Миллиард пикселей: гигапиксель

Панорама ночного города: крошечные огоньки окон, красные фонарики автомобильных фар, далекое зарево заката. Если картинку приблизить, она станет расплывчатой. Окна и фары превратятся в бесформенные пятна света, ясное изображение сменится набором абстрактных фигур. Так ли? Совершенно не обязательно. Есть фотографии, которые можно приближать сколько угодно почти без потери качества. О них и пойдет речь
Тим Скоренко
9
38097
  • Фотографы из компании xRez Studio (Санта-Моника, Канада) пользуются довольно компактной техникой, а затем «склеивают» множество мелких фотографий в панораму
    Фотографы из компании xRez Studio (Санта-Моника, Канада) пользуются довольно компактной техникой, а затем «склеивают» множество мелких фотографий в панораму
  • Панорама Йосемитского национального парка, Калифорния, США. Фото: Джерард Мэйнард, 2008
    Панорама Йосемитского национального парка, Калифорния, США. Фото: Джерард Мэйнард, 2008
  • На иллюстрации фотохудожник Клиффорд Росс демонстрирует свое изобретение — камеру R1, построенную им в 2004 году и способную создавать гигапиксельные фотографии «одним снимком»
    На иллюстрации фотохудожник Клиффорд Росс демонстрирует свое изобретение — камеру R1, построенную им в 2004 году и способную создавать гигапиксельные фотографии «одним снимком»
  • Лыжный домик на леднике Эльфин, Сквамиш, Канада. Фото: Эрик Дейс, Gigapixel Photography Inc.
    Лыжный домик на леднике Эльфин, Сквамиш, Канада. Фото: Эрик Дейс, Gigapixel Photography Inc.

Эффективное разрешение матрицы современных мыльниц достигает 12 Мпикс, профессиональных зеркалок — 16 Мпикс. Есть среди серийных фотоаппаратов и рекордсмены. Например, фотокамера H3DII-50 шведской компании Hasselblad обеспечивает разрешение 50 Мпикс, а французская камера Leaf AFi 10 может сделать снимок разрешением 56 Мпикс!

Мировой лидер в производстве фотоаппаратов с огромным разрешением — швейцарская компания Seitz. В 2006 году она выпустила фотоаппарат Seitz 6x17 Digital, разрешение матрицы которого не имеет себе равных среди серийных моделей — 160 Мпикс. Фотоаппарат больше всего похож на космический корабль с ушами и весит столько, что одной рукой удержать его невозможно. Если полотно, сделанное этой камерой, распечатать на листе бумаги, то можно не покупать обоев, а оклеить квартиру фотографиями собственной работы. Примерно по две фотографии на комнату. Правда, есть одно «но». Если сфотографировать подобной камерой целый город, то все равно не будет видно, что происходит в окнах. Они останутся расплывчатыми пятнами света и не более того. Хочется добиться большего, при том что существует предел физического увеличения матрицы. И тогда в дело вступает проект «Гигапиксель».

Пределов нет

Естественно, чем больше разрешение, тем качественнее и глубже получается изображение. Глубина погружения в фотографию играет немалую роль: ведь ко многим элементам снимка хочется присмотреться внимательнее — соответственно, при приближении они не должны превращаться в набор точек.

Тут стоит отметить, что к цифровому изображению применять понятие «разрешение» некорректно. Разрешение может быть у сканера, принтера или фотоаппарата, а изображение характеризуется только количеством пикселей. То есть скорее размером, чем разрешением.

Именно об этом думали создатели студии Gigapxl Project — первого в мире сервиса по созданию фотографий размерами более 1000x1000 Мпикс. Проект был задуман в 1999 году, а двумя годами позже первая камера компании Gigapxl&Trade была завершена и готова к испытаниям. Камера была пленочной: создатели цифровых камер того периода и мечтать не могли о подобных матрицах. Полученный негатив сканировался в высоком разрешении, и получалась «цифровая» фотография. Первый опыт позволил получить изображение горного склона разрешением 260 Мпикс, а к концу года в руках у фотографов была фотография Сан-Франциско разрешением 2900 Мпикс. В 2003 году она демонстрировалась на выставке в Альбукерке — и именно тогда компания получила первые коммерческие заказы. Компанию Gigapxl Project можно назвать семейной: она состоит всего из двух человек, физика Грэма Флинта и его супруги Кэтрин. Правда, Флинт — физик непростой. Некогда он был главным конструктором фотокамер для телескопа «Хаббл», и это говорит о многом.

Немного о технологии

Если мы хотим распечатать цифровую фотографию разрешением 3 Мпикс в идеальном полиграфическом качестве, то ее размеры на бумаге должны быть не более 10x15 см. При дальнейшем увеличении будут видны технические составляющие иллюстрации. Собственно, пиксель остается невидимым глазу на бумаге при длине его стороны не более 0,35 мм. Именно поэтому создатели иллюстрированных книг и журналов постоянно сталкиваются с проблемой отсутствия необходимых иллюстраций в нужном качестве. Если же просто отсканировать обыкновенную фотографию, сделанную на пленку 35 мм, получится цифровое фото отличного качества, словно сделанное фотоаппаратом с разрешением 12 Мпикс! Увеличение фотопластинки будет вести к дальнейшему росту качества изображения.

Участники Gigapxl Project снимают специальным фотоаппаратом для аэрофотосъемки Kodak. Все регулировки производятся вручную на основании данных о расстоянии до наиболее крупных объектов в зоне съемки. Перевод полученной фотографии «в цифру» производится при помощи сканеров с разрешающей способностью 10000 пикс/мм2.

Не менее хитроумен процесс редактирования фотографии после сканирования негатива. Приходится обрабатывать фото по частям, так как никакая оперативная память не способна обеспечить быструю обработку в Photoshop файла размером свыше 300 Гб.

Вчера и сегодня

На сегодняшний день в мире существует около десятка фирм, предоставляющих услуги по созданию фотографий с разрешением более 1 Гпикс. В частности, при работе над материалом мы тесно сотрудничали с канадской студией Gigapixel Photography Inc. и ее владельцем Эриком Дейсом. В отличие от Флинта, Дейс пользуется несколько другой технологией получения фотографий сверхвысокого разрешения. При его методе используется не пленочный аппарат, а несколько цифровых. Они позволяют сделать более 160 фотографий в краткий период времени; затем эти фотографии «склеиваются» в панораму. Такая технология не всегда действенна: с ее помощью нельзя сфотографировать быстро изменяющуюся среду, например реку. Зато она позволяет избежать длительного процесса сканирования и облегчает работу фотографа.

Другой крупной компанией, занимающейся подобной фотосъемкой, является калифорнийская команда xRez (Extreme Resolution). xRez активно сотрудничает с Голливудом и широко известна своим проектом «Города США», в ходе которого 13 фотографов компании создали более 270 гигапиксельных снимков 34 крупнейших городов Соединенных Штатов Америки.

Современные технологии позволяют делать фотографии огромных размеров. Про «жалкие» 270 Мпикс 2001 года уже давно забыли. В среднем современная гигапиксельная фотография имеет разрешение порядка 2−4 Гпикс, за исключением очень специфических проектов-рекордсменов.

Заказать такую фотографию своего любимого дачного участка или вида из окна может любой желающий. По крайней мере Эрик Дейс из Gigapixel Photography Inc. заверил нас, что он готов выехать с оборудованием в любую страну мира. Обойдется это, конечно, в круглую сумму. Но разве можно экономить на прекрасном?

Два слова о классике

7 мая 2007 года в миланской церкви Санта-Мария дель Грацио был проведен уникальный фотоэксперимент. Фотографы компании HAL9000 Srl потратили целый день, фотографируя знаменитое полотно Леонардо да Винчи «Тайная вечеря» (1495−1498). Полученное фото разрешением 16118 Мпикс составлено из 1677 фотографий разрешением 12,1 Мпикс каждая, сделанных с помощью фотоаппарата Nikon D2Xs. Четкость фотографии такова, что можно рассмотреть даже микротрещины, неизбежно возникающие на картине с течением времени. Пожалуй, стоит увековечить таким образом все шедевры мировой живописи, ведь над ними время все-таки властно, а вот над цифровой информацией — нет.

Абсолютный рекордсмен

Летом 2008 года нью-йоркский фотограф Джерард Мэйнард сделал фотографию, равных которой пока нет и, честно говоря, не предвидится.

Ее разрешение — 17 275 Гпикс, а размеры — 214 414 x 80 571 пикс. Снимок был сделан в национальном парке Йосемити, Калифорния, США. Для демонстрации собственной работы Мэйнард создал отдельный веб-сайт www.yosemite-17-gigapixels.com — вы можете полюбоваться этой работой и рассмотреть самые мелкие ее детали в некоторых точках, позволяющих осуществить приближение. Всего Мэйнард сделал пять снимков Йосемитского заповедника с разных точек: по одной фотографии в день. На необъятном горном пейзаже Мэйнарда можно рассмотреть даже одиноких альпинистов, штурмующих скалы с разных сторон.

Впрочем, Мэйнард и раньше ставил рекорды. За три года до Йосемити он создал фотопанораму своего родного Гарлема разрешением 13 117 Мпикс, с которой тоже побывал в Книге рекордов Гиннесса. Фотографии Йосемитской долины он делал в какой-то мере для того, чтобы снова вернуться на ее страницы, поскольку разрешение гарлемской фотографии было побито итальянскими специалистами из компании HAL9000 Srl буквально три месяца спустя.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№87, январь 2010).

Комментарии

9 комментариев