Фото CD - Photo CD

Логотип / торговая марка Photo Compact Disc (PCD)

Логотип / торговая марка Kodak Photo CD

Оптические диски
Общий Оптический диск Оптический привод Авторинг оптических дисков Программное обеспечение для авторинга Технологии записи Режимы записи Запись пакета Площадь резания взрыва
Типы оптических носителей Компакт-диск (CD ): CD-DA, CD-ROM, CD-R, CD-RW, 5.1 Музыкальный диск, Super Audio CD (SACD ), CD с фотографиями, CD-видео (CDV ), Видео CD (VCD ), Super Video CD (SVCD ), CD + G, CD-текст, CD-ROM XA, CD-i, MIL-CD, Мини-компакт-диск DVD: DVD-R, DVD + R, DVD-R DL, DVD + R DL, DVD-R DS, DVD + R DS, DVD-RW, DVD + RW, DVD-RAM, DVD-D, DVD-A, HVD, EcoDisc, MiniDVD Диск Blu-ray (BD ): BD-R и BD-RE, Blu-ray 3D, Мини-диск Blu-ray Ультра HD Blu-ray M-ДИСК Универсальный медиа-диск (UMD) Расширенный универсальный диск (EVD) Передний универсальный диск (FVD) Голографический универсальный диск (HVD) Китайский синий диск высокой четкости (CBHD) HD DVD: HD DVD-R, HD DVD-RW, HD DVD-RAM Универсальный многослойный диск высокой четкости (HD VMD) VCDHD GD-ROM Персональный видеодиск (PVD) Мини-диск (MD), Привет-MD Лазерный диск (LD), LD-ROM, LV-ROM Видео с одного диска (VSD) Магнитооптические диски Оптическая система сверхплотности (UDO) 3D оптическое хранилище данных Объемный оптический диск с накоплением (SVOD) Пятимерный диск (5D DVD ) Флуоресцентный многослойный диск Гипер CD-ROM Оптический диск Nintendo (NOD) Архивный диск (ОБЪЯВЛЕНИЕ) Профессиональный диск Dataplay
Стандарты SFF ATAPI /MMC Mount Rainier (пакетная запись) Гора Фудзи (запись перехода между слоями) Радужные Книги Файловые системы ISO 9660 Джолиет Ромео Rock Ridge / SUSP Эль-Торито Расширения Apple ISO 9660 Универсальный формат диска (UDF ) ISO 13490
Смотрите также История оптических носителей информации Война форматов оптических дисков высокой четкости

Компакт-диск с фотографиями Kodak и упаковка

Фото CD это система, разработанная Kodak для оцифровки и сохранения фотографий на компакт-диск. Выпущен в 1991 г.^[1], диски были разработаны для хранения почти 100 высококачественных изображений, отсканированных отпечатков и слайдов с использованием специальной проприетарной кодировки. Фото компакт-диски определены в Бежевая книга и соответствовать CD-ROM XA и CD-i мост спецификации. Они были предназначены для игры на CD-i плееры, фото проигрыватели компакт-дисков (Apple PowerCD например), и любой компьютер с подходящим программным обеспечением (LaserSoft Imaging's SilverFast DC или HDR например).

Система не получила массового использования среди потребителей отчасти из-за ее патентованной природы, а сканер цены и отсутствие CD-ROM диски в большинстве домашних личных компьютеры дня. Кроме того, Photo CD опирался на ЭЛТ -на базе телевизоров для домашнего использования. Однако они были разработаны для движущихся изображений. Их типичные мерцание стало проблемой при просмотре фотографий. Система Photo CD получила признание среди профессиональных фотографов из-за низкой стоимости сканирования пленки высокого качества. До появления Photo CD профессионалы, желавшие оцифровать свои изображения на пленке, были вынуждены платить гораздо более высокие сборы за получение сканирование барабана от их пленочные негативы и прозрачные пленки.

Варианты

Мастер-диск Kodak Pro Photo CD содержит 25 изображений с максимальным разрешением 6144 x 4096 пикселей (шесть разрешений на файл, базовое / от 16 до 64 базового). Этот тип подходит для пленки 120, 4x5, но также и для пленки с небольшими картинками, если требуется самое высокое разрешение.

Отдельно от формата Photo CD Kodak собственный формат "Portfolio CD", который объединяет Красная книга CD-аудио и Beige Book PCD с интерактивными меню и горячими точками на изображениях PCD. Некоторые автономные плееры Philips Photo / Audio CD могут воспроизводить компакт-диски Portfolio и Окна Приложение плеера было в свободном доступе. Компакт-диск Kodak Portfolio не определен ни в одной конкретной книге Rainbow.

История

Систему Photo CD анонсировал Kodak в 1990 г.^[2] Photo CD был адресован всем фотографическим потребностям, от фотоаппаратов потребительского уровня до профессиональных профессионалов, использующих широкоформатную пленку 4x5. Первые продукты Photo CD, включая сканеры для лабораторий обработки и плееры Photo CD для потребителей, стали доступны в 1992 году.^[2] Ожидается, что к 1997 году проект будет стоить 600 миллионов долларов, а операционная прибыль составит 100 миллионов долларов.^[3] Kodak вступила в ряд партнерских отношений, чтобы расширить использование Photo CD. Это включало, например, договоренность с Л.Л. Бин в 1992 г., когда каталог будет распространяться в формате Photo CD,^[4] и договоренность с Silicon Graphics в 1993 году о том, чтобы все рабочие станции Silicon Graphics для обработки изображений могли работать с оптическими дисками Kodak Photo CD.^[5] Эти меры, вместе с относительно низкой тогда стоимостью в 3 доллара за изображение и удобством, сделали Photo CD предпочтительным решением для обработки цифровых изображений для многих фотографов в середине-конце 1990-х годов.^[6]

К 2000 году в США действовало более 140 лабораторий по обработке фото-компакт-дисков, и гораздо больше за пределами США^[6] Однако к концу 1990-х годов Photo CD уступили место альтернативным форматам, в основном основанным на отраслевых стандартах. JPEG формат.^[7] В потребительском сегменте относительно неэффективная схема сжатия формата Photo CD означала, что файлы Photo CD были значительно больше, чем JPEG файлы аналогичного качества и, следовательно, менее удобны для передачи через Интернет и т. д. Например, образ компакт-диска 16Base Photo размером 5,5 МБ можно закодировать как JPEG изображение размером 2,1 Мб в качестве 80%, визуально неотличимое от оригинала.^[8] Когда в начале 1990-х годов был разработан формат Photo CD, целью дизайна было создание недорогих устройств для воспроизведения на телевизоре. В то время доступная технология исключала двумерные схемы сжатия, такие как JPEG, но к концу 1990-х годов достижения в области микропроцессорной технологии переместили сжатие JPEG / PNG в диапазон даже очень недорогой бытовой электроники.

В профессиональном и продвинутом любительском сегментах Photo CD уступили место недорогим настольным сканерам, таким как сканеры от Nikon и Минолта в среднем диапазоне и барабанными сканерами на очень высоком уровне.^[9] Хотя разрешение пикселей Photo CD все еще было сравнимым или лучше, чем у альтернатив, Photo CD страдает рядом других недостатков. Во-первых, цветовое пространство Photo CD, предназначенное для отображения на телевизоре, меньше, чем может быть достигнуто даже недорогим настольным сканером. Во-вторых, цветопередача изображений Photo CD менялась со временем и с разными версиями сканера; Сканеры 4050 имели другую цветопередачу по сравнению с более ранними версиями.^[10][11] В-третьих, динамический диапазон сканирования был ниже, чем у настольных сканеров. Тесты на то время показали, что рейтинг dmax (мера максимально достижимой плотности) Photo CD составлял 2,8–3,0, в то время как широко доступные настольные сканеры достигали 4,2,^[12] существенная разница. В результате этого, а также проблем Photo CD с цветопередачей, к 2004 году профессиональный сегмент сообщества пользователей в целом отвернулся от Photo CD.^[9]

В розничном сегменте, хотя изначально фото компакт-диски были относительно популярны среди потребителей, это в значительной степени обернулось экономическим провалом для лабораторий обработки. Во время своего представления Kodak утверждал, что затраты на обработку для лабораторий будут близки к 1 доллару за изображение.^[6] что позволило бы лаборатории выгодно продавать по цене 3 доллара за изображение. Однако это обещание так и не было реализовано, что часто приводило к ускорению процесса сканирования, что приводило к снижению качества.^[10] В результате потери доли рынка Photo CD и значительных корпоративных потерь, частично приписываемых Kodak Management своим бизнесом по сканированию,^[13] Компания Kodak отказалась от этого формата в период 2001-2004 годов. К 2004 году сканеры Kodak 4050 Photo CD предлагались бесплатно всем, кто платил за их удаление более чем в одной лаборатории обработки.^[14] Этот отказ вызвал серьезные споры как в то время, так и впоследствии, поскольку технические характеристики формата Photo CD никогда не были опубликованы Kodak. Photo CD остается часто цитируемым примером «бесхозного формата» и опасностей патентованных форматов изображений в фотографических кругах.^[15][16][17]

Несмотря на то, что Kodak не публикует спецификации для формата Photo CD, он был подвергнут обратной инженерии, что позволяет конвертировать изображения в более современные форматы. Первоначальная работа по обратному инжинирингу была выполнена Хадмутом Данишем из Университета Карлсруэ, который расшифровал формат, изучая шестнадцатеричные дампы файлов Photo CD, а затем в начале 1990-х написал hpcdtoppm, конвертирующий изображения Photo CD в формат PPM.^[18][19] В начале 1990-х годов hpcdtoppm широко распространялся как часть различных дистрибутивов Linux, но с тех пор от него почти полностью отказались из-за опасений по поводу ограничительных условий лицензии hpcdtoppm.^[20][21][22] и отсутствие управления цветом. Однако работа Хадмута Даниша по обратному инжинирингу была использована для создания ряда других Открытый исходный код реализации декодеров Photo CD, таких как ImageMagick.^[23] В 2009 году pcdtojpeg был создан под GPL Открытый исходный код лицензия. Также автор признал, что он основан на работе обратного инжиниринга Хадмута Даниша, pcdtojpeg позволяет декодировать метаданные Photo CD, управляется цветом и может декодировать все известные варианты файлов Photo CD.^[24] В настоящее время hpcdtoppm и pcdtojpeg вместе составляют основу общедоступной информации о технических деталях формата Photo CD.

Формат изображения

Компоненты изображения

Образы фото компакт-дисков хранятся в виде иерархии компонентов в диапазоне от Base / 16 до 64Base, которые относятся к различным разрешениям изображений, которые могут быть восстановлены.^[25] Базовое изображение с разрешением по яркости 512 строк на 768 пикселей обычно используется в телевизионных системах. Изображения с более высоким разрешением обычно используются для фотографических изображений. Изображения с базовым и более низким разрешением обычно используются для указателей файлов и эскизов. Компоненты, используемые для создания разрешений от Base / 16 до 16Base, хранятся в одном файле, который называется Image Pac. Изображения Base, Base / 4 и Base / 16 хранятся без сжатия, чтобы их можно было легко извлечь для отображения. Изображения 4Base и 16Base хранятся в сжатом виде и в виде дельт (инкрементных изображений) от разрешения ниже их. Обратите внимание, что все разрешения до максимального разрешения в файле (на самом деле Image Pac) присутствуют одновременно. Так, например, файл 16Base содержит изображения Base / 16, Base / 4, Base и 4Base, а также компоненты 16Base. Шестой компонент, 64Base, хранится в отдельных файлах на Photo CD как часть IMAGE PAC Extension (IPE). Он существует только на дисках Photo CD Pro Master.

Кодирование

Изображения PCD используют кодирование YCC с гамма-преобразованием.^[25] Согласно этой схеме, чтобы закодировать отсканированные изображения в файл Photo CD, первым шагом является предварительная форма данных RGB с помощью нелинейного преобразования:

${ displaystyle { mathit {RGB ^ { prime} = { begin {cases} 1.099 cdot RGB ^ {0.45} -0.99, & RGB geq 0.018 - 1.099 cdot (-RGB) ^ {0.45} + 0.99, & RGB leq -0.018 4.5 cdot RGB & -0.018$

Предварительно сформированные значения RGB затем преобразуются в яркость и два компонента цветности с помощью соответствующей матрицы преобразования CCIR 601-1:

${ displaystyle Y ^ { prime} = 0,299R ^ { prime} + 0,587G ^ { prime} + 0,114B ^ { prime}}$

${ Displaystyle B ^ { prime prime} -Y ^ { prime} = - 0,299 cdot R ^ { prime} -0,587 cdot G ^ { prime} +0,886 cdot B ^ { prime}}$

${ Displaystyle R ^ { прайм прайм} -Y ^ { прайм} = 0,701 cdot R ^ { прайм} -0,587 cdot G ^ { прайм} -0,114 cdot B ^ { прайм}}$

Наконец, компоненты яркости и цветности масштабируются до 8-битных значений по следующим уравнениям:

${ Displaystyle Y ^ { prime prime} = {255 / 1.402} cdot Y ^ { prime}}$

${ displaystyle C1 = 111,40 cdot (B ^ { prime prime} -Y ^ { prime}) + 156}$

${ Displaystyle C2 = 135,64 cdot (R ^ { prime prime} -Y ^ { prime}) + 137}$

Странность этой схемы кодирования заключается в том, что она позволяет изображениям Photo CD представлять цвета, превышающие 100%, то есть «белее белого».^[26] Во время появления Photo CD это позволяло отображать изображения на аналоговых телевизорах дня с более яркими и живыми цветами, чем это было бы в противном случае. Это было приемлемо, поскольку аналоговые телевизоры того времени были разработаны так, чтобы выходить за пределы своего 100% уровня без резких скачков. Однако этот аспект кодирования Photo CD несовместим с современными форматами изображений и является причиной хорошо задокументированной проблемы «Выдувание светлых участков» при преобразовании изображений Photo CD в более современные форматы.^[27][28] Все современные форматы применяют жесткое обрезание на 100%, что приводит к обрезке светлых участков в преобразованных изображениях, если не выполняется какая-либо форма отображения яркости и цветности Photo CD.^[27]

Сжатие

Образы Photo CD используют три формы сжатия, чтобы уменьшить требования к хранению изображений.^[25] Во-первых, субдискретизация цветности уменьшает размер изображений примерно на 50%. Эта подвыборка имеет коэффициент 4 для изображений 4Base и коэффициент 2 для всех других разрешений. Во-вторых, дополнительное уменьшение размера достигается путем декомпозиции данных изображения с самым высоким разрешением и сохранения компонентов 4Base, 16Base и 64Base в качестве остатков (отличий от пикселей на предыдущем уровне разрешения). В-третьих, и наконец, система Photo CD использует форму квантования и Кодирование Хаффмана для дальнейшего сжатия этих остаточных данных. Это кодирование Хаффмана выполняется по принципу "строка за строкой" изображения. Таблицы Хаффмана закодированы в образ Photo CD и имеют разную длину в зависимости от класса сжатия. Эти классы:^[29]

• 1 класс - пленка 35 мм; пиктограмма на бумажном носителе,
• 2 класс - широкоформатная пленка,
• класс 3 - текст и графика, высокое разрешение,
• 4 класс - текст и графика, высокий динамический диапазон.

Например, для перекомпоновки изображения 1024 строк на 1536 пикселей, базовое изображение яркости 512 строк на 768 пикселей (которое не является ни «остаточным», ни сжатым по Хаффману) интерполируется в изображение размером 1024 строки на 1536 пикселей. Затем остаток 4Base размером 1024 строки на 1536 пикселей распаковывается из его закодированной по Хаффману формы, и его элементы добавляются к каждому соответствующему пикселю. Полученное изображение содержит детали для полного дискретизированного изображения размером 1024 строки на 1536 пикселей. Чтобы перекомпоновать изображение до разрешения 2048 строк на 3072 пикселя, процесс по существу повторяется с использованием остатка 4Base и 16Base. Аналогичная операция впоследствии используется для изменения композиции строки 4096 с разрешением 6144 пикселей. На каждом этапе идентичный процесс применяется к каналам цветности.

Цветовое пространство

В образах фото-компакт-дисков обычно используется Рекомендация 709 CCIR (теперь Рекомендация ITU-R BT.709) цветовое пространство и D65 белая точка.^[25][26] Это цветовое пространство, первоначально разработанное для использования в аналоговом телевидении PAL и NTSC, было выбрано, чтобы обеспечить легкое воспроизведение изображений Photo CD на телевизорах. Однако на практике цветовое пространство изображений Photo CD значительно отличается от Rec. 709. Во-первых, схема кодирования Photo CD допускает более 100% значений для цветовых компонентов, что позволяет изображениям Photo CD отображать цвета, выходящие за рамки номинального Rec. 709 гамма.^[27] Кроме того, для достижения точной цветопередачи, особенно при сканировании реверсивной пленки, компания Kodak сочла необходимым предоставить цветовые профили, специфичные для типа пленки и сканера.^[30] В результате к тому времени, когда формат Photo CD вышел из употребления, в изображениях Photo CD широко использовались пять различных цветовых пространств (PCD 4050 - это номер модели сканера):

• Цвет Негативный
• Универсал Е-6
• Универсал К-14
• PCD 4050 E-6
• PCD 4050 К-14

Таким образом, хотя использование общего цветового пространства Photo CD будет обеспечивать воспроизведение цвета, приемлемое для многих целей, например, для просмотра миниатюрных изображений в Интернете, для достижения полностью точной цветопередачи, например, для фотографических целей, любого дисплея Photo CD или программное обеспечение для преобразования должно использовать правильный цветовой профиль для комбинации исходного носителя и модели сканера.

Преобразование образов Photo CD

Для практического использования любые образы Photo CD необходимо преобразовать в современный формат, например JPEG, TIFF или же DNG. Хотя доступно большое количество программ преобразования изображений, как коммерческих, так и бесплатных, или Открытый исходный код, большинство из них способны выполнять только базовое преобразование с низким разрешением (часто только в базовое разрешение, 512x768). Основными отличительными особенностями программ с точки зрения возможностей Photo CD являются:

• Возможность конвертировать изображения с максимальным разрешением, в идеале до уровня 64Base (4096x6144).
• Правильная обработка выделения. Раздутые или обрезанные блики - обычная проблема многих пакетов преобразования Photo CD.^[27] После того, как выделение обрезается программой преобразования, информация не может быть восстановлена ​​с помощью последующих манипуляций. Многие программные пакеты для Windows частично исправляют проблему выделения с помощью «взломанной» DLL, созданной Тедом Феликсом.^[31]
• Использование специальных цветовых профилей сканера и пленки. Без использования таких профилей цветопередача изображения будет неправильной,^[30] часто, особенно для переворачиваемых (слайдовых) пленок, очень заметно.^[32]
• Извлечение метаданных. Метаданные Это такая информация, как дата выполнения сканирования, номер модели сканера и тип пленки. Эта информация не только полезна для пользователя, но также имеет решающее значение при выборе соответствующего цветового профиля, так как он зависит от типа пленки и сканера.^[30]

Сравнение программного обеспечения для конвертации Photo CD

В таблице ниже сравниваются некоторые из наиболее известных вариантов преобразования изображений Photo CD.^[33][34][35]

Смотрите также

• CD с изображениями, аналогичный продукт также от Kodak

Рекомендации

внешняя ссылка

• Страница компакт-диска с фотографиями на официальном сайте Kodak на Wayback Machine (Архивировано 27 июня 2001 г.)
• Сравнение форматов Photo CD и Picture CD компанией Kodak на Wayback Machine (заархивировано 21 апреля 2016 г.)
• Дополнительная информация на компакт-диске с фотографиями и изображениями.
• Инструмент для преобразования Photo CD в веб-страницы
• Сайт компакт-диска с фотографиями Теда Феликса
• pcdtojpeg
• pcdMagic