Print Image Matching (PIM), PC 3100Z и Epson Stylus Photo 895

Что было раньше — яйцо или курица? Весьма похожая проблема встает при оценке цветопередачи в репродукционных процессах. Кто или что подпортило цветопередачу в фотографическом отпечатке? Первым в очереди виновников брака стоит фотограф — «не умеет снимать». Но на грамотного фотографа где сядешь, там и слезешь — «Я снял великолепно, а пленка, бумага, печать, обработка все испортили». Нынче на дворе цифровая фотография — по идее, ничего испортить нельзя, только улучшать в Photoshop. Все алгоритмы цветовых преобразований: камера — монитор — принтер сосчитаны, и, стало быть, нажимай на кнопку спуска, и все само собой образуется. Монитор дает 16 миллионов цветов, а все равно что-то не стыкуется. Почему?

Ответ весьма прост — в своей попытке все исправить и откорректировать вездесущие автоматические алгоритмы очень часто дают сбой, т. е. исправляют то, что и не надо бы исправлять (теперь можно все сваливать на них). Наиболее яркие примеры — дефект сюжета и дефект цвета. Если снять портрет на фоне зеленой стены, то лицо выйдет кирпичного цвета (камера будет сводить цветовой баланс к нейтрально серому, а его в кадре нет). Аналогичный дефект возникнет при съемке на фоне белой стены — лицо пропадет в тенях. Глаз за миллионы лет сумел адаптироваться, а вычислительная техника не успела. Частично положение выправляется за счет введения «программ» съемки, т. е. прошитых в памяти наборов экспозиционных режимов под разные сюжеты, однако попытка снять нестандартный кадр отбрасывает цветопередачу назад, к первым цветным фотографиям. Установка экспозиции по освещенности центра кадра, а тем более точечная, приведут к еще более непредсказуемым результатам. И это еще не все — многие (даже любительские) камеры позволяют корректировать контраст изображения, баланс «белого» и другие премудрости, вроде ручной принудительной коррекции экспозиции на две-три диафрагмы. «Ручная» коррекция предполагает, что фотограф видит на маленьком дисплее изображение точь-в-точь такое, какое он увидит потом на мониторе и в отпечатке (пока неизвестного формата), выведенном с неизвестного принтера с неизвестной триадой красителей синтеза. Добавим для полноты картины ночную съемку со вспышкой или смешанным составом освещения, и есть от чего загрустить.

Да и так ли все складно в многоступенчатом цифровом процессе получения цветной фотографии? В отличие от стандартов интерфейсов и форматов графических файлов каждая цифровая камера имеет свои, не стандартизованные спектральные характеристики матрицы ПЗС, собственную гамма-коррекцию, выраженную не цифрой, а качественно — «больше», «норма» и «меньше», и свое преобразование электрических сигналов в координаты цветового пространства. Придется добавить рассеивание света и неполную ахроматичность съемочных объективов, и портрет готов. Затем все пишется в JPEG или TIFF-файл и попадает на экран монитора. Априори его цветовой охват отличается от цветового охвата дисплейчика фотокамеры, сильно «разбеленного» внешней засветкой, а значит, тот же фотограф видит на мониторе иное изображение, чем он видел в натуре и на дисплее камеры (мимоходом надо заметить, что наглазные электронные видоискатели намного предпочтительней для ручной коррекции экспозиции). Опять же, в самих мониторах нет единообразия: два типа — на ЭЛТ и ЖК, и множество производителей со своими настройками цветности, контраста, насыщенности, цветовой температуры. Фактически, цветовой охват и градационные характеристики мониторов пока сильно отстают от цветных фотоматериалов и даже от современных струйных фотопринтеров. Сам факт спорный — в майском номере 2000 года Publish (стр. 72) утверждается обратное и предлагается загрублять цветовой охват мониторов для моделирования цветности последующего бумажного отпечатка. Нужны эксперименты с точечным зональным фотометром, чтобы установить истину, поскольку сами по себе спектральные кривые светимости люминофоров и пропускания субтрактивных красителей не могут быть единственными исходными данными для расчетов.

Самая туманная составляющая технологии — психология и физиология цветового зрения. Окружающая нас природа состоит из трехмерных несамосветящихся объектов произвольного спектрального состава, освещаемых солнцем и луной. А репродукция создана тремя-четырьмя красителями субтрактивного синтеза на глянцевой или матовой плоской бумаге, из-за чего имеет весьма ограниченный диапазон освещенностей. При аддитивном синтезе цветов на экране монитора все объекты светятся, т. е. имеют совсем другую физическую природу, и сравнивать их с натурой умели немногие живописцы, такие как Куинджи и Магрит. Поэтому даже поставив монитор или фотографию рядом с живым объектом съемки, абсолютной идентичности достичь нельзя. Да так никто и не делает. Обычно, если не сказать всегда, репродукцию разглядывают, не видя оригинала, и о качестве цветопередачи судят по памяти о знакомых с детства цветовых оттенках — зелени, моря, кирпичной стены, кожи человека. Это главная причина того, что фотографии реалистично воспринимаются и на мониторе, и на фотокарточке. Многие огрехи цветопередачи умиленный зритель «не желает» видеть, глядя на детские фотографии, родные пейзажи или представителей животного мира.

Такое длинное предисловие понадобилось для того, чтобы стала понятнее грандиозная задача, поставленная перед разработчиками Seiko Epson. Называется она PRINT Image Matching, или Подбор цветов при печати изображений.

Что же они придумали? Вернемся к началу статьи. «Курица» в нашем случае — фотоаппарат, компьютер и драйверы печати. Они «заботятся» о том, чтобы «яйцо» — отпечаток — получился добротным. Epson революционно переворачивает (собственно, revolution и есть переворот) традиционную технологию — отныне принтер сам будет заботиться о фотокарточке, а компьютер вообще может быть опущен. До появления цифровой фотографии комплект аппаратуры фотографа состоял из камеры и увеличителя (по-английски все равно — printer), пусть и теперь так будет. В сам принтер и в драйвер принтера при работе от компьютера добавлена возможность считывания из заголовка (header) графического файла множества данных об условиях съемки, настройках камеры, ее типе, модели и проч. Все эти данные используются алгоритмом Epson для корректировки цветности и градационной характеристики отпечатка. Разумеется, для того чтобы считать сведения из файла, они сначала должны туда попасть в момент съемки. С фотокамерами Epson проблем не возникло, а с другими производителями цифровых фотоаппаратов пришлось согласовывать «в мировом масштабе» стандарт PIM, который уже взят на вооружение камерами Casio, а в дальнейшем подчинит себе не только камеры, но и графические пакеты типа Adobe Photoshop. Единственное препятствие к этому, по мнению представителей корпорации, в том, что цветовой охват современных мониторов хуже, чем у фотопринтеров Epson.

Сам Epson не стремится раскрыть подробности ноу-хау, так попробуем это сделать за него. Красивые слова, вроде «характеристики камеры», мало что выражают. Правильнее было бы сказать — преобразование первичных (т. е. сфокусированных на матрице ПЗС) зональных координат цветности каждой точки изображения в координаты цветового пространства субтрактивных красителей принтера. Сделать это не просто даже при сегодняшней обеспеченности вычислительными ресурсами: ведь изображение уже записано в сжатом виде в JPEG-файл, где цветности пересчитаны в RGB-значения яркостей монитора с учетом контраста изображения, привязки к уровню «белого», цветовых температур в объекте съемки и на мониторе. Задача PIM состоит в очистке первичной цветовой информации от последующих наслоений и корректировок, а затем в аффинном (линейном) преобразовании цветового пространства камеры в пространство принтера. Однако если при прямом преобразовании использовались нелинейные функции гамма-коррекции, то обратный пересчет также требует сначала нелинейных преобразований яркостей (светлот) к первичным значениям. Вот для этого и необходимы сведения о контрасте, цветовой температуре и типе камеры, записанные в заголовке файла. Коррекция резкостных характеристик (функции края) также происходит по данным из заголовка о характере сюжета — портрет или пейзаж, и работает по той или иной программе. Главное — все происходит невзирая или даже вопреки записи изображения в самом теле графического файла, характеристики которого предназначены исключительно для рассматривания на экране монитора. Таким образом, конфликта между экранным изображением и отпечатком возникать не должно.

Камера EPSON PC 3100Z

Обычная трехмегапиксельная (дожили: теперь матрица на 3,3 мегапиксела — «обычная») камера с обычным трехкратным оптическим и двойным цифровым зумом. Есть возможность поднять разрешение до 4,8 мегапиксела благодаря интерполирующей технологии HiPict. Может снимать и проигрывать видео со звуком. В качестве носителя информации использована карта Compact Flash type I. Все остальное также стандартно для полупрофессиональной камеры — программная съемка, управление экспозицией, вспышкой, автофокус/ручная фокусировка. Главное новшество — запись параметров съемки в стандарте PIM (PRINT Image matching) для последующего управления принтером Epson Stylus Photo 895. Логично предположить, что сочетание камеры Epson и принтера Epson должно выдавать отпечатки наилучшего качества, особенно в случае прямой печати (без компьютера) из камеры в принтер.

Принтер Stylus Photo 895

Пока первый и единственный представитель принтеров, работающих в стандарте PIM. Он же первый шестицветник с разрешением 2880 dpi. Он же первый принтер с цветным дисплеем, на котором можно просмотреть кадры перед печатью. Дисплей, правда, покупается отдельно за 70 долл. и имеет весьма небольшие размеры даже по сравнению с ЖК-дисплеем фотокамеры. Помимо стандартного разъема USB, в передней части слот PCMCIA, а в нем адаптер под Compact Flash I. Чуть выше кнопки управления печатью в автономном режиме и ЖК-индикатор этих самых режимов. Форматы печати — А4 и меньше. В комплект входит держатель для рулонной бумаги и соответствующий ей режим непрерывной печати серии фотографий на рулон, включая панорамную съемку на нескольких кадрах, которые принтер перед печатью объединяет в один. Довольно свежее усовершенствование от Epson — печать без полей, появившееся в моделях 890 и 790, здесь также присутствует. Для работы через компьютер создан абсолютно новый драйвер Photoquicker 3.0, который, как и принтер, воспринимает данные PIM и дает возможность оптимизировать фотоизображения перед отправкой на печать.

Следует отметить как весьма положительную черту, что при работе с компьютером принтер Stylus Photo 895 заменяет адаптер Flash Path, позволяя «видеть» графические (фотографические) файлы непосредственно на карте памяти и дальше распечатывать их с помощью Photoquicker 3.0, что много быстрее, чем в автономном режиме.

Подбор цветов изображений (Image Matching)

Участники эксперимента — сам принтер Stylus Photo 895, компьютер PC на Celeron/566 c 256 Мбайт памяти и фотокамера Epson PC 3100Z. Коррекцию по PIM можно отключить (что происходит само собой, когда в заголовке фотофайла отсутствуют нужные сведения). Заранее хочу предупредить — если вы не видите существенных отличий «до» и «после», значит на одной из стадий полиграфического процесса человек или автомат «подправил» изображение. Как вариант (прошу прощения) — сама полиграфия не в состоянии передать такие отличия. Итак, пара натюрмортов, снятая при вспышке, а всего фотографий шесть: две характеризуют камеру, т. е. попали в журнал прямо из цифрового файла, и четыре прошли печать в принтере и отсканированы. Фотографии печатались напрямую с флеш-карты в режиме PIM и обычным путем через компьютер с отключенной опцией PIM. Разумеется, изображения никак не корректировались.

Рассматривая фотоотпечатки «живьем», видим, что тени в снимках на солнце и «белое» при съемке вспышкой без коррекции PIM имеют ярко выраженный цветной оттенок, чего не наблюдается при включенной опции PIM. Субъективно и резкость на корректированных кадрах несколько лучше.

Ложка дегтя

Начнем с того, что принтер Stylus Photo 895 комплектуется PCMCIA адаптером только под «родную» CF тип 1, что для владельцев карт энергонезависимой памяти других типов и IBM Microdrive оборачивается необходимостью покупки адаптера долларов за 60, т. е. принтер обойдется им на 25% дороже.

Другой очевидный недостаток — мизерная емкость встроенного буфера памяти — 32 Кбайт (или низкая частота микроконтроллера), из-за чего печать в формате 100x150 мм идет с разрешением всего 700 dpi и весьма долго (до 4 мин), в то время как печать через компьютер с полным разрешением происходит менее чем за 2 мин.

Послесловие

Кто сказал, что быть первопроходцем легко? А Epson, безусловно, первопроходец как в разработке фантастического разрешения 2880 dpi, так и в создании концепции сверхинтеллектуального фотопринтера. Несомненно, что за «первой ласточкой» появятся новые модели фотопринтеров как у Epson, так и других производителей, в которых будут устранены отмеченные недостатки. Подбор цветов при печати (PIM) станет повсеместным и особенно в любительской фотографии, окончательно выбив почву из-под ног традиционной пленочной фотографии и служб фотосервиса. Извечный вопрос: «Что было раньше?» отпадет сам собой.

Об авторе: Александр Беркенгейм (cawa@aha.ru) — независимый автор.

PRINT Image Matching

Рейтинг: **** 1/2
Заключение: Технология (стандарт), обеспечивающая повышение качества отпечатка за счет оценки индивидуальных характеристик фотокамеры и условий съемки конкретного кадра. Устраняет цветовые погрешности, возникающие при оценке изображения на мониторе. Все заложено в алгоритм записи и считывания данных в стандартный графический файл, без нарушения его совместимости с уже существующим ПО. Поставленная задача слишком сложна, чтобы полностью решить ее в первом релизе, однако новое тысячелетие только началось.
Разработчик: Epson.
Розничная цена: бесплатно в комплекте с принтером или камерой Epson.

Stylus Photo 895

Рейтинг: ***** (при работе с компьютером)
*** (в автономном режиме)
Заключение: Первый фотопринтер, поддерживающий стандарт PIM с разрешением 2880 dpi для автономной работы и через компьютеры PC или Mac. Шестицветная струйная печать по технологии дозирования объема капли до 4 пиколитров на листовых и рулонных носителях до формата А4, без полей. Имеет PCMCIA-слот и адаптер для прямой печати с Compact Flash type I. Лучший принтер для любительской студии, а также для пробной и микротиражной профессиональной фотопечати.
Производитель: Epson.
Розничная цена: 269 долл. (без цветного дисплея); дисплей (опция) — 70 долл.

Stylus PhotoPC 3100Z Digital Camera

Рейтинг: ****
Заключение: Хорошая цифровая камера с ПЗС на 3,3 мегапикселя, трехкратным оптическим и двукратным цифровым зумом, очень удобна в обращении и полностью совместима с принтером Stylus Photo 895, образуя в комплекте с ним автономную самодостаточную фотостудию.
Производитель: Epson.
Розничная цена: 799 долл.