История возникновения
С момента появления в 1992 году технология Kodak Photo CD по-прежнему вызывает у своих многочисленных сторонников и противников споры относительно сильных и слабых сторон этой казавшейся поначалу рядовой разработки фирмы Kodak.
Графическая станция Kodak Photo CD Imaging Workstation 4220
Термин “Kodak Photo CD” уже стал привычным для специалистов, занятых в различных сферах обработки изображений, точно так же, как и термин “Kodak Express” для фотолюбителей, использующих 35-миллиметровую пленку.
В начале 90-х годов создатель и главный архитектор Photo CD Скотт Бронстайн при разработке нового формата не пошел по пути наиболее популярного формата JPEG и других известных форматов хранения и сжатия данных, а сразу же установил планку качества выше: попытался создать схему, обеспечивающую высокую степень сжатия без визуально воспринимаемого отличия исходного материала и изображения в предложенном им формате Photo CD. Именно этот принцип - ориентация на особенности восприятия изображения человеческим глазом, а не формальное преобразование битов и байтов - лег в основу концепции Photo CD.
Созданный фирмой Kodak формат Photo CD обладал рядом уникальных свойств. Одно из таких свойств - принятая фирмой система кодирования цвета. Было решено отказаться от основной (например, RGB) или дополнительной (CMY или CMYK) кодировки цветов, а использовать так называемую кодировку YCC. Какие причины побудили Kodak пойти на такой шаг?
Прежде всего изображение в формате Photo CD должно было максимально точно и без потери информации передавать содержание традиционных фотоматериалов - слайдов и негативов.
Известно, что фотоматериалы обладают возможностью передачи информации (в частности, освещенности), находящейся за пределами 100%-ного белого цвета, как это определено в стандарте CCIR 709. Во всех случаях такая информация, например, отражение прямого солнечного света на воде или полированной поверхности или отдельные области белой одежды, подсвеченные под определенным углом к камере, должна быть сохранена в электронном образе - файле в формате Photo CD.
Кроме того, схемы, базирующиеся на изменении интенсивности трех точек фотофора в электронно-лучевых трубках (RGB) или на количестве красителя (CMYK), зависят от типа устройства: невозможно использовать файл, имеющий кодировку RGB и предназначенный для просмотра на дисплее или по телевизору, непосредственно для печати. Конечно, такие схемы кодировки исключают необходимость каких-либо преобразований, однако результат оказывается ограниченным особенностями и свойствами конкретного устройства и не может быть приспособлен к будущим возможным модификациям.
Еще одна причина применения схемы YCC - необходимость сократить время, нужное для показа изображения на устройстве, использующем видеосигнал (телевизор, дисплей). Для этого в качестве основы схемы YCC фирма Kodak использовала видеостандарты CCIR-601 и CCIR-709.
Схема YCC была разработана в начале 50-х годов, когда поставщики систем телепередачи столкнулись с необходимостью обеспечить передачу цветного изображения на миллионы черно-белых телевизионных приемников одновременно с возможностью приема того же сигнала цветным приемником в цвете. Для этого была создана система передачи сигнала YIQ, в которой компонент Y - черно-белый сигнал, а компоненты I и Q - математическое представление цвета. Схема YCC представляет собой более “широкое” (в математическом смысле) пространство цвета, чем, скажем, RGB. Разница между пространствами RGB и YCC - это область диапазонов яркости, не воспринимаемых человеческим глазом. Однако, как уже говорилось выше, эти яркости могут присутствовать на фотоматериалах и поэтому должны быть сохранены для возможного будущего использования.
Структура файлов в формате Photo CD
Изображение в формате Photo CD записывается на диск в так называемой форме Image Pack (или формате Image Pack). Он представляет собой единый файл, содержащий семейство различных разрешений одного и того же изображения.
Именно Image Pack является одной из наиболее привлекательных сторон технологии Photo CD. Пользователь получает не одно, а целых пять (а в случае диска Pro Photo CD - шесть) разрешений изображения, что позволяет ему выбирать нужное, а не заниматься открытием огромного файла, а затем его уменьшением до разрешения 1x1 см.
Низшие разрешения (Base/16, Base/8) могут использоваться в различных базах данных, системах мультимедиа, при создании электронных каталогов и т. д.
Разрешение Base наиболее часто служит для просмотра изображения на экране телевизора.
Разрешения 4Base, 16Base, 64Base в основном применяются в полиграфическом процессе.
Формат Photo CD в недалеком прошлом был закрытым: произвести, а затем использовать его можно было только на оборудовании и с помощью программных средств фирмы Kodak. Сейчас ситуация изменилась: существует возможность не только использовать формат Photo CD во вновь создаваемых приложениях, но и самостоятельно записывать данные в этом формате. Конечно, в этом случае Photo CD уже мало чем отличается от других форматов (TIFF, GIF и др.), так как теряется основное его преимущество - точная и адекватная передача информации с фотоматериалов. Однако диски, записанные таким путем, по-прежнему воспринимаются всеми известными устройствами воспроизведения Photo CD, в том числе телевизионными приставками.
Кто использует технологию Photo CD
Хотя технология Photo CD приносит выгоду всем, кто работает с изображением, существует четыре основные области ее применения: печать и полиграфия, презентации и обучение, архивы изображений, а также производство документов для деловых целей.
Печать и полиграфия. Photo CD представляет для полиграфистов недорогую и высококачественную альтернативу настольным или барабанным сканерам. Эта технология предлагает наиболее эффективный с точки зрения затрат путь сканирования, хранения и использования цветных изображений на многих компьютерных платформах.
Презентации и обучение. Профессионалы, специализирующиеся на создании и проведении презентаций, могут использовать Photo CD для улучшения их качества. Технология Photo CD обеспечивает больше коммуникативных возможностей, чем видео или слайды, ускоряет и облегчает проведение презентаций, уменьшает затраты по сравнению с использованием дорогостоящих прикладных систем мультимедиа.
Архивы изображений. Владельцы крупных коллекций изображений могут преобразовать свои фотоматериалы в цифровую форму по Photo CD. Проделав это один раз, можно систематизировать, хранить и распространять данные с использованием систем передачи данных. Для архивов небольших объемов, которые имеют некоторые фотографы, появляется возможность распространять (в том числе в сети Internet) каталоги своих работ, сохраняя контроль за авторскими правами с помощью такой функции Photo CD, как шифрование.
Производство документов для бизнеса. В США существует более трех миллионов небольших офисов, оборудованных средствами мультимедиа, в большинстве из которых используются изображения для создания конечных продуктов и презентаций. Как показывает практика, половина из них работает с фотографиями. Технология Photo CD позволяет быстро и с небольшими затратами находить нужные фотографии и соединять графические изображения с документами.
Технология создания дисков Photo CD
Несмотря на то что недавно фирма Kodak сделала формат Photo CD открытым, основным способом производства файлов (и дисков) в этом формате по-прежнему является выпускаемая фирмой Professional Imaging Workstation (PIW). Данная станция в зависимости от конфигурации включает либо сканер для 35-миллиметровых пленок PCD 2000 (разрешение до 2048x3072 точки), либо профессиональный сканер PCD 4045 (разрешение до 4096x6048 точек), способный обрабатывать фотоматериалы вплоть до размера 9x12 см, центральное процессорное устройство на базе рабочей станции Sun Sparcstation, а также устройство записи на диски CD-R производства Kodak.
В состав комплекса входят сканеры проекционного типа. Обрабатываемые фотоматериалы не имеют контакта ни с какими элементами сканера: их фиксация в процессе обработки происходит только по периметру слайда или негатива. Подобная система исключает возможность порчи материала вследствие его контакта со стеклом и особенно клеящими материалами, как это бывает у сканеров барабанного типа.
Производительность такого комплекса составляет в зависимости от типа сканера и вида обрабатываемых материалов от 30 (профессиональное сканирование с корректировкой на PCD 4045) до 300 (сканирование 350-миллиметровых рулонных пленок в автоматическом режиме на PCD 2000) фотоматериалов в час. Запись информации на компакт-диск производится в режиме нескольких сессий, что позволяет дозаписывать информацию на диск в дальнейшем. Это означает, что заказчику не нужно сразу подбирать большое количество фотоматериалов для записи всего диска.
С помощью комплекса PIW можно записывать все типы дисков: Portfolio, Master и Pro, - однако запись интерактивной структуры и звуковых данных на диск Portfolio невозможна. Комплекс PIW - это скорее фабрика по производству высококачественных цифровых изображений на основе традиционных фотоматериалов.
Для записи дисков Portfolio, содержащих интерактивную среду взаимодействия и звуковые данные, используются дополнительные программные средства фирмы Kodak, например Arrange-It, или продукты других фирм.
Особенности обработки изображений сканерами Photo CD
Обычные барабанные сканеры, производимые такими фирмами, как Linotype-Hell, в своей основе имеют считывающие устройства, называемые фотомножительными трубками (photo-multiplier tubes, PMT). Имея широкий динамический диапазон, эти устройства позволяют выделять и обрабатывать мелкие детали в затемненных фрагментах слайдов, не сохраняя достаточного количества информации в освещенных участках.
Как результат этого среди фотографов, тесно связанных с процессом полиграфии, в течение последних десятилетий сложилась практика использования “затемненных” фотоматериалов для получения наилучшего результата при последующей обработке на барабанных сканерах.
Сканеры Photo CD используют другую технологию считывающих устройств - так называемые charge-coupled device (CCD), представляющие собой три матрицы точек, воспринимающие через фильтры только свой цвет (красный, зеленый или синий). Динамический диапазон CDD-сенсоров меньше, чем у их конкурентов - PMT-сенсоров барабанных сканеров, однако CCD-сенсоры гораздо лучше работают с нормально экспонированными фотоматериалами и не требуют их искусственного “затемнения”.
Использование Photo CD в полиграфии
Применение Photo CD при подготовке к печати представляет собой один из путей уменьшения трудозатрат по обработке изображений и ускорения всего технологического процесса. (В дальнейшем мы будем говорить только об изображениях, произведенных с помощью PIW, так как, на наш взгляд, только они в полной мере реализуют возможности этой технологии.)
Учитывая небольшую стоимость обработки изображений и высокое качество результатов, можно сказать, что Photo CD представляет собой реальную альтернативу другим, более дорогостоящим вариантам обработки. Однако не только цена делает эту технологию привлекательной. Другой причиной является сокращение числа этапов подготовки изображений к печати.
Существует ряд способов открытия изображений, хранящихся на диске Photo CD, и преобразования их к виду, пригодному для печати. Проще говоря, диск Photo CD можно рассматривать как некий воображаемый сканер, результат работы которого вы можете получить в требуемом для вас формате. Все эти способы достаточно просты и приводят к получению хорошо воспринимаемых изображений. Дальнейшая борьба за качество обычно ведется с помощью ПО.
Основным и наиболее распространенным вариантом является открытие Photo CD изображения в RGB с последующим преобразованием в четыре цвета CMYK. Этот способ нельзя назвать оптимальным, однако практически все известные графические программы применяют именно его для открытия изображений Photo CD.
Например, Adobe Photoshop при использовании команды “Open” открывает изображение Photo CD в RGB-формате. Для наиболее корректного преобразования в Photoshop имеется специальный модуль Color Management System (CMS), расположенный в каталоге так называемых встроенных модулей (Plug-in).
Сказанное, однако, не означает, что использовать изображение Photo CD можно только в Photoshop, да еще с помощью специальных программ преобразования. Adobe Photoshop является всего лишь наиболее распространенной программой обработки изображений, а полный список программных средств, поддерживающих формат Photo CD, содержит более полусотни наименований.
Для открытия изображения Photo CD непосредственно в CMYK или в черно-белом формате применяются поставляемые отдельно дополнительные модули CMS.
Существует также целый ряд программных средств, значительно ускоряющих и упрощающих процесс обработки изображений, записанных в формате Photo CD. Одно из них - Binuscan - обеспечивает корректное открытие изображений Photo CD в RGB, CMYK, черно-белом формате и обладает впечатляющими возможностями пакетной обработки изображений с выходным качеством, которого может достичь только опытный специалист по цветокорректировке.
Как использовать изображение в формате Photo CD?
С точки зрения пользователя диск в формате Photo CD ничем не отличается от обычного CD-ROM. Все файлы с изображениями в этом формате находятся в каталоге IMAGES. Размер файла в зависимости от разрешения составляет: Base - около 700 Кб, 16Base - около 5 Мб, 64Base - около 25 Мб. После преобразования размер соответствующего файла в кодировке RGB составляет: Base - 1 Мб, 16Base - 18 Мб, 64Base - 72 Мб.
Какое же разрешение необходимо выбрать для получения высококачественного результата в полиграфии? Бытует мнение, что надо выбирать только максимальные значения, однако это приводит лишь к непомерным размерам файлов и дополнительным затратам на их хранение и передачу по сетям.
Не останавливаясь подробно на принципах преобразования фотоизображений в полиграфический растр, укажем лишь простую формулу для определения требуемого разрешения (P) из Image Pack:
P = Q*lpi*A
где Q - соотношение между количеством точек в исходном изображении и в полиграфическом растре (Обычно Q устанавливают равным 2,00, хотя использование современных полиграфических машин позволяет уменьшить это значение до 1,25 и даже ниже. Грубо говоря, если предполагается использование графического растра 150 lpi, то традиционно применяется исходное изображение с разрешением 300 dpi.) lpi - линеатура растра; A - увеличение результирующего изображения по отношению к оригиналу.
Пример. Вы хотите получить отпечаток размером 8,75x5,75 дюйма с 35-мм слайда с использованием линеатуры 175 lpi. Процент увеличения A в этом случае составляет (8,75/1,5)=5,83. Установим Q равным 1,5. Тогда требуемое разрешение составит:
1,5*175*5,83=1530,75
Теперь посмотрим на основные полиграфические разрешения из формата Photo CD:
16Base - 2048x3073 точки;
4Base - 1024x1536 точек;
Base - 512x768 точек.
Как видно, ближайшим является разрешение 4Base. Использование разрешения 16Base в данном случае не приведет к улучшению качества полиграфического отпечатка.
Определим максимальный размер полиграфического отпечатка S, который можно получить из соответствующего разрешения Photo CD. Этот размер можно вычислить по формуле
S = K/(Q*lpi)
где K - количество точек в одном из размеров изображения.
Например, из разрешения 16Base (2048x3072) при линеатуре 150 lpi и Q=1,25 можно получить изображение размером 2048/(1,25*150) = 10,893 (дюйма).
Соответственно другой размер разрешения 16Base (3072) даст размер 16,34 дюйма.
Kodak Photo CD Portfolio II
Kodak разработала диск Portfolio для хранения данных совместно со звуковой информацией. Такие диски могут проигрываться на телевизионных приставках, поддерживающих формат Photo CD, - Kodak Photo CD, Philips CD-I, 3DO и ряде других.
На дисках Portfolio также находятся специальные программы, позволяющие эмулировать телевизионные приставки на компьютерах IBM PC и Macintosh.
На Portfolio-диск последней модификации (тип II) можно записывать не только данные в формате Photo CD, но и любые другие программные продукты и данные. Это позволяет более гибко использовать эти диски, совмещая возможность их демонстрации на телевизионных приставках с полными мультимедийными возможностями компьютеров IBM PC и Macintosh.
По материалам Kodak АО
