Aspekty techniczne skanerów i aparatów fotograficznych istotne dla digitalizacji

Wstępne rozważania stanowiące wstęp do niniejszego wpisu znaleźć można we wpisie Podobieństwa i różnice między sprzętem skanującym a aparatami fotograficznymi.

W aspekcie czasu pojedynczej ekspozycji HASSELBLAD flextight X5 potrzebuje 1,55 minuty dla klatki 36 x 24 mm skanowanej w rozdzielczości 8000 PPI, 1,25 minuty dla pojedynczej klatki filmu 36 x 24 mm skanowanej w rozdzielczości 6300 PPI (czyli ok. 8900×5900 px) i 1,10 minut na pojedynczą ramkę 60 x 60 mm skanowanej w rozdzielczości 3200 PPI, zawsze w 16-bitowym RGB. W rezultacie urządzenie to potrzebuje zaledwie 75 minut na digitalizację 60 klatek filmu typu 135 i 33 minuty na cyfryzację 30 klatek filmu typu 120. Oczywiście aparaty cyfrowe i pochodne zestawy reprograficzne umożliwiają dalece szybsze ekspozycje, jednak urządzenia te rejestrują obiekty fotograficzne jeden po drugim lub jeden pasek filmu po drugim, podczas gdy HASSELBLAD flextight X5 skanuje wiele klatek i pasków filmowych w ciągłym procesie, a ponadto w trybie automatycznej identyfikacji klatek. Gęstość optyczna D_max tego urządzenia odpowiada zakresowi dynamicznemu 16 stopni przysłony, podczas gdy obecnie matryca 100 MP do aparatu HASSELBLAD H6D osiąga zakres dynamiczny 14 przysłon, zaś matryce PHASE ONE IQ3 100 MP i IQ3 150MP – 15 przysłon (według danych producentów).

Konstrukcja skanera HASSELBLAD flextight X5 przypomina fotograficzne stanowisko digitalizacyjne zamknięte w małej skrzynce. Urządzenie wyposażone zostało w stałoogniskowy obiektyw reprodukcyjny Rodenstock Magnagon 75 mm o stałej przysłonie f = 8, światłoczuły sensor o trzech warstwach złożonych z 8000 pikseli, dwie fluorescencyjne lampy w technologii zimnej katody firmy OSRAM, które emitują światło w zakresie temperatury barwowej 5000K – 6500K i – co ciekawe – dostępne są w wielu sklepach ze sprzętem gospodarstwa domowego. Jedyny problem z mechaniką urządzenia, który kiedykolwiek wystąpił w archiwum, polegał na blokadzie holdera z negatywem w wirtualnym bębnie, jednakże operatorzy byli w stanie wyciągnąć go samodzielnie w ciągu kilku minut. HASSELBLAD flextight X5 skanuje również odbitki pozytywowe, choć proces ten nie jest zautomatyzowany i nie obejmuje tak wielu zdjęć jednocześnie, jak w przypadku filmów negatywowych pociętych na paski. Bez podajnika znacząco spada wydajność, która ma bardzo duże znaczenie ze względu na założenia rocznych planów digitalizacji przyjętych w Narodowym Archiwum Cyfrowym.

Reprodukcyjny obiektyw Rodenstock Magnagon 75 mm f = 8 skanera HASSELBLAD

W konsekwencji, ze względu na swoje cechy i zalety, urządzenia te służą wyłącznie do digitalizacji materiałów przezroczystych na filmach typu 135 i typu 120. Do każdego urządzenia zakupione zostały dwa zestawy dedykowanych holderów. Jeden z nich służy do digitalizacji sześćdziesięciu klatek filmu 36 x 24 mm, a drugi – trzydziestu klatek filmu 60 x 60 mm. Funkcja automatycznej identyfikacji klatek dostępna jest w trybie 3F, czyli przy zapisie obrazów cyfrowych w formacie FFF [ang. Flexible File Format] – pliku quasi-RAW, który zasadniczo stanowi rozszerzony format TIFF z metadanymi IPTC i podglądem wysokiej jakości. Sam obraz zostaje zarejestrowany przez sensor bez jakiejkolwiek ingerencji algorytmów programu sterującego.

Pliki FFF eksportowane są do klasycznego formatu TIFF i poddawane podstawowej obróbce graficznej w programie Adobe Photoshop CC 2019. Postprodukcja obrazu cyfrowego w przyjętym przez NAC zakresie oparta jest na zautomatyzowanych operacjach w Photoshopie i trwa niespełna 30 sekund. W tym czasie skan jest przycinany, odwracany z negatywu do pozytywu i wyrównywany tonalnie. Proces kalibracji oraz profilowania skanera HASSELBLAD flextight X5 właściwie nie odbiega od workflow specyficznego dla aparatów cyfrowych, wymaga jedynie użycia trochę innych narzędzi. Pracownicy Narodowego Archiwum Cyfrowego profilują urządzenia skanujące przy pomocy wzornika transparentnego Coloraid.de IT 8.7/1 na podłożu 36×24 mm Kodak Ektachrome i Fuji Velvia 100/100F bez konieczności demontażu podajnika na negatywy, albo przy pomocy wzornika Kodak Q60 (IT 8.7/2) przy zdemontowanym podajniku. W obu przypadkach profile ICC wygenerowane zostają w programach i1Studio, bądź i1Profiler i osadzone w oprogramowaniu sterującym. Kontrola jakości kalibracji oraz profilu dostępna jest przez platformę delt.ae i polega na analizie obrazu cyfrowego wzornika ISA Device-Level-Target na podłożu papierowym. Cyfryzację materiałów refleksyjnych poprzedza kalibracja balansu bieli, co pewien czas regulowany jest także fokus. Dodatkowo do skanerów HASSELBLAD zakupiony został spektrofotometr i1Studio i wzorniki ISA Device-Level-Target i Object-Level-Target na podłożu papierowym i giętkim.

Skaner HASSELBLAD flextight X5 z podajnikiem na negatywy w pracowni NAC

Opowiedzieliśmy już dość o pracy na skanerach, które, jak wspomniane zostało wcześniej, stanowią główne narzędzia masowej digitalizacji zbiorów fotograficznych w Narodowym Archiwum Cyfrowym. Przybliżmy, zatem teraz zagadnienie fotografii cyfrowej dokumentacji światłoczułej w digitalizacji. Bardzo duży wpływ na jakość wykonywanych kopii cyfrowych ma wysoki stopień precyzji konfiguracji oraz kalibracji używanego sprzętu. W przypadku urządzeń skanujących kalibracja i profilowanie przeprowadzane są w dłuższych interwałach czasowych, zależnych od rodzaju maszyny i ustalanych z wzięciem pod uwagę wskazań producenta.

Częstotliwość kalibracji znacząco wzrasta w przypadku aparatów cyfrowych. Urządzenia te działają w otwartej przestrzeni, w której występują rozmaite zmienne rzutujące bezpośrednio na jakość uzyskiwanych obrazów cyfrowych, np. mikrowibracje w podłodze i ścianach, niepożądane refleksy świetlne, nierówności podłoża itp., które minimalizujemy biorąc pod uwagę różne wytyczne, m.in. zawarte w treści Zarządzenia Naczelnego Dyrektora Archiwów Państwowych w sprawie digitalizacji zasobu archiwalnego. Dodatkowo rozmaite ryzyka generuje charakterystyka konstrukcji stanowisk fotograficznych, a w szczególności ich główna cecha – modularność. Z jednej strony dostarcza ona szerokiego pola manewru w zakresie różnorodnych wariantów konfiguracji sprzętu, dopasowanych do rodzaju, wielkości, właściwości fizycznych oryginalnych obiektów, z drugiej powoduje konieczność bardzo szczegółowej kontroli wszystkich komponentów składowych – optyki, oświetlenia, kolumny, stołu roboczego, matrycy światłoczułej – wbudowanej w korpus aparatu lub przystawkę cyfrową. W rezultacie kalibracja i profilowanie aparatu cyfrowego stanowią konieczność przy każdorazowej zmianie któregokolwiek z tych elementów, przykładowo zmiany pozycji lamp (niezmiennej w skanerach), czy zmiany odległości obiektywu od fotografowanego obiektu.

Co więcej, kalibracja i konfiguracja sprzętu fotograficznego jest wielostopniowa – zanim operator utworzy i doda profil ICC urządzenia, ustawia on lampy w sposób zapewniający równomierność oświetlenia, następnie światłoczułość (najlepiej na natywne ISO 100), wartość przysłony (przeważnie f=8, która odpowiada stałej przysłonie obiektywu w skanerze HASSELBLAD) i czas ekspozycji w aparacie, wyrównuje balans bieli urządzenia oraz ekspozycję na całej fotografowanej powierzchni, generuje profil LCC programowo redukujący nierówności w oświetleniu, a dopiero na samym końcu profiluje sprzęt przy pomocy wzorników referencyjnych np. ColorChecker Classic (24 pola kolorów), bądź Digital ColorChecker SG (140 pól kolorów dających znacznie większy stopień precyzji rejestracji kolorów) oraz dedykowanego programu ColorChecker Camera Calibration. Opcjonalnie wykorzystywane jest również oprogramowanie x-rite i1Profiler wraz ze wzornikami Kodak Q60, czy Coloraid.de IT8.7/1. Po przejściu wszystkich wymienionych powyżej etapów należy zweryfikować rezultaty zrealizowanych czynności np. przez platformę delt.ae przy pomocy odpowiednich wzorników, np. Image Engineering UTT albo ISA Device-Level-Target, a jeśli wynik będzie negatywny – powtórzyć wszystkie wykonane czynności od początku.

Weryfikacja jakości kalibracji przy użyciu wzornika Device-Level-Target.

Niniejszy wpis powstał we współpracy z Anną Skałą i Mateuszem Bolestą z Narodowego Archiwum Cyfrowego.

◊◊◊

Artykuł powstał w ramach realizacji przez Bibliotekę Narodową projektu „Patrimonium – digitalizacja i udostępnienie polskiego dziedzictwa narodowego ze zbiorów Biblioteki Narodowej oraz Biblioteki Jagiellońskiej” współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Polska Cyfrowa 2014-2020 oraz budżetu państwa.

◊◊◊

Dofinansowano ze środków Ministra Kultury i Dziedzictwa Narodowego.