Особенности развития технологий

В течение многих тысячелетий текст и рисунки были практически равнозначны друг другу. Писцы иллюстрировали рукопись, а сам текст был рисованным. В то время единственная технология заключалась в выборе правильного метода заострить перо для письма. Когда и текст, и рисунки были «ручной работы», на изготовление иллюстрации требовалось немного больше времени, но в то же время считалось, что «эскиз стоит тысячи слов». До появления технологии наборных (подвижных) шрифтов создание текста и графики являлось единым процессом. Конечно, ручные методы резко ограничивали доступ к визуальной информации, если только человек не был при власти, не был богатым, или если его деятельность не была связана с литературой.

Баланс между текстом и графикой заметно изменился после того, как примерно 500 лет назад печать книг упростилась в результате использования подвижных шрифтов . Печать текста стала намного более простым процессом, чем воспроизведение рисунков. Технология печати позволяла быстро воспроизвести большое количество текста, но рисунки по-прежнему создавались старыми методами. Перед печатью их нужно было трудолюбиво вырезать, а затем выгравировать на стальной пластине или преобразовать в набор полутоновых точек. Возможность передачи слов по телеграфу опередила появление факса на целое столетие, а в первые 35 лет Компьютерной Эры использовались исключительно текст и числа. Газетные рекламные объявления в 1860-х годах были гораздо лучше проиллюстрированы, чем документы отечественной войны 1812 года, а через столетие компьютерные художники стали создавать грубые мозаичные портреты из символов ASCII (если вы их увидите, то сразу поймете, почему они грубые).

Прошло всего несколько лет с того момента, как цифровая технология обработки изображений обеспечила возможность вставки изображений в документы, компьютерные презентации и Web-страницы.

Преимущества цифровой технологии чрезвычайно просты. Если в вашем распоряжении имеется цифровая камера, компьютер и принтер, можно получать, изменять или ретушировать изображения, а затем размещать их в различных печатных документах, электронных сообщениях или на Web-страницах. Вы сможете выполнить эту задачу всего за несколько минут (или часов), не прибегая к помощи профильных компаний или, как это часто бывает, к услугам почты.

Недостатки данной технологии практически отсутствуют. Цифровые камеры все еще дороже пленочных аппаратов с аналогичными возможностями, но эта разница становится все меньше и меньше. На сегодняшний день за несколько сотен долларов можно купить хороший пленочный фотоаппарат или цифровую камеру с таким же качеством, но удобство ее использования будет на 20–50% выше. Цифровую «пленку» можно использовать сколько угодно долго, а платы памяти, которые сегодня стоят порядка 20–50 долл., могут вмещать сотни изображений. Фотографии, напечатанные на домашнем принтере, пока что обойдутся вам дороже, чем сделанные в цифровом ателье, потому что последние уже работают по ценам, сравнимым с ценами на печать обычных «пленочных» фотографий.

Еще два века назад, если вы не встречались со своими родственниками лично или не принадлежали к богатому семейству, которому по карману заказать портрет у художника, то, вероятно, вы не имели ни малейшего представления о том, как выглядели ваши предки. Вы не знакомы со своим дедушкой? В настоящее время с помощью цифровой камеры можно сфотографировать прадедушку, а затем отправить снимок по электронной почте пожилому родственнику, который никогда не смог бы посетить вас. Сегодня обычный владелец компьютера может выполнить со снимками довольно много полезных операций. В недавнем прошлом этого не мог себе представить даже самый богатый человек.

В настоящее время мы все увлечены переходом от традиционной пленочной к цифровой фотографии, однако следует отметить, что на практике между этими двумя технологиями мало общего. Несмотря на внешнюю схожесть этих технологий, каждая из них является результатом развития различных областей знаний. Традиционная фотография уходит корнями к химическим технологиям, на основе которых были созданы фоточувствительные пластины, пленки и бумага. Цифровая фотография появилась в результате развития электроники (даже с учетом того, что цифровые сенсоры имеют химическую природу). Основное сходство между двумя технологиями связано с используемыми в камерах оптическими системами. И в обычной, и в цифровой камере применяются линзы, видоискатели и объективы.

Историю развития обычной фотографии можно полностью пропустить и переместиться примерно на сто лет вперед — в 1951 год. Именно тогда в лаборатории Бинга Кросби было разработано первое устройство записи на видеопленку, позволяющее преобразовать телевизионные изображения в специальный формат, а затем сохранить их на магнитной ленте. Через несколько лет компания Ampex выпустила первый коммерческий видеомагнитофон стоимостью 50 тыс. долл. Несмотря на то что телевизионные камеры существовали и раньше, возможность записи изображений означала начало эпохи цифровой фотографии. Как правило, в видео- и цифровых камерах используются ПЗС-датчики (приборы с зарядовой связью) , которые были разработаны в 1970 году (хотя впоследствии станут использоваться и другие типы сенсоров). Первые видеомагнитофоны являются настоящими прародителями современных цифровых камер.

Цифровая фотография входила в жизнь постепенно, шаг за шагом. Национальное аэрокосмическое агентство США приступило к использованию цифровых сигналов в 1960-х годах, вместе с полетами на Луну (например, для создания карты лунной поверхности) — как известно, аналоговые сигналы могут при передаче теряться, а цифровые данные подвержены ошибкам гораздо меньше. Первая сверхточная обработка изображений была разработана именно в тот период, поскольку Национальным аэрокосмическим агентством для обработки и улучшения космических изображений использовалась вся мощь компьютерных технологий. Холодная война, в процессе которой применялись самые разнообразные шпионские спутники и секретные системы обработки изображений, также способствовала ускорению развития цифровой фотографии.

Первая электронная камера без пленки была запатентована компанией Texas Instruments в 1972 году. Одно из изображений этой системы, которое содержалось в патенте, показано на рис. 1.3. Главный недостаток этой системы заключался в том, что фотографии можно было просматривать только по телевизору. Аналогичный подход был реализован и в устройстве Mavica компании Sony, которое было анонсировано в августе 1981 года в качестве первой коммерческой электронной камеры. Камеру Mavica можно уже было подключить и к цветному принтеру. В то же время она не являлась настоящей цифровой камерой — это была скорее видеокамера, с помощью которой можно снять и показать отдельные снимки.

Камера Mavica (Magnetic Video Camera) позволяла записывать до пятидесяти изображений на двухдюймовых гибких дисках с помощью ПЗС-датчика размером 570?490 пикселей, что соответствовало стандарту ISO 200. Она имела одну выдержку, равную 1/60-й секунды, ручную регулировку диафрагмы и три сменных объектива: 25-миллиметровый широкоугольный, 50-миллиметровый обычный и объектив с переменным фокусным расстоянием 16–65 мм. В настоящее время такая система может показаться примитивной, однако не стоит забывать, что Mavica была разработана почти 25 лет назад!

Появление электронной фотографии в 1980-х годах для автора было особенно захватывающим. В то время я, как автор технической литературы, работал в компании Eastman Kodak Company (тогда она была лидером в области цифровой фотографии) и помогал продвигать такие изделия, как первая мегапиксельная система Kodak Photo CD и система Kodak DCS-100. Для этих систем в качестве базовой платформы было выбрано устройство Nikon F3 , а их цена составляла около 30 тыс. долл. По-существу, это были первые цифровые камеры, которыми я постоянно пользовался (конечно, благодаря компании Kodak, поскольку цена была слишком высокой). В состав этой цифровой камеры входил 1,3-мегапиксельный сенсор (такие же сенсоры в настоящее время применяются в цифровых камерах по цене около 100 долл.). Камера позволяла сохранять изображения на внешнем жестком диске емкостью 200 Мбайт. Весь комплект весил около 25 кг, поэтому им могли пользоваться только физически крепкие, а судя по цене, и богатые фотографы.

В 1990-е годы компании, тесно связанные с традиционной фотографией (например, Kodak и Fuji), соперничали с такими электронно-ориентированными фирмами, как Apple, Casio и Sony. Основная борьба между этими компаниями велась в сфере производства и продажи наиболее востребованных цифровых камер стоимостью по 500–1000 долл. К сожалению, широкому распространению таких ранних моделей, как QuikTake 100 компании Apple (1994 год), QV-11 компании Casio (представленной в конце 1995 года с LCD-монитором) и PhotoPC 600 компании Epson (1997 год), препятствовало то, что они обладали чрезвычайно низким разрешением в пределах от 320?240 до 1024?768 пикселей. Цифровые камеры того времени были достаточно привлекательными, однако обладали недостаточными характеристиками, чтобы считаться по-настоящему полезными. Их применение ограничивалось иллюстрированием Web-страниц или быстрым получением снимков, публикуемых в виде двухдюймовых иллюстраций в книгах и журналах.

Цифровая фотография широко не использовалась вплоть до нового тысячелетия и появления сенсоров с двухмегапиксельным (или даже большим) разрешением, встроенным объективом с переменным фокусным расстоянием и недорогими устройствами хранения информации (например, CompactFlash и SmartMedia). Все эти технические достижения, а также невысокая стоимость сделали цифровые камеры полнофункциональным эквивалентом пленочных фотоаппаратов. В настоящее время все специалисты, выполняющие цифровую фотосъемку, могут себе позволить приобрести соответствующую камеру.

На развитие цифровой фотографии повлияло также появление струйных принтеров стоимостью 100–200 долл., которые позволяют печатать недорогие и качественные изображения. Фотографы могут работать с изображениями и на экране, однако они по-прежнему отдают предпочтение распечатанным вариантам фотографий, когда следует отправить их по обычной почте тем, у кого нет электронной почты, и разместить снимки в фотоальбомах. В некотором смысле фотопринтеры стали тем недостающим звеном, которое сделало цифровую фотографию по-настоящему популярной.