Второе дно ларчика. Тонкости работы с растровой графикой

Управление цветом / ICC



Андрей Никулин
joint831@yahoo.com

Подобно тому, как кролик - это не только ценный мех, цифровое изображение представляет собой не только набор разноцветных пикселей. Каждый приличный файл растровой, то есть не векторной графики (например, снимок ЦФК), помимо описания значений цветов пикселей несет кучу дополнительной информации, разнообразных внедренных атрибутов. В зависимости от них картинка может отображаться программами совершенно по-разному, они могут изменить вид снимка после печати - как в худшую, так и в лучшую сторону. Кроме того, на практике часто встает задача оптимизировать изображение для конкретного случая (размещение в интернете, вывод на печать и т. п.), что требует специальных методов его обработки.

Для многих начинающих фотолюбителей термины "цветовое пространство", "метаданные" или "ресайз с шарпенингом" звучат как китайская грамота. Именно такие люди задают в интернет-конференциях вопросы типа "сколько dpi ставить для печати в мини-лабе?" и выкладывают в Сеть снимки, изуродованные неправильным сжатием (весящие при этом в три раза больше, чем требуется). На самом деле, для того чтобы уверенно обращаться с изображениями, не обязательно быть полиграфистом или программистом, разбираться в структуре файлов и изучать толстые книжки. Сегодня мы попробуем проверить это утверждение на практике. Перед вами своего рода джентльменский набор сведений, позволяющих разговаривать с растровой графикой на ты.

Эти странные dpi

Возьмем для примера какое-нибудь растровое изображение - например, снимок сделанный с помощью пятимегапиксельной цифровой фотокамеры в формате JPEG. После его открытия мы увидим картинку размером 2592 х 1944 пикселей, каждый из которых описан с 24-битной точностью (8 бит на канал). Кроме этого, у файла есть атрибут "разрешение", указываемый в точках на дюйм (dpi). Откроем снимок в Adobe Photoshop и зайдем в меню Image > Image Size. Как видите, сведения об изображении разделены на две части - Pixel Dimensions и Document Size.

Теоретически, с точки зрения веб-дизайнера или полиграфиста, первичным должно являться поле Document Size, где указывается разрешение устройства вывода (монитора или печатной машины) и физические размеры полученного изображения. Логика тут такая: в реальной жизни все объекты имеют фиксированный размер. Сторублевая купюра, например, 6,5 х 15 см, а обложка компакт-диска - 12 х 12 см. Наверное, при выводе на устройство отображения пользователь захочет увидеть объект в натуральную величину? Сложность заключается в том, что мы заранее не можем предсказать, каково будет разрешение этого устройства. У монитора оно составляет 72-120 dpi (в зависимости от модели и рабочего режима), у принтера - 300-1200 dpi, а у мини-лаба - 300-400 dpi и т. д.

Рис. 1
Рис. 1. Окно Image Size программы Adobe Photoshop CS. Свойства изображения разделены на две группы: Pixel Dimensions и Document Size.

Значит нужно сделать параметр "размер документа в сантиметрах" первичным, а значения разрешения (dpi) и размера изображения в пикселях менять в зависимости от ситуации, подстраиваясь под конкретное устройство вывода. Руководствуясь именно таким подходом, известный веб-дизайнер Артемий Лебедев предсказывает в своем "Ководстве" смерть пиксельной графике www.artlebedev.ru/kovodstvo2/sections/71. Маэстро имеет в виду, что главное - линейные размеры иллюстрации, а реальное разрешение в пикселях должно служить некоей мерой запаса иллюстрации по качеству.

С точки зрения человека, занимающегося цифровой фотографией, ситуация выглядит прямо противоположной. Первичным для него, несомненно, является поле Pixel Dimensions снимка. Важно сколько мегапикселей в снимке, каково разрешение фотографии в элементарных точках растра - именно этим определяется качество и детализация (при прочих равных). Размер же документа в сантиметрах для фотографа по понятным причинам вторичен: сегодня я распечатаю фотографию 10 х 15 см, а завтра захочу вывести этот же снимок на формат 40 х 60 см. Хочу - смотрю на мониторе в полный экран, хочу - делаю Thumbnail 220 х 160 пикселей для размещения в интернет-галерее. Фотография - это ведь не отсканированная купюра, чтобы ее точные физические размеры имели какое-то значение...

Рис. 2
Рис. 2. Окно Print with preview программы
Adobe Photoshop CS, где указывается цветовое пространство исходника и профиль устройства вывода.

Более того, скажу вам по секрету: и для веб-дизайнера пока что первичным является именно размер изображения в пикселях. К сожалению, пока еще технологии, в частности производства дисплеев, не дошли до того, чтобы можно было не учитывать нативное (родное, физическое) разрешение монитора. Максимального качества иллюстрации на экране можно добиться только путем предварительного ресемплирования и отображения методом "пиксель в пиксель". А если делать иллюстрации с заведомым запасом по разрешению, это приведет к неоправданному увеличению объема файла.

Лишь некоторые программы (например, Microsoft Word) используют принцип первичности физических размеров для отображения иллюстраций. Если вы вставите в doc-файл картинку, она будет иметь размеры, описанные в разделе Document Size. Как правило, это не приносит пользователям ничего, кроме неудобств (либо иллюстрация, вставленная в документ, оказывается слишком мелкой (300 dpi в атрибутах файла), либо чрезмерно увеличенной и замыленной (72 dpi)). Для отображения в Word иллюстрации в масштабе 1:1 нужно, чтобы ее разрешение равнялось принятому в операционной системе разрешению экрана (см. "Свойства экрана" > "Параметры" > "Дополнительно" > "Общие" > "Экран"; по умолчанию - 96 dpi).

Вы еще не запутались окончательно? Давайте разложим ключевые моменты этой главы по полочкам. В большинстве случаев атрибут "разрешение в dpi" не имеет никакого значения. Именно поэтому ЦФК разных производителей прописывают в свойствах снимка его значение от балды - от 72 до 300 dpi - просто потому, что какую-то цифру вставить нужно. Польза от этого параметра чаще всего одна - открыв в Adobe Photoshop диалог Image Size, можно оперативно, без помощи калькулятора прикинуть, каково будет реальное разрешение в точках на дюйм при выводе этого изображения на заданный формат. Если же у вас есть возможность выбора атрибута "разрешение" (например, в процессе конвертации raw-файла или при обработке в Adobe Photoshop), выбирайте значение 96 dpi, а если уж быть совсем точным, то текущее значение разрешения экрана в операционной системе. Это избавит вас от проблем с неправильным масштабом изображения в слишком "умных" программах, наподобие Microsoft Word.

Цветовые пространства

Теория управления цветом в целом довольно сложна, но для нормальной работы с цифровым фото достаточно понимания общих принципов и знания некоторого количества практических приемов. Начнем, пожалуй, с так называемых абстрактных цветовых пространств, которые предназначены для хранения и обработки изображений. Весь цветовой охват, доступный человеческому зрению, описывается глобальным цветовым пространством CIE Lab. Каждый оттенок существующего в природе цвета, доступного человеческому зрению, имеет в этой системе отсчета свои уникальные координаты.

Понятно, что устройств отображения информации с цветовым охватом CIE Lab попросту не существует: вы можете представить себе монитор, способный абсолютно точно передать, например, яркое голубое сияние электросварки? Знатоки говорят о том, что даже цвет кожуры апельсина адекватно передать на экране монитора не представляется возможным (испытания, проведенные в свое время, показали, что не всякий оттенок можно представить в виде линейной комбинации трех первичных цветов)... Поэтому в свое время Microsoft и Hewlett-Packard предложили цветовое пространство sRGB, соответствующее цветовому охвату среднестатистического ЭЛТ-монитора. Именно в sRGB представлены снимки подавляющего большинства цифровых фотокамер, этот же стандарт используется для веб-графики.

Рис. 3
Рис. 3. Цветовой профиль монитора указывается во вкладке "Управление цветом" в свойствах экрана.

Здесь, видимо, нужно сделать отступление и пояснить физическую сущность цветового охвата. Ничего сложного и виртуального здесь нет. Представьте себе набор табличек, окрашенных в разные цвета самой обыкновенной краской (вообще-то пример не совсем корректен, но в качестве иллюстрации подходит хорошо). Табличек 16 777 216 штук (256 х 256 х 256, то есть все возможные комбинации, составленные из первичных цветов, каждый из которых может иметь значения от 0 до 255). Черный цвет получается в случае 0 0 0, а белый соответствует сочетанию первичных цветов 255 255 255. Самый красный цвет (255 0 0), зеленый (0 255 0) и синий (0 0 255), соответственно, приняты такими, чтобы их мог отобразить среднестатистический монитор.

Теперь представим, что мы разработали новую краску необычайно насыщенного ультрамаринового оттенка. Покрасим этой краской табличку - и что мы видим? Она выглядит более яркой и насыщенной, чем самый синий из назначенных нами цветов (см. выше)! Получается, что новый цвет попросту не умещается в цветовой охват sRGB. Именно для таких случаев компанией Adobe в 1998 году был разработан стандарт Adobe RGB (1998). Это цветовое пространство с максимальным охватом, теоретически возможным при использовании системы RGB (когда каждый оттенок получается сочетанием трех первичных цветов). Цветовое пространство Adobe RGB поддерживается многими профессиональными фотокамерами и, как правило, используется в случаях, когда предполагаемый цветовой охват конечного устройства отображения (например, принтера) будет превышать возможности sRGB. Существует множество вариаций Adobe RGB, таких, как Epson RGB, Nikon RGB и прочие.

Многих привлекает "профессиональность" стандарта Adobe RGB, и некоторые фотолюбители при возможности переключаются на него. Но давайте задумаемся: а нет ли тут какого-нибудь подвоха? Есть, конечно, и в первую очередь это понижение точности представления данных. Вернитесь к примеру с разноцветными табличками и подумайте, что произойдет в случае, если мы перекрасим все таблички с учетом того, что самый синий цвет стал синее, а красный - краснее? 24-битный формат представления данных по-прежнему ограничивает нас шестнадцатью миллионами доступных оттенков, но они распределяются на больший диапазон реальных цветов! И это не просто слова.

Например, самый красный цвет из sRGB (255 0 0) в Adobe RGB имеет координаты 219 0 0. В результате может случиться так, что для описания каких-то промежуточных оттенков, доступных в том же sRGB, в более профессиональном Adobe RGB может не оказаться места (эффект постеризации). И совсем не факт, что расширенный охват может реально понадобиться фотографу, ведь еще нужно поискать такой ядовито-красный (или синий, или зеленый) цвет, чтобы он вылез за пределы охвата sRGB. Конечно, не нужно забывать про 48-битный цвет (16 бит на канал), это снимает проблему постеризации. Но это имеет смысл только для 48-битного TIFF, который в свою очередь, можно получать только из RAW. А когда вы снимаете в RAW, вообще не нужно задумываться о выборе цветового пространства, что можно сделать задним числом в процессе конвертации...

Подведем жирную черту под абстрактными цветовыми пространствами: не забивайте себе голову профессиональностью того или иного стандарта. Охвата цветового пространства sRGB за глаза хватает в 95% случаев при сохранении снимков в формате JPEG. Используйте Adobe RGB только в особых ситуациях, когда, например, снимаете каких-нибудь ярких экзотических птиц на фоне синего неба под палящим африканским солнцем, да к тому же планируете потом печатать снимки на каком-нибудь продвинутом принтере с очень широким цветовым охватом (обычно печатные устройства "вылезают" из sRGB в сторону синих тонов). Для просмотра на мониторе Adobe RGB вообще не нужен, а использование sRGB намного упрощает совместимость (подробнее об этом ниже) и увеличивает точность отображения плавных цветовых переходов.

Цветовые профили

Цветовой профиль описывает цветовой охват устройства. Грубо говоря, это таблица соответствий входных значений RGB реальным цветовым оттенкам в глобальном цветовом пространстве CIE Lab. Понятно, что у того же монитора есть самый красный цвет, который он может отобразить, самый синий и т. д. Да плюс еще персональные способы получения оттенков: на ЭЛТ-мониторе Mitsubishi 930 SB цвет лимона описывается сочетанием первичных цветов 247 239 8, а на каком-нибудь жидкокристаллическом "Самсунге" тот же оттенок имеет уже координаты 230 230 17. Поэтому для каждого устройства отображения (монитор, принтер и т. п.) можно построить свой персональный цветовой профиль.

Другое дело, что многие нерадивые производители принтеров не всегда удосуживаются делать это, и приходится строить профиль самому при помощи денситометра. А так называемые родные профили мониторов и вовсе что-то ужасное: в 90 процентах случаев тот, что идет с монитором на диске, отличается от реального профиля этого устройства как пивной ларек от Останкинской телебашни. Поэтому, товарищи, будьте бдительны! Правильный профиль принтера должен обязательно соответствовать определенному типу бумаги. А профиль монитора обязательно нужно делать самому - либо программой типа Adobe Gamma (очень приблизительный), либо аппаратным калибратором. Если профиль есть, а соответствующего ему устройства в природе не существует, то это профиль абстрактного цветового пространства (sRGB или Adobe RGB, например).

Рис. 4
Рис. 4. Для достижения нужного значения Gamma воспользуйтесь ползунком гамма-коррекции в драйвере.

Когда используются профили? Например, в процессе отображения картинки на экране монитора программой, поддерживающей CMS (систему управления цветом). Вы открываете картинку в Photoshop, а "умная" программа уже знает, в каком цветовом пространстве записано изображение (смотрится внедренный в файл цветовой профиль) и какой цветовой профиль у вашего монитора (он указан в "Свойствах экрана" > "Параметры" > "Дополнительно" > "Управление цветом"). Производится двойной перерасчет: сначала из цветового пространства sRGB в CIE Lab (так определяется истинный цвет каждой точки), а затем программа определяет, какими сочетаниями R, G и B этот оттенок будет отображаться на мониторе (для этого и нужен профиль монитора). А что будет, если цветовой охват устройства отображения окажется меньше, чем у цветового пространства снимка? Ничего страшного, программа произведет перерасчет цветов с тем, чтобы втиснуть все присутствующие на изображении цвета в более узкий охват (см. врезку).

Алгоритмы Rendering Intent

Главной задачей системы управления цветом (CMS - Color Management System) является не точная передача абсолютных значений цветов, а достижение правильного общего цветового баланса снимка. Иначе говоря, зритель должен всегда получать примерно одинаковое впечатление от изображения, несмотря на разницу в цветовых охватах различных устройств отображения.

Существует несколько способов подмены цветов, выходящих за рамки цветового охвата, на заведомо воспроизводимые. Relative Colorimetric старается передать цвет каждой точки изображения максимально близко к исходному. В случае сильного несовпадения цветовых пространств это может привести к потере тональных соотношений, хотя насыщенные цвета будут переданы настолько близко к оригиналу, насколько позволяет конечное устройство отображения.

Метод Perceptual пытается максимально корректно воспроизвести тональные соотношения между цветами, что в неудобных случаях приводит к потере цветовой насыщенности, но, тем не менее, лучше передает общее впечатление от снимка. Этот метод рекомендуется использовать в том случае, когда количество невоспроизводимых цветов в изображении достаточно велико.

Третий алгоритм Rendering Intent - Saturation - стремится максимально сохранить насыщенность ярких цветов в ущерб как точности цветопередачи, так и корректности тональных соотношений. Есть смысл использовать его, например, при выводе диаграмм и графиков на печать - здесь яркость и наглядность представления материала имеют приоритет перед точностью цветопередачи.

Наконец, Absolute Colorimetric предназначен для точного переноса изображения в его нетронутом виде из цветового пространства с узким цветовым охватом в заведомо более широкое. Приоритетом при этом является эмуляция точки белого исходного изображения. Например, при верстке газеты мы увидим на экране белый цвет бумаги светло-серым, то есть именно таким, как выглядит низкокачественная бумага в действительности.

Подобный режим предназначен для узкоспециализированных задач (как правило, типографских) и не подходит для работы с цифровым фото.

Таким образом, для корректного отображения цветов на любом устройстве (монитор, принтер и т. п.) нужно всего три вещи: сведения о цветовом пространстве, в котором записан снимок (это записано во внедренном цветовом профиле), сведения о цветовом охвате устройства отображения (его цветовой профиль) и программа, которая может корректно пересчитать цвета из одного цветового пространства в другое, пользуясь при необходимости алгоритмами Rendering Intent. Типичный пример - распечатка снимка из Adobe Photoshop. Для того чтобы получить на бумаге почти то же, что "увидел" цифровой фотоаппарат, нужно всего лишь указать правильный профиль принтера с учетом типа бумаги (поле Print Space); цветовое же пространство снимка Photoshop считывает автоматически из внедренного цветового профиля.

Должен сказать, что не все программы такие умные, и наверняка просмотрщик, с помощью которого вы смотрите картинки, ни черта не понимает в цветовых профилях (мне известен только один корректно работающий с цветовыми пространствами - Thumbs Plus производства Cerious Software). Таким образом, вы видите на экране монитора не совсем то, что было в реальности. Если посмотреть при помощи ACDSee снимок в цветовом пространстве Adobe RGB (1998) (что часто и делают многие горе-специалисты, надувающие щеки от осознания того факта, какой "профессиональный" стандарт они выбрали), то картинка будет чересчур блеклой. Все правильно: самый красный цвет, который может отобразить, например, монитор Mitsubishi 930 SB, имеет в Adobe RGB (1998) координаты 206 21 11. Дальше догадаетесь сами?

Защита от дурака

В реальности цветовыми профилями мало кто пользуется. Картинки просматривают при помощи ACDSee, Cam2PC или вообще встроенным просмотрщиком Windows XP. Ни одна из этих программ и слыхом не слыхивала о каких-то там профилях. Печатают на принтерах часто тоже без активации системы управления цветом, перекладывая ответственность за настройку цветопередачи на драйвер принтера.

Лично я думаю, что во всем этом есть великая сермяжная правда. Ведь если бы вьюер на полном серьезе использовал ту пародию на профиль, что стоит у большинства пользователей в "Свойствах экрана", на экране была бы полная белиберда (как правило, неестественно-белесое изображение). Если бы система управления цветом при печати на принтере включалась автоматически, - а в настоящее время для ее активации необходимо проделать массу нетривиальных действий, - вы получали бы на отпечатках черт знает что, ведь вероятность того, что в системе установлен профиль данной модели принтера для определенного типа бумаги, не очень велика.

Система fool proof применительно к работе с полноцветными изображениями действительно существует и имеет несколько уровней защиты. Начнем с того, что по умолчанию подавляющее большинство современных цифровых фотокамер записывают снимки в цветовом пространстве sRGB. Его охват меньше или равен цветовому охвату современного монитора. Это позволяет обходиться без учета профилей, и даже "тупой" просмотрщик отобразит картинку приблизительно верно. Главное, чтобы значение параметра Gamma в видеоподсистеме пользователя равнялось 2.2 (в этом случае вы получите правильную проработку полутонов, деталей в тенях).

А если цветовая температура монитора установлена на 6500К и правильно настроен уровень черного, можно говорить о почти адекватной цветопередаче. На самом деле даже "неправильная" цветовая температура, типа 9300К, и особенности цветопередачи конкретного типа кинескопа легко компенсируются адаптивной способностью человеческого зрения. В результате наблюдатель получает практически такое же впечатление от изображения, как и в случае грамотно настроенной цветопередачи. Большинство мини-лабов, осуществляющих печать цифровых фотографий, также не имеют поддержки системы управления цветом и рассчитаны на прием файлов в формате sRGB или Untagged RGB, то есть вообще безымянных, без какого-либо внедренного цветового профиля.

Как же все-таки правильно?

Итак, для того чтобы видеть изображения в их истинном цвете, необходимо иметь три вещи: хороший монитор, точно построенный профиль для него и софт, который может со всем этим делом управляться. В настоящее время массовая истерия по поводу правильности ЖК-мониторов, слава Богу, начинает утихать и многие пользователи выбирают вместо блеклых китайских панелей хорошие ЭЛТ-модели. Скажу вам сразу, что ЖК-мониторы, в принципе, годятся для работы с цветом, но диагональ таких моделей начинается от 20 дюймов, а цена - от 2000 долларов. На дешевом TFT-LCD часто невозможно выставить даже необходимый уровень черного и гамму, что делает все рассуждения о калибровке таких чудес техники полностью бессмысленными.

Если вы хотите иметь абсолютно точную цветопередачу и сделать все по науке, я с удовольствием расскажу вам о последовательности действий. Для начала монитор нужно элементарно настроить (первый этап калибровки). Установите правильный уровень черного - в программе Nokia Monitor Test вы должны видеть разницу между градациями 2% и 3% серого. Цветовую температуру можно установить любую, я бы советовал что-то типа 7500 - 8200К. Затем нужно взять аппаратный калибратор и построить цветовой профиль устройства при помощи прилагающегося софта. Укажите полученный профиль в качестве основного на вкладке "Свойства экрана" > "Параметры" > "Дополнительно" > "Управление цветом". Просмотр и редактирование изображений нужно осуществлять в программах, поддерживающих управление цветом (например, Thumbs Plus и Adobe Photoshop).

Как видите, на практике все это, мягко говоря, не очень удобно. Для начала нужно где-то взять аппаратный калибратор. Как вариант можно использовать для построения профиля программные средства типа Adobe Gamma, но этот способ требует как минимум точного указания люминофора кинескопа (с определением которого часто возникают очень большие проблемы; и потом, какой может быть люминофор у ЖК?), и даже в самом лучшем случае профиль оказывается не очень точным. Потом вы оказываетесь привязанными к определенным программам, и просмотреть снимки при помощи привычного ACDSee или Cam2PC уже не получится - цвета, а возможно, и гамма уплывут неизвестно куда.

Рис. 5
Рис. 5. Для конвертации изображения в другое цветовое пространство нужно указать его профиль и параметры Rendering Intent.

Есть один очень эффективный способ нормально работать с цветом на компьютере, не мудря с цветовыми профилями. Я рекомендую его всем, кто не занимается профессионально полиграфией или предпечатной обработкой изображений, а в основном общается с файлами, имеющими внедренный цветовой профиль sRGB. Суть метода в том, что система затачивается под цветовое пространство sRGB. Итак, сначала выставьте уровень черного и цветовую температуру, как было описано выше. Затем нужно установить параметр Gamma видеоподсистемы на значение 2.2. Для этого скачайте тестовую мишень www.louisemarks.com/normankoren/Gamma_black_new.png и откройте это изображение в том просмотрщике, которым будете пользоваться в дальнейшем. Регулировкой ползунка гамма-коррекции в свойствах видеоадаптера добейтесь того, чтобы фон напротив цифры 2.2 стал равномерно-серым. Последний шаг - указание в качестве профиля монитора стандартного профиля sRGB. Зайдите в "Свойства экрана" > "Параметры" > "Дополнительно" > "Управление цветом" > "Добавить" и выберите из списка файлов sRGB Color Space Profile.

icm. Его нужно назначить используемым по умолчанию, а предыдущий профиль монитора можно удалить. Рабочим цветовым пространством Adobe Photoshop тоже назначьте sRGB IEC61966-2.2. После всего этого работа с изображениями значительно упрощается. В том случае, если снимки с вашей цифровой фотокамеры сохраняются в цветовом пространстве sRGB, не требуется никаких промежуточных преобразований для обработки в Adobe Photoshop. В своем любимом просмотрщике вы будете видеть ровно ту же картинку, что и в продвинутых просмотрщиках типа Thumbs Plus и в окне Photoshop. Вместе с тем система управления цветом вовсе не отключается! При работе с файлами с более широким цветовым охватом (например, Adobe RGB) обработка будет производиться в полном соответствии с теорией, и никакой потери информации не произойдет. Более того, если ваш монитор имеет аппаратный режим sRGB, то переключение в него позволяет достичь хорошей точности цветопередачи без всякой калибровки.

Ну что ж, наверное, на этом нам следует объявить перерыв. В следующих публикациях мы непременно поговорим о таких поистине замечательных вещах, как EXIF, Print Image Matching, а также научимся правильно ресемплировать и оптимизировать изображения. UP


 

Второе дно ларчика - 2
Тонкости работы с растровой графикой

Андрей Никулин
joint831@yahoo.com

В прошлый раз мы разобрались с dpi и цветовыми пространствами. Это, так сказать, вещи общего назначения - подобные атрибуты присущи любому приличному изображению, полученному со сканера или нарисованному вручную в редакторе растровой графики. А вот EXIF и PIM, о которых пойдет речь ниже, актуальны в основном для снимков, полученных с цифровых фотокамер. Надеюсь, это будет интересным для большинства читателей, ведь именно цифровое фото сейчас является основным "поставщиком" растровой графики.

EXIF

Exchangeable Image File - это специальный блок данных, внедренный в графический файл и содержащий массу дополнительной информации о снимке: точное время съемки (не путать с атрибутом "время последнего изменения файла"), модель камеры, значение диафрагмы, выдержки и т. д. Можно даже узнать, была ли включена в момент съемки вспышка, режим макро и посмотреть имя владельца камеры. Продвинутые просмотрщики EXIF позволяют фокусы, типа определения расстояния до объекта съемки (правда, не для всех моделей камер) или типоразмера матрицы. EXIF поддерживают такие распространенные форматы, как JPEG, TIFF и RAW. Именно на этих "трех китах" и держится все цифровое фото.

Вообще, без EXIF цифровая фотография потеряла бы половину своей привлекательности с точки зрения возможностей обучения. Видеть снятый кадр сразу же, без промежуточной химической обработки - это прекрасно, но еще лучше, когда при этом можно абсолютно точно узнать все параметры съемки.
Просмотреть EXIF снимка можно несколькими способами. Первый и самый простой - вызвать "свойства файла" в Windows XP и зайти на вкладку "Сводка" > "Дополнительно" (см. рис.1).

Рис. 1
Рис. 1. Вкладка "Свойства файла" > "Сводка" в Windows XP. Отображается только базовая информация.

Правда, в этом случае вы увидите не всю информацию - например, имя пользователя и настройки вспышки останутся "за кадром". Более подробную сводку EXIF показывают специализированные просмотрщики графических файлов, такие, как Cam2PC или ACDSee (см. рис. 2, 3), причем у первого соответствующий пункт меню называется Properties - Metadata, а в Cam2PC - View EXIF Metadata. Но самый лучший вариант для просмотра метаданных - специальные просмотрщики / редакторы EXIF. Например, очень удачный ShowExif (см. рис. 4), который бесплатен и не требует инсталляции www.showexif.da.ru. Давайте немного остановимся на возможностях этой программы.


Рис. 2. Окно View EXIF Metadata из вьюера Cam2PC. Очень подробная и удобная сводка EXIF.

ShowExif последней версии выдает максимально подробную сводку, отображая основной и дополнительный разделы EXIF. Для некоторых камер Canon в дополнительном разделе присутствуют интересные пункты Subject Distance, Optical Zoom Step, Optical Zoom Value и прочее. Можно сохранить EXIF конкретного снимка в отдельный файл и потом прикрепить его к другому изображению.

Рис. 3
Рис. 3. Вкладка Properties > Metadata из вьюера ACDSee 3.0. Информации больше, чем на рис. 1, но некоторые поля отображаются некорректно.

Основное значение этой функции - сохранить максимально полный EXIF после обработки. Ведь не секрет, что многие редакторы растровой графики сильно урезают этот раздел и вписывают туда посторонние сведения (Adobe Photoshop), а некоторые, такие, как Macromedia Fireworks старых версий, попросту удаляют этот раздел под корень. Вообще, ShowExif, несмотря на статус бета-версии, является весьма вылизанной программой и продумана до мелочей: есть предварительный просмотр картинок, но двойной щелчок открывает их в штатном просмотрщике, присутствует пакетная обработка файлов и так далее.

Рис. 4
Рис. 4. Окно программы ShowExif. Максимально полная информация о снимке и развитые возможности манипуляции с блоком метаданных.

При всей полезности EXIF иногда бывает нужно полностью удалить его из графического файла, например, в целях сохранения конфиденциальности или для уменьшения объема при радикальной оптимизации (мы коснемся этого в конце статьи), ведь блок метаданных весит примерно 25 килобайт. ShowExif позволяет проделывать и эту операцию, причем сразу для групп файлов.

Переименовывать файлы по данным из EXIF позволяет любой приличный просмотрщик - например, Cam2PC www.nabocorp.com. Для этого выделите в окне программы нужные файлы и выберите пункт меню Image > Advanced Renaming. Можно составлять имя файла из чего угодно - от названия месяца по-английски до минут и секунд (да-да, время съемки пишется в EXIF с точностью до секунды). Как видите, EXIF - очень полезная штука и помимо предоставления точных данных о параметрах съемки позволяет гибко структурировать отснятый материал. В свете всего этого особенно смешно выглядит привычка многих новичков впечатывать дату и время съемки прямо на фотографию, безвозвратно портя при этом изображение. Зачем так извращаться, когда есть EXIF?

Print Image Matching

Технология PIM (Print Image Matching) разработана для обеспечения более качественной печати на струйных принтерах Epson. Точная схема реализации является ноу-хау производителя, но анализ доступных данных позволяет сделать вывод, что суть PIM заключается в сохранении изображения в JPEG (YCbCr) без промежуточного преобразования в цветовое пространство sRGB и, соответственно, без усечения цветового охвата. Декомпрессия JPEG при просмотре снимка возможна в двух вариантах - в стандартное пространство sRGB (что и происходит при прямом открытии такого файла в Photoshop или любом вьюере) и с пересчетом в цветовое пространство Epson RGB 2001 (с более широким охватом, близким к Adobe RGB (1998)). Для выполнения последней операции требуется специальный PIM-плагин и открытие файла через меню импорта в Adobe Photoshop.

Возникает вопрос: зачем было так мудрить и усложнять жизнь пользователям? Ведь если стоит цель увеличить цветовой охват снимка, то для этого существует система управления цветом (CMS), о которой мы говорили в прошлый раз. Практически все ЦФК высокого класса позволяют выбирать между стандартным цветовым пространством sRGB (охват которого, несмотря на некоторые предрассудки, в большинстве случаев достаточен даже для очень продвинутых фотолюбителей) и Adobe RGB (1998) с максимально возможным на сегодняшним день охватом из всех абстрактных цветовых пространств системы RGB.

Дело в том, что для грамотного использования различных цветовых пространств от пользователя требуется как минимум знание основ теории управления цветом и специальный софт. Кадр, снятый в цветовом пространстве Adobe RGB, для корректного просмотра требует специализированного вьюера с поддержкой цветовых профилей (например, Thumbs Plus) или конвертации в Photoshop. Дилетант откроет его в ACDSee и будет разочарован блеклыми цветами (см. первую часть статьи в #40 (182) журнала). Поэтому в целях "защиты от дурака" и повышения совместимости была разработана технология Print Image Matching. Вы снимаете камерой с поддержкой PIM и не задумываетесь ни о каких цветовых пространствах. Такой снимок прекрасно отображается как в "тупых" вьюерах, не понимающих цветовые профили, так и в специализированных, потому что имеет место внедренный по всем правилам профиль sRGB.

Рис. 5
Рис. 5. Диалог File > Import > Print Image Matching II из Adobe Photoshop CS с установленным модулем Print Image Matching II.

Однако, если встает задача увеличить цветовой охват снимка и / или вывести его на печать на принтере с поддержкой Print Image Matching с максимальным качеством, вы действуете по-другому. Файл импортируется в Photoshop при помощи плагина PIM (в данный момент доступна версия PIM II). На рис. 5 показаны все три возможных варианта его использования - Color Extensions Only (задействование цветового пространства с большим охватом), EXIF Print и Print Image Matching II. Второй и третий случаи теоретически должны использоваться только для вывода на печать на соответствующих принтерах, ибо при выборе этих пунктов снимок дополнительно подвергается "прихорашиванию" - специально увеличивается насыщенность, применяется автокоррекция уровней и шарпенинг. О какой-либо аутентичности снимка при просмотре на экране монитора в этом случае говорить не приходится, поскольку производится мощная постобработка, нацеленная на получение максимально яркого, резкого отпечатка на конкретной модели принтера конкретного производителя. Однако многие владельцы камер с поддержкой PIM пользуются вариантом Print Image Matching II и для просмотра снимков на компьютере - уж очень эффектно он может приукрасить снимок, а то, что страдает структура изображения, многим по барабану.

Все это теория, и она довольно логична. На практике же возникает много вопросов. Например, если открывать снимки с некоторых камер (особенно славится этим Sony, в частности модель DSC-F828) через PIM-плагин в варианте Color Extensions Only, а затем конвертировать их из Epson RGB 2001 обратно в sRGB, то цветовой баланс и насыщенность цветов заметно изменятся по сравнению с исходным sRGB! Снимки становятся более эффектными, улучшается "чистота цветов", может уйти небольшой завал в красно-желтую часть спектра, если он присущ конкретной модели камеры. Все это никак нельзя объяснить увеличенным цветовым охватом Epson RGB 2001, ведь в итоге мы снова имеем файл в sRGB, который в принципе не может нести "лишнюю" цветовую информацию. Почему нельзя было сразу получить такую же цветопередачу?.. Именно тот факт, что зачастую после прогона снимков через PIM-плагин они получают более качественную цветопередачу, становится причиной использования этой технологии не по назначению, то есть не только для печати.

Есть только один способ узнать, нужен ли Print Image Matching именно вам: проверить это самому. Установите плагин (как это сделать, написано ниже) и попробуйте импортировать несколько кадров с вашей камеры в Adobe Photoshop. Если результат кажется вам заслуживающим внимания и оправдывающим трудозатраты (с автоматизаций импорта через этот плагин пока дела обстоят неважно, каждый снимок приходится конвертировать вручную) - смело в путь. Только не забудьте сохранить в укромном месте оригиналы снимков: вдруг через пару лет ваши вкусы относительно цветопередачи изменятся?
Cкачать плагин PIM II можно, например, здесь: support.epson.ru/products/drivers/000931/pim-ii.zip. Для его установки в Adobe Photoshop CS необходимо вручную скопировать четыре полученных файла (три с расширением DLL и один 8BA) в директорию Program FilesAdobePhotoshop CSPlug-InsImport-Export. Чтобы импортировать файл, выберите в Photoshop пункт меню File > Import > Print Image Matching II... Прямым подтверждением того, что камера поддерживает данную технологию, является доступность пункта Print Image Matching II (в противном случае он подсвечен серым цветом и неактивен).

После нажатия кнопки "Открыть в диалоговом окне" Open Print Image Matching II file Photoshop увидит внедренный цветовой профиль Epson RGB 2001. Если появится диалоговое окно с вариантами использования цветовых пространств, выберите первый из предложенных вариантов открытия файла (Use the Embedded Profile - использовать внедренное цветовое пространство).

Перед сохранением снимка рекомендуется в целях совместимости конвертировать его в цветовое пространство sRGB (Image > Mode > Convert to Profile > Destination Space: sRGB IEC61966-2.1). Там же проверьте настройки Conversion Options (Engine: Adobe (ACE), Intent: Relative Colorimetric, Use Black Point Compensation, Use Dither).

Оптимизация

Снимок, полученный с цифровой камеры, зачастую является "сырым материалом". Иногда ему требуется цветокоррекция, кадрирование и ретушь (например, красных глаз), но сегодня мы этой интереснейшей темы касаться не будем. Кстати, если вас, уважаемые читатели, она заинтересовала, обращайтесь к редактору раздела. При желании можно будет провести мини-курсы по основам цветокоррекции и ретуши цифровых снимков (обращайтесь, изучим, напишем, поможем. - Прим. ред.). Поговорим о другом - подготовке снимков для размещения в интернете.
Когда вы смотрите снимок, полученный с восьмимегапиксельной, например, фотокамеры на своем компьютере, никаких проблем нет.

Как правило, проблемы начинаются когда нужно выложить фотографию на всеобщее обозрение. Ведь, учитывая текущую ситуацию с каналами связи, можно предположить, что 90% людей, наткнувшихся на вашу галерею в интернете, даже не дернутся скачивать восьмимегапиксельный файл, весящий четыре мегабайта. Психологический максимум чаще всего лежит где-то в районе отметки 1280 х 960 пикселей, 400 килобайт. И вот тут начинается самое интересное. Дело в том, что выкладывать снимок, полученный с цифровой камеры в полном разрешении, зачастую и не требуется, даже если вы хотите сохранить максимум качества исходника. Запутано? Тогда давайте сделаем лирическое отступление и вкратце познакомимся с принципом формирования изображения в современных ЦФК.

Итак, у нас есть восьмимегапиксельная цифровая камера - например, Konica Minolta A200. Светочувствительная матрица имеет физический размер 8,8 х 6,6 мм (2/3 дюйма) и содержит восемь миллионов светочувствительных ячеек. Но это вовсе не то же самое, что пиксели монитора! Ячейки образуют так называемую баеровскую структуру, то есть в квадратном блоке 2 х 2 одна ячейка красная, одна синяя и две зеленых (GRGB). Цвет результирующего пикселя получается как результат смешивания цветов конкретной светочувствительной ячейки и интерполяции цветов соседних. На практике это приводит к тому, что максимальная разрешающая способность достигается лишь для черно-белых изображений, а на реальных цветных падает, и при рассматривании снимка в масштабе 100% наблюдается некоторая размытость и / или частичная пикселизация.

Проведенные опыты показывают, что если уменьшить снимок незеркальной цифровой камеры (у зеркалок структура изображения более качественная за счет принципиально больших размеров матрицы) в два раза по линейным размерам или в четыре раза по площади, то итоговое качество практически не ухудшается! В результате такого ресайза "уходят" шумы и ошибки demosaic (процедура синтеза полноценного пикселя из баеровской матрицы), структура изображения становится более качественной, а детализация уменьшается несильно. Размер файла, в соответствии с уменьшением площади изображения, можно сократить примерно в четыре раза.

Правилом хорошего тона в среде любителей цифровой фотографии считается выкладывание снимка именно в таком, "отресайзенном", виде. Это значительно уменьшает затраты на загрузку файла, а качество практически не страдает и вы получаете возможность оценить все тонкости снимка. Наилучший результат обеспечивает ресайз ровно в два раза по размерам, или в четыре раза по площади (что то же самое). Тогда каждый пиксель конечного изображения получается в результате интерполяции четырех пикселей исходника.

В этом случае снимок с восьмимегапиксельной камеры будет иметь размеры 1632 х 1224 пикселя, а с пятимегапиксельной - 1296 х 972 пикселя. Как видите, разрешения не совсем стандартные, что может вызвать определенные неудобства при полноэкранном просмотре. Поэтому рекомендуется делать ресайз до ближайшего стандартного значения (1024 х 768, 1280 х 960 или 1600 х 1200 пикселей), главное, чтобы коэффициент уменьшения был не менее чем двукратным.

Рис. 6
Рис. 6. Окно Image > Image Size из Adobe Photoshop CS. Вы можете выбрать один из пяти доступных алгоритмов ресемплирования.

Как правильно делать ресайз большого снимка? Для этих целей в Adobe Photoshop есть специальный инструмент Image > Image Size. В появившемся диалоговом окне (см. рис. 6) нужно ввести требуемый размер изображения в пикселях или процентах от первоначального. В нижней части окна расположен ниспадающий список, в котором можно выбрать метод ресайза. В старых версиях Photoshop (вплоть до 7.0) там присутствовали всего три пункта - Nearest Neighbor, Bilinear и Bicubic (перечислены в порядке возрастания качества). В новейшем Adobe Photoshop CS, который я однозначно рекомендую к использованию, появились два новых метода - Bicubic Smoother и Bicubic Sharper. Первый добавляет к результату бикубической интерполяции нечто вроде фильтра Gaussian Blur, слегка размывая картинку и сглаживая краевые артефакты.

Сам производитель рекомендует использовать этот метод при положительном ресайзе, то есть при увеличении размеров снимка, например, для печати на очень большие форматы. Лично я иногда пользуюсь им и при отрицательном ресайзе для уменьшения эффекта муара, например, когда нужно качественно вогнать в размер 200 х 150 пикселей крупномасштабный снимок ЖК-экрана цифровой камеры или мобильного телефона.
Но нам для ресайза фотографий в меньшую сторону нужен последний метод - Bicubic Sharper. Его уникальность заключается в том, что, уменьшая размер снимка, он позволяет сохранить адекватную передачу мелких деталей и уровень детализации. Ведь, если уменьшить снимок до 50% обыкновенным "бикубиком", изображение получится несколько размытым. Раньше, до выхода Photoshop CS, для грамотного ресайза приходилось дополнительно использовать фильтр Unsharp Mask. Кстати, об этом стоит поговорить подробнее.

Согласно теории, для сохранения адекватной резкости снимка при отрицательном ресайзе методом Bicubic нужен дополнительный шарпенинг, то есть увеличение краевой резкости. Наилучший инструмент для этого - упомянутый выше фильтр Unsharp Mask. Неудобство классического метода состоит в том, что данный фильтр является настраиваемым и для получения наилучшего результата нужно кропотливо подбирать параметры Amount, Radius и Threshold для снимков разного размера. А новый метод Bicubic Sharper делает, в принципе, то же самое, но автоматически (с очень хорошим результатом, подходящим для большинства случаев).

Итак, чтобы получить приемлемый снимок для последующего выкладывания в Сеть, откройте его в Adobe Photoshop CS и сделайте ресайз до размеров 1024 х 768 или 1280 х 960 пикселей методом Bicubic Sharper. Если у вас старая версия Photoshop - примените после бикубического ресайза фильтр Unsharp Mask с параметрами Amount = 50, Radius = 1 и Threshold = 2 (примерные цифры для среднестатистического пятимегапиксельного снимка). Затем сохраните фото в формате JPEG с качеством 10 единиц по 12-балльной "фотошоповской" шкале. Это лучший вариант для обмена снимками через интернет, то есть оптимальный баланс размер / качество. Adobe Photoshop оставляет основные поля в EXIF, но если вы хотите сохранить максимально полную сводку - воспользуйтесь описанной выше программой ShowExif, скопировав метаданные с оригинала снимка.

Теперь рассмотрим вторую часто встречающуюся задачу - создание картинок-"превьюшек" (так называемых Thumbnails). Правила все того же хорошего тона гласят, что "превьюшка" должна весить как можно меньше и при этом давать достаточное представление о снимке. Если стоит задача разместить на одной html-странице порядка двадцати - сорока Thumbnails (типичная галерея), то оптимальным размером в пикселях будет что-то около 160 х 120, а объем не должен превышать 12 килобайт. Если же вы размещаете ссылку на отдельно взятый удачный кадр в какой-нибудь интернет-конференции, имеет смысл увеличить размер превью до 300 х 225 пикселей (это уже позволяет более-менее оценить фотографию), но размер лучше уложить в рамки 40 килобайт. Как все это лучше сделать? Самая большая ошибка, которую допускают новички, - ресайз из полного размера сразу до требуемого.

При этом линейные размеры фотографии уменьшаются на порядок, а площадь - в десятки раз. Даже самый качественный алгоритм ресемплирования - Bicubic - не может адекватно "переварить" такой объем информации за один присест, и картинка получится не очень качественной, с потерей детализации и плавности границ объектов. Поэтому ресайз в данном случае нужно делать в несколько этапов, и желательно каждый раз с шарпенингом. Первый и последний этапы имеет смысл делать в четное количество раз, а конкретно - в два раза. Давайте рассмотрим для примера правильный алгоритм генерации "превьюшки" 300 х 225 пикселей из пятимегапиксельного снимка. Исходное изображение имеет размеры 2592 х 1944 пикселей. Открываем его в Adobe Photoshop CS, заходим в диалог Image > Image Size и делаем ресайз до 50% методом Bicubic Sharper. Промежуточное изображение получилось размером 1296 х 972 пикселя. Теперь давайте не будем спешить и прикинем, что нужно сделать, чтобы получить максимально качественный результат на выходе.

Было бы здорово, если бы на последнем этапе мы произвели ресайз ровно в два раза, то есть с 600 до 300 пикселей по горизонтали. Таким образом, вторую итерацию нужно произвести, ресемплируя файл с 1296 до 600 пикселей (чуть больше, чем в два раза, что вполне соответствует теории). Итого: получаем три этапа ресайза. На первом и последнем картинка ресемплируется ровно в два раза, и каждый раз применяется шарпенинг (метод Bicubic Sharper я бы вообще рекомендовал установить по умолчанию для Adobe Photoshop CS, что делается с помощью команды Edit > Preferences > General). В конечном итоге получаем очень гладкую, но вместе с тем детализированную картинку искомого размера 300 х 225 пикселей.

Сохраним ее в JPEG с уровнем качества 9. Но это еще не все! Помните, в начале статьи мы говорили о том, что EXIF занимает порядка 25 килобайт? Это огромная часть нашего файла - почти половина, ведь объем полученной картинки после сохранения составил 61 килобайт (в моем конкретном примере - макроснимок одуванчика на зеленом фоне). А EXIF в "превьюшке" - вещь абсолютно ненужная, поскольку под ней находится ссылка на большой файл, в котором все это есть. Запускаем ShowExif и отрезаем блок метаданных командой "Инструменты" > "Удалить EXIF из файлов". Вот теперь все в порядке: наша "превьюшка" ничуть не потеряла в качестве, но весит всего-навсего 36 килобайт!

На сегодня, пожалуй, все. Я очень надеюсь, что кому-то сведения, приведенные в этой статье, пригодятся на практике и качественной графики на необъятных просторах Рунета значительно прибавится. Ведь сляпанные на скорую руку картинки, все еще встречающиеся на многих интернет-страницах, - безобразно сжатые, весящие в несколько раз больше, чем нужно, - сродни орфографическим ошибкам в тексте. Иногда в этом мире так не хватает элементарной грамотности!

Выбираем между JPEG и GIF

JPEG и GIF являются форматами сжатия с потерями, однако принципы исключения избыточной информации у них совершенно разные. JPEG, грубо говоря, сохраняет цветовую палитру исходного изображения, а компрессия влияет на уровень передачи мелких деталей. Лучше всего JPEG работает на однотонных и нерезких поверхностях: снимок самолета в небе или портрет с мощным размытием заднего плана займут гораздо меньший объем, чем лесной пейзаж с большим количеством мелких листиков и травинок. GIF вообще не предназначен для фотографических изображений, поскольку принципиально ограничен палитрой в 256 цветов.

Этот формат абсолютно точно передаст все мелкие детали, а компрессия осуществляется за счет исключения лишней цветовой информации (для области одного цвета нет нужды хранить цвет каждой точки отдельно). GIF незаменим для сохранения нефотографических изображений с ограниченным количеством цветов, таких, как скриншоты программ, виды меню сотовых телефонов и прочее. Иногда новички путают эти два формата, применяя их не по назначению. Скриншот программы, сохраненный в JPEG, - зрелище не для слабонервных, так же как и фотография, конвертированная в GIF.

Одной из лучших программ для конвертации в JPEG и GIF является Macromedia Fireworks (лично я использую древнюю, но от этого не менее удачную версию 3.0). В процессе изменения формата (File > Export Preview) можно изменять степень компрессии JPEG с точностью до одного процента, активировать дизеринг в GIF и т. д. UP


Поделитесь с друзьями этой страницей: