Казино Автомат Фотошоп

Отредактировать фотографию, убрать случайные дефекты, отрегулировать яркость и контрастность, повысить чёткость изображения и добавить утраченные фрагменты — что может быть проще? Если под рукой, конечно, имеется верный «Фотошоп»! Однако этот самый «Фотошоп» придумали в году, а вот фотографию изобрели чуть раньше: Нисефор Ньепс создал свою легендарную работу — «Вид из окна в Ле Гра» — в м. Но ведь как-то же решали эту задачу наши отцы, скажем, в х и х годах?

На «Хабре» уже публиковался короткий двухминутный фильмо «советском Фотошопе», с помощью которого музейные и научные работники ретушировали и восстанавливали редкие архивные снимки. Хабровчане опознали в нём аппаратно-программный комплекс PERICOLOR производства французской компании Numelec, но о самом этом наборе устройств известно очень мало — практически ничего. Сохранилась лишь обрывочная документация советского периода, представляющая собой не слишком качественный перевод с французского, в котором, ко всему прочему, используется совершенно непривычная современному айтишнику терминология. Мне стало жутко интересно выяснить как можно больше подробностей об этой удивительной системе, и я принялся целенаправленно искать информацию о ней. Результатами своих поисков я хочу поделиться с вами.

Научные и производственные предприятия в СССР сотрудничали не только с организациями из стран СЭВ и Варшавского договора, но и с некоторыми коммерческими фирмами из капиталистических государств, правда, такие взаимоотношения строились обычно на уровне министерств. В качестве яркого, но избитого примера подобной «дружбы народов» можно назвать кооперацию с итальянским концерном FIAT, результатом которой стало рождение завода «ВАЗ». В сфере компьютерных технологий и электроники наиболее эффективно цепочки поставок строились как раз с социалистическими странами, промышленность которых успешно закрывала те потребности народного хозяйства СССР, на которые не хватало ресурсов отечественного производства. Без крайней необходимости иностранное «железо» из капиталистических государств в Союзе старались не покупать, поскольку на это приходилось тратить драгоценную и дефицитную валюту. Да и метод приобретения высокотехнологичного оборудования через фирмы-прокладки в третьих странах сильно повышал затраты: слово «санкции» было хорошо известно нашим соотечественникам ещё в те времена. Брали в основном только то, без чего никак нельзя обойтись и что не удавалось скопировать. Тем необычнее с современной точки зрения выглядит наличие в советской фотолаборатории довольно продвинутого по тем временам оборудования французского производства. Но только на первый взгляд — если не учитывать все возможности его практического применения.

Французская фирма Numelec-SEIN известна не столько системами обработки и коррекции фотографий, сколько производством медицинского и диагностического оборудования. Тем не менее ещё в начале х компания поставляла на рынок комплексы цифровой обработки изображений, включающие сканирующее устройство, цветной дисплей, модуль обмена данными с компьютером, поддерживающий скорость до бит в секунду, клавиатуру и дисковод для записи результатов обработки изображения на магнитный диск. Весь комплекс (без учёта сканера) внешне напоминал игровой автомат «Морской бой», который в широком ассортименте можно было отыскать в вестибюлях советских кинотеатров.


Безусловно, решение от Numelec было далеко не единственным в мире: похожие по своим возможностям и назначению устройства выпускали в те времена американские компании PS (System и ), ISI (система Earthview) и Optronics, канадская фирма Dipix (комплекс ARIES) и британцы из Joyce Loebl (система Scandig-3). Однако именно продукция Numelec почему-то заинтересовала советских чиновников больше других, и в результате этого интереса PERICOLOR украсил собой фотолабораторию отечественных НИИ.

Один из основных компонентов аппаратного комплекса PERICOLOR — уникальное по своей конструкции барабанное сканирующее устройство (в оригинальной документации — «автоматический построчный оптический анализатор изображений»). В качестве основного оптического элемента сканер использовал миниатюрную телевизионную камеру с автофокусировкой. Исходное изображение с помощью специальных зажимов закреплялось на вращающемся барабане, а камера, перемещающаяся вдоль оси барабана по направляющей, сканировала картинку построчно. Сигнал с камеры передавался на аналогово-цифровой преобразователь, который определял яркость и контрастность каждого фрагмента-пиксела в строке, его относительные координаты и размеры, кодировал их в виде последовательности байт. В документации этот процесс почему-то назывался «векторизацией», а отвечала за него подсистема топологического анализа и распознавания графики SYSTEX Intergraph. SYSTEX транслировала полученный массив данных дальше на компьютер, или, как говорили в те времена, на ЭВМ, где он записывался на магнитную ленту либо ферромагнитный диск в виде массива данных.


Разрешение такого сканера составляло линий на дюйм, а максимальный размер чёрно-белого изображения, которое с его помощью можно было оцифровать — 30 х 30 см. Скорость работы сканера составляла порядка 30 измерений в секунду, в то время как американские аналоги, например, устройства фирмы Optronics могли обрабатывать изображения со скоростью тыс. измерений в секунду. Для коррекции ошибок в процессе сканирования применялось дискретное преобразование Фурье— этот метод позволял улучшить качество цифровой картинки несмотря на погрешности оптической системы сканера, главной проблемой которого был так называемый «дрейф источника», то есть самопроизвольное смещение и искажение исходной фотографии из-за центробежных сил, возникающих при вращении барабана.

При сканировании цветных изображений анализ картинки выполнялся по 3 основным цветам: красный, синий, зелёный — через фильтры, цвет каждого пиксела определялся путём анализа длины световой волны по нескольким каналам. Но цветной барабанный сканер стоил очень дорого, поэтому в некоторых реализациях подобных комплексов применялся компромиссный вариант: картинка оцифровывалась в чёрно-белом варианте, а потом оператор при необходимости «раскрашивал» изображение вручную, используя цвета из готового набора-палитры. ЭВМ «помогала» ему, автоматически «подкрашивая» остальные участки в заданной области, где пикселы имеют ту же яркость, контрастность и интенсивность.


Последующая обработка цифрового изображения выполнялась на ЭВМ с использованием созданного Numelec программного обеспечения. В фильме, ссылка на который приведена в начале этой статьи, в качестве вычислительной машины используется Apple III, при этом у комплекса имелся дополнительный собственный цветной дисплей большей диагонали, собранный на основе «бытового телеприёмника цветного изображения», а попросту — телевизора.

Отсканированная и обрабатываемая картинка в PERICOLOR записывалось на диск (магнитная плёнка в основном использовалась для долговременного хранения файлов и записи окончательного результата — как указано в документации, «в целях архивирования»). В целом софт для ретуши изображений от Numelec по своим функциональным возможностям напоминал пресловутый Photoshop. Изображение можно было приблизить или уменьшить, а процесс редактирования осуществлялся попиксельно. С помощью трекбола, заменявшего в этой системе мышь, оператор мог пометить на экране дефекты картинки и участки, требующие ретуши, а затем «дорисовать» недостающие фрагменты. Из-за ограниченного объёма оперативной памяти компьютера одновременно можно было редактировать только небольшой участок картинки размером х точек, а чтобы перейти к следующему участку фотографии, текущий следовало сохранить на диске. Программа также позволяла в полуавтоматическом режиме отрегулировать яркость, чёткость и контрастность изображения — картинка в формате « оттенков серого» анализировалась, а затем каждый пиксел сравнивался с соседними по 15 программируемым пороговым значениям с учётом цветовой гаммы в 16 оттенков. Если отклонение оптической плотности между двумя соседними пикселами на однотонном участке изображения превышало 0,02, оттенок такой точки соответствующим образом корректировался, чтобы усилить и подчеркнуть контрасты. Именно так на видео был восстановлен снимок Надежды Константиновны Крупской и полярника Отто Шмидта. Примечательно, что на советском экземпляре PERICOLOR программное обеспечение было русифицировано, о чём свидетельствует, в частности, не слишком благозвучная экранная подсказка «Z: Лупа» вместо оригинального «Z:Zoom».


С «Фотошопом» PERICOLOR роднит ещё и то, что в его программном обеспечении был предусмотрен специальный макроязык, позволявший писать простые скрипты для автоматизации рутинных операций. Согласитесь, это довольно продвинутая технология для середины х годов: вместо того, чтобы нудно обрабатывать однотипные дефектные участки картинок, оператор мог «запомнить» последовательность операций, записать их в программу и запускать её по мере необходимости.

Любопытно, но комплекс PERICOLOR вообще мог обойтись и без дополнительной ЭВМ в виде Apple III, поскольку в его составе уже имелся встроенный «микрокомпьютер» французского производства под названием MICRAL с собственным процессором и памятью. С его помощью можно было выполнять ряд несложных операций по обработке графики: управлять параметрами просмотра, выводить на дисплей денситометрические профили, размечать точки на изображении, строить гистограммы. Также MICRAL обеспечивал функции ввода данных со сканера и вывода его на экран, управлял передачей информации между различными периферийными устройствами — внешней ЭВМ, накопителем на магнитной ленте и фотопринтером. Внешний компьютер применялся в основном для запуска приложений, требующих больших объёмов оперативной памяти и более мощного процессора.

Работа с PERICOLOR начиналась с загрузки микропрограмм и калибровки комплекса: сканирующего устройства и видеоподсистемы. Затем на диск ЭВМ переносилось с магнитной ленты обрабатываемое изображение. Оператор должен был загрузить в оперативную память небольшой фрагмент картинки размером х точек и определить «рельеф дефектов», размечая их непосредственно на экране при помощи трекбола и клавиатуры. Компьютер подсчитывал количество точек в редактируемом изображении, определял их параметры. С помощью соответствующего инструментария дефекты корректировались, после чего отредактированный фрагмент сохранялся на диск, а в оперативную память загружался следующий. Конечный результат работы копировался с диска обратно на магнитную ленту. При необходимости к PERICOLOR можно было подключить и другое вспомогательное периферийное оборудование, например, фотопечатающее устройство.


Для переноса (или, как написано в документации, «для восстановления») обработанного с помощью PERICOLOR изображения обратно на фотобумагу использовались разные технологии. В середине восьмидесятых уже существовали принтеры, работающие на принципе струйной печати, такие как PRINTACOLOR, а также фотопечатные машины от KODAK и POLAROID. Уже изобрели и лазерные принтеры. Существовала технология переноса негативного изображения на прозрачную целлулоидную плёнку, с которой впоследствии можно было печатать фотографии с применением обычного фотопроцесса — путём экспонирования. Фактически тем же самым способом выводились плёнки при создании печатных форм для обычных типографских офсетных машин — ничего принципиально нового. В общем, с полиграфией в Союзе серьёзных проблем не испытывали, и технологическая возможность напечатать картинку «с цифры» сама по себе имелась. А вот какой именно способ был задействован в лаборатории, показанной на видео из начала поста, остаётся загадкой: идентифицировать печатную машину мне так и не удалось.

Удивляет другое. Как бы ни пытался убедить нас сладкоголосый диктор из видеоролика в том, что оборудование от Numelec использовалось исключительно для обработки фотографий супруги Владимира Ильича Ленина, PERICOLOR — это технология двойного назначения. В сканах французских документов, которые мне удалось просмотреть, прямым текстом указано: комплекс PERICOLOR позволяет обрабатывать и повышать качество спутниковых снимков, сделанных в обычном оптическом, инфракрасном и рентгеновском диапазонах. К ним относятся также радарные данные, геохимические или геофизические измерения, полученные с помощью орбитальных аппаратов — для таких типов снимков у ПО Numelec даже имелись особые режимы обработки графики. По большому счёту, именно для этих целей комплекс и создавался: отреставрированное фото Владимира Маяковского — лишь побочный продукт технологии.


Особое значение — писали французы — такие комплексы приобрели после запуска искусственного спутника SPOT с помощью ракеты-носителя ARIANE. Для оптимального использования полученных этим спутником данных создавалась специальная инфраструктура, неотъемлемой частью которой стала система PERICOLOR. Она позволила внести значительный вклад в развитие океанографии и землепользования, оценку и управление природными ресурсами, разведку полезных ископаемых и картографию. Так, по крайней мере, написано в документации.

Однако можно с осторожностью предположить, в обработке каких именно спутниковых снимков были в первую очередь заинтересованы министры и чиновники СССР, тратя иностранную валюту на столь дорогое и сложное импортное оборудование. И вряд ли вопросы экологии и землепользования стояли для них на первом месте. Остаётся лишь догадываться, каких усилий стоило дипломатам и чиновникам убедить «западных партнёров из капиталистических стран» продать им этот комплекс — наверняка здесь кроется какая-то интересная и запутанная история.