Vysoká škola ekonomická v Praze

Transkript

1 Vysoká škola ekonomická v Praze Náměstí Winstona Churchila 4, Praha 3 Fakulta informatiky a statistiky Katedra systémové analýzy Digitalizace analogových filmových materiálů Autor: Martin Matějka Vedoucí: doc. Ing. Stanislav Horný, CSc.

2 Obsah Obsah... 2 Úvod a zaměření práce... 3 Seznámení se skenery... 6 Seznámení se skenery... 6 Obecně o skenerech... 6 Plochý skener... 7 Bubnový skener... 8 Kinofilmový(filmový) skener... 9 Parametry ovlivňující skenování Rozlišení Barevná hloubka ICE Denzita Senzitometrická charakteristika (křivka) Vlastní skenování Úvod do problematiky Zaostřování Expozice Volba výstupního formátu TIFF (Tagged Image File) JPEG Podpůrné prostředky pro práci a postprocessing Hardwarové nároky a vybavení Dodatečné úpravy a korekce Závěr Literatura

3 Úvod a zaměření práce V této práci bych rád shrnul kompletní postup získávání digitálních souborů z analogových filmových materiálů. A to bez rozdílu, zda se jedná o barevné, černobílé, negativní nebo inverzní (diapozitivní). A též bez rozdílu formátů, jelikož většina informací, které jsou publikovány v této práci je všeobecně platná pro veškeré aktuálně používané filmové formáty. Od již upadajícího APS až do střední formáty 6x7, či dokonce větší plan filmy např. 6x9 nebo 9x13. Na toto téma bylo sice již napsáno hodně článků, avšak většinou se zabývaly pouze dílčími úlohami, které je nutné při postupu digitalizace provést a nikoli tématem jako celkem. Výsledek je zde totiž ovlivněn mnoha faktory a nezvládnutí byť jen jednoho z nich může dokonce diametrálně ovlivnit výsledek. Je totiž nutné si uvědomit, že od původního reálného obrazu do finální fotografie je zde mnoho kroků a rozhodnutí. Pokud opomineme vlastní expozici, pak je tu manuální umístění filmu do skeneru, zaostření, vlastní možnosti a parametry skeneru a jejich nastavení, dále následuje převod do digitální podoby, pokud se jedná o negativ, tak dokonce o barevnou inverzi, no a v neposlední řadě formát, do kterého bude výstup uložen a jeho finální úpravy. Cest k výsledné fotografii je mnoho a v tomto případě rozhodně neplatí, že pouze jedna je ta správná. Proto by tato práce měla pomoci všem, kteří s digitalizací začínají, ale doufám, že přinese i několik novinek a zajímavostí lidem v oboru již pokročilým. Mohla by posloužit nejen pro zlepšení kvality digitalizovaných výstupů, ale i pro výběr skeneru, pokud někdo uvažuje o koupi, ať už podnik, či jednotlivec. Případně pomoci spočítat časové a finanční náklady, zda se vůbec koupě zařízení vyplatí nebo je lepší si předlohy nechat digitalizovat ve studiích. Tím samozřejmě nechci nikoho odrazovat hned v úvodu práce, ale je třeba si uvědomit, že dnes je důležité se soustředit na vlastní podnikání, záměry a podnikové procesy a toto je mnohdy pro podnik činnost pouze podpůrná nebo potřebuje převést analogový vstup do digitální podoby jen občas. Pak je dobré zvážit, zda není lepší se obrátit na profesionály v oboru. Jejich zkušenosti a hlavně technické vybavení totiž mohou přinést výsledky daleko lepší a v kratší časové době. Ovšem najdou se naopak obory a podniková zaměření, kde je právě tou přidanou hodnotou možnost vlastní digitalizace. Jedná se především o IT obory se zaměřením na tvorbu podnikových IS, ať už pouze informačních, či komplexních podnikových systémů. Mnoho materiálů, které musejí být v IS prezentovány, může být klientem dodáno právě v analogové podobě. Jedná se buď o materiály s historickou povahou, kde analogové technologie byly jedinou možností k zaznamenání a uchování grafických podkladů a nebo tato analogová povaha vyplývá z důrazu na kvalitu podkladů při zachování rozumné ceny 3

4 jejich pořízení. Pokud totiž klient neměl na zaznamenání grafických a fotografických podkladů v digitální podobě prostředky ve stovkách tisíc korun, ale požadoval kvalitu svých fotografických podkladů v přijatelné ceně, pak toto byla a stále ještě asi je jediná cesta k výsledku. Může se ale jednat i o vlastní prezentaci podnikových akcí událostí, produktů a úspěchů na internetu, které byly nafoceny na analogové materiály. Přitom je jedno zda mají být prezentovány vlastním zaměstnancům, aby se management v rámci interní firemní kultury se zaměstnanci podělil o novinky v oblasti produktů, PR nebo událostmi, kteří se například daných akcí nezúčastnili nebo s danými produkty nemohou přijít do styku z důvodu jejich pracovního zařazení. Některé ať už aktuální nebo historické snímky mohou být dokonce pro podnik velmi významné a pak je samozřejmě důležité se o ně nejen podělit prostřednictvím IS, či jiných komunikačních kanálů, ale i je opravdu pečlivě uchovat a archivovat, jelikož nevýhodou analogových materiálů je jejich podléhání externím vlivům, klimatickým podmínkám, prachu a proto by za čas mohly být nenávratně poškozeny bez možnosti dalších prezentací. Pokud společnost požaduje začlenění těchto materiálů do internetové prezentace, intranetu, atd. a takovéto aktualizace provádí často, pak je samozřejmě ekonomicky výhodnější řešit skenování interně, neboť přinese úsporu finančních prostředků. Nemusí se však ale jednat jen o interní záležitosti, ale naopak podnik potřebuje digitální data, aby je předal dále a mohl se tak prezentovat a dávat vědět světu o svých produktech. Může se jednak o podklady pro krátké tiskové zprávy, ale např. i články, či reklamu v prestižních tiskovinách. Jak plyne z úvodu, možnost vlastní digitalizace může pro firmu být velkým přínosem a pro tvůrce IS může přinášet velkou konkurenční výhodu, pokud mají možnost podklady kvalitně převést do digitální podoby. V neposlední řadě se jedná i o to, že někdy fotografie slouží jako popisný, či důkazní materiál. A některé instituce a např. i česká justice nepovažuje digitální fotografii za důkazní materiál z důvodu velice snadné manipulace s realitou, proto je nutné v některých případech použití právě analogového materiálů z důvodu velice složité fotomontáže na nejnižší úrovní fotografického procesu. Je samozřejmě nutné zdokumentované snímky nadále zpracovávat v IS s využitím všech dostupných prostředků, ale v případě možného sporu je nutné mít i původní analogový materiál. Pojďme se na postup převodu analogového podkladu podívat podrobněji v dalších kapitolách. Nikoli však z technického, či fyzikálního hlediska. Ty bych přenechal konstruktérům. Občas jsou však nutné základní technické znalosti pro pochopení a zvládnutí některých úkonů. V takových případech budou podrobně a pochopitelně vysvětleny, ale nebudu se s nimi zabývat více, než je opravdu nutné nebo budou uvedeny spíše pro zajímavost. 4

5 Celkově půjde spíše o uživatelské zaměření, význam a popis nejlepších nastavení jednotlivých parametrů, tak aby uživatel ze skeneru dostal skutečné maximum a měl co nejlepší podklad pro zpracování. Ať už pro použití a prezentaci na internetu na stránkách nebo v IS, ale stejně tak aby výstup ze skeneru byl vhodný pro plnohodnotnou zálohu, v případě, že by se s původním podkladem něco stalo a v neposlední řadě, aby digitalizovaná fotografie umožnila i velkoformátový tisk. 5

6 Seznámení se skenery Obecně o skenerech Pokud se rozhodneme převádět analogové materiály do digitální podoby, základním požadavkem je skener. Dnešní trh ve velice rozmanitý a nabízí celou škálu těchto zařízení, prakticky ve všech cenových relacích. My však chceme digitalizovat čiré analogové filmové materiály a tak základním požadavkem na skener je, aby uměl pracovat s transparentními Obrázek 1 technologické řešení skenování transparentních a klasických předloh předlohami. Nejznámější jsou totiž klasické ploché kancelářské skenery, které pracují na principu odraženého světla a ne vždy jsou proto vhodné. Jak ukazuje obr. 1, skenování klasických dokumentů a fotografií je založeno na odraženém světle, kde u sebe máme zdroj světla a zároveň i snímač (levá část obrázku 1). Světelný zdroj osvítí předlohu, od ní se odrazí určité množství světla a to pak snímač vyhodnotí. Pokud je ve snímaném místě černá oblast, nic se neodrazí, na snímač nedopadne žádné nebo jen minimální světlo. Opakem jsou světlé oblasti, kde předloha nic nepohltí a snímač tak vyhodnotí oblast jako bílou. Odražené světlo je tedy nositelem informace, co je na předloze. Z toho vyplývá, že pro běžnou kancelářskou práci a skenování fotografií nejsou požadavky na kvalitu, intenzitu a stálost osvětlení extrémní. Pokud bychom však tímto způsobem zkusili neskenovat předlohu čirou, ať už fólii nebo filmový materiál, s výsledkem jistě nebudeme spokojeni. Získáme totiž maximálně nekontrastní materiál nebo jen hrubé obrysy Obrázek 2 ukázka standardního plochého skeneru s dianástavcem, někdy též nazývaným Pyramida s minimální kresbou. Příčina je zřejmá. Je jí umístění osvětlení, kde čirá předloha propustí světlo vyslané světelným zdrojem a dojde tak jen k minimálnímu odrazu. Řešení však není složité a ukazuje jej druhá část obrázku 1. Je to jiné umístění osvětlení a to přímo proti 6

7 snímacímu čipu skeneru. To je tedy první předpoklad, pokud chceme skenovat transparentní předlohy. Některé typy skenerů (filmové), jsou přímo takto technicky řešeny, u klasických kancelářských plochých k tomu musíme mít kromě klasického spodního osvětlení ještě speciální nástavec, který je buď implicitně zabudovaný ve víku skeneru nebo je to přídavná část, která rozšiřuje jeho možnosti. Tím však nároky nekončí, ale spíše začínají. Podrobně se s nimi seznámíme v kapitole o parametrech. Nyní se zatím pojďme podívat na několik základních typů skenerů, které umožňují digitalizování analogových filmových materiálů. Podotýkám však, že některá zařízení jsou zde uvedena spíše pro zajímavost a pro srovnání, jinak hlavním zaměřením této práce jsou především skenery kinofilmové, které jsou pro tyto účely zatím stále používány nejčastěji. Plochý skener V současné době asi nejrozšířenější zařízení pro převod analogových předloh do digitální podoby. Jejich předností je pořizovací cena a snadná obsluha. Na trhu si vybere snad každý, ceny se pohybují od několika tisíců až po desítky tisíc korun. Ceně však odpovídá i kvalita a variabilita použití. Mnohé modely z levnějších kategorií mají totiž velice špatné parametry, postačující sotva k neskenování papírové předlohy A4, natož k digitalizaci filmového materiálu. Navíc neobsahují tzv. dia nástavec, což je ať už zabudovaný nebo přídavný horní zdroj světla umožňující zpracovávat i transparentní předlohy. Vyšší modely jsou na tom lépe a jejich příslušenství nám již dovolí skenovat prakticky jakýkoli materiál. Ale i když je plochý skener teoreticky vybaven pro skenování analogových filmových předloh, může být výsledná realita úplně jiná a u těchto zařízení nalezneme několik zásadních problému, které způsobují velice nekvalitní výsledky a použitelnost pro naše účely je tak velice diskutabilní. V první řadě je to u skutečně levných a ultratenkých skenerů typ snímače, neboť ty nejsou vybaveny Obrázek 3 ukázka profesionálního plochého skeneru standardním CCD snímačem, ale tzv. snímačem CIS (Contact Image Sensor). Výhoda těchto snímačů je menší rozměr, který tak dovoluje použít i jednodušší optickou soustavu. S těmito skenery však můžeme na skenování filmů velice rychle zapomenout. I když však máme skener vybavený CCD snímačem, je nutné si uvědomit, že jsou primárně určeny pro práci s většími dokumenty a tak jejich optika nemusí být tak kvalitní a stejně tak je to i s osvětlením pomocí pyramidy, které může ( a dost často) bývá velice nerovnoměrné a nedostačující na hustě krytá 7

8 místa na předlohách, tzv. malá denzita (viz kapitola o parametrech). Ceny těchto modelů se pohybují od korun. Na konci této cenové řady už nalezneme zařízení, které podávají přijatelné výsledky, především pro web a fotografie do velikosti A4. Pokud je však výstup určen jako záloha, případně podklad pro velkoformátový tisk, je nutné se poohlédnout někde jinde. Na skutečně profesionální úrovni je však situace zcela jiná a výsledky těchto zařízení jsou prakticky nesrovnatelné s výstupy z levných modelů plochých skenerů. Zcela jiná je však i cenová relace. Ceny high endových plochých skenerů se šplhají od mnoha desítek tisíc do miliónů korun a jsou nasazeny na pracovištích, kde je tento druh práce skutečně hlavním zaměřením, tedy archivy, grafická a DTP studia. Tyto vyšší modely jsou již několik let srovnávány se skenery bubnovými, které stále ještě představují synonymum k pojmům nejlepší možný výsledek a kvalita skenování. O nich budeme mluvit níže. Faktem však je, že jejich obsluha je poměrně náročná a pořizovací cena vysoká, proto opravdu kvalitní a profesionální ploché skenery postupně nahrazují levnější provedení bubnových skenerů. Zaměření této kategorie je však primárně na standardní podklady a zpravidla se místo nich k digitalizaci filmů využívají profesionální filmové skenery, jelikož jsou k tomu uzpůsobené a jejich obsluha je daleko snazší a výsledky též prvotřídní. Bubnový skener Jak už bylo uvedeno výše, toto je vrchol v oblasti skenování a tato zařízení dosahují zatím nepřekonatelných výsledků snad po všech stránkách. Ať už mluvíme o rozlišení, barevném podání, či ostrosti. Faktem však zůstává, že za kvalitu se platí a ceny v řádech několika miliónů korun nejsou pro každého. Uvedu je zde tedy spíše pro zajímavost a též porovnání odlišné technologie, díky které dosahují výsledků. Jak však již bylo řečeno výše, levnější bubnové skenery jsou stále častěji nahrazovány profesionálními plochými skenery. Důvodem je totiž velmi náročná obsluha bubnových zařízení a dalším faktem je i to, že kvalitě jejich Obrázek 4 ukázka bubnového skeneru výstupů se stále přibližují skenery ploché, což si začíná uvědomovat stále více pracovníků v oblasti grafiky. Někteří vidí malý rozdíl v jakosti, ale dodávají, že samotná jakost skenování 8

9 nemusí být rozhodujícím kritériem při koupi zařízení. Schopnost skenovat rozsáhlé originály, snadnost použití, rychlost skenování a samozřejmě cena jsou často důležitější. Navíc zde je i nutnost, aby materiál byl dostatečně pružný a šel upevnit na válec, takže možnost skenování pevnějších předloh nebo předloh, kde není žádoucí s nimi manipulovat a ohýbat je bohužel možné není. Vůbec přilepení na válec a celková práce s tímto zařízením je složitější než v případě ostatních skenerů a naučit se jej správně obsluhovat je práce, skoro na několik let. Jak je vidět na obrázku, je zde úplně jiná konstrukce a zařízení je též daleko větší. Je to především díky zcela odlišné technologii, která umožňuje dosahovat zmiňovaných precizních výsledků, jako jsou prvotřídní barevné podání, prokreslení stínů a světel, či rozlišení. Zatímco ostatní výrobky jsou založeny především na technologii CCD (charge coupled device), zde jsou použity tzv. fotonásobiče, známé pod zkratkou PMT (photomultiplier tubes). Typ snímače je tedy asi nejpodstatnějším rozdílem. Tradiční bubnové skenery totiž veškeré typy předloh osvětlují laserem. Světelný paprsek dopadá na fotonásobič, což je velice zjednodušeně velmi rychlá a citlivá vakuová elektronka. Tu si můžeme představit jako zesilovač světelného záření. Na vstupu obsahuje citlivou vrstvu, která je schopna po dopadu světelné částice uvolnit větší množství fotoelektronů a díky tomu je PMT schopen přesně reagovat na široký jasový rozsah dopadajícího světla a dokáže velice citlivě odlišit i velmi malé změny v jeho intenzitě. Výsledkem je perfektní odstup signálu od šumu a praktickým přínosem, že fotonásobič dokáže přesně zpracovat i opravdu slabé světlo, což oceníme zejména při skenování prokreslení hlubokých stínů diapozitivů. Kinofilmový(filmový) skener Je v současné době nejpoužívanější zařízení pro digitalizaci transparentních filmových předloh. Od klasického plochého skeneru jej rozeznáme hned na první pohled, neboť zde se počítá se skenováním mnohem menších ploch a tak není tak rozměrný nebo má velice specifické tvary. Záleží však na jeho provedení, zda je horizontální nebo vertikální. Jak už název napovídá, jde o kinofilmový skener, takže jediným možným médiem, který zde lze zpracovávat, jsou právě filmové materiály. Je tomu uzpůsobeno naprosto všech. Od způsobu zakládání předloh, přes snímač a osvětlení, které je zde posazeno přímo proti snímači, což, jak bylo již vysvětleno výše, je základní požadavek na skenování transparentních předloh. Dalším rozdílem je opravdu daleko kvalitnější optika, než u plochých skenerů, často navíc doplněna o členy ze speciálních skel s nízkým rozptylem a dalšími zlepšenými fyzikálními vlastnostmi. Někomu možná toto velice úzké využití bude připadat jako nevýhoda, avšak díky tomu mohou být všechny technologie u tohoto zařízení uzpůsobeny tak, aby přinášely maximální 9

10 efektivitu a co nejkvalitnější výsledky. A faktem je, že při použití tohoto zařízení k digitalizaci filmů tomu skutečně tak je a výstupy snad ani v jediném ohledu nejdou srovnávat se soubory získanými klasickým plochým skenerem středních a vyšších kategorií. U těch skutečně špičkových zařízení (např. Nikon LS ) se pak kvalita blíží bubnovému skeneru. V názvu se setkáváme s označením filmové nebo také kinofilmové skenery. O filmový skener jde v podstatě vždy, jelikož mluvíme o zařízení určené ke zpracování filmů, ale většina modelů umí pracovat pouze s formátem kinofilmu, tj. 36 x 24 mm, proto se i velice rozšířil pojem kinofilmový skener. U dražších modelů můžeme pracovat i s většími formáty než je Obrázek 5 cenově dostupný model Konica Minolta Dual Scan IV kinofilm, nejčastěji je horní hranicí 6 x 9 cm, ale jejich cena se pohybuje v řádech desítek, spíše stovek tisíců. Já při psaní této práce budu vycházet ze zkušeností s modely Nikon a Minolta. I v této kategorii skenerů však nalezneme mezi jednotlivými modely v různých cenových kategoriích diametrální rozdíly. Obecně však platí, že od všech renomovaných výrobců snad neexistuje špatný model a i ty nejlevnější se drží hesla za málo peněz hodně muziky. Je to částečně dáno i cenou, jelikož pořizovací náklady začínají na 15 tisících korun a za tuto částku už uživatel požaduje určitou kvalitu. Zde se jedná především o modely Konica Minolta Dual Scan III a jeho novější bráška Dual Scan IV, či Reflecta Pro Scan 3600, které se díky nízké ceně staly dostupné široké veřejnosti, jelikož před nimi byl tento druh skeneru díky své ceně odsouzen prakticky jen pro komerční a profesionální využití. Tyto modely však nedisponují některými funkcemi, jako je například hardwarová retuš nečistot, mají menší rozlišení a i když se jejich krabice pyšní honosnými parametry, většinou je realita jiná a výkon těmto parametrům skutečně neodpovídá, jak si ukážeme níže v kapitole o hlavních parametrech. Obrázek 6 Synonymum pro dokonalost v oblasti skenování Nikon LS

11 Hned za touto kategorií je střední třída, do které dnes spadá většina modelů kinofilmových skenerů. Nabídka je opravdu široká. Nejpopulárnější jsou asi značky Nikon a Konica Minolta. Zatímco Nikon nabízí modelů hned několik, Konica Minolta zde má pouze jedno, ale za to velmi horké želízko v ohni a tím je model Elite Scan Bohužel společnost nedávno, naneštěstí pro fotografy, ustoupila od výroby kinofilmových skenerů a tak se jedná již o doprodávaný model. V této kategorii se setkáme s vyšším rozlišením, denzitou a hlavně hardwarovou retuší prachu a nečistot, což je základní požadavek, pokud chceme skutečně kvalitní výstupy pro archiv nebo velkoformátové zvětšeniny. Samostatnou kategorií jsou pak multiformátové skenery, jde například o již zmíněný Nikon LS 9000, či Konica Minolta Scan Multi Pro, jehož výrobu však také nedávno Minolta ukončila. Do této kategorie pak spadají také například jedny z nejlepších filmových skenerů vůbec od prestižního výrobce fotografické techniky Hasselbladu. V jeho nabídce najdeme asi čtyři modely, z nichž nejlevnější lze zakoupit za 4500 dolarů, na druhém konci jsou pak zařízení v ceně blížící se dvaceti tisícům dolarů. Jedná se o naprostou špičku ledovce a nic lepšího k těmto účelům asi nenalezneme. 11

12 Parametry ovlivňující skenování Rozlišení V digitální fotografii se vše točí kolem megapixelů a ne jinak je tomu právě i v oblasti skenerů. Tento parametr jsem vybral jako první, protože většina uživatelů právě na něj nejvíce slyší a bere jej jako jeden z nejdůležitějších při volbě a hodnocení skenerů. Navíc se též u všech kategorií skenerů udává jako jeden ze základních a i když výrobce ostatní parametry zanechal uživatelům skryté, informace o rozlišení bude jistě na každé krabici. Jestli je však tento parametr skutečně tak důležitý a na co si dát při hodnocení skenerů pozor, či jak s ním později pracovat nám poví tato kapitola. Při digitalizaci obrazu skener provádí dva hlavní úkony a to vzorkování a kvantování. O kvantování bude řeč o kapitolu níže, jelikož s ním souvisí především barevná hloubka. Teorie Obrázek 7 ukázka principu vzorkování spojité funkce vzorkování je však naopak základem pro aktuální kapitolu o rozlišení. Nejprve je třeba si uvědomit, že analogový obraz je možné reprezentovat spojitou funkcí. Abychom tento obraz převedli do digitální podoby, je třeba jej tzv. navzorkovat. Tímto procesem rozumíme odebírání hodnot (vzorků) v pravidelných intervalech. Čím je vyšší vzorkovací frekvence, tím je výsledný digitalizovaný obraz bližší realitě (analogové předloze) Pro lepší představu důležitosti tohoto kroku uveďme snímání pohybu kamerou. Pokud použijeme malou frekvenci sejmutí jednotlivých polí, bude výsledný promítnutý záběr trhaný. Jak budeme snímací 12

13 frekvenci zvyšovat, tím bude zobrazený pohyb plynulejší. Dojdeme do okamžiku, kdy budeme s výsledným zaznamenáním pohybu naprosto spokojeni a každé další zvýšení frekvence nám posléze přidá pouze políčko, ale již nepřinese novou informaci. Stejně tak je tomu i u digitalizace. Při použití vyšších rozlišení budeme získávat pouze větší soubor, ale už nám nepřinese novou informaci, jelikož jsme limitování počtem zaznamenaných detailů na filmové předloze. Otázkou však je, zda je možné nějaký signál naprosto přesně reprezentovat diskrétní mřížkou rastru. Jak si ukážeme níže, možné to skutečně docela dobře je a rozhodně na to nepotřebujeme špičková zařízení za mnoho desítek, až stovek tisíc korun. Snímací senzor (CCD) není ve skenerech jako u fotoaparátů matice světlocitlivých buněk, ale jsou zpravidla uspořádány do jednoho úzkého pruhu 1. Jejich počet nám udává fyzické rozlišení skeneru a vyjadřuje nám je na délce jednoho palce, tedy zhruba 2,54 cm. Jednotkou je DPI (Dots Per Inch), občas se setkáme i s označením PPI (používá jej např. Hasselblad). Rozlišení senzoru by měl odpovídat i počet kroků motorku, který nám posouvá předlohou nebo vlastním senzorem, abychom dostali stejné rozlišení v horizontální i vertikální rovině. U kinofilmových skenerů tomu skutečně tak snad vždy je. Ploché někdy nabízejí například hodnoty 3200x6400 dpi (hodnota Umax MCT ScanMaker i900), tj. krok motorku se nerovná počtu senzorů na snímači. Maximální rozlišení naskenovaného obrázku nám tedy udává fyzické rozlišení. Při jeho známé velikosti a velikosti předlohy je velice jednoduché spočítat maximální možné rozlišení výstupu. Pro kinofilm je to 1,42 * DPI max horizontálně a 0,95 * DPI max vertikálně. Pokud nejsou obě hodnoty DPI rozlišení stejné, je samozřejmě nutné použít příslušnou hodnotu. Tato čísla jsou přesně pro velikost fotografie, ale většina skenerů umí pokrýt plochu malinko větší, aby měl uživatel možnost získat skutečně celou fotografii a nic nebylo oříznuto. Maximální výstupy z referenčních skenerů jsou pak 14,5 MPix v případě rozlišení 3200 DPI Dual Scanu IV, 22 MPix v případě Nikonu LS a pro Elite Scan je to s jeho 5400 PDI dokonce kolem 40 MPix. Již první číslo je ve srovnání s dnešním standardem digitálních fotoaparátů vysoké, o těch dalších ani nemluvím. Jak však tato čísla interpretovat v praxi a co pro nás znamenají? Pro zachycení všech detailů snímku jsou jistě vysoká rozlišení nezbytná, ovšem za předpokladu, že se spojí s kvalitní optikou. Již velký rozdíl je mezi 2000 a 3200 DPI. Zejména při skenování krajinných celků toto malé rozlišení prostě nedokáže prokreslit ostře drobné kamínky v suti nebo listoví stromů. Příčina ostrosti detailů však není 100% dána absolutní hodnotou rozlišení jako takového, ale sken s vyšším hardwarovým rozlišením i 1 Respektive se nejedná o jeden pruh, ale o tři a každý je citlivý na jinou složku RGB spektra. Dohromady však všechny ve výsledku tvoří jeden výstupní bod. 13

14 vypadá lépe, i když jak si ukážeme níže porovnávané vzorky obsahují na výřezu stejné množství detailů. Rozlišení 3200 už je velmi rozumný základ pro seriózní grafickou práci, velkoformátový tisk a zálohu, 4000 už je, myslím velmi dobré a plně dostačující. V praxi se stejně s větším, až na výjimky nesetkáme. Ne, že by to nebylo technicky možné, ale prostě není důvod, jelikož výše uvedená rozlišení dokáží zachytit všechny detaily snímků a například 5400 DPI z Elite Scanu je už skoro zbytečné a získáváme prakticky jen stejné obrázky, se stejným množstvím detailů jako při 4000 DPI, jen s daleko větší fyzickou velikostí na disku. Někdo by mohl argumentovat zase svými testy a zkušenostmi, ale faktem je, že například společnost Hasselblad jenž je spojována s pojmy jako profesionální fotografie, či výsledek bez kompromisů, která kromě špičkových fotoaparátů vyrábí i kinofilmové skenery, vybavuje svoje základní modely (cca 4500 USD) právě rozlišením 3200 PPI. Nicméně na druhém konci modelové řady ale nalezneme produkty nabízející rozlišení až 8000 DPI. Samozřejmě neinterpolované. Otázkou však je, zda film může obsahovat tolik informací, aby bylo možné toto rozlišení využít. To už jsme však v úplně jiné kategorii, pojďme se vrátit k našim referenčním skenerům a podívat se na několik ukázek. Obrázek 8 porovnání rozlišení výstupů v několika různých rozlišeních 14

15 Na obrázku 8 máme výřez z fotografie skenovaný v rozlišeních 5400, 4000 a 3200 (Od hora dolů) na třech různých skenerech. Výřezy jsou nechány v poměru, v jakém jsou jejich vzájemné velikosti. Vidíme, že mezi 3200 DPI a 4000 DPI není až tak velký rozdíl, jak ve velikosti, tak v získaných detailech. Co nás však na první pohled zaujme, je rozdíl v denzitách a prokreslení štítu domu (toto je však již součástí další kapitoly). Při porovnávání detailů by zde ale mohl být velký handicap právě formát jednotlivých ukázek a porovnání by nemuselo být úplně objektivní a zřejmé. Proto zde se především zaměřme hlavně na fyzické velikosti jednotlivých výstupů, ale rozlišení pojďme zkoumat na následujících obrázcích. Obrázek 9 Konica Minolta Elite Scan 5400 DPI Obrázek 10 Nikon LS DPI Obrázek 11 Konica Minolta Dual Scan IV 3200 DPI 15

16 Opět máme pod sebou výstup ze tří různých zařízení od nejjemnějšího skenování po menší rozlišení. Tabulkově by na tom měl být nejlépe horní obrázek. Vidíme ale, že rozdíly v zaznamenaných detailech mezi jednotlivými snímky jsou naprosto minimální, pokud vůbec nějaké jsou. Film prostě už více detailů neobsahuje a tak kde už toho více není na podkladu, není možné ani získat více detailů. Někdo by mohl namítat, že pokud bychom použili lepší objektiv a jemnozrnnější film, pak bychom jistě získali lepší výsledky, ale zde již jsou technologie prakticky na hranici, jelikož testovací snímek byl pořízen na diapozitiv Fuji Provia 100F objektivem Canon / 2.8 L s použitím stativu a tak hledat lepší podmínky a techniku pro testování by bylo velice těžké. Tyto výřezy staví všechny referenční skenery do jedné roviny, jelikož množstvím zachycených detailů se výstupy až tak neliší. Faktem ale je a ještě jednou jej musím zdůraznit, že výsledný obraz skenovaný ve vyšším hardwarovém rozlišení opravdu vypadá ve výsledku lépe. I když, jak vidíme výše, prokreslení snímků je prakticky stejné. Honba za rozlišením není tedy vždy ta jediná správná, ale je nutné si zařízení vyzkoušet, jaké dává výsledky a zda již zbytečně neplatíme za něco, co nevyužijeme nebo naopak jestli pro nás nebude lepší si připlatit, abychom byli s výsledky plně spokojeni. Mluvím zde o zpracování pro velkoformátový tisk nebo digitální zálohu v případě poškození originálů. Pro rodinné účely a elektronickou poštu jsou naprosto dostačující rozlišení kolem 2500, ale i tak je lepší udělat sken větší, poté provést úpravy a následně snímek zmenšit, případně zkomprimovat pro finální použití. Záleží tedy na požadavcích uživatele, ale pokud to myslí alespoň trochu vážně s většími fotografiemi, tak, jak už jsem jednou zmínil, hodnota 3000 je naprosté minimum, 4000 už je naprosto postačující standard. Velkou roli hraje ještě jedna věc. Námět nebo celkové fotografické zaměření uživatele. V reportážních snímcích si vystačíme i s menším rozlišením, jelikož jde především o zachycení okamžiku, atmosféry a celkového obrazu dané situace. Větší rozlišení pro tisk je pak částečně možné dohnat interpolací. Podobná situace je i u portrétních snímků. Tam je většinou přehnaná ostrost dokonce na škodu, jelikož zvýrazní veškeré pleťové nerovnosti, které se poté stejně budou retušovat. Nejnáročnější z hlediska rozlišení jsou tedy snímky s krajinou, architekturou, umělecká zátiší, atd. a pokud je jejich skenování naším primárním cílem, tak je opravdu nutné si za rozlišení připlatit. Investice se vrátí v podobě úsměvů nad opravdu pěknými digitalizovanými fotografiemi. Na druhou stranu u reportážních snímků zpravidla nemáme možnost udělat více fotografií jako u předchozích témat, kde můžeme díky dostatku času využít expoziční vějíř a mít tak jistotu, že alespoň jedna fotografie bude 16

17 povedená. Tato jedna fotografie se nám ale nemusí úplně povést. Může jít o unikátní záběr, ale autorovi mohla trochu ulétnout expozice a pak též oceníme kvalitní zažízení. Barevná hloubka Další vlastností je barevná hloubka. Ta nám určuje dynamiku barev, tj. jak přesně bude převedena původně spojitá barevná informace do diskrétní podoby. Názorně nám to ukazuje obrázek 12 níže. Vlevo máme spojitý barevný přechod. Ten je však nutné reprezentovat pouze určitým množstvím barev a proto se stanovují intervaly a pro každou barvu z příslušného intervalu je dána výsledná barvu, která tento interval reprezentuje. Čím je pak barevná hloubka větší, tím mohou být jednotlivé intervaly menší a výsledná reprezentace tak bude přesnější. Naopak dojde k výskytu ostrých hran a skokových barevných přechodů v obraze. Na tyto chyby je lidské oko velice citlivé, vnímá je jako novou barevnou informaci a ve výsledku působí rušivě. Nejde však jen o toto technické hledisko, ale větší barevná hloubka je i daleko hezčí na pohled, zejména pak při kvalitním tisku na moderních zařízeních a velkých zvětšeninách. Barevná hloubka se udává se v bitech a můžeme se setkat buďto s hodnotami pro každý kanál RGB modelu zvlášť a nebo se souhrným číslem. Nejčastěji se dnes pracuje s 8 bity na kanál. To znamená, že každý z barevných kanálů dokáže rozlišit 2 8 = 256 barev. Kombinace pro Obrázek 12 intervaly barevné hloubky všechny kanály nám dává barev. V tomhle případě oněch známých 16,7 miliónu. Obdobně bychom mohli postupovat pro výpočty s 12 nebo 16 bity na kanál. Toto jsou však jen teoretické údaje a výpočty. V praxi tohle všechno znamená, že signál z CCD čipu je pouze vzorkován vyšším počtem bitů. Už ale nevíme, zda se na něj potřebný rozsah dostává a vyšší barevná hloubka má smysl. Většinou je rozdíl znatelný, nicméně ne vždy v takové míře, v jaké bychom jej očekávali. Je zde totiž nutné počítat i s výskytem digitálního šumu ve stínech a výstup z levnějšího skeneru bude i ve vyšší barevné hloubce horší než třeba 17

18 jen 8-bitový sken ze špičkového zařízení. Neustále spory analogovo digitálních technologií se přou o kvalitu cesty a proti digitálnímu šumu argumentují zrnem filmů. Zmiňovaný šum však je něco nežádoucího a v obraze je navíc. Šum nemá přínos pro skladbu obrazu. Na druhé straně klasické filmové zrno je základním nositelem barevné informace a nelze jej tedy srovnávat se šumem. Obrázek XYZ ukazuje důsledky nízké barevné hloubky. Je to opravdu extrémní případ, ale jasně je na něm vidět, že nízká barevná hloubka umožnila jedině velkou šíři příslušných intervalů a tak barevný přechod na druhém obrázku již není plynulý. Na některých snímcích bychom nižší barevnou hloubku snad ani nepostřehli, ale velká většina nějaký barevný přechod ukazuje a tyto malé změny gradientu na předloze jsou při digitalizaci Obrázek 13 původní obrázek a jeho reprezentace v nízké barevné hloubce velice citlivé na dostatečnou barevnou hloubku, jinak jsou na výsledném záznamu nespojité a rušivé. Při skenování pak velice záleží na monitoru a jeho nastavení. Mnoho uživatelů však nemá nejlepší modely určené pro grafiku a DTP nebo je nemá správně zkalibrované a na první pohled nevidí rozdíl. Proto volí pouze 8 bitové skenování, aby ušetřili místo a také nemuseli později pracovat s velkými soubory. Je třeba si uvědomit, že s barevnou hloubkou lineárně roste i velikost souboru, takže je nutné počítat s větším množstvím místa na uložení. Pokud potřebujeme kvalitní digitalizaci nebo zálohu, volíme maximální možnou hloubku. Zase ale záleží na námětu, jeho barevnosti, očekávaném použití, tisku atd. 18

19 Při digitalizaci je u některých zařízení ještě možné nastavit 16 bitovou lineární hloubku. Ta posléze při převodu neprovádí žádné úpravy korekční křivky a negativní se materiály digitalizují inverzně. Hodnota gamma zůstává na hodnotě 1 a neupravuje se na standardní 2.2, takže neskenované obrázky mohou být a dost často jsou o hodně tmavší. Po převrácení a úpravě gammy však obsahují maximální množství detailů a na světě je perfektně připravený snímek pro další zpracování. Nevýhodou ale je nemožnost kontroly při skenování, jelikož máme pouze náhled negativní a občas je nutné v tomto případě jít cestou pokus - omyl. Tato linearita však není 100%, což je dáno senzitometrickou charakteristikou skeneru. Zejména u zařízení nižší třídy nám 16 bitová lineární hloubka může přinést daleko lepší výsledky, zejména pokud jde o získávání kresby ve světlech, ale naopak může snímek být již velice tmavý a nepoužitelný, zejména pokud jde o tmavší diapozitivy. Chce to vyzkoušet, ale pokud potřebujeme získat kresbu ve světlech, pak se nám může 16 bitová lineární hloubka hodit. ICE V nadpisu této kapitoly nalezneme ICE, ale zde se nejedná o parametr jako takový. Jde pouze o dnes nejčastěji používané označení funkce, kterou se nyní budeme zabývat. U Canonu tu samou funkčnost nalezneme pod označením Fare. Obecně však platí, že se s ni setkáme hlavně u dražších modelů a to jak filmových, tak plochých skenerů. Co se pod ní tedy skrývá? Jedná se o hardwarové odstranění nečistot, prachu, škrábanců, otisků prstů a vůbec všech nečistot a působení externích vlivů, které se projevily na fotografickém materiálu. Většina uživatelů si již skener bez této vlastnosti neumí představit, jelikož manuální retuš je zdlouhavá a nikdy nenahradí hardware. Tím nechci říci, že se bez ní nelze obejít. Lze a velice dobře, ale musíme počítat s drobnou retuší, pouze malými zvětšeninami a prácí s novými a šetrně vyvolanými materiály. Ale i pokud byla laboratoř ohleduplná, či mi velice opatrní v černé komoře, tak se drobnému škrábnutí a prachovým částečkám prostě neubráníme. Na první pohled sice nejsou vidět, ale již při menším zvětšení působí rušivě a musí být odstraněny. Buď zmiňovanou ruční retuší a nebo mnohem jednodušším, daleko elegantnějším a účinnějším způsobem, kterým je právě ICE. U starších nebo poškozených materiálů je ale tato funkce dokonce nutností pro jejich bezchybné neskenování. Toto ukazuje následující obrázek 14. Je na něm výřez z oblohy horské krajiny. Levá část je skenována Konica Minolta Dual Scan IV a jak je vidět, více poškozený negativ je prakticky nepoužitelný. Naopak ten samý obrázek skenovaný s ICE na Elite Scan 5400 již bezpečně škrábnutí odstranil a získali jsme tak pěkný snímek s širokým využitím.funkce ICE je prakticky jedno skenování navíc. Je provedeno před vlastním finálním skenováním a jeho podstatou je sken nikoli v klasickém, 19

20 ale v infračerveném spektru. To totiž umožňuje odhalit veškeré nerovnosti, škrábnutí, Obrázek 14 porovnání výsledků s využitím ICE (vpravo) a bez něj. Rozdílná tonalita je dána trochu odlišným nastavením jednotlivých zařízení. prachová zrnka a další druhy nečistot, které nejsou původní součástí snímku, ale bohužel se na něj neopatrností nebo vlivy prostředí dostaly. Pokud se světlo v nějakém místě zalomí, skener automaticky detekuje v daném místě poškození, či nečistotu a takto zmapuje celý snímek. Poté následuje klasické skenování v bílém světle, které se samozřejmě provede včetně všech nečistot. Následuje porovnání se skenem v infračerveném světle a pokud byla v daném místě detekována nečistota nebo poničení, pak se nepoužije obrazová informace získaná standardním výstupem v bílém světle, ale obraz se v těchto bodech dopočítá složitými algoritmy. Opět zde máme rozdíl mezi negativní a diapozitivní předlohou. Pokud máme model s ICE, pak není co řešit a budeme mít kvalitní obraz bez rušivých elementů a finální retuš nečistot nebude nutná. Když však ICE nemáme nebo jej z časových důvodů nepoužijeme, pak dostaneme jistě snímek s alespoň několika rušivými prvky, protože, jak už bylo psáno výše, se jim prostě neubráníme. U diapozitivních materiálů budou reprezentovaný vždy tmavými (černými) pixely, bez ohledu na jejich skutečnou barvu, protože přes nečistoty na daných místech prostě světlo neprošlo. Skener neuměl rozlišit, zda světlo neprošlo kvůli nečistotě nebo obsahu snímku. Opravdu drobné nečistoty, které jsou menší než plocha vzorkování pak pouze ztmavují jednotlivé pixely a jejich skupinky na finálním obrázku, kde je například původně modré nebe lehce kropenaté. Tohoto si však všimneme u opravdu velkých zvětšenin a oko laika to snad ani nepozná, takže při troše štěstí můžeme dělat velké zvětšeniny i z podkladů, které byly zpracovány skenerem bez ICE, ale jak říkám, je potřeba trochu štěstí, aby zrovna snímek, který chceme zvětšit neobsahoval žádná škrábnutí. 20

21 U negativních materiálů je samozřejmě vše obráceně, takže výsledkem nečistot jsou úplně bílé tečky, čáry a další tvary jako pozůstatky po nežádoucích součástech snímku. Toto bíle zobrazení je daleko nápadnější a zde se oku neztratí ani ta nejmenší nečistota a retuš je opravdu nutná. Existují sice nejrůznější softwarové Pluginy pro simulaci ICE, ale zde platí staré známé pravidlo, že software hardware nenahradí. Při použití ICE se totiž detekují přímo problematická místa a víme, co se má později opravit. Pro software je však velice těžké, snad dokonce nemožné, na již digitalizované fotografii poznat, zda se jedná o černé zrnko prachu, které utkvělo na emulzi a dostalo se na snímek nebo o tmavý kamínek, který je součástí snímku a má na něm být. Máme sice k dispozici několik nastavení, ale pokud jsme benevolentní, tak zpravidla algoritmus nemá na vyčištění snímku účinek a pokud dáme retušovat i větší plochy, přijdeme o kamínky, antény nebo třeba lesk v očích. Jediná opravdu praktické využití je retuš oblohy u diapozitivů. V ní nepředpokládáme žádné černé tečky, čáry a další tvary, ale pouze oblaka, modrou barvu a její odstíny a proto máme jistotu, že jakýkoli černý objekt můžeme s velkou pravděpodobností brát jako pozůstatek po ne zcela čistém negativu. Denzita Toto je jeden z hlavních parametrů udávaných u kinofilmových skenerů. Samozřejmě, že se s ní setkáme i u plochých skenerů, tam se však na ni neklade tak velký důraz, jelikož se počítá zejména s digitalizací netransparentních předloh a u nich není na tuto hodnotu tak velký požadavek. S uváděním denzity jsou však výrobci ne příliš upřímní. Někteří ji vůbec neuvádějí, jak již bylo z míněno, zejména u plochých kancelářských skenerů nižších kategorií, kde se na ni nekladou velké nároky. Na opačné straně ale stojí výrobci a modely jiné, kde se jejich krabice pyšní různými přemrštěnými, teoretickými a matematicky dopočítanými hodnotami, které rozhodně nejsou reálné, ale mnoho zákazníků na ně slyší. Dalším faktem je i to, že většina lidí neví, co tento parametr znamená a proč se o něj zajímat nebo naopak nějaké povědomí mají, ale přesně vysvětlit by to nedokázali. Vůbec nejčastější chybou je ale její zaměňování s dynamickým rozsahem. Oba pojmy spolu úzce souvisí. Denzita výsledný dynamický rozsah přímo ovlivňuje, ale rozhodně se nejedná o atributy identické. Pro pochopení jejího významu pro skenování je potřeba nejdříve vysvětlit pojem opacita. Tato veličina je u transparentních předloh obyčejný poměr mezi množstvím dopadnutého světla a světla propuštěného. Absolutně transparentní materiál má tedy opacitu 1, protože předloha žádné světlo nepohltí a vše propustí. Světla tedy projde úplně stejné 21

22 množství, kolik jej na předlohu dopadlo. Pokud se například jednalo o 100 luxů a za předlohou mám stejnou hladinu osvětlení, pak 100/100 = 1. U čirých, ale ne absolutně transparentních materiálů tato hodnota stoupá. Osvitem 100 luxů nám předloha propustí např. jen 50, poté dostáváme opacitu 100/50, tedy 2, když nám předloha zeslabí světlo 100krát, tedy 100/1, dostáváme opacitu 100. Jak vidíme, pokud se nám množství propuštěného světla dvakrát sníží, opacita se dvakrát zvětší, obdobně pro 100násobné zeslabení. Jedná se proto o lineární závislost. Denzita je pak pouhý logaritmus hodnoty opacity. Pro absolutní průhlednost dostáváme hodnotu 0 (log 1 = 0). Pro výše uvedenou hodnotu opacity 100 nám vychází dentita 2. Toto číslo nám v praxi ukazuje schopnost skeneru rozlišit kresbu ve tmavých oblastech. Pokud by nějaké místo na filmové předloze mělo opacitu 100, denzitu 2, tak skener s denzitou 2 ještě kresbu v daném místě rozezná a bude ji interpretovat nějakým tmavým odstínem. Místa s vyšší opacitou však již zobrazí jako černé, i když uživatel by např. na prosvětlovacím pultu ještě na snímku v tmavých oblastech kresbu viděl. Denzitu lze tedy chápat jako schopnost skeneru prokreslit tmavá místa, aby se neslila v pouhý černý flek. Každý skener má pak dva parametry Dmin a Dmax, které udávají jeho schopnost vykreslit oblasti v nejjasnějších světlech a nejhlubších stínech. Pokud je denzita dané oblasti mimo rozsah těchto denzit (tzv. dynamický rozsah denzit), skener ji zobrazí jako bílou nebo absolutní černou a to i přes to, že na materiálu kresba je. Hodnoty denzity se pohybují běžně zhruba od 0 do 4. Otázkou ale je jak tato čísla interpretovat v praxi a co pro nás jako pro uživatele znamenají. Většinou se setkáváme s hodnotou Dmax nebo pokud se mluví o denzitě, myslí se tato hodnota, jelikož získávání kresby ve stínech je daleko složitější. Neplatí to jen pro skenování filmů, ale pro skenování obecně. Digitalizace transparentních filmů je však trochu složitější, než sken klasických fotografií na plochém skeneru. U nich si vystačíme s denzitou 2,5. U analogových materiálů máme však dva naprosto rozdílné druhy. Negativní a diapozitivní. Nejen, že se na každý odlišně fotografuje, ale potřebují i trochu odlišný přístup při digitalizaci. Nejprve se podívejme na známější a mezi širokou veřejností používanější negativné materiály. Jejich předností je cena, velká expoziční pružnost a dynamický rozsah, který se pohybuje v rozmezí 9-11 EV = clonových čísel (Podle materiálu). Tento rozsah umožní zachytit velké množství polotónů bez extrémních kontrastů. Zde tedy není takový problém získat kresbu ve stínech (Je též nutné si uvědomit, že absolutní stíny na negativu jsou čiré oblasti, kde tedy s průchodem světla není problém), ale ani ve světlech, neboť zmíněný velký dynamický rozsah umožní tuto kresbu zachytit a vůbec přeexponovat negativ je pro alespoň trochu zkušeného fotografa 22

23 prakticky nemožná záležitost. Problém je však se do tohoto rozsahu vejít v rámci dynamického rozsahu denzit skeneru. Pro lidské oko jsou ale vždy přijatelnější stíny než přepálená místa a proto je nutné se při skenování primárně orientovat podle světel a najít rozumný kompromis podle dostupného náhledu. Co se týče diapozitivů, jejich kouzlo je v kontrastu a detailech v tmavých oblastech. Zatímco i lehce podexponovaný negativ ztrácí barvy a zvyšuje se jeho zrnitost, u diapozitivu je situace opačná. Zvyšuje se tím jeho kontrast, vizuální atraktivita a sytost barev. Mnoho fotografů tak záměrně snímky na negativy přeexponovává a diapozitivům naopak dává korekce lehce do mínusu. Při promítnutí takto naexponovaného diapozitivu je to pro publikum jedinečný vizuální zážitek. Kosa na kámen ale dopadne v případě jejich skenování. Z takto nafoceného diapozitivu je pak neuvěřitelně těžké, až skoro nemožné kresbu ve stínech dostat. Dochází proto ke zvýšení expozice při digitalizaci (Viz dále - jedná se o umělé zvýšení jasu snímku), což sice umožní prokreslit stíny, ale též rapidně stoupá jas světel, který již hodnota Dmin není schopná zobrazit a tak se začínají objevovat vypálená místa. Ne vždy je toto možné, stíny jsou už velice hluboké a jakékoli dodatečné zvyšování expozice má za následek pouze vypalování světel. V tomto místě se pak začínají vracet desetitisícové investice do skenerů, počítačů a další techniky. Dražší zařízení se totiž pyšní prvotřídní denzitou a dynamickým rozsahem denzit. A tak z nich dostáváme naprosto špičkové obrázky s prokreslenými stíny a bez vypálených světel, tedy přesně tak, jak jsou snímky neexponované, prakticky bez jakýchkoli kompromisů, ústupků a složitějších opatření a grafických zásahů. Naproti tomu u levnějších zařízení budeme mít u obrázků s extrémními jasovými kontrasty problémy. Nicméně řešení jak dosáhnou kvalitních výsledků existují, i když občas nám jejich realizace pouze přidělává práci. Snímek lze například skenovat se dvěma různými expozicemi a poté do fotografie s korektními stíny vložit do míst s přepálenými světly výřezy z druhého snímku. Další možností je pak vždy udělat dva záběry rovnou při samotném fotografování. Jeden pro skenování a druhý pro promítání. Skeny z diapozitivů optimalizovaných pro digitalizaci jsou prvotřídní i na levnějších skenerech. Toto se však již netýká přímo denzity, ale vlastního skenování a proto téma nastavení parametrů a typy pro skenování budou popsány v této kapitole. A jakdenzita vypadá v praxi? Ukažme si to na příkladu. Na následujících obrázcích máme výřezy z fotografie na obrázku 15. První je pořízen opět amatérským modelem od Konica Minolta, druhý zařízením z naprosto opačné kategorie. Na první pohled vidíme, že se obrázky prakticky vůbec neliší, co se týče rozlišení a zaznamenaných detailů, to již pro nás není žádné překvapení po přečtení části o rozlišení. Stejně tak ale výřezy ukazují velký rozdíl v prokreslených stínech. Nejlépe je to vidět na cihlách vedle reklamní tabule, kde horní 23

24 Obrázek 15 referenční obrázek pro porovnání denzit snímek vykazuje prakticky jen stín. Naopak druhý příklad z Nikonu ukazuje, že skener v té samé oblasti dokázal získat ještě kresbu. Někomu toto může připadat jako malý detail, ale v celku je to mezi oběma soubory velký rozdíl a fotografie získané s velkou denzitou vypadají opravdu pěkně a navíc poskytují dostatek prostoru pro dodatečné úpravy. Obrázek 16 výřez z fotografie na obrázku 15 skenováno Konica Minolta Dual Scan IV Obrázek 17 výřez z fotografie na obrázku 15 skenováno Nikon LS Jako referenční obrázky můžeme využít i podklady pro výklad rozlišení na straně 16. Na nich je vidět, že zatímco v rozlišení žádné větší rozdíly opět nenalezneme, tak v denzitách se jednotlivé obrázky liší diametrálně. U nejnižšího modelu od Konica Minolta je vidět, že pokud jsme chtěli získat alespoň trochu přijatelnou kresbu ve štítu domu, který je ve stínu, 24

25 pak se nám již začínají vypalovat světlá místa kolem a snímek opravdu nepůsobí pěkně. O něco lépe je na tom obrázek nejvýše získaný vyšším modelem od téhož výrobce. Světla už nejsou tolik vypálená, ale kresba ve stínu stále ještě není dokonalá. Naopak Nikon tyto modely válcuje na celé čáře a ukazuje svoji sílu a kvalitu za opravdu velké investované prostředky. Nejparadoxnější na tom však je, že všechny modely mají udávanou stejnou denzitu a to hodnotu 4.8. Zde by se ji však dalo věřit pouze u LS -9000, ale u předchozích dvou jde jistě pouze o marketingový trik v podobě teoretické hodnoty. Nebo možná tam tato hodnota skutečně je, ale dynamický rozsah denzit je již nepostačující. Jen pro srovnání, hodnotu 4,8 neudává ani Hasselblad u svých nižších modelů. Naopak jeho model 949 se pyšní ještě o kousek lepším parametrem a to hodnotou 4,9. Bylo by jistě zajímavé pro porovnání získat snímky i z těchto zařízení, abychom si ukázali praktickou důležitost denzity a rozdíly v jejím podání, bohužel tato zařízení jsou skutečně velice specifická, vysoce profesionální a na míle vzdálená mnoha fotografům, natož běžným uživatelům. Senzitometrická charakteristika (křivka) V prvé řadě je nutné zmínit, že zatímco ostatní parametry jsou většinou vyjádřeny číselně, ať jednou nebo více hodnotami, tato charakteristika se vyjadřuje graficky. Neudává se pouze u skenerů, ale ve fotografii se s ní setkáme prakticky všude. Snad u každého fotografického materiálů, fotografických papírů a v poslední době i u digitálních čipů, ať už CCD, či CMOS. U analogové fotografie je nám dokonce většinou jako jeden z hlavních parametrů prezentována výrobcem. Bohužel s nástupem digitálních technologií a stále většímu konzumnímu zaměření fotografického průmyslu je od její sdělování upouštěno, jelikož se jedná o velice úzce specializovaný parametr, ale přitom právě znalost senzitometrické křivky může fotografovi mnoho napovědět o vlastnostech čipu používaného fotoaparátu, aby mohl vzít v úvahu jeho slabší stránky ještě před stiskem spouště. Jedná se především o vliv na výsledný dynamický rozsah. Vraťme se ale zpět k tématu skenování. Jak již bylo ukázáno výše, výslednou tonalitu a prokreslení snímku nám udává denzita a dynamický rozsah denzit. Tyto parametry však udávají schopnost maximálního možného získání kresby v extrémních jasech a stínech a jsou to základní parametry, které výrobce standardně udává. Naproti tomu tato charakteristika je spíše výjimečná, moc často se s ní nesetkáme a pokud ano, tak spíše u čipů digitálních fotoaparátů. I když je toto parametr neudávaný, jedná se v podstatě o vlastnost snad všech CCD chipů a na rozdíl od denzity jde o reálnou interpretaci a rozlišení v jednotlivých jasových hodnotách. Zjednodušeně řečeno, jakým výsledným jasem bude interpretován daný bod na předloze. Mohlo by se sice zdát jako je samozřejmostí, že každý 25

26 bod je interpretován stejnou hodnotou, ale v praxi tomu tak není. Abychom lépe pochopili význam tohoto parametru nebo spíše této vlastnosti, ukážeme si ji na příkladu a také si vysvětlíme křivku, která nám ji vyjadřuje. Jen podotýkám, že toto vysvětlení je zjednodušené a ukázková křivka je záměrně poměrně dost zvýrazněná, aby co nejlépe vše ilustrovala. Jelikož se však tyto charakteristiky neudávají a upřímně řečeného, je i obtížné je v běžných podmínkách měřit, uvádím zde tento pojem především pro pochopení chování skeneru a pro zajímavost pokročilejším uživatelům skenerů. Každý bod má určitou hodnotu jasu, kterou můžeme znázornit na ose X. Vidíme na ni přechod od nejhlubších stínů, přes střední šedé, až po světla a bílou. Na ose Y pak máme vynesený tomu odpovídající jas tak, jak jej převedl skener. Pokud je tedy interpretace ideální pak jas na fotografii se rovná jasu, jak je převedl skener a výsledná křivka je lineární přímka se sklonem 45 stupňů. V praxi je toto však spíše teoretický průběh a s takovýmto převodem se Obrázek 18 grafické vysvětlení senzitometrické charakteristiky CCD nesetkáme. Zejména v hlubších stínech je většinou situace problematická a reálný převod se v této oblasti linearitě skutečně jen vzdáleně blíží. To nám ukazuje pravá část obrázku. Na osách máme vynesené opět stejné veličiny, tedy jas snímku a jeho výslednou interpretaci skenerem, ale vidíme, již se nejedná o lineární přímku, ale křivku, která představuje tzv. logaritmický převod. Vidíme, že ve stínech je nejprve kousek vodorovná. To, odkud nám křivka začíná stoupat, tj. skener začíná rozlišovat kresbu ve stínech nám udává denzita. Strmost tohoto stoupání je však poměrně pozvolná. To znamená, že kresba ve stínech je sice rozlišená, avšak pro citlivost CCD snímače to nejsou markantní rozdíly a proto interpretace není reálná. Ten samý problém se opakuje ve světlech, kdy se nám křivka začíná opět zaoblovat a pozvolna klesá. Výše byla uvedena pouze grafická vyjádření, nyní se pojďme podívat, co to znamená v praxi a jaký je výsledný efekt na obrázek. Vlevo vidíme korektní obrázek s kresbou ve stínech a též 26

27 prokreslenými světly. Pokud má však skener velice špatnou tuto charakteristiku, dodá nám místo detailů v tmavých oblastech pouze černou a světla budou vypálená, tedy úplně bílá bez kresby. Čím lepší máme skener, tím lepší bude podání v tmavých oblastech snímku a prokreslení světel. Více se dozvíme a též praktické důsledky uvidíme v následující kapitole o skenování. 27

28 Vlastní skenování Úvod do problematiky Výše byly popsány především všechny technické předpoklady a aspekty, které jsou výchozími požadavky a informacemi na tuto problematiku. Jako u jiných oborů, i zde je však faktem, že i když však má uživatel k dispozici kvalitní a moderní zařízení, stále je to on, jehož zkušenosti a znalosti jsou rozhodující pro výsledný obraz a proto je třeba znát základní parametry, jejich význam a vliv na finální obraz, jelikož tak se dají získat přijatelné výsledky i na levnějších zařízeních. Bohužel někdy je to právě za cenu dalších prací, úprav a nastavení navíc. V neposlední řadě jsou to i zkušenosti a praktická aplikace všech znalostí, protože každý snímek je prakticky originál a je nutné zvážit všechny jeho vlastnosti, aby byl výstup co nejlepší. Jedná se o celkový jasový rozsah, barevnost, prokreslení stínů a světel, ale jde i o určitou univerzálnost pozdějšího použití. Neskenovaný obrázek je totiž pouze takový polotovar pro pozdější grafické úpravy, bez nich se totiž snad žádný obrázek neobejde. Někdy jsou zásahy větší, jindy jen kosmetické, ale dalo by se říci, že jsou pravidlem. Pokud si tyto úpravy později děláme sami, tak zde není problém, jelikož zhruba víme pozdější využití snímku a též máme představu o jeho budoucí podobě. Někdy je to maximální přiblížení realitě, jindy nám jde spíše o umělecký dojem a tak již při vlastním skenování nastavíme parametry tak, aby byla fotka co nejhezčí a nejpřitažlivější pro divákovo oko. Některá nastavení totiž zcela diametrálně ovlivňují výsledek a pokud byla zvolena špatně, tak výsledek nebude odpovídat našim představám nebo bude v některých případech nepoužitelný. Někdo může sice argumentovat magickými slovy Photoshop, Gimp a dalšími. Zde však není řeč o grafických úpravách, ale o nastavení při skenování. To jsou dvě rozdílné věci a toto nastavení má vliv na kvalitu podkladu pro pozdější úpravy. Pokud hovoříme o lidském faktoru při obsluze skeneru, pak je tu ještě jedna věc a tou je grafické cítění, vnímání barev. To se samozřejmě nelze plně naučit a je zde potřeba trochu toho talentu. Zejména se jedná o skenování negativních materiálů. Zde je obraz inverzní a skener musí provést barevnou transformaci. Zde pak záleží na obsahu snímku. U některých tento převod není úplně korektní a třeba mu trochu pomoci, nejčastěji v podobě posunu expozice jednotlivých barev RGB spektra. U diapozitivů zpravidla není problém, jelikož tam má skener reálný podklad a snaží se jej co nejlépe interpretovat. Posledním a velice důležitým požadavkem před začátkem vlastního skenování je kvalitní monitor, pokud možno alespoň trochu zkalibrovaný. Nejlépe s použitím speciálních sond. 28

29 Primárně se totiž orientujeme podle vizuální interpretace při náhledu a pokud by zobrazení tohoto náhledu neodpovídalo realitě, pak bychom mohli snímek zcela zkazit. Jedná se především o jas, kontrast a gamma hodnotu. Zaostřování Před začátkem vlastního skenování je první činností vložení předlohy do skeneru. Tento krok je snad u každého skeneru jiný, jelikož nenajdeme, nebo jen těžko, dva skenery se stejnými rámečky. Možná se ptáte, proč se kapitola jmenuje zaostřování, ale začíná povídáním o rámečcích. Odpověď je velice jednoduchá. Protože kvalitní a dobře řešené rámečky jsou základním předpokladem pro rovné a neprohnuté upevnění předlohy do skeneru, které později Obrázek 19 dialog indikující upevnění materiálu a zaostření zajistí ostrost v celé oblasti snímku. Skener je optické zařízení a jako každé jiné takové musí zaostřovat na určitou vzdálenost. Pokud je snímek prohnutý, hrozí nebezpečí, že nebude celý proostřený, ale bude opravdu ostrý jen v oblastech, kam byl skener zaostřen. Zde mluvíme o milimetrech, spíše jejich desetinách, ale špatně upevněný a zaostřený materiál je na výsledku velice znát. Zase zde záleží na námětu snímku. Pokud máme například portrét osoby uprostřed snímku a kolem rozmazané pozadí, pak i na prohnutém snímku při správném zaostření na střed se výsledná fotografie bude jevit jako dobrá. Jestliže je ale předlohou snímek, kde jsme se snažili o maximální ostrost a hloubku ostrosti, dokonce například s použitím náklonu objektivu, pak špatným umístěním tohoto snímku do rámečku a chybným zaostřením můžeme vše velice rychle pokazit. Pokud byli konstruktéři šikovní, rámečky umožňují materiály uchytit jednoduše a kvalitně, podstatnými maličkostmi jsou pak například zámek rámečku na negativy nebo otvory na prsty při práci s negativy, abychom se vyhnuli kontaktu obrázku s prsty, byť v rukavicích. Některé skenery mají vertikální, jiné horizontální zakládání rámečků. První zmiňovaný způsob je však často uživateli kritizován, že při použití běžných rámečků neumožňuje dokonale rovně upevnit předlohu. Takto je například řešen právě střední model od Konica Minolta, či Reflecty. 29

30 Dále se i zde setkáme s již známým problém, kterým je rozdíl negativů a diapozitivů. Každý z nich se totiž zpravidla jinak archivuje. Diapozitivy v nejrůznějších rámečcích a negativy v páscích, nejčastěji po pěti až šesti políčkách. Na každý z materiálů jsou proto speciální rámečky, do nichž se upevňují. V tomto ohledu zpravidla bývá problém s negativy, neboť vypnout celý pásek je obtížné, kdežto diapozitiv v rámečku je prakticky vodorovný. Když začínáme skenovat, můžeme zvolit automatické nebo manuální zaostření. Prakticky všechna zařízení dnes již ale umí zaostřovat automaticky a není důvod toho nevyužívat. Buďto tuto automatiku můžeme nechat zcela na skeneru a nebo je možné zvolit bod, na který má ostřit. Výběrem vlastního bodu totiž získáme jistotu, že je zaostřeno tam, kam skutečně potřebujeme a to i v případě, že předloha není úplně vypnutá. Toto se týká převážně negativů, neboť vypnout celý pásek, zejména u modelů od Konica Minolta, je prakticky nemožné. V tomto jednoznačně vede Nikon, který má rámečky daleko kvalitnější, pro uživatele přívětivější a dokonce například u LS 9000 lze volit z opravdu velmi bohaté nabídky filmových rámečků i některé vybavené sklem. Pak máme jistotu, že předloha bude opravdu dokonale vyrovnaná a to se sotva rozeznatelným dopadem na kvalitu. Zejména u skenování větších formátů je sklo skoro nutností, aby byla předloha dokonale rovná a mohla být skenována ostře v celé své ploše. I když se nepodaří film vypnout úplně dokonale, tak to nevadí a zpravidla to nepoznáme ani na větších fotografiích, ale pokud nám indikátor zaostření ukazuje vlnobití, je jedinou správnou cestou předlohu vyndat a upevnit ji lépe. Expozice Po zaostření probíhá měření expozice, případně barevný převod u negativů. Tyto kroky jsou však velice často pouze pro náhled protože je nutné občas expozici později upravit pro finální fotografii. K tomu slouží již zmíněný panel pro úpravy expozice. To je, myslím, jediné důležité a mnou používané nastavené při skenování, jelikož veškerá ostatní nastavení a úpravy pak lze udělat v grafických editorech. Nastavení expozice je velice důležité, protože po skenování již nepůjdou některé parametry změnit a pokud jim v případě potřeby nebudeme věnovat dostatečnou pozornost, nemusíme mít výsledek, jaký jsme očekávali. Nejdůležitější je správně nastavit celkovou expozici všech kanálů. Zde se pak prakticky setkáváme s problémy, které jsem popisoval v části o denzitě. Při práci s Elite Scanem nebo jiným zařízením ze stejné kategorie jsou sice tyto problémy o hodně menší, ale při skenování hodně kontrastním materiálů, zejména Fuji Velvie je nutné je řešit také. U zařízení nižších cenových kategorií a zejména pak při založení diapozitivů jsou prakticky na denním pořádku. I když ale 30

31 výsledek není úplně dokonalý, dost věcí půjde později dohnat úpravou gamma korekce a histogramu. Základním požadavkem a pravidlem je vždy hlavní expozici nastavit tak, aby byly maximálně prokreslené stíny, ale světla ještě nebyla vypálená. Co se týče ostatních barevných kanálů, je to na nás, nastavení monitoru a barevném vidění, ale posun do určité barvy zpravidla lze ještě korigovat později. Mnohá zařízení mají trochu problém s fotografiemi z měst, kde je hodně šedivých ploch domů, ulic, atd. a ve výsledná expozice je někdy implicitně nastavena do modra. V tomto případě je třeba upravit modrou část spektra buď už při skenování nebo později. Pokud naše zařízení na kontrastní diapozitivy nestačí, je nutné provést zmíněný sken na stíny se ztrátou kresby ve světlech, poté ještě jednou tentýž obrázek digitalizovat s korektními světlými místy a následně provést jejich sjednocení a případné retuše barevných nesouladů mezi přechody. Obě odlišné zpracování je však nutné provést ihned po sobě, aby byl obrázek usazen v rámečku identicky a nedošlo třeba k jeho natočení nebo posunu. To by pak fotografie na sebe neseděly a úpravy by byly ještě složitější. Výsledek za tuto práci rozhodně stojí. Toto rozhodně není amatérský postup a je využíván i několika profesionálními fotografy. Se stejným problémem se setkáváme i při skenování fotografií, ze kterých chceme později skládat panorama. Zde musíme expozici nastavit ručně, případně dělat stejné úpravy a zásahy, abychom měli veškeré snímky, které budou součástí výsledné fotografie, se stejným barevným podáním a tonalitou. Volba výstupního formátu Volba výstupního formátu je již prakticky finální parametr před získáním výstupu. Poté už nám zbývá jen zvolit jméno souboru, kam potřebujeme směřovat neskenovaný podklad. Zde při rozhodování v zásadě záleží na účelu a pozdějším předpokládaném použití získaného výstupu a v neposlední řadě i na čase a hardwarovém vybavení, které máme k dispozici pro následující zpracování. Faktem ale je, že se vždy snažíme získat co nejkvalitnější podklad, který by měl sloužit jako archivní záloha pro případ ztráty, stárnutí, či jiného poškození originální fotografie. Tomu by měla odpovídat i volba formátu s neztrátovou kompresí. Zde záleží na softwaru skeneru, co nám umožní, ale snad každý dovolí výstup ukládat do TIFFu. Další alternativou pro kvalitní výstup je zpravidla standardní bitmapový formát BMP. Velkou nevýhodou u těchto formátů je však fyzická velikost na disku, která se může pohybovat ve stovkách megabajtů na jeden neskenovaný obrázek v závislosti na rozlišení a barevné hloubce. 31

32 Pokud tedy nutně nepotřebujeme špičkový podklad pro další zpracování, ale jde nám spíše o rychlost, můžeme naopak zvolit formát JPEG. Výstup v tomto formátu však není tak kvalitní, jelikož k uložení používá ztrátovou kompresi s využitím tzv. diskrétní kosinové transformace. Navíc, stejně jako BMP neumí výstup v 16 bitech na kanál, ale jenom v 8, takže pokud chceme výstup v nejlepší barevné hloubce, prakticky jedinou možností je právě formát TIFF. Následující řádky nám ukáží jednotlivé formáty podrobněji a umožní se v nich lépe orientovat a pomoci vybrat ten správný pro jednotlivé účely. Někdy bude popis možná trochu podrobnější, avšak znalost formátů je takovou malou násobilkou každého grafika. TIFF (Tagged Image File) Jak už bylo zmíněno výše, pokud požadujeme co možná nejkvalitnější výstup je toto prakticky jediný nejen vhodný, ale dokonce i možný formát výstupního souboru. Data umožňuje uložit v 16 bitech na kanál bez komprese, takže je vhodný pro účely archivních záloh a velkoformátový tisk. Formát prošel dlouhým vývojem a má za sebou historii několika verzí. První se objevila v roce 1987, zatím poslední. Šestá verze je z roku Původním vlastníkem byla společnost Aldus, tu však zakoupil grafický magnát Adobe, který umožnil tento formát využívat zdarma. Problémem formátu je jeho velká benevolence a široké možnosti zápisu, takže občas docházelo k problémům, že mnoho programů umožnilo zapisovat svůj TIFF, avšak měly problémy se čtením tohoto formátu z jiných programů. S postupem času se však situace zlepšila a na internetu je velice podrobná specifikace formátu a potíže s kompatibilitou prakticky dnes u běžné grafiky nenastávají. TIFF je představitelem klasického bitmapového formátu, tj. grafická informace je uvnitř reprezentována maticí obrazových bodů pixelů, přičemž u každého z nich je udána jeho barva. Největší výhodou uvedeného typu formátů je schopnost věrné reprezentace obrazu. Dále se jedná i o robustnost (nehrozí ztráta informací při přenosu do jiného prostředí) a poměrně snadné zpracování při výstupu. I když bylo uvedeno výše, že data jsou uloženy nekomprimovaně, je to jen částečná pravda, neboť variabilita a možnosti TIFFU umožňují i obrázky komprimovat a to hned několika způsoby. Především je to využití řady bezztrátových kompresních algoritmů (PackBits, LZW, Huffman RLE a CCITT Fax Group 3 nebo 4), což znamená, že výsledný soubor má menší velikost, ale obrázek z něj lze 100% zpětně rekonstruovat. Nově se v souvislosti s tiffem začíná objevovat i možnost využití JPEG komprese (viz níže). Průkopníkem v tomto směru je opět společnost Adobe. 32

33 Používat komprimovaný formát TIFF s JPEG kompresí se však nedoporučuje a ani není běžné. Jeho síla je především v přenosu maximálně kvalitní obrazové informace a pokud požadujeme menší soubor, pak je rozhodně lepší volit JPEG formát s minimální kompresí. Naopak výše uvedené kompresní algoritmy RLE, LZW, Huffmanovo kódování jsou bezztrátové, ale ne vždy vhodné. RLE (Run Length Encoding) komprese je totiž založena na opakujících se sekvencích barev jednotlivých pixelů. Pokud algoritmus najde nějakou barvu, zapne čítač a ten shromažďuje pixely tak dlouho, pokud nenalezne barvu jinou. Možné je tento algoritmus ještě modifikovat na odchylky od aktuálně čítané barvy, ale jak vidíme již nyní, tento algoritmus se hodí především pro jednoduché obrázky a ruční kresby s velkými jednolitými barevnými plochami, kde se sekvence stejné barvy vyskytují velice hojně. Výborně se komprimují i geometrické útvary a nejlépe samozřejmě horizontální čáry. Naopak u vertikálních prakticky k žádné větší kompresy nedojde. U velkých fotografií, které jsou obrazově hodně členité a stejné barevné sekvence se v obraze nevyskytují může dojít i k tzv. negativné kompresi, což znamená, že zakódovaný obraz je finálně větší než před kompresí. Huffmanovo kódování je pak prakticky jen rozšíření metody RLE, kde se opět předpokládají stejné barevné sekvence. Původně bylo navrženo pro kompresy černobílých dokumentů a tak v moderní grafice a především 16 bitových barevných obrazech již moc využití nenajde. Dokonce byly vyvinuty 3 druhy Huffmanova kódování a to podle míry pravděpodobnosti ztráty obrazových informací při přenosu. První z nich byla odolná proti ztrátě dat a tak šel obraz rekonstruovat i při ztrátě některých informací. Oproti tomu existovala varianta, která předpokládala bezproblémový přenos a zápis na disk. Metoda LZW (Lempel Zich - Welch) je tak u TIFFu prakticky jediná přijatelná komprese. Na rozdíl od dříve zmíněných nepracuje s obsahem obrázku (barvami, pixely), ale je zcela obecná a setkáme se sní například i v běžně používaných komprimovacích programech jako ZIP, či dříve používaném ARJ. Tato metoda je dnes prakticky jedinou hojně využívanou u formátu TIFF a i například aplikace Adobe Photoshop je jako jedinou kompresní volbu pro tento formát nabízí. Dalšími možnostmi od verze 6.0 je například možnost ukládat obrázky prokládaně v pruzích nebo do jednotlivých dlaždic, což je výhoda zejména, pokud máme velké obrazy. Jak tedy z těchto informací plyne a bylo to již řečeno, TIFF se hodí zejména pro situace, kdy výstup požadujeme v maximální kvalitě. Volíme jeho standardní podobu bez kompresí (Většinou nám ji software skeneru ani nenabízí) a máme jistotu, že jsme dostali maximum. 33

34 JPEG V současné době asi nejrozšířenější formát pro distribuci obrázků. Setkáváme se sním prakticky denně, když si prohlížíme stránky na internetu, když nám kamarád ukazuje snímky z dovolené nebo v přílohách v ech. Otázkou však ale je, proč právě tento formát, proč ne například výše uvedené BMP nebo TIFF? Odpověď je však velice jednoduchá a plyne z rozdílnosti těchto formátů. Zatímco tyto dva kladou důraz především na kvalitu obsažených informací, byť za cenu velkého objemu dat a hardwarové náročnosti na zpracování, JPEG jde naprosto opačnou cestu a snaží se data (obrázky) zpřístupnit v rozumné kvalitě, ale v co možná nejmenším datovém objemu. Proto je to nejpoužívanější formát v internetu, kde je stále ještě kladen velký důraz na stahované a zobrazované objemy dat. Někdo by mohl argumentovat, že dnes je běžné domácí připojení kolem 500 Kb/ s a více, ale na druhou stranu stále mnoho uživatelů touto rychlostí nedisponuje a tak musí být data na internetu univerzální, aby uspokojily uživatele s jakýmkoli připojením. Navíc degradace kvality v JPEGu je volitelná a pokud budeme potřebovat opravdu pěkný a velký obrázek, tak nám vhodné nastavení komprese jistě poslouží velmi dobře, prakticky nerozeznatelně od originálu, ale v mnohem menším datové objemu. Dojde tedy pouze ke ztrátě z datového hlediska, ale vizuální komprese bude bezztrátová. Statistiky uvádějí, že snížení kvality na 75% je pro většinu uživatelů nepozorovatelné, ale kompresní poměr v takovém případě může být 20:1 až 25:1. Tento úspěch je díky kompresnímu algoritmu, který se skládá z několika kroků, ale jeho hlavní částí je diskrétní kosinová transformace. Většina ostatních kompresních algoritmů, které byly velice stručně popsány dříve jsou bezztrátové a zaměřují se především na obsah obrázku. Dále jde především o algoritmy historické se zaměřením především na obrázky o malé paletě a malé obsahové složitosti, kdy dosahují nejlepších výsledků. Naproti tomu JPEG komprese je poměrně moderní grafický algoritmu zaměřený především na práci s obrázky a nikoli pouze se skicami, grafy a dokumenty, jako jeho předchůdci. Kompresní algoritmus zachovává informaci po vizuální stránce, ale po té datové si může dovolit drobné změny, které jsou však, jak ukazují statistiky výše, velkým přínosem pro místo na pevném disku a ostatních médiích. Pro použitý algoritmus jsou tedy nejlepšími vstupy obrazy v rozlišení 24 bitů na pixel (8 bitů na barevný kanál v RGB). Pro lepší pochopení, kde jsou silná a slabá místa tohoto formátu je nutné uvést několik faktů při zpracování. 1. Do formátu JPEG lze komprimovat obrázky v jakékoli paletě (RGB, CMY, CMYK), avšak v úvodu zpracování se obraz převede do modelu YC B C R se třemi bity na pixel. Tento model není v počítačové grafice běžně známý, ale setkáme se s ním především 34

35 v audiovizuálním světě, kde je důležité odlišovat barevné a jasové složky. Konkrétně tento model se využívá pro přenos barevného signálu v normě SECAM. V tomto modelu nám Y složka udává jas bodu a C B C R jsou barevnými složkami. V další fázi jsou totiž barevné a jasové složky zpracovávány odděleně. Obrázek 20 ukázka transformace RGB modelu na model YC B C R 2. Předchozí transformace je provedena právě z toho důvodu, že lidské oko je mnohem citlivější na rozdíly v úrovních jasu než na změny barevných odstínů. Proto je v tomto kroku možné snížit objem dat obsažených v obrázku průměrkováním barevných hodnot sousedních pixelů nahradit jej jedinou hodnotou. Používají se dvě hlavní možnosti a to dvojice pixelů vedle sebe nebo celá čtveřice. 3. Diskrétní kosinová transformace a kvantování. Zde je náš hlavní úkol a to definovat kompresní hodnotu. Algoritmus je totiž založený na seskupování barevně stejných oblastí a jejich zpětné průměrkování. Například obrázek o velikosti cca 300 x 200 pixelů má v nekomprimovaných formátech TIFF a BMP velikost 174 KB, ale pokud jej uložíme v JPEG s minimální kompresí, dostáváme vizuálně prakticky stejný obrázek, ale o velikosti 38 KB, tedy zhruba pětkrát menší. S extrémní kompresí se pak dostáváme dokonce na 3 KB, avšak takový obrázek už nebude použitelný. Obrázek 21 ukázka barevného přechodu výřezu nebe s minimální JPEG kompresí 35

36 Obrázek 22 ukázka barevného přechodu výřezu nebe s minimální JPEG kompresí Řádky výše nám osvětlily, jak funguje komprese JPEG nyní už jen zbývá zamyslet se, jaká úskalí nám tento mechanizmus přináší a na co musíme dát pozor. Jak je vidět, tak JPEG nám v maximální možné kvalitě ušetří místo přibližně 5krát a to prakticky bez ztráty obrazové kvality. Největším problémem jsou ale tři hlavní oblasti. První z nich jsou drobné detaily, které při větším nastavené komprese začnou splývat ve čtverce a ztrácejí kresbu. Druhou oblastní a z ní je i volen příklad, jsou barevné přechody, kde nám opět vyšší komprese nestihne pokrýt všechny odstíny přechodu a obrázek tak získává nepříjemný kostrbatý vzhled. K tomuto bohužel přispívá i fakt, že JPEG je pouze 8 bitový formát a ke ztrátě obrazové informace v barevných přechodech, které jsou právě na barevnou paletu nejnáchylnější, dochází už při konverzi z 16 na 8 bitů. Posledním problémovým místem jsou pak jednolité barevné plochy, kde po zpracování mohou vzniknout nepříjemné, barevně odlišné čtverce. Měli bychom tedy před volbou hodnoty komprese zvážit i obsah obrázku a tomu naši volbu přizpůsobit, abychom zbytečně neměli rezervy, například u obrázků, které směřujeme do internetu a nebo naopak, abychom zbytečně nezvolili moc velkou hodnotu komprese a zbytečně tak diváka neošidili o pěkný obrázek plný barevných přechodů a detailů. Nelze říci jednoznačně, jak velká hodnota je optimální, nicméně platí informace uvedená výše, že při 75% je vizuální ztráta prakticky nulová, ale velikost komprese již dostatečná. Velká oblíbenost a rozšíření JPEGu vedla stejnojmenné konsorcium k rozšíření tohoto formátu o aktuální trendy a potřeby, zejména z oblastí internetu a digitální fotografie. Vznikl tak nový formát označený jako JPEG2000. Ten nabízí skutečně dlouhou řadu lákavých vlastností. Na prvním místě je zde třeba uvést podstatně efektivnější kompresní algoritmus, postavený na vlnkových transformacích. Z dalších vlastností pak můžeme uvést například zobrazení náhledu obrázku již při jeho načítání, uzamčení zobrazení od určitého stupně 36