MIÉRT ÉS HOGYAN KELL SZKENNELNI? III.

Az eddigi cikkekben leírtak tulajdonképpen egy viszonylag logikusnak, messzire vezetőnek tűnő képet szuggerálhatnak. Belegondolva a szinte mindenre kiható folyamatok lényegébe, a nagy általánosságban analógdigitális átmenetnek nevezett trendek jelentőségébe, ez a tény magától értetődőnek tekinthető. Annál nagyobb azonban a meglepetés, ha a fotográfiai területén kialakult gyakorlatot vizsgáljuk.
Az első szembeötlő tény a szkennerek technikai képességeit jellemző adatok széles köre. DPI, SPI, PPI, optikai felbontás és még ki tudja, hány paraméter, melyek számértéke a néhány száztól a tízezres nagyságrendig terjed, igen nehézzé teszik az összehasonlítást, a várható vizuális minőség megítélését. Az sem tagadható, hogy számos esetben magukban a definícióban is találhatók eltérések.

Technikai adatok
A gyártó, illetve forgalmazó cégek nagy előszeretettel idézgetnek például a majdnem 10 000-es nagyságrendbe eső DPI (azaz Pont Per Inch) adatokat.2 Ezen túlmenően szinte minden esetben több adat jelenik meg, mint például:3
Optikai Felbontás: 6400 dpi
Hardware Felbontás: 6400 × 9600 dpi
Maximális Felbontás: 12 800 × 12 800 dpi
Effektív Pixelszám: 54 400 × 74 880 (6400 dpi)
Az optikai felbontásként megadott szám azt jelentené, hogy milliméterenként majdnem 252 pont felbontása lehetséges. Figyelembe véve, hogy az adott szkennerben a CCD szenzor előtt egy leképező optikai rendszer is jelen van, a felbontható pontok száma (6400) optikai szempontból túlzott.4 Ez az adat tulajdonképpen az elemi érzékelő pontok számát adná meg, ami csak a zajcsökkentés esetében vezethet előnyökhöz új optikai információ szolgáltatása nélkül. Még furább a 9600 pontra utaló adat. Ez lényegében a léptető motor tulajdonságaiból következik. A szolgáltatott, független optikai információra itt is az előbbi megjegyzés érvényes.
A maximális felbontásra utaló adat – bármennyire is lenyűgöző értékekre utal – csak figyelemfelkeltő kísérletnek tekinthető, tulajdonképpen csak numerikusan generált5 adatokról lehet szó, nincs közük az egymástól függetlenül mérhető adatokhoz.
Végül az effektív pixelszám csak mint költői megfogalmazás értelmezhető. Egyszerű szorzással látható, hogy 4 073 472 000 pixel, vagyis 4073(!) megapixel meglétét állítják. Nem elhanyagolható adat!
A gyártó, illetve forgalmazó cégek előszeretettel hivatkoznak még a szintén a tízezres nagyságrendbe eső PPI (Pixel Per Inch), SPI (Mintavételi Adat Per Inch) és egyéb adatokra is. Miután a szkennerek a kimeneti fájlban szereplő képpontokban az aktuális színértékeket definiáló RGB-értékeket nem azonos helyen keletkező mérési értékekből6 és egyes technológiai megoldásokban7 eltérő időpontokban regisztrált adatokból származtatják, a mért értékek és a kimeneti számadatok között jelentős numerikus processzus kell, hogy szerepet játsszon. Eközben semmiféle akadálya nincs köztes képpontok interpoláció útján történő kialakításának. Így jöhetnek létre az optikai szempontból megkérdőjelezhető számértékek.
Az alapvető optikai minőséget jellemző paraméter a leképezési folyamatot jellemző Moduláció Transfer Function (MTF). Természetesen a véglegesen szolgáltatott vizuális minőséget az említett numerikus folyamatok is alapvetően befolyásolják, így ezeknek a számadatoknak is van bizonyos szerepük.
Az Optical Density vagy Dynamic Range (Optikai Denzitás, Dinamikai Átfogás) a szkennerek egyik fontos jellemzője, amelyik a regisztrálható denzitás tartományt adja meg. Ennek a jellemzőnek a negatívok, illetve a diapozitívok szkennelésénél van jelentősége, mert az ezek által képviselt denzitás tartomány lényegesen szélesebb a nyomtatott vagy nagyított pozitívok által visszaadható tartománynál. Ennek a paraméternek a jelentősége vitathatatlan, különösen ha az eddig felsorolt jellemzőkkel hasonlítjuk össze.
Szkenner Gamma – ez a tulajdonság a szkenner érzékelési reakcióját jellemzi az eltérő megvilágítási tartományokban jelenlévő tónuskülönbségekre. Globálisan a tónusvisszaadás meredekségi értékét, illetve az elfogadhatóan regisztrált teljes tónustartományt határozza meg. Tudható, hogy ebben az esetben az utólagos, szoftveres manipuláció széles skálája áll rendelkezésre, így a szkenneléskor beállítandó értéket ennek figyelembevételével kell meghatározni.
Az adott területen szinte egyáltalán nem esik szó az MTF tulajdonságokról, ami a digitális kamerák esetében az egyik legnépszerűbb fogalom. Ez váratlannak tűnhet, mert a szkenner is egy optikai elemeket tartalmazó, leképező rendszer. Az alábbiak talán rávilágítanak az okokra.

A szkennerekre jellemző MTF adatok
A tudományos gyakorlatban (ahol a marketing indíttatások sokkal kisebb mértékben játszanak szerepet) természetesen igen kiterjedten vizsgálják az MTF tulajdonságok jelentőségét. Két tudományos publikáció alapján ismertetek néhány idevonatkozó szempontot.8,9 Különös figyelmet érdemel a második cikk, amelyikben a nyomtatott pozitív képek esetében alkalmazandó szkenner paraméterek kiválasztásáról esik szó.
A publikációkban közölt ábrák néhány, a szkennelési gyakorlat szempontjából iránymutató tanulságot jeleznek.
Ha egy tetszőlegesen elfogadott érték definiálja a felbontás határát, például az a vonalfrekvencia, ahol az MTF értéke 0,2-re csökken, akkor a tízezres nagyságrendű számok helyett igen alacsony értékek jelennek meg. Az adott esetben csak körülbelül 20–30 vonal/milliméter frekvenciára lehet felbontani.
A másik fontos tanulság az, hogy a szenzor irányával párhuzamosan, illetve arra merőlegesen mérhető MTF-adatok között sok esetben különbségek léphetnek fel. Ez a tulajdonság a kisfilmes negatívok szkennelésekor játszhat szerepet.
Meglepőnek tűnhet az a tény is, hogy az alkalmazott DPI-érték változtatása nem jár feltétlenül a képminőséget jellemző adatok kedvező irányú változásaival – lásd a 7. lábjegyzetben idézett eredményeket. Ez egy újabb, a szkennelési paraméterek megválasztásánál szerepet játszó szempont.
Néhány szó a monitor kalibrációjáról.10 Miután a primer vizuális kontroll a számítógép monitorjának segítségével történik, a monitor színvisszaadási tulajdonságának az ismerete és ciklikus ellenőrzése elengedhetetlen. A végrehajtás függ a számítógép rendszerétől (PC, Mac) illetve az adott rendszeren installált operációs rendszertől, ezért most csak a követendő lépések megemlítésére van lehetőség. Az első lépés a standard megvilágítási körülmények biztosítása, ami a környezeti fényviszonyokra, illetve a monitor paramétereinek beállítására egyaránt vonatkozik. Azt is figyelembe kell venni, hogy ugyan lehetőség van vizuális megítélés alapján végrehajtani a kalibrációt, a hibák kiküszöbölése és a konstans megbízhatóság biztosítása megköveteli a műszeres, spektrométerrel történő végrehajtást. Még egy szempont: a rendszeres, periodikus művelet elengedhetetlen a megbízható gyakorlat szempontjából.
Egy megbízható, helyesen kalibrált monitor esetén kerülhet sor a szkenner színvisszaadási profiljának meghatározására, illetve a generált eredményeknek a munkafolyamatba történő beillesztésére. Sajnos – a problémakör kiterjedtsége és a végrehajtás bonyolultsága miatt11 – itt csak a szükségességre való utalásra van lehetőség.12

Az utólagos, szoftveres feldolgozás szempontjai
A regisztrált képek – az automatikus tárolás esetét kivéve – általában utólagos, szoftveres feldolgozási lépésekben nyerik el végső megjelenítési formájukat (nyomtatás, WEB-en történő megjelenítés stb.). Miután a szkennerben a regisztrációs folyamatot követően belső numerikus lépések is történnek, biztosítani kell a két numerikus fázis együttműködését és előnyös egymásra hatását.
A belső folyamatok lényeges szerepe kiterjed a fentiekben említett esetleges interpolációs lépésekre, a regisztrációs zaj csökkentésére. Ezen túlmenően színkorrekciós és a szkennertípustól, illetve a gyártótól függő feldolgozási fázisok is bekövetkezhetnek. Miután a regisztrációs lépéstől független utólagos, a számítógépben történő szoftveres lépések is hasonló lehetőségeket nyújtanak, igen fontos az optimális együttműködési lehetőségek felkeresése és rögzítése.
Egyik igen jelentős szempont a színvezérlési folyamatok alapjait képező paraméterek – például a tárolt fájlban beépítendő színtér információ és az ezzel kapcsolatos transzformáció – célszerű meghatározása; a meghatározó szempontokat az eredményül kapott digitális fájl felhasználási céljai jelentik.
Például régóta vitatott kérdés, hogy a nyomtatás előkészítési lépéseiben mikor kerüljön sorra a CMYK színtérre történő transzformáció. Az American Society of Media Photographers (ASMP) már említett honlapján jelenleg az sRGB színtér ajánlott a szkennelési fázisban, majd ezt követően az Adobe Photoshop későbbi változataiban – CS4…CS6 – történő CMYK transzformációt javasolják. Megjegyzendő azonban, hogy az elhatározás függhet a személyes gyakorlattól és az aktuális nyomdai körülményektől is.
Végül egy megjegyzés látszik szükségesnek a beszkennelt képek tárolási fájlformájáról. A minőségi szempontok figyelembevételével az LZW kompresszióval tömörített TIF formátum tekinthető kielégítő megoldásnak. A magas minőségi követelmények esetén a JPEG formátum nem tűnik megfelelő formának, ugyanis ebben a kompressziós rendszerben nem a képpontonkénti színértékek kerülnek tárolásra, hanem ezeknek egy függvényrendszerbe történő transzformációját meghatározó koefficiensei. Az oda-vissza történő transzformációs lépések13 egymás utáni sorozata – numerikus problémák miatt – automatikusan a képminőség jelentős romlását eredményezheti.

A szkennelési gyakorlat
Ezek után lehetőség nyílik bizonyos gyakorlati irányelvek felállítására. Azonban el kell mondani, hogy itt nem ipari méretű tevékenységről van szó, ennek következtében a személyes indítékok és célok adott esetben döntő szerepet játszhatnak. Ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy egy adott helyzetben az általános elvek nem alkalmazhatók. Ekkor csak a stabil, személyes tapasztalat és stabil munkafolyamat vezethet kielégítő megoldásra.
További fontos szempont a megcélzott felhasználási terület speciális igényeinek maximális figyelembe vétele és a célokhoz vezető út konzekvens követése.
Nagy általánosságban két alapvető felhasználási terület különböztethető meg. Ezek a hordozó felületeken alkalmazott pozitív kép és az elektronikus felhasználási módok: a világhálón való megjelenés, vetített prezentáció és egyéb hasonló megjelenítési formák.
További fontos tényezők a megcélozott megjelenítés várható vagy tényleges geometriai méretei.
Ezeken túlmenően bizonyos speciális szempontokat hozhat magával az archiválási tevékenység is. Miután a tárolásra való előkészítéskor sok esetben még nem ismeretes a fentiekben ismertetett követelményrendszer, olyan paraméterrendszert kell választani, amelyből kiindulva egy adott felhasználási cél optimálisan érhető el.
Tovább bonyolódik a helyzet annak következtében, hogy a választáshoz vezető fenti, technikai paraméterek mellett intellektuális, személyes indítékok is szerepet játszanak. Ilyen indíték lehet például egy, az idők folyamán megkárosodott filmen lévő negatív vagy pozitív kép eredeti megjelenésének visszaállítása. Az esetek döntő többségében ez csak speciális szoftveres manipulációval érhető el. Ilyen cél lehet például az eredeti pozitív kép szemcsézettségi benyomásának újjáteremtése a beszkennelt és kinyomtatott képben.14 Az igény széles körű volta miatt az adott irányba törekvő pluginok jelentek meg a piacon. Ez a tény is alátámasztja azt a kijelentést, hogy a szkennelési folyamatot és az ezt követő szoftveres manipulációt egyetlen, integráns folyamatnak kell tekinteni.
A tényleges technikai adatok specifikációjának vizsgálatát megelőzően hivatkozni kell a 7. lábjegyzetben említett cikk tanulságaira is. Nincs értelme az extrém felbontási adatok hajszolásának, mert a kezelhetetlen fájl nagyságokra vezető extrém felbontási adatok egyrészt maguk is numerikusan produkált eredményekre vezetnek, másrészt pedig tárolási problémákat vetnek fel.
Másrészt az alapvető hardveres korrekciókat15 célszerű a minimumra csökkenteni, mert a feldolgozási folyamatokban elengedhetetlen szoftveres feldolgozás sok esetben sokkal nagyobb hatásfokkal tudja segíteni a kitűzött célok elérését. Ezzel szemben meg kell említeni, hogy ez a kijelentés csak az egyedi akciók esetére alkalmazható. A nagy mennyiségű, ipari jellegű tevékenység esetén nagy szükség lehet az automatizált, gyorsan végrehajtható primer korrekciók hardveres végrehajtására.
A vizsgált területen nagy általánosságban kijelenthető, hogy az extrém felbontási értékek és manipulációs folyamatok több problémához vezethetnek, mint előnyhöz.
Az archiválási akciók esetén arra kell törekedni, hogy az eredeti forrásanyag teljes denzitás tartománya regisztrálásra kerüljön. Ehhez a regisztrációs gamma értékét kell megfelelően megválasztani. Nagy figyelmet kell szentelni az expozíció meghatározására is. Az ilyen jellegű feladatok megoldására a lehető legmagasabb Optical Density paraméterű szkennereket kell alkalmazni.16
A WEB-en történő megjelenítés esetén alacsonyabb regisztrációs paraméterértékek is megengedhetőek. Egyrészt a széles körben elterjedt monitorok színvisszaadása elég alacsony szintű, másrészt a visszaadást generáló szoftverek és a jelek átviteli sebessége is kívánnivalókat hagy maga után. Ennek következtében a kompresszált PNG fájl formátum alkalmazása látszik megfelelőnek.
Ezzel szemben az elektronikus prezentáció egy másik területe, a vetített formában történő megjelenés magas minőségi paramétereket kíván meg, ebben az esetben a hardveres vagy az utólagos szoftveres gamma korrekció elengedhetetlen. Azt is figyelembe kell venni, hogy a vetített kép a megfelelő technikai háttérrel nagyobb érzékelhető denzitás tartományt tesz lehetővé. Ez a tény is kihangsúlyozza a gamma érték megfelelő beállításának fontosságát.
Az egyedi felhasználási területek: kiállítási célok vagy a numerikus látványgenerálási akciókban történő alkalmazás teljesen egyedi megközelítési módot követelnek meg. Itt szinte elengedhetetlen az utólagos, szoftveres manipuláció. Azt lehet mondani, hogy ez egy meghatározó jelentőségű faktor. Ennek következtében például a generálisan alkalmazandó színvezérlés mellett a hisztogramokra alapozott, nem lineáris korrekciók is alkalmazandók. Nem véletlen, hogy ez a terület bizonyos, egzotikus módszerek kidolgozására is vezetett.
Ilyen például a High Dynamic Range Imaging (HDRI technika) alkalmazása. Ebben az esetben több (minimálisan három) expozícióval készített, viszonylag meredek tónus visszaadású alapképből lehet egy optimalizált tónus visszaadású képet produkálni. Nem véletlen, hogy Adobe is felhasználja ezt a technológiát. Ez természetesen speciális szkenner hardvert és konzekvensen vezérelhető meg-, illetve átvilágítási paramétereket követel meg.17
Az itt elmondottak lényegében a személyes, professzionális gyakorlatra irányulnak. A tömegkommunikációs és tömegtárolási területek sajátos követelményeket támasztanak. Az egyedi, tudományos folyamatok értelemszerűen egyedi, sok esetben egyetlen területre kidolgozandó módszereket kívánnak meg.
Montvai Attila

Jegyzetek:
1 A népdal után szabadon.
2 Egy inch = 25,4 milliméter.
3 Epson V600 fotó szkenner.
4 Tulajdonképpen ez az adat optikai törvényszerűségek alapján lehetetlen, lásd az MTF (Moduláció Transzfer Függvény) adatokról szóló fejtegetést.
5 Interpolált.
6 Például a CCD szenzor esetében.
7 Például egyes CIS rendszerek (lásd az előző cikket) esetében.
8 Don Williams and Peter D. Burns Eastman Kodak Company Rochester, NY, USA : Diagnostics for Digital Capture using MTF.
9 Jennifer C. Stanek and Peter D. Burns Eastman Kodak Company Rochester, New York, USA : Scanning Parameter Selection for Inkjet Print Analysis.
10 Például lásd az American Society of Media Photographers (ASMP) dpBestflow.org honlapján a monitor kalibrációját ismertető tájékoztatóját (http://www.dpbest-flow.org/node/266).
11 Sztenderdizált kiindulási minták (negatív, pozitív kiindulási ábrák egyaránt szükségesek), magas minőségű szoftver és spektrométer alkalmazása itt is elengedhetetlen.
12 Egy gyakorlati útmutató például a http://www.booksmartstudio.com/color_tutorial/index.html honlap tartalma.
13 Az úgynevezett diszkrét koszinusz transzformáció együtthatói kerülnek tárolásra.
14 Persze nem ofszet technológiával létrehozott pozitív képről van szó.
15 A numerikus technológiában jelenleg két határeset áll rendelkezésre. Az egyik, amikor egy csip állapotváltozásait egy program határozza meg. Ebben az esetben a program, egy, a teljes processzust vezérlő operációs rendszer és a processzor együttműködése határozza meg a végeredményt. Előnye a sokféle felhasználási lehetőség, hátránya a viszonylagos lassúság. Ezért vannak olyan úgynevezett hardveres rendszerek, amelyekben a csip kialakítása következtében (struktúra, beégetett elemi rész reakciók stb.) egy meghatározott bemeneti jelrendszerre a struktúrától függő választ szolgáltat. Előnye a jelentős sebességnövekedés, hátránya, hogy csak egy meghatározott célra használható.
16 Megjegyzendő, hogy a széles denzitástartománnyal rendelkező negatív, illetve diapozitív ebből a szempontból külön problémát jelent.
17 Ilyen lehetőséget biztosít a Silverfast 8 szoftver, amely több, magas minőségű szkennerrel kompatibilis.