцессе все это компенсируется на этапе печати фотографий. В случае же сканирования такого негатива на неприспособленном для этого аппарате оцифрованное изображение получится с искаженной цветопередачей. Дело осложняется еще и тем, что параметры этих масок варьируются в зависимости от производителя и марки пленки. В программном обеспечении для слайд-сканеров этот момент учтен. Такие программы содержат характеристики для сотен типов пленки и автоматически корректируют полученное изображение.
Как это ни странно на первый взгляд, но довольно серьезную проблему при сканировании фотопленки могут представлять механические повреждения пленки: царапины, отпечатки пальцев, налипания пыли и другие загрязнения. И если при сканировании пленки на плохоньком сканере небольшая расфокусировка может сыграть на руку и скрыть скажем зернистость пленки, то уж на хорошем пленочном сканере при высокой разрешающей способности все недостатки пленки наверняка попадут в оцифрованное изображение и, будучи увеличены в десятки крат, приобретут масштабы того самого слона.
Любой мало-мальски серьезный фотограф знает как обращаться с пленкой. Нельзя прикасаться пальцами к поверхности, на крайний случай существуют специальные перчатки. Хранить пленку следует в закрытом виде, благо фотопромышленность производит для этих целей массу приспособлений: прозрачные виниловые карманы, альбомы и прочее. Можно конечно удалять такие артефакты в том же Photoshop вручную или с помощью специальных фильтров вроде Dust & Scratches или Blur, но подобные действия, как правило, приводят к размытию изображения и потере резкости.
В пленочных же сканерах для этих целей имеются специальные, без преувеличения уникальные возможности. Самая популярная аппаратно-программная технология - это Digital ICE (Image Correction & Enhancement) - автоматическое удаление царапин, отпечатков пальцев и прочих повреждений. Суть ее заключается в том, что стандартную ПЗС-матрицу дополняют инфракрасным датчиком. Фактически получается сканирование не по трем каналам RGB, как обычно, а по четырем. В инфракрасном излучении многие дефекты пленки проступают более отчетливо и этот четвертый канал используется программным обеспечением для их обнаружения и последующего удаления (см. рис. 3). Удаление происходит с помощью все того же эффекта размытия, а инфракрасное изображение используется как маска для того, чтобы ограничить применение этого эффекта только проблемными способами. Такой подход тоже несколько смягчает изображение, но подправить затем резкость будет гораздо легче. Инфракрасный канал не поможет при работе с черно-белой пленкой, потому что она отражает весь свет в равной мере, но для цветных негативов и слайдов это просто незаменимая вещь.
В последних моделях слайд-сканеров, помимо Digital ICE, также используются технологии Digital ROC (Reconstruction of Colors) - автоматического восстановления цвета оригиналов и Digital GEM (Grain Equalization & Management) - технология коррекции или полного удаления зернистости пленки. Все три технологии иногда объединяют под общей торговой маркой Digital ICE3. Естественно они ни в коей мере не исключают возможности в дальнейшем обрабатывать изображения с помощью профессиональных программных пакетов уровня Photoshop, но в то же время позволяют автоматизировать и значительно ускорить выполнение большинства однообразных, но необходимых процедур коррекции.
Еще одна интересная технология улучшения результата - мультисканирование. Особенность заключается в том, что изображение сканируется несколько раз (обычно 4 или 16 раз за один медленный проход), затем информация усредняется и комбинируется в одно изображение для устранения случайных шумов. Это очень важная методика шумоподавления, которая позволяет получить более чистые темные тона с диапозитивов даже в сканерах с динамическим диапазоном 3.6D. Для негативной пленки мультисканирование менее важно, поскольку при инвертировании изображения темные тона преобразуются в светлые, где шум менее заметен.
Вполне естественно наличие подобных усовершенствований или дополнительных опций вроде адаптера для сканирования неразрезанных мотков пленки, более качественная оптическая система и электроника повышают стоимость слайд-сканера, но при этом вы сможете получать более высокий результат быстрее и при меньших усилиях.
Существенное влияние на производительность оказывает также интерфейс подключения сканера к компьютеру. При малых объемах работ вполне можно обойтись и LPT, но при значительных объемах сканирования это превратится в медленную (в буквальном смысле) пытку, поэтому понадобится скоростной интерфейс вроде SCSI или FireWire.
Кроме того, следует учесть, что работать придется с файлами больших размеров. Если, например, отсканировать цветной негатив с 35 мм пленки с разрешением 2400 dpi, получится изображение размером 3400x2200 пикселов, или около 22 Мб. Этот файл в дальнейшем надо будет инвертировать и обрабатывать, что потребует немалой оперативной памяти. Коль скоро только размер файлов может колебаться от 10 до 60 Мб, то для нормальной работы понадобится 128 Мб оперативной памяти, а если используется функция отката вроде History в Photoshop, то и 256 Мб. Это вполне обыденные цифры для профессиональных графических станций, но не каждый домашний компьютер имеет соответствующие возможности.
Слайд-сканеры - это довольно компактные устройства весом до 4 кг и размером со средний кофр (сумка для переноски фотоаппаратуры), поэтому они легко поместятся на рабочем столе. С учетом соотношения цена/качество слайд-сканеры представляются очень привлекательным решением для оцифровки изображений, а при наличии хорошей фототехники и больших архивов отснятой пленки, могут стать даже более удачным приобретением, чем цифровая фотокамера.
В любом случае, при подборе сканера необходимо отталкиваться от материальных возможностей и ориентироваться на те характеристики сканера, которые в первую очередь необходимы для решения поставленных задач.