Nuo popierinės nuotraukos iki pikselių ir spalvų: kaip keitėsi nuotraukų skaitmeninimas ir kaip šiandien veikia Recolor the Past

Didžiąją fotografijos istorijos dalį nuotraukos išsaugojimas reiškė fizinio objekto išsaugojimą. Spaudinį buvo galima nukopijuoti tamsioje patalpoje, vėl nufotografuoti ant kopijavimo stovo arba perkelti į mikrofilmą, tačiau kiekviena nauja karta įneša išlaidų, vėlavimo ir dažniausiai tam tikro detalumo praradimo.

Skaitmeninis vaizdas tai pakeitė. Kai nuotrauka tampa gerai pagaminta skaitmenine byla, ją galima kopijuoti neprarandant kartos, keliose vietose sukurti atsargines kopijas, bendrinti su artimaisiais ir naudoti kaip atkūrimo ar spalvinimo šaltinį. Sudėtinga dalis nebėra tiesiog sukurti skaitmeninį failą. Tai yra ištikimybės kūrimas, tvarkymas ir žinojimas, kurie vėlesni pakeitimai yra dokumentiniai pataisymai, o kurie – kūrybinės interpretacijos.

Šiame straipsnyje sekama ta raida, palyginamos šiandien galimos praktinės parinktys, o tada apžvelgiama Recolor the Past darbo eiga – nuo spausdintos nuotraukos priešais fotoaparatą iki perspektyvos pakoreguoto nuskaitymo ir AI spalvos rezultato.

Prieš namų skaitytuvus: nukopijuokite nuotraukas, negatyvus ir mikrofilmus

Prieš įperkamus skaitmeninius skaitytuvus nuotraukos atkūrimas buvo optinis procesas. Archyvas arba fotolaboratorija gali patalpinti originalą kontroliuojamame apšvietime, nufotografuoti jį kopijavimo kamera ir sukurti naują negatyvą ar skaidrumą. Tada ta tarpinė plėvelė galėtų atspausdinti prieigos spaudinius, kol originalas liko saugykloje. Bibliotekos taip pat labai pasitikėjo mikrofilmais, kad gautų kompaktiškas, standartizuotas popieriaus kolekcijų kopijas.

Tai buvo kvalifikuotas darbas. Operatorius turėjo laikyti fotoaparatą ir nuotrauką lygiagrečiai, valdyti atspindžius, nustatyti ekspoziciją, pasirinkti filmą ir apdoroti naują negatyvą. Rezultatas galėjo būti puikus, tačiau tam reikėjo įrangos, cheminių medžiagų, erdvės ir fizinių reprodukcijų grandinės.

Ankstyvasis institucijų skaitmeninimas dažnai prasidėdavo nuo tų negatyvų kopijų, o ne nuo originalaus objekto. Pavyzdžiui, Kongreso biblioteka [](https://www.loc.gov/pictures/collection/dag/digitizing.html) 1995–1996 m. suskaitmenino didžiąją dalį savo dagerotipų kolekcijos iš nespalvotų negatyvų ir spalvotų skaidrių kopijų. Jo didesnių prieigos vaizdų vidurkis buvo apie 1 400 × 1 075 pikselių – tuo metu buvo naudingas internete, tačiau jis buvo kuklus šalia dabartinės telefono nuotraukos.

Ši istorija paaiškina svarbų išsaugojimo principą: patogios prieigos vaizdas ir išsaugojimo vadovas nebūtinai yra tas pats failas. Archyvai dažnai užfiksuoja aukštos kokybės, minimaliai pakeistą pagrindinį failą, tada sukuriami mažesni JPEG išvestiniai naršymui. Šeimos, kai tik įmanoma, turėtų vadovautis ta pačia logika: išlaikyti švarų pradinį nuskaitymą ir kurti atkurtas arba spalvotas versijas kaip atskirus failus.

Stalinių kompiuterių skaitytuvo era

Dešimtajame ir XX amžiaus dešimtmetyje plokščiaplaniai skaitytuvai atnešė skaitmeninimą į namus ir biurus. Spaudinys buvo dedamas puse žemyn ant stiklo, o judantis jutiklis jį įrašė eilutę po eilutės kontroliuojamame apšvietime. Palyginti su rankiniu fotoaparatu, geometrija buvo nuspėjama, apšvietimas buvo tolygus ir nuskaitymą buvo galima pakartoti naudojant nuoseklius nustatymus.

Tačiau darbo eiga buvo suskaidyta. Nuskaitymo programinė įranga sukūrė failą; kita programa jį apkarpė; kitas sureguliuotas kontrastas arba pašalintos dulkės; aplankai turėjo būti pavadinti rankiniu būdu; už atsargines kopijas buvo atsakingas vartotojas. Spalvinimas, kai išvis buvo bandomas, buvo kruopštus rankų darbas vaizdų rengyklėje: pasirinkimai, kaukės ir peršviečiami spalvų sluoksniai nudažydavo po vieną objektą.

Plokštės išlieka stipriu pasirinkimu. Jei spaudinys yra geros būklės, švaraus 600 ppi nuskaitymo paprastai pakanka atkurti ir spausdinti ateityje. Maži originalai ar negatyvai gali pateisinti didesnę skiriamąją gebą, tačiau vien didesnis skaičius negarantuoja geresnio nuskaitymo. Taip pat svarbu fokusavimas, tonų diapazonas, spalvų tikslumas, triukšmas, suspaudimas ir kruopštus valdymas. Dabartinėse FADGI techninėse rekomendacijose, kurias naudoja JAV kultūros paveldo institucijos, skiriamoji geba traktuojama kaip viena visos vaizdo sistemos dalis, o ne kaip viena stebuklinga aplinka.

Ką galite naudoti šiandien?

Nėra visuotinai geriausio fiksavimo metodo. Rinkitės pagal originalią medžiagą, nuotraukų skaičių, reikalingą kokybę ir laiką, kurį galite skirti.

Kongreso bibliotekos išsaugojimo gairėse konkrečiai įspėjama apie trapių, didelės vertės ar archyvinių nuotraukų formavimo įrangą. Jei spaudinys įtrūkęs, pleiskanoja, prilipo prie albumo lapo arba atsiskiria nuo laikiklio, išsaugojimas yra svarbesnis už greitį.

Telefonas išsprendė fiksavimą, bet sukūrė naujų vaizdo problemų

Šiuolaikiniame telefone yra galinga kamera, greiti vaizdo procesoriai ir pakankamai vietos visos šeimos archyvui. Jis taip pat turi esminį trūkumą: jis laikomas rankoje virš atspindinčio objekto.

Toliau pateikiamos keturios dažniausiai pasitaikančios klaidos:

• Keystone iškraipymas: telefonas ir spausdinimas nėra visiškai lygiagretūs, todėl stačiakampis tampa trapecija.
• Akinimas: blizgus popierius atspindi lempą, langą ar patį telefoną.
• Nestabilios kraštinės: blyškus arba pažeistas spaudinys gali išnykti po juo esančioje lentelėje.
• Nelygios detalės: judesys, praleistas fokusavimas arba agresyvus fotoaparato apdorojimas gali sušvelninti veidus ir tekstūrą.

Todėl gera nuskaitymo programinė įranga turi ne tik paleisti užraktą. Ji turi suprasti spaudinio geometriją, išlaikyti kraštinę stabilią, kol kamera juda, turėti rankinį avarinį liuką, kai automatinis aptikimas neaiškus, ir išsaugoti didelės raiškos šaltinį vėlesniam darbui.

1 pav. Recolor the Past aptinka spausdinimo ribą ir leidžia vartotojui pataisyti visus keturis kampus prieš išsaugant. Nuskaitymas ir šie paruošimo įrankiai yra nemokami.

Kaip Recolor the Past nuskaito spausdintą nuotrauką

Recolor the Past sujungia fiksavimą, paruošimą ir pasirenkamą atkūrimą vienoje darbo eigoje. Skaitytuvas nėra ekrano kopijos formos apvalkalas aplink įprastą fotoaparatą. Jame veikia vietinis aptikimo ir vaizdo apdorojimo vamzdynas, skirtas nuotraukoms.

1. Stebėkite spaudinį, o ne foną

Kol fotoaparato peržiūra atidaryta, programa ieško keturių pusių fotografavimo ribos. „iOS“ naudoja Apple Vision dokumentų segmentavimą ir stačiakampio stebėjimą; Android naudoja OpenCV pagrindu pagrįstą briaunų, kontūrų ir linijų analizę. Tikslus įgyvendinimas skiriasi priklausomai nuo platformos, tačiau išvestis turi tą pačią reikšmę: keturi išdėstyti kampai - viršuje kairėje, viršuje dešinėje, apačioje dešinėje ir apačioje kairėje.

Aptiktas keturkampis išlyginamas per vieną po kito einančius kadrus. Tai svarbu, nes neapdorotas detektorius gali pereiti tarp išorinio atspaudo, vidinio paveikslo rėmo ir stipraus stačiakampio objekto vaizdo viduje. Laikinas stebėjimas leidžia gidui jaustis stabiliai, tačiau leidžia iš naujo gauti nuotrauką, kai scena iš tikrųjų pasikeičia.

Jei kraštelis per silpnas, pažeistas arba iš dalies uždengtas, Rankiniai kampai užtikrina, kad darbo eiga būtų tinkama naudoti. Automatinis aptikimas turėtų sutaupyti laiko, o ne užkirsti kelią nuskaitymui.

2. Užfiksuokite visos raiškos kadrą

Tiesioginė peržiūra optimizuota greičiui, todėl tai nėra galutinis nuskaitymas. Kai paspaudžiamas užraktas, Recolor the Past užfiksuoja didelės raiškos fotoaparato nejudantį vaizdą ir keturis peržiūros kampus sujungia į to vaizdo koordinačių sistemą. Todėl apkarpymas apskaičiuojamas pagal detalią nuotrauką, o ne pagal mažos raiškos peržiūros kadrą.

3. Pataisykite perspektyvą

Keturi kampai apibrėžia projekcinę transformaciją, dažnai vadinamą homografija. Konceptualiai transformacija klausia: Jei ši trapecija būtų žiūrima tiesiai, kur nukristų kiekvienas pikselis? Programa įvertina išvesties plotį ir aukštį nuo priešingų kraštų, paverčia užfiksuotą vaizdą į stačiakampį ir apkarpo lentelės ar albumo foną.

Tai yra geometrinė korekcija. Tai nesugalvoja veido detalių ar spalvos. Jis tiesiog atkuria nufotografuoto spaudinio vaizdą iš priekio.

4. Jei įmanoma, sumažinkite akinimą naudodami kelis vaizdus

Palaikomuose iOS įrenginiuose be akinimo režimas prideda kelių kampų fiksavimo funkciją. Programa pirmiausia įrašo pagrindinį vaizdą, tada nukreipia telefoną per papildomus požiūrio taškus. Kadangi keičiantis žiūrėjimo kampui veidrodinis akinimas juda, viename kadre išpūstoje vietoje gali būti tinkamų detalių kitame.

Kadrai registruojami pagal tą pačią bazinę geometriją, atmetami prasti lygiavimai, o naudinga informacija sujungiama į vieną rezultatą. Jei papildomų kadrų negalima saugiai išlygiuoti, programa grįžta į pagrindinį fiksavimą, o ne rizikuoja sugadinti nuskaitymą. Galimi greitieji ir rankiniai režimai, o skaitytuvo galimybės gali skirtis priklausomai nuo platformos ir įrenginio.

„Google“ apibūdino tą pačią pagrindinę optinę įžvalgą, kai pristatė PhotoScan: nė vienas vaizdas neturi būti be akinimo, jei galima išlygiuoti ir sujungti kelis vaizdus. Recolor the Past perkelia šią koncepciją į darbo eigą, kuri tęsiasi tiesiogiai organizuojant ir atkuriant.

5. Paruošimą laikykite atskirai nuo AI restauracijos

Užfiksavę galite vėl sureguliuoti keturis kampus, pasukti vaizdą ir koreguoti ekspoziciją, kontrastą, sodrumą ir šilumą. Šios operacijos paruošia šaltinį. Tai yra deterministiniai pakeitimai, kuriuos kontroliuojate ir jie atliekami prieš AI apdorojimą.

Nuskaitymus galima sudėti į pavadintus albumus ir išsaugoti Apple Photos arba Android galerijoje. Nuskaitymas, kampų taisymas, pasukimas, tonų reguliavimas, paruoštų nuskaitymų organizavimas ir išsaugojimas yra nemokami. Nereikia spalvinti nuotraukos, kad galėtumėte naudoti Recolor the Past kaip skaitytuvą.

2 pav. Spalvinimas yra neprivalomas žingsnis po to, kai nuskaitymas buvo ištiesintas ir paruoštas. Programa rodo visos skiriamosios gebos kredito kainą prieš apdorojimą.

Nuo skaisčio iki patikimos spalvos

Nespalvotoje nuotraukoje užfiksuotas ryškumas, tekstūra ir struktūra, bet ne originalus suknelės, automobilio ar sienos atspalvis. Spalvinimas negali atkurti spalvų informacijos, kuri niekada nebuvo užfiksuota. Tai numato patikimą interpretaciją.

Aukšto lygio spalvinimo modelis analizuoja objektus, medžiagas ir kontekstą visame vaizde. Oda, žalumynai, dangus, mediena, audinys ir architektūra suteikia statistinių užuominų. Modelis įvertina spalvų komponentus, išsaugant šaltinio skaisčio struktūrą, kurioje yra daug atpažįstamų nuotraukos detalių.

Dėl šios priežasties nuskaitymas yra pirmasis. Staigus nuskaitymas suteikia modeliui geresnių briaunų, veidų ir medžiagos ženklų. Perspektyvos pakoreguotas apkarpymas neleidžia aplinkiniam stalui tapti scenos dalimi. Neutrali ekspozicija išsaugo ryškių ir šešėlių detales. Spalvinimas gali būti sudėtingas, tačiau jis negali atkurti informacijos, sunaikintos dėl susiliejimo, nukirpto akinimo ar mažos suspaustos įvesties.

Recolor the Past, spalvoti juodai baltai yra atskirta nuo Patobulinti išblukusią spalvą. Monochrominiam šaltiniui reikia naujos patikimos spalvos; jau spalvotai nuotraukai reikia iš naujo subalansuoti išlikusią paletę. Kituose pasirenkamuose leidimuose galima pašalinti įbrėžimus, švelnius veidus, nedidelį susiliejimą, JPEG blokus arba atspausdintus pustonių taškus. Pasirinkus tik nuotraukai reikalingas operacijas, gaunamas santūresnis rezultatas.

3 pav. Palyginimo rodinyje šalia rezultato matomas paruoštas originalas. AI spalva yra tikėtina rekonstrukcija, o ne dokumentinis tikslių istorinių spalvų įrodymas.

Kas tiksliai yra nemokama?

Recolor the Past sąmoningai atskiria išsaugojimą nuo mokamos AI išvesties:

• Integruotas nuskaitymas yra nemokamas.
• Rankinis kampų koregavimas, sukimas ir tonų paruošimas yra nemokami.
• Nuskaitymų suskirstymas į albumus ir paruoštų nuskaitymų išsaugojimas yra nemokamas.
• Vandenženkliais pažymėtos sumažintos raiškos atkūrimo peržiūros yra nemokamos neviršijant galimos peržiūros normos.
• Kreditai apmokestinami, kai pasirenkate sukurti visos raiškos AI rezultatą; programa pirmiausia parodo kainą.
• Nauja paskyra šiuo metu apima pirmąjį visos skyros rezultatą nemokamai.

Tai reiškia, kad galite suskaitmeninti spaudinių dėžutę, ištiesinti juos, sutvarkyti ir išlaikyti švarius nuskaitymus nepirkdami spalvinimo. Kai nuotrauką verta atkurti, galite peržiūrėti peržiūrą prieš pradėdami pasiekti visos raiškos rezultatą.

Praktinis fiksavimo kontrolinis sąrašas

Kad ir kurį metodą pasirinktumėte, pagrindiniai principai išlieka tie patys:

1. Atsargiai elkitės su originalu; niekada nespauskite trapios spaudos.
2. Pašalinkite laisvas dulkes švariu, minkštu šepetėliu – netepkite nuotraukos skystu valikliu.
3. Naudokite minkštą, tolygią šviesą ir venkite blykstės, kad fotografuotumėte vienu telefonu.
4. Fotoaparatą laikykite kuo lygiagrečiau su spaudiniu ir užpildykite kadrą.
5. Prieš pereidami prie kitos nuotraukos, patikrinkite keturis kampus, sufokusuokite ir akinkite.
6. Laikykite nepaliestą nuskaitymą kaip išsaugojimo šaltinį.
7. Išsaugokite atkurtus ir nuspalvintus rezultatus kaip atskirus darinius.
8. Laikykite bent dvi atsargines kopijas skirtingose vietose ir periodiškai perkelkite jas į dabartinę saugyklą.

Pats svarbiausias šiuolaikinės nuotraukų skaitmeninimo patobulinimas nėra AI. Tai galimybė padaryti visą grandinę – fiksavimą, taisymą, organizavimą, palyginimą ir pasirenkamą atkūrimą – pakankamai suprantamą, kad šeimos iš tikrųjų baigtų darbą.

Jūsų nuotraukos gali laukti dėžėje aštuoniasdešimt metų. Norint juos nuskaityti, neturėtų prireikti tamsaus kambario, darbo stoties, pilnos atjungtos programinės įrangos ar įsipareigojimo sumokėti, kol sužinosite, ar rezultatas vertas. Pradėkite nuo patikimo nuskaitymo. Laikykite jį. Tada, jei pasirinksite, pridėkite spalvų, nepamiršdami originalo.

Šaltiniai ir tolesnis skaitymas

• Kongreso biblioteka: Dagerotipų kolekcijos skaitmeninimas
• Kongreso biblioteka: bibliotekų medžiagos skaitmeninimo išsaugojimo gairės
• Kongreso biblioteka: performatavimas ir skaitmeninimas DUK
• FADGI: Kultūros paveldo medžiagos skaitmeninimo techninės gairės, trečiasis leidimas
• Google Research: PhotoScan – nuotraukų fotografavimas be blizgesio
• Epson: FastFoto nuotraukų nuskaitymo sistema