Масштабный проект
Автор: Александр Филонов Появившийся в ноябре прошлого года сайт gigapxl.org уже через четыре дня после открытия встретил своего стотысячного посетителя. Для сайта, который его создатели даже не пытались раскручивать, результат невероятный и может быть объяснен только уникальностью опубликованной информации. И действительно: участники проекта Gigapxl рассказывали о том, как они создали камеру, способную делать снимки с разрешением порядка 4 тысяч мегапикселов (88000х44000)! И не только рассказывать, но и показывать - в приемлемом для веба разрешении были выложены картинки с потрясающей детализацией. Мы попросили разобраться с происходящим нашего внестатского советника по вопросам экспонирования и прочей выдержки Александра Филонова. - В.Г.Первое любопытное наблюдение: до возникновения цифровой фотографии подобный проект возникнуть просто не мог! И это несмотря на то, что он, по сути, является чисто аналоговым - не считая последнего этапа оцифровки негатива, но можно было обойтись и без него. Из-за ограниченного объема статьи вдаваться в подробности аналоговой версии не буду, а отошлю любопытствующих к журналу "Советское фото" то ли за 1933, то ли 1934 год, где описывалось "грандиознейшее достижение пролетарской фотографии" в виде портретов двух вождей (угадайте, каких именно) высотой по 18 метров, установленных на площади Дзержинского к 7 Ноября. История достижения любопытна сама по себе (цитата: "О трудностях работы говорит хотя бы то, что за неделю в помещении объемом 27 куб. м испарилось 18 (!) ведер спирта-ректификата"), здесь же уместно упомянуть лишь о том, что перед исполнителями и того, давнего, и нынешнего проектов стояли сходные задачи, но решались они разными способами. Так в чем же принципиальная новизна проекта Gigapxl? Прежде всего - в новом отношении к природе изображения, возникшем именно благодаря цифровому фото.
Все это, конечно, хорошо, но зачем? Прежде всего, для запечатления объектов недолговечных - например, участков археологических раскопок, природных ландшафтов и архитектурных сооружений, которым грозит исчезновение. Чем больше деталей будет на снимках, тем лучше. Строго говоря, похожие же цели ставят и военные при проведении разведки, и картографы при аэрофотосъемке, так что программа стартовала не на голом месте. Об этом чуть ниже, а сейчас немного теории. Кто
По сути, Gigapxl является семейным предприятием. Придумали его и воплотили в жизнь 67-летний физик Грэм Флинт (Graham Flint) с супругой Кэтрин Эвис (Catherine Aves). Обязанности между ними распределены четко: Грэм снимает, а Кэтрин - обрабатывает полученные изображения. Официально разработка уникальной камеры началась пять лет назад, но на самом деле, история Gigapxl - как, впрочем, и истории других удивительных изобретений - началась с неудачи. Десять лет назад Флинт взялся за создание камеры, способной сделать высокодетализированные изображения Млечного Пути, благо опыта у него было хоть отбавляй - он, в частности, конструировал камеры для телескопа "Хаббл". Но не успел Флинт толком приступить к работе, как обсерваторию в Нью-Мексико, заказавшую ему камеру, закрыли. И только спустя несколько лет уже вышедший к тому времени на пенсию Грэм решил вернуться к прерванному делу, несколько видоизменив конструкцию и назначение камеры. На создание первого аппарата ушел год. Потом конструкция пересматривалась, улучшалась, но сегодня Gigapxl для своих создателей, скорее, не технический, а художественный проект. Супруги колесят по Америке, снимая невероятной красоты панорамы, составляя цикл "Портрет Америки". На сегодняшний день в цикл входит уже больше тысячи изображений - на сайте представлена лишь незначительная часть архива. С континентальной Америкой (за исключением Аляски) супруги планируют закончить уже в этом году, а вот панорамы Аляски и Гавайев будут сделаны только в 2006-м. Чтобы понять проблемы, с которыми столкнулись участники проекта Gigapxl, следует рассмотреть и причины деградации изображения (под деградацией мы понимаем снижение контрастности и резкости). Обычное зрительное восприятие происходит в три этапа: а) отраженный от объекта съемки свет доходит до глаза; б) преломляется хрусталиком (уподобим его объективу; на факт наличия или отсутствия очков мы, простите за каламбур, глаза закроем); и наконец, в) возбуждает палочки и колбочки сетчатки (уподобим их пленке или сканеру). Разумеется, некоторая деградация происходит на каждом этапе. В частности, при прохождении световых лучей через атмосферу информация теряется из-за атмосферных возмущений (ветер, восходящие потоки от нагретых предметов), взвесей (туман, пыль) и самих газов (так, кислород поглощает свет прежде всего в красном диапазоне и потому придает изображению голубой оттенок - главная причина так называемой воздушной перспективы в противовес прозрачной перспективе вакуума); далее следуют дефекты "оптики" (например, катаракта); сетчатка тоже далеко не идеальна, о чем свидетельствует, с одной стороны, мужской дальтонизм, а с другой - женский тетрахроматизм. Процесс же съемки распадается на еще большее число этапов: добавляется преобразование негатива в цифровое изображение и перенос цифры на некий носитель (в последнем случае деградация маловероятна, и ею можно пренебречь). Конечно, деградация в объективе объясняется не какими-нибудь катарактами, а сугубо физическими причинами - сферической и хроматической аберрацией, переотражениями (рефлексами) и светорассеянием внутри объектива.
Чем
Для съемки используются рольфильмы Kodak (порядка 1200 долларов за каждый), обычно применяемые для аэрофотосъемки. Линзы объектива регулируются с помощью микровинтов, что позволяет достичь точности в одну тысячную дюйма. Но прежде чем наводить резкость, Флинт с помощью лазерного видоискателя определяет расстояние до каждого из крупных объектов в зоне видимости. Эти значения вводятся в специальную программу, которая и выдает рекомендации по регулировке линз. Сама регулировка осуществляется вручную. Получившиеся изображения (а Флинт делает несколько кадров одного и того же пейзажа с разными установками) сканируются на DSW500, профессиональном сканере от Leica Geosystems, и передаются Кэтрин, которая подчищает их в Photoshop. Промежуточные изображения загоняются на DVD (уже в сжатом формате, поэтому 24-Гбайт файл превращается в 4-Гбайт). Распечатка производится на крупноформатном принтере Epson 9600 (бумага стандартная, матовая; чернила - Ultrachrome). Разумеется, даже крупноформатный принтер не может напечатать шестиметровую фотографию, поэтому приходится выводить отдельные фрагменты, а потом складывать их, как пазл. Гораздо большую роль играет другое ограничение. Шесть метров (или 21 фут, стандартная ширина отпечатков с "Портрета Америки") - это не технический предел. Теоретически максимально возможный отпечаток должен быть 14х8 м, однако столь крупные изображения просто негде повесить - в выставочных комплексах, в которых демонстрируются работы Флинта и Эвис, зачастую даже нет свободных стен такой ширины. А вот с объективами оказалось потруднее: хотя в настоящее время на рынке имеется ряд сверхширокоугольных объективов с нужным фокусным расстоянием и полем зрения, их разрешение не удовлетворяло требованиям проекта, особенно на периферии поля кадра. Пришлось Полу Вайссману, одному из участников Gigapxl, конструировать оригинальный объектив, нареченный Asymmagon, - с фокусным расстоянием 215 мм и диафрагмой f/22, который обеспечивает разрешение 30 мм–1 в круге диаметром более 500 мм. Этот восьмиэлементный объектив, на разработку которого ушел не один месяц компьютерного моделирования, любопытен тем, что благодаря остроумной конструкции практически избавлен от хроматических аберраций. Разумеется, сфокусировать такую махину не так-то просто, поэтому для фокусировки взяли лазерный прицел для гольфа, а наводка на резкость и изменение наклона объектива осуществляется вручную. Собственно, не считая доработок штатива, призванного обеспечить устойчивость массивной камеры, на этом аналоговая часть проекта заканчивается. Что же "несет urbi et orbi" этот проект, помимо официально продекларированной цели - запечатления ландшафтов, которые могут быть в ближайшее время безвозвратно утрачены? Прежде всего, хочу уподобить его фундаментальным исследованиям в науке. На первый взгляд они кажутся совершенно бесполезными. Но если вспомнить - точно так же воспринимали в начале ХХ века исследования атома. Кто мог тогда предвидеть многомиллионные обороты атомной энергетики (о рисках разумнее умолчать, поскольку как раз в фотографии их нет ни на йоту)? Таких примеров сотни; не в них суть. Итак, по поводу потенциальных практических выгод от проекта Gigapxl, не считая очевидных. Во-первых, уже сейчас разработанные его участниками объективы могут оказать влияние на разработку "более пользовательских", массовых объективов. Во-вторых, с развитием технологий проект может перерасти в чисто цифровой - ведь насколько рациональнее было бы исключить из процесса этап сканирования! Конечно, создание матрицы размером 9х12 дюймов - задача нетривиальная, но это технологическая преграда, преодоление которой - лишь вопрос времени. Более того, поскольку форма матрицы может быть произвольной, ее можно подогнать к сфере так, чтобы полностью компенсировать кому и сферические аберрации (к сожалению, от хроматических аберраций таким образом не избавишься) при упрощении конструкции объектива. А заодно мы снизим ЧКХ, избавившись от лишнего этапа, и тем самым повысим итоговое качество. И это лишь часть смежных последствий проекта. Дотошный читатель, покопавшись, найдет и другие. Посему, несмотря на наличие некоторых минусов, просто-таки вынужден приветствовать Gigapxl обеими руками, ведь он продвигает технику еще на шаг вперед. А уж если учесть, что этот неподъемный груз несут всего-навсего три энтузиаста, остается лишь подивиться их трудолюбию и увлеченности - и поздравить их с серьезными достижениями там, где, казалось бы, ничего нового и быть не может. Как
Мы поинтересовались у Кэтрин Эвис, как ей удается обрабатывать файлы такого размера: - В Photoshop CS нет ограничений седьмого Photoshop (файл не больше 2,5 Гбайт, или 30000х30000 пикселов). В CS введен так называемый формат больших документов (psb), ограничения которого существенно мягче - 300 тысяч пикселов, или 335 Гбайт. Я работаю с файлами размером 12,5 Гбайт, и они очень неповоротливы - даже представить не могу, что можно сделать с файлом в 335 Гбайт. Для работы я использую собранный под мои требования ПК, в котором установлены самые быстрые комплектующие, которые есть на рынке. Кроме того, моему "железному гуру" даны инструкции немедленно проинформировать меня, как только выйдет что-то новое. Adobe Photoshop может использовать только 2 Гбайт оперативной памяти, поэтому мы установили 3 Гбайт, отдав в распоряжение редактора максимум того, чем он в состоянии воспользоваться. По сравнению с предыдущей конфигурацией выигрыш в производительности составил 25–30 процентов. Кроме того, у Photoshop "свой собственный", выделенный жесткий диск, на котором он может хранить скрэтч-файл. Часть наших ранних фотографий была обработана в PS7, и "благодаря" его ограничениям, нам пришлось снижать разрешение сканирования, обрезать края и т. д. В общем, я жду не дождусь CS2, который сейчас находится в стадии бета-тестирования. Надеюсь, они подправят баги, которых в формате psb предостаточно. .
|