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超采样扫描纸张样片

スーパーサンプリングスキャンサンプル。紙繊維の細部を拡大表示できます

PaperProject202105094135、パノラマ合成サンプル

miscLab によるデジタル化

研究プロジェクト

スーパーサンプリングスキャン

スーパーサンプリングスキャンは、ファイルを単純に拡大することではありません。取得段階で最終納品仕様を上回る情報量を先に確保し、その後、合成、位置合わせ、ノイズ低減、シャープ処理、カラーマネジメントを通じて目標サイズへ出力します。 私たちは、豊かなテクスチャをもつ白い紙でテストを行いました。同じ対象を 206 枚撮影し、パノラマ式の被写界深度カバレッジスキャンと合成によって約 13.5 億画素の画像を作成しました。その後、それを約 5000 万画素に縮小し、単枚の約 5000 万画素写真と比較しました。最終的な画素数が同じでも、スーパーサンプリング版はより連続した紙繊維の質感、低いサンプリングノイズ、少ないエッジの破綻を保っていました。

13.5 億画素の白紙実験

この実験の対象は、実物としてはそれほど大きくない白い紙ですが、紙面には非常に細かな繊維が多くあります。通常撮影では約 5000 万画素の画像が得られますが、スーパーサンプリングスキャンでは 206 枚の局部画像を合成し、約 13.5 億画素のファイルを作成しました。元のスーパーサンプリングファイルは数 GB 規模で、出力前に通常写真を大きく上回る情報量を取得していることが分かります。

白紙テクスチャ実験の被写体
実験対象:豊かなテクスチャをもつ紙。
通常の 5000 万画素ファイルと 13.5 億画素合成ファイルの情報比較
左:約 5000 万画素の単枚ファイル。右:約 13.5 億画素の合成ファイル。

同じサイズに縮小しても差が残る理由

13.5 億画素の画像を 5000 万画素に縮小しても、それは通常の 5000 万画素写真と同じにはなりません。高い元サンプリング密度により、各出力画素はより多くの実サンプルから構成されるため、紙繊維の方向、エッジ、微細な明度変化がより安定して平均化され、モアレ、ランダムノイズ、補間誤差も少なくなります。

約 5000 万画素の単枚写真 100% 表示
A:約 5000 万画素の単枚原画像、100%。
13.5 億画素画像を約 5000 万画素に縮小した 100% 表示
B:13.5 億画素画像を約 5000 万画素に縮小、100%。
約 5000 万画素の単枚写真 200% 表示
A:約 5000 万画素の単枚原画像、200%。
13.5 億画素画像を約 5000 万画素に縮小した 200% 表示
B:13.5 億画素画像を約 5000 万画素に縮小、200%。

細部倍率と実物スケール

33%、50%、100% の細部観察から、スーパーサンプリングは存在しないテクスチャを作り出すのではなく、より高いサンプリング密度で紙面の細部をより完全に記録する方法であることが分かります。大判出力、局部拡大、粒状性や紙基材構造の研究が必要なプロジェクトでは、この余裕が後工程の自由度に直接つながります。

スーパーサンプリング白紙画像の 33% 細部
33% 細部。
スーパーサンプリング白紙画像の 50% 細部
50% 細部。
スーパーサンプリング白紙画像の 100% 細部
100% 細部。
白紙実験の被写体の実物サイズ
被写体の実物サイズ。

フィルムの空間スーパーサンプリング

フィルムスキャンでは、スーパーサンプリングは分割スキャンによって実現できます。同じネガを重なりをもつ複数領域に分け、より高い倍率で取得したうえで、幾何学的に位置合わせし合成します。実現可能な倍率は、フォーマット、レンズ、ステージ可動範囲、合成余白、最終用途によって決まります。

  • 135 フィルムでは約 2 倍の空間スーパーサンプリングが可能です。1 枚の 135 ネガを 4 領域に分けてスキャンし、完全な画面に合成します。
  • 120 フィルムでは約 12 倍の空間スーパーサンプリングが可能です。一般的な方法では 16 領域に分けてスキャンし、より大きな画面を覆いながら合成に十分な重なりを確保します。
  • 4x5 と 8x10 ネガでは 24 倍以上の空間スーパーサンプリングが可能で、大判出力、作品アーカイブ、フィルム粒子や乳剤構造を観察する必要のあるプロジェクトに適しています。

色深度スーパーサンプリングと HDR

スーパーサンプリングは、色彩とダイナミックレンジにも適用できます。同じ画面を複数露光または複数回サンプリングし、HDR データとして合成したうえで、32bit Linear ProPhoto RGB などの作業形式に出力できます。これは画像を誇張して見せるためではなく、後処理により大きな数値的余裕を残すためです。

  • シャドウの階調がより豊かになります。高濃度ネガ、暗調の紙作品、コントラストの高い透明原稿は、持ち上げ補正時に階調破綻が起きにくくなります。
  • 色彩の細部がより安定します。微小な色差、染料層の変化、紙面の色かぶりは、より広い色域と高精度のリニア空間で保持しやすくなります。
  • 解像度スーパーサンプリングと色深度スーパーサンプリングは組み合わせて使うことができます。空間的にはより高い有効細部を得られ、色彩面では後処理の調整余地が広がります。