3.4. Программные средства обработки изображений

Драйвер TWAIN

Изготовители сканеров создали специальный стандарт TWAIN (Toolkit Without Anlnteresting Name), обеспечивающий взаимодействие сканеров практически с любым прикладным ПО — пакетами обработки изображений наподобие Adobe PhotoShop, настольными издательскими системами или про­граммами распознавания символов. Этот стандарт совместно разработан Hewlett-Packard, Kodak. Aldus, Logitech и Caere и оп­ределяет, каким образом устройства получения изображений (сканеры, цифровые камеры и др.) передают данные приклад­ным программам. Стандарт TWAIN позволяет приложениям ра­ботать с устройствами получения изображений, «не зная» что-либо об устройстве непосредственно. Если устройство со­вместимо с TWAIN, и приложение — тоже, они должны рабо­тать вместе независимо от того, было ли программное обеспече­ние куплено вместе с устройством или нет.

Разрешается одновременно подсоединять к ПК более чем одно TWAIN-совместимое устройство, как показано на рис. 3.8. Каждое из устройств при этом имеет свою собственную копию модуля TWAIN. Это обеспечивает конечного пользователя воз­можностью выбора, которое именно из устройств TWAIN следу­ет использовать в течение сеанса. Допустим, пользователь вы­бран опцию Импорт (Acquire) в меню Файл такого приложения, как PhotoShop, и в нем — соответствующий источник (Source) — TWAIN. При этом будет активизирован TWAIN, ко­торый загрузит собственный драйвер устройства, не покидая ос­новное приложение. После сканирования драйвер автоматиче­ски закрывается, оставляя полученное изображение открытым в основном приложении.

Все большее число изготовителей предоставляют сканеры с двумя драйверами TWAIN, Первый — основной, упрощенный драйвер, предназначенный для новичков, где сканер управляется в основном парой кнопок. Кнопка Пседв&рхгельное сканиро­вание (Previev ?} приводит к появлению «грубого» изображения в окне предварительного сканирования. Сканер в ускоренном режиме захватывает изображение низкого разрешения (около 20—35 dpi), чтобы пользователь мог выбрать только необходи­мый фрагмент. Здесь область сканирования может быть уточне­на, а также откорректированы глубина цвета и разрешение. Поч­ти все современные настольные модели предоставляют возмож­ность предварительной цветокоррекции.

□

Рис. 3.8. Подключение TWAIN-совместимых устройств к ПК: / — приложение вызывает модуль TWAIN, когда в меню «Файл» пользователь выбирает «Ии-сот» (Arauire): 2 — модуль TWAIN берет устройство поя кон­троль; 3 — сканер передает изображение модулю TWAIN, когда пользователь вы­бирает «Ская:х-свак::е» (5;ar.Js 4 — модуль TWAIN передает изображение при­ложению. от которого поступила команда «Омг.ссг»

Когда пользователь полностью удовлетворен результатами предварительного сканирования, он может нажать кнопку Ска­нирование (Scan), чтобы инициализировать окончательное ска­нирование.

Для более «продвинутых» пользователей может использо­ваться кнопка Advanced scanning Opcicns где-нибудь на пер­вом драйвере. Она запускает второй драйвер, предлагающий бо­лее высокие возможности полной настройки изображения (яр­кость, контраст, цвет и исправление цветовой гаммы). Это позволяет корректировать определенные диапазоны тональных значений, как в целом, так и в каждом из первичных цветов.

Разберем некоторые функции программы сканирования на примере утилиты MiraScan. поставляемой совместно с USB-ска- нерами (рис. 3.9):

Выбор типа изображения — отраженный (Reflective) или проходящий свет;

Туре (цветовая модель) — позволяет выбрать цветовую **^й модель. Обычно в таких списках присутствуют (Line art) только черный и белый, Grayscale 8 bit, 12 bit — 256 и больше градаций серого. Millions of Colors (стандартный RGB). Иногда у планшетных и всегда у профессиональных ска­неров есть опция сканирования в режиме CMYK. В CMYK име­ет смысл сканировать, только когда есть много картинок, пред­назначенных для цветоделения, или же из-за большого количе­ства файлов есть опасность, что какая-то из RGB-картинок будет забыта;

щ; Resolution (разрешение) — для Internet сканируется с разрешением 72 dpi — экранная резолюция; для газеты — около 130—180 dpi (зависит от линиатуры растра, с которой пе­чатается газета); для струйного принтера (обычная бумага) — 150—200 dpi; для качественной печати в типографии, на лазер­ном или струйном принтере (хорошая бумага) — 300 dpi. В ре­жиме Bitmap имеет смысл сканировать от 300 dpi и выше (до 1200) в зависимости от желаемого качества и размера файла;

|gg Scaling (масштабирование) — увеличение ИСПОЛЬЗУЮТ.

как правило, для слайдов. На планшетных сканерах со спе­циальными крышками слайды сканировать не стоит, для слай­дов существуют специальные сканеры. Auto Contrast & Color Correction — функции автоматической подстройки контраста

\ Файл Ставка £|>

^J ■^{2 —}! э;

■upo' £»

13:21

etting Help

В И I _ ;

Нз 2.4см Ст 2

"^lJ3E?%: I т

В ! а 1

«■afaj

Йпусн|[	1 Ф 0 Ш & #	^FineScanManager |
	1 Ш<0Л Ш „IT WVT...J I^Defaufc - AEBYY RneRead..,;
	1 p "MiraScan ££]Бе?ымянный - Pair*	j ^Характерист«1и сканер... j

Рис. 3.9. Экран программы импорта изображения MiraScan

и цветокоррекции. Используются, когда качество необязательно. Если нужна оптимальная цветопередача, все корректируется «на глаз»;

Brightness (яркость) — темные и средние изображения, предназначенные для полиграфии можно слегка осветлять, так как при печати они будут несколько затемнены;

Descreen (убрать муар) — опция, позволяющая эффек- ^ тивно убирать муар. Действует на основе определения ли- ниатуры растра ранее напечатанной в типографии и теперь ска­нируемой картинки (Descreen не применяется к продукции струйных принтеров, так как их распечатки не имеют растровой сетки);

Муар (screen, Moire) — паразитные узоры, образуемые на­ложением растровых сеток. Заметны при использовании линиа- туры растра в 150 Ipi и ниже:

Линиатура растра (Screen frequency) — плотность рядов точек (линий) в растровой сетке. Измеряется в линиях на дюйм — lpi (lines per inch):

Полутоновой растр (Halftone screen) — сетка точек на печатной плате. На каждой плате сетка повернута под своим уг­лом, где точки больше, там большее сгущение цвета. Наложение всех плат CMYK дает полноцветную картинку.

Чтобы пользоваться Descreer.. не обязательно точно знать линиатуру растра, достаточно выставить тип сканируемого ори­гинала: газета (Newspaper). 85 lpi. журнал (Magazine), 133 lpi, журнал высокого полиграфического качества (Art Magazine), 150 lpi, Custom. Надо отметить, что газеты могут печататься с линиатурой в диапазоне 60—85 lpi. журналы — 150—175 lpi, ре­продукции в книгах печатают на 175—200 lpi. Растр 175 lpi мало различим на глаз, растровая сетка в 200 lpi и выше уже не видна. Выбор линиатуры при растрировании оператором фотонабора обусловлен качеством бумаги и типом печатной машины, на ко­торых будет выводиться издание. В диалоговом окне опции Custom. . . можно выставить точное количество линий на дюйм, если оно известно;

р Filter — здесь, обычно, присутствуют фильтры размытия и усиления контраста. У всех типов сканеров есть свойство усиливать'уже имеющиеся на изображении помехи: пыль, цара­пины, муар. Особенно важно предохранять от повреждений и запыления слайды, так как они будут увеличиваться — хранить и транспортировать их в антистатических конвертах.

Цветовая калибровка

Одна из особенностей использования настольного скане­ра — отсканированное изображение может выглядеть по-раз­ному на экране и в отпечатанной форме и все это будет от­личаться и от оригинала. Решение этой проблемы — систе­ма цветовой калибровки (или установка соответствия цветов). Такое программное обеспечение действительно ценно для сканирования высококачественных изображений (прозрач­ные пленки, печатные издания профессионального качества и т. д.), где необходимо выполнять строгие качественные стандарты. Однако для большинства людей, использующих настольный сканер, не столь же важен точный цвет, как при­ятный цвет. Сложности человеческого восприятия цветов сде­лали калибровку цветов большой проблемой, вследствие чего есть несколько различных подходов, как разработанных, так и перспективных.

Одна из самых полных систем — система управления цве­том, разработанная Kodak (colour management system — CMS), который использует различные цветовые профили, соответст­вующие каждому устройству: сканеру, монитору, принтеру в системе, чтобы передавать и стандартизировать цвета. Элементы CMS встраиваются в Adobe PhotoShop и другое программное обеспечение, и CMS постепенно становится наиболее распро­страненным средством, применяемым для подготовки графиче­ских иллюстраций и других задач, которые связаны с согласова­нием цветов.

Другие системы были разработаны изготовителями сканеров и прикладными программистами. Эти системы также базируют­ся на цветовых профилях различных устройств, которые будут использоваться для сканирования, редактирова­ния и вывода заключительного изображения. В таких системах используется исправление на основе вывода, при этом сканируется и выводится стандартно калиброванное эталонное изображение, и затем вносятся изменения в цветовые профили, чтобы стан­дартизировать цвета. Это — менее сложный процесс и, вероятно, не соответствует потребностям пользователей, которые хотят не­прерывно перекалибровывать свои системы для оптимальных результатов.

Фоторедактирование (ретуширование)

Когда сканер осуществляет фиксацию цветного изображе­ния, это — часто только начало технологического процесса. Бу­дучи однажды оцифрованной, фотография может быть представ­лена в разных видах и комбинироваться с другой информацией в растровом редакторе или пакете раскрашивания (рис. 3.10).

В подготовке печатного издания очень редко используются «сырые» изображения — черты моделей «очищаются»: сглажива­ние морщин, окраска глаз, «причесывание» волос и пр. Обычно фоторетушер пытается сделать одну из двух вещей — или замена некоторых элементов изображения (например, изменение цвета чьих-то волос), или сотворение чего-то нереального и фантасти­ческого. В любом случае, вмешательство ретушера не должно обнаруживаться визуально.

^ISJxJ

О

□

.4 а В Ь,

Файл Правка бид Рисунок Палитра Справка

1 <9
f	Q
	fi
r%	A
\ □	? L~>
м

±i

"ИГЯГСПИИГИП

Рис. 3.10. Основные возможности графического редактора PaintBrush: а — вставка текста; о — вставка фотографии, вырез части изображения; в — рисо­вание эллипса, заливка контура, стирание ластиком; рисование: г — прямоуголь­ника; д — кривых; е — прямых; ж — панель инструментов; з — цветовая палитра

а б

Рис. 3.11. Преобразование фотографии (я) в штриховой рисунок (б) с помощью программного продукта Adobe Photoshop

Большинство этих видов работ может быть произведено, на­пример, используя Adobe PhotoShop, но даже самые простые программы раскрашивания позволяют проделать подобные из­менения. Однако, хотя многое может быть выполнено с помо­щью более дешевых пакетов наподобие PaintShop Pro или PC Paintbrush, программы, подобные PhotoShop. Xres и Corel PhotoPaint, позволяют намного проще достигнуть сложных эф­фектов (рис. 3.11).

Форматы графических файлов

Размер файла, в котором сохраняется изображение, сущест­венно зависит от формата файла, а это — важная характеристика технологии, поскольку высокие разрешающие способности, под­держивающиеся многими современными сканерами, могут при­вести к созданию файлов размера до 30 Мбайт для страницы формата А4.

Перечислим основные форматы изображений.

BMP. Используемый в Windows формат точечный рисунок (BMP — bitmap) приводит к наибольшим размерам файлов, так как при этом сохраняется изображение в полном цвете без сжа­тия или в 256 цветах с простым сжатием — кодирование с пере­менной длиной строки (run-length encoding — RLE). Изображе­ния, которые используются как «обои» в Windows, должны быть представлены в формате BMP, но для большинства других слу­чаев этого можно избежать.

TIFF. Формат TIFF (tagged image file format), или формат с разметкой, имеет наиболее гибкие возможности, так как в нем изображения могут сохраняться как в режиме RGB для экранно­го устройства отображения, так и CMYK для печати. TIFF также поддерживает алгоритм сжатия LZW, который может значитель­но уменьшить размер файла без потери качества. Метод сжатия основан на двух методах, предложенных Дж. Зивом и А. Лемпэ- ле.м в 1977 г. и впоследствии усовершенствованный Т. Вслчем (Unisys). Алгоритм LZ77 создает указатели к повторяющимся группам данным, a LZ78 — словарь повторяющихся фраз с ука­зателями на них.

GIF. Разработанный CompuServe формат обмена графическими данными (graphics interchange format) сохраняет изображения, ис­пользуя индексирование цветов. Хотя общее количество цветов, доступных в каждом изображении, — 256, характер этих цветов может изменяться от изображения к изображению. Таблица на­сыщенности цветов RGB сохраняется в начале файла. GIF-файлы обычно являются меньшими в размере, чем большинство других форматов файла из-за уменьшенной цветовой глубины, что дела­ет их хорошим выбором для WWW-публикаций.

PCX. Формат PC Paintbrush предлагает сжатый формат при цветовой глубине в 24 бита, однако он практически вышел из употребления.

JPEG. Данный формат файла использует сжатие с потерями и может создавать файлы небольших размеров при цветовой глу­бине 24 бита. Уровень сжатия (и следовательно, степень потери данных ) может изменяться, но даже при максимальной качест­венной установке JPEG теряет некоторые подробности и поэто­му наиболее подходит только для интерактивного просмотра изображений. Количество доступных уровней сжатия зависит от используемого для редактирования изображений программного обеспечения.

Таблица 3.2 иллюстрирует размеры и цветовую глубину фай­лов, которые соответствуют различным форматам при сохране­нии исходного изображения размером в 1 Мбайт.

Таблица 3.2. Сравнительные характеристики различных графических файлов

Формат обмена графическими данными	Размер файла, Кбайт	Число цветов
BMP-RGB	1 Мбайт	16,7 млн
BMP-RLE	83	256
GIF	31	256
JPEG - минимальное сжатие	185	16 J млн
JPEG - минимальное прогрессивное сжатие	150	16,7 млн
JPEG - максимальное сжатие	20	16,7 млн
JPEG - максимальное прогрессивное сжатие	16	16J млн
PCX	189	16,7 млн
TIFF	1 Мбайт	16,7 млн
TIFF - LZW compression	83	16,7 млн