Кодак Photo CD: Цифрлық фотосуреттерді сақтау форматы

Кіріспе

CD негізіндегі, сығылмаған фотосуреттерді сақтауға арналған формат. Photo CD – Kodak компаниясы жасаған, фотосуреттерді цифрландырып, CD-ге сақтау жүйесі. 1991 жылы ұсынылған бұл дискілерге арнайы меншікті кодтауды пайдаланып, шамамен 100 жоғары сапалы сурет, сканерленген басылымдар мен слайдтар орналастырылды. Photo CD Beige Book-та сипатталған және CD ROM XA мен CD i Bridge талаптарына сәйкес келеді. Олар CD i ойнатқыштарда, Photo CD ойнатқыштарда (мысалы, Apple-дің PowerCD) және тиісті бағдарламалық құралдары бар кез келген компьютерде (мысалы, LaserSoft Imaging-тің SilverFast DC немесе HDR) ойнатуға арналған. Бұл жүйе тұтынушылар арасында кең қолданыс таппады, себебі оның меншікті сипаты, сканерлер бағасының жылдам төмендеуі және сол кезде көптеген үй компьютерлерінде CD-ROM драйвтарының болмауы себеп болды. Сонымен қатар, Photo CD үй жағдайында пайдалану үшін CRT негізіндегі теледидарларға тәуелді болды. Бірақ бұл құрылғылар көшпелі бейнелерге арналған. Олардың әдеттегі жыпылықтауы тұрақты фотосуреттерді қарау кезінде проблема тудырды. Photo CD жүйесі жоғары сапалы пленканы сканерлеудің төмен құнының арқасында кәсіби фотографтар арасында белгілі бір деңгейде қабылданды. Photo CD-ден бұрын, суреттерін цифрландыруды қалаған мамандар пленкалық негативтер мен диапозитивтердің барабандық сканерлерін алу үшін әлдеқайда жоғары төлем төлеуге мәжбүр болды. JPEG және JPEG 2000 форматтары pcd файлдарында қолданылатын PhotoYCC түстік кеңістігін қолдайды. + Белгілеу Ажыратымдылық Сығылмаған көлемі Көзделіп пайдалану (px × px) (Мпкс) (МБ) Негізгі/16 128 × 192 0.025 0.07 Алдын ала қарау (индекстік басылым, миниатюра) Негізгі/4 256 × 384 0.098 0.28 Веб Негізгі 512 × 768 0.393 1.13 Компьютер экраны, теледидар, Веб 4 Негізгі 1024 × 1536 1.573 4.50 HDTV экраны 16 Негізгі 2048 × 3072 6.291 18.00 Шамамен 20 x 30 см дейін басып шығару 64 Негізгі 4096 × 6144 25.166 72.00 Кәсіби басып шығару, полиграфияға дайындау, архивтеу (қосымша)

Нұсқалар

Kodak Pro Photo CD Master Disc-те 6144 x 4096 пикселдік ең жоғары ажыратылымға ие 25 кескін бар (бір файл үшін алты ажыратылым, Base/16-дан 64 Base-ке дейін). Бұл тип 120 мм-лік пленкаға, 4x5 форматына, сондай-ақ ең жоғары ажыратылым қажет болған жағдайда кішкентай форматты пленкаға да қолайлы. Photo CD форматынан бөлек, Kodak-тың жеке меншік "Portfolio CD" форматы бар, ол Red Book CD аудио және Beige Book PCD-ні PCD кескіндеріндегі интерактивті мәзірлер мен белсенді аймақтармен (hotspots) біріктіреді. Кейбір Philips Photo/Audio CD ойнатқыштары Portfolio CD дискілерін ойната алатын, ал Windows ойнатқыш бағдарламасы тегін қолжетімді болды. Kodak Portfolio CD ешқандай Rainbow Book-та нақты анықталмаған.

Тарих

Photo CD жүйесі 1990 жылы Kodak компаниясы жариялады. Photo CD фотосуреттерге қатысты барлық қажеттіліктерді қамтиды, тұтынушылар деңгейінен бастап, 4x5 форматтағы үлкен форматты пленка қолданатын жоғары деңгейдегі мамандарға дейін. Алғашқы Photo CD өнімдері, соның ішінде өңдеу зертханалары үшін сканерлер және тұтынушыларға арналған Photo CD ойнатқыштар 1992 жылы қолжетімді болды. Kodak, Photo CD қолдануын кеңейту үшін бірқатар серіктестіктер жасады. Мысалы, 1992 жылы L. L. Bean компаниясымен жасалған келісім бойынша каталог Photo CD форматында таратылатын болды, ал 1993 жылы Silicon Graphics компаниясымен жасалған келісім бойынша барлық Silicon Graphics бейне өңдеу жұмыс станциялары Kodak Photo CD оптикалық дискілерін қабылдай алатын болды. Бұл шаралар, сол кездегі салыстырмалы түрде төмен бағамен – бір сурет үшін 3 доллар және ыңғайлылығымен бірге, Photo CD-ді 1990-жылдардың ортасы мен соңында көптеген фотографтар үшін таңдаулы цифрлық бейнелеу шешіміне айналдырды. 2000 жылға қарай АҚШ-та 140-тан астам Photo CD өңдеу зертханасы жұмыс істеді, ал АҚШ-тан тыс жерлерде одан да көп болды. Тұтынушылар сегментінде Photo CD форматының салыстырмалы түрде тиімсіз сығылу схемасы Photo CD файлдары ұқсас сападағы JPEG файлдарынан әлдеқайда үлкен болды, демек интернет арқылы жіберуге ыңғайсыз болды. Мысалы, 5,5 Мб көлемді 16Base Photo CD суретін 80% сапада 2,1 Мб көлемді JPEG суреті ретінде кодтауға болады, бұл түпнұсқадан визуалды түрде ажыратылмайды. Photo CD форматы 1990-жылдардың басында жасалғанда, жобалау мақсаты телевизор құрылғыларында арзан бағада ойнатуға мүмкіндік беру болды. Ол кезде қолжетімді технология JPEG сияқты екі өлшемді сығылу схемаларын қолдануға мүмкіндік бермеді, бірақ 1990-жылдардың соңына қарай микропроцессор технологиясының жетістіктері JPEG/PNG сығылуын тіпті өте арзан тұтынушы электроникасының деңгейіне жеткізді. Кәсіби және озық әуесқой сегменттерінде Photo CD-ні Nikon және Minolta сияқты арзан үстел сканерлері орташа деңгейде, ал барабан сканерлері жоғары деңгейде ығыстырды. Photo CD пикселдік ажыратымдылығы әлі де баламалармен салыстырылатын немесе жақсы болса да, Photo CD басқа кемшіліктерге де тап болды. Біріншіден, Photo CD түс кеңістігі, телевизор экранына арналған, тіпті арзан үстел сканерінен де кіші. Екіншіден, Photo CD суреттерінің түсі уақыт өте келе және әр түрлі сканер нұсқаларында өзгерді; 4050 сканерлері бұрынғы нұсқаларға қарағанда басқа түстерді көрсетті. Үшіншіден, сканерленген суреттердің динамикалық диапазоны үстел сканерлеріне қарағанда төмен болды. Сол кездегі сынақтар Photo CD-нің dmax көрсеткіші (максималды тығыздықтың өлшемі) 2,8–3,0 болғанын көрсетті, ал жалпы қолжетімді үстел сканерлері 4,2-ге жетті, бұл айтарлықтай айырмашылық. Осы және Photo CD-нің түсті көрсетудегі проблемаларының салдарынан 2004 жылға қарай пайдаланушылар қауымдастығының кәсіби сегменті Photo CD-ге қарсы болды. Kodak 2001–2004 жылдар аралығында бұл форматтан бас тартты. 2004 жылы Kodak 4050 Photo CD сканерлері оларды жою үшін төлем жасаған кез келген адамға тегін ұсынылды. Бұл бас тарту сол кезде де, кейін де көп дау тудырды, өйткені Kodak Photo CD форматының техникалық сипаттамаларын жарияламады. Photo CD фотографиялық ортадағы "жетім формат" және меншік бейне форматтарының қауіп-қатерінің жиі келтірілетін мысалы болып табылады. Kodak Photo CD форматының ерекшеліктерін жарияламағанына қарамастан, ол кері инженерияланды, осылайша суреттерді заманауи форматтарға түрлендіруге мүмкіндік берді. Кері инженерия жұмысын Карлсруэ университетінің профессоры Хадмут Даниш жүргізді, ол Photo CD файлдарының гекса-дамптарын зерттей отырып, форматты түсіндірді және кейіннен 1990-жылдардың басында Photo CD суреттерін PPM форматына айналдыратын hpcdtoppm бағдарламасын жазды. 1990-жылдардың басында hpcdtoppm әртүрлі Linux дистрибутивтерінің бір бөлігі ретінде кеңінен таратылды, бірақ содан бері hpcdtoppm-нің шектеулі лицензиялық шарттары мен түсті басқарудың болмауына байланысты толығымен тоқтатылды. Алайда, Хадмут Даништің кері инженерия жұмысы ImageMagick сияқты Photo CD декодерлерінің басқа да ашық кодты нұсқаларын жасау үшін пайдаланылды. 2009 жылы pcdtojpeg бағдарламасы GPL ашық бастапқы коды лицензиясы бойынша құрылды. Автор сонымен қатар бұл бағдарламаның Хадмут Даништің кері инженерия жұмысына негізделгенін мойындады, pcdtojpeg Photo CD метадеректерін кодтауға мүмкіндік береді, түсі басқарылады және Photo CD файлдарының барлық белгілі нұсқаларын кодтауға болады. Қазіргі уақытта hpcdtoppm және pcdtojpeg бірге Photo CD форматының техникалық ерекшеліктері туралы қоғамдық домендегі ақпараттың негізін құрайды.

The Photo CD system was announced by Kodak in 1990. Photo CD targeted a full range of photographic needs, ranging from consumer level point and shoot cameras to high end professionals using large format 4x5 sheet film. The first Photo CD products, including scanners for processing labs and Photo CD players for consumers, became available in 1992. Kodak entered into a number of partnerships in order to grow the usage of Photo CD. This included, for example, an arrangement with L. L. Bean in 1992 by which the catalog would be distributed in Photo CD format, and an arrangement with Silicon Graphics in 1993 to make all Silicon Graphics image processing workstations capable of accepting Kodak Photo CD optical disks. These measures, together with the then relatively low cost of $3 per image and convenience, made Photo CD the digital imaging solution of choice for many photographers in the mid to late 1990s. By 2000, over 140 Photo CD processing labs in the U. S. were active, with many more outside the U. S. In the consumer segment, the Photo CD format's relatively inefficient compression scheme meant that Photo CD files were significantly larger than JPEG files of similar quality, and thus less convenient for transmission across the internet, etc. For example, a 16Base Photo CD image of 5.5 Mb can be encoded as a JPEG image of 2.1 Mb at 80% quality, visually indistinguishable from the original. When the Photo CD format was designed in the early 1990s, a design goal was to allow low cost playback to TV devices. At that time the available technology precluded 2 dimensional compression schemes such as JPEG, but by the late 1990s, advances in microprocessor technology had moved JPEG/PNG compression to well within the range of even very low cost consumer electronics. In the professional and advanced amateur segments, Photo CD had been eclipsed by low cost desktop scanners such as those from Nikon and Minolta in the mid range, and by drum scanners at the very high end. While the pixel resolution of Photo CD was still comparable or better than the alternatives, Photo CD suffered from a number of other disadvantages. Firstly, the Photo CD color space, designed for TV display, is smaller than what can be achieved by even a low cost desktop scanner. Secondly, the color rendition of Photo CD images changed over time and with different scanner versions; 4050 scanners had different color rendition to earlier versions. Thirdly, the dynamic range of scans was lower than for desktop scanners. Tests at the time indicated that the dmax rating (a measure of maximum density obtainable) of Photo CD was 2.8 3.0, while commonly available desktop scanners were reaching 4.2, a substantial difference. As a result of this, and Photo CD's problems with color rendering, by 2004 the professional segment of the user community had generally turned against Photo CD. Kodak abandoned the format over the period 2001 2004. By 2004, Kodak 4050 Photo CD scanners were being offered for free to anyone that would pay for their removal by more than one processing lab. This abandonment generated considerable controversy both at the time and subsequently as the Photo CD format's technical specifications have never been released by Kodak. Photo CD remains an often quoted example of an “orphan format” and of the dangers of proprietary image formats within photographic circles. Despite Kodak not releasing the specifications for the Photo CD format, it has been reverse engineered, thus allowing images to be converted to more modern formats. The original reverse engineering work was performed by Hadmut Danisch of the University of Karlsruhe, who deciphered the format by studying hex dumps of Photo CD files, and subsequently wrote hpcdtoppm, which converts Photo CD Images to PPM format, in the early 1990s. During the early 1990s, hpcdtoppm was extensively distributed as part of various Linux distributions, but has since been almost entirely abandoned due to concerns about hpcdtoppm's restrictive license conditions and lack of color management. However, Hadmut Danisch's reverse engineering work has been used to create a number of other open source implementations of Photo CD decoders such as ImageMagick. In 2009, pcdtojpeg was created under the GPL open source licence. Also acknowledged by the author to be based on Hadmut Danisch's reverse engineering work, pcdtojpeg allows Photo CD metadata to be decoded, is color managed, and can decode all known variants of Photo CD files. Currently hpcdtoppm and pcdtojpeg together form the core of information available in the public domain on the technical details of the Photo CD format.

Сурет компоненттері

Фото CD кескіндері қайта құруға болатын әртүрлі кескін сапасына байланысты Base/16-дан 64Base-ге дейінгі компоненттердің иерархиясы түрінде сақталады. 512 жол мен 768 пиксельге тең люма ажыратымдылығы бар Базалық кескін әдетте теледидар жүйелері үшін қолданылады. Жоғары ажыратымды кескіндер әдетте фотосуреттерге қолданылады. Базалық және төменгі ажыратымды кескіндер әдетте файлдар тізімі мен миниатюралар үшін қолданылады. Base/16-дан 16Base-ге дейінгі ажыратымдылықты құру үшін қолданылатын компоненттер Image Pac деп аталатын бір файлда сақталады. Базалық, Базалық/4 және Базалық/16 кескіндері оңай алу үшін сығылмай сақталады. 4Base және 16Base кескіндері қысылған күйде және олардан төменгі ажыратымдылықтан айырмашылықтар (толықтырушы кескіндер) ретінде сақталады. Бір файлдағы (әдетте Image Pac) барлық ажыратымдылықтар бір уақытта болады. Мысалы, 16Base файлында Base/16, Base/4, Base және 4Base кескіндері, сондай-ақ 16Base компоненттері бар. Алтыншы компонент, 64Base, IMAGE PAC Extension (IPE) бөлігі ретінде Photo CD-дегі жеке файлдарда сақталады. Бұл тек Photo CD Pro Master дискілерінде ғана кездеседі.

Фото CD кескіндерін түрлендіру

Практикалық қолдану үшін кез келген Photo CD суреттерін JPEG, TIFF немесе DNG сияқты қазіргі заманғы форматқа түрлендіру қажет. Көптеген сурет түрлендіру бағдарламалары бар, коммерциялық, тегін немесе ашық кодты, бірақ олардың көпшілігі тек қарапайым, төмен ажыратымдылықтағы (көбінесе 512x768 негізгі ажыратымдылықтағы) түрлендіруге ғана қабілетті. Photo CD мүмкіндіктері тұрғысынан бағдарламаларды ерекшелейтін негізгі нәрселер:
Суреттерді ең жоғары ажыратымдылықта, идеалды жағдайда 64Base (4096x6144) деңгейіне дейін түрлендіру мүмкіндігі. Жарықтарды дұрыс басқару. Көптеген Photo CD түрлендіру бағдарламаларында жарықтардың жоғалып кетуі немесе кесілуі жиі кездесетін мәселе. Сканер мен пленка түріне арналған ICC түсті профильдерін пайдалану. Мұндай профильдер қолданылмаса, суреттің түсі дұрыс көрсетілмейді.
Метадеректерді алу. Метадеректер – бұл скандау күні, сканердің моделі және пленка түрі сияқты ақпарат. Бұл ақпарат пайдаланушы үшін ғана емес, сонымен қатар дұрыс түсті профильді таңдау үшін өте маңызды, себебі олар пленка түріне және сканерге байланысты өзгереді.