Какая информация содержится в фотографии

Привет, хабр!
Наверное, не ошибусь, если скажу, что у многих пользователей хабра скопился небольшой архив фото- и видео- материалов, которые хранят воспоминания о различных моментах собственной жизни, или жизни близких людей. У некоторых этот архив, возможно, уже занимает не один жёсткий диск. Но многие ли из вас задумывались, как лучше хранить все эти фотографии, как с архивом распорядятся ваши дети? Хочу затронуть скользкую и не очень тематическую тему «организации хранения личного фото-архива», в которой много вопросов и мало ответов, много текста и мало картинок.

Предисловие

Скорее всего, у каждого в семье есть старый «побитый временем» альбом с чёрно-белыми фотографиями, который достался ещё от бабушки. Возможно, вы его уже даже оцифровали. Но насколько ценной будет свалка изображений в одной папке? Ответ — и много и мало одновременно. Всё зависит от того, насколько эта фотография «касается» вашей жизни, и на сколько она «информативна». Давайте порассуждаем относительно этих двух критериев.

Фотография может касаться вас в различной степени, от «это я на изображении, и очень хорошо тут получился», до «это соседний гараж, брата двоюродной сестры друга из Питера». Естественно, вас интересует больше всего то, что касается лично вас (ваши изображения, или снимки вашего авторства), во вторую очередь, вас будут интересовать фотографии ваших близких, ведь их жизнь вам тоже важна и интересна, не так ли?

А вот на счёт информативности остановимся поподробнее.

Информативность фотографии

Что ещё несёт фотография, помимо самой картинки? Если вы сами лично её снимали, или на ней есть вы, то часто при одном только взгляде на это изображение, вы сразу вспомните (хотя бы приблизительно) множество «сопутствующей информации» к снимку: кто в кадре, когда он был сделан, в каком месте, что это было за событие. Это, конечно, всё прекрасно, но почему вся эта информация хранится в голове, отдельно от самого изображения? Именно это и является «информативностью» фотографии, и эта информативность может существенно повысить ценность снимка, если не для вас, то для других людей точно. В частности, эта информация может оказаться крайне полезной для ваших детей и внуков, к которым перейдёт ваш архив «по наследству».

Вы наверняка встречали в «бабушкином альбоме» множество таких фотографий, где изображены почти незнакомые вам люди, неизвестно где и неизвестно когда сделанных. Какая ценность у такого изображения для вас? Практически нулевая! В лучшем случае фотокарточки в старых альбомах подписывали коротенькими фразами, и подписывали год — это хоть немного, но увеличивало её ценность. А теперь представьте, что у вас была бы полная информация о каждом участнике на снимке и его отношении к вашим близким, подробное описание события и точная координата места? Например, «вот дедушка, и мужик с усами — двоюродный брат дедушки, в командировке, 16 мая 19xx года 12:36:00, недалеко от Архангельска, координаты xxx,yyy». Конечно, в первую очередь важно само изображение и его отношение к вам, но сопутствующая информация тоже немало в себе несёт, и порой объясняет что-то очень важное.

Повышаем информативность, EXIF

Дата и время

Необходимость пометить дату на фотографии — это, наверное, первая очевидная необходимость, которая возникла перед фотографами. Дата может многое рассказать о снимке. На протяжении практически всей истории плёночных фотоаппаратов приходилось наносить её вручную, и лишь позже, практически в конце эпохи плёнки, появились аппараты, способные автоматически «выжигать» дату прямо на изображении. Более того, дату обычно наносили на задней поверхности фотокарточки, после того как полностью отсняли плёнку, и после процесса проявки плёнки и фотобумаги, поэтому её часто наносили неточно (например, «лето 2000 года»), а если и точно, то нередко были случаи ошибок на пару дней. О времени кадра практически никто тогда не беспокоился.

Но даже если дата «выжигалась» — тут есть небольшой недостаток в том, что эти цифры незначительно перекрывают полезную площадь снимка. С появлением цифровых фотоаппаратов, появилась возможность хранить дату в цифровом виде, вместе с кадром. Возникла необходимость в стандарте, который бы утвердил единый способ хранения для всех производителей. Так появились стандарты метаданных: IPTC, EXIF и XMP.

Сейчас даже самая простая «мыльница» и мобильный телефон умеют записывать дату кадра в EXIF, и практически все программы её считывать и использовать. Тут главное, чтобы владелец правильно выставил время на устройстве, и в дальнейшем он может практически забыть о таком параметре, как время. Практически, потому, что на Земле есть много часовых поясов, а стандарт EXIF, к сожалению, не до конца продумал этот момент. Дело в том, что стандартом не предусмотрено хранение часового пояса и времени UTC, что по сути заставляет хранить в снимке лишь местное время. Но «местное время» абсолютно не раскрывает реального времени UTC, так как для того, чтобы узнать мировое время, нужно как минимум знать смещение часового пояса. То есть, даже в текущем стандарте EXIF понятие «время» не точное, и в нём нет никаких указаний на точное мировое время. В XMP такой проблемы нет, но он крайне не распространён, в отличие от EXIF. Конечно, производители могут использовать свои поля для хранения временной зоны (или даже задействовать аттрибут GPSTimeStamp, который предназначен для геотэггинга), но к сожалению программы их не поймут.

Подпись, комментарии, тэги

Внедрение метаданных в цифровой снимок позволило хранить в нём не только время, но и другую информацию. Более того, технически EXIF позволяет хранить в нём вообще произвольные данные (но без стандартов, эти данные могут прочитать лишь узкоспециализированные программы). В частности можно подписать фотографию, описать события происходящие в нём. Во времена плёнки, сзади карточки подпись указывали почти также часто, как и дату, но сейчас эти атрибуты практически не используются, так как обычно подписью для всего альбома фотографий обычно является название папки, в которой они находятся, а процесс этот никак не автоматизируешь.

Параметры съёмки

Возможность сохранения произвольных данных в EXIF не могли не воспользоваться для хранения параметром съёмки — выдержка, диафрагменное число, чувствительность. Хотя эти данные интересны в основном любителям и профессиональным фотографам, тем не менее по некоторым из этих данных можно тоже подчерпнуть некоторую информацию, например о завышенной чувствительности, и как следствие сильных шумах.

Местоположение снимка

Раньше в подписи в фотокарточках могли указать город. Хотя его указывали в основном, когда человек делал снимок где-то вне родного города, т. к. родной город и дом «можно узнать и так». В наше время с появлением GPS в фотоаппаратах и смартфонах появилась возможность автоматизации привязки фотографий к карте, процесс, называемый «геотэгингом». Что это может дать? Помимо самой информации о местоположении, во-первых благодаря геотэггингу можно быстро найти все снимки в архиве, которые были сделаны в каком-то месте. Во-вторых, сейчас соц. сети умеют читать эти данные из метаданных и показывать другим местоположение на карте. В-третьих, на будущее, кто знает, может в будущем изобретут алгоритм, который по набору фотографий сможет автоматически создать модель местности, разве не интересно сейчас походить по смоделированной Москве какого-нибудь 15 века?

К сожалению, даже наличие GPS в устройстве не гарантирует привязки снимка к местности, т. к. для работы GPS нужен разогрев до 10 минут (без A-GPS) на открытом небе.

Привязка людей

Отметки о людях на фотографии — это один из самых «информационных» параметров снимка. Ведь действительно, снимают в основном людей, и ничто так не просветит, что за человек в кадре, как не подпись. Все знакомы с такими перечислениями в подписях — «На фото слева на право: Вася, Оля, Миша, Катя». В социальных сетях, эту идею активно развили, дав возможность пользователям отмечать друзей на фотографиях, более того, это, наверное, одна из самых главных функций в соц. сети, благодаря которой, они получили такое распространение. К сожалению, вне рамок социальных сетей привязкой людей к снимкам практически никто не занимается. Во-первых, из-за отсутствия в прошлом систем автоматизации; во-вторых, из-за отсутствия стандартов хранения этой информации в EXIF; ну и в третьих, обычно такая информация предполагает наличие некой «базы данных людей», а в каждый снимок базу не встроишь.

После появления системы распознавания лиц в Picasa эта программа заработала огромную популярность, ведь действительно это очень удобно, когда Picasa, с небольшой вашей помощью, сама находила людей на фотографиях. В дальнейшем, эту программу очень удобно использовать для поиска снимков какого-то конкретного человека (вместо того, чтобы просматривать все фото в поисках его). Естественно, алгоритмы распознавания образов распознают людей далеко не всегда (в основном только для чётких, больших фотографий в «фас», желательно без очков), и много фотографий нужно потом отмечать вручную, но это лучше, чем ничего.

Что всё это даёт?

Конечно, в первую очередь это даёт возможность быстро найти интересующие снимки. Если раньше плёнка вынуждала сто раз подумать, прежде чем сделать снимок, то сейчас человек практически ничем не ограничен в фотографировании. Как результат — огромные архивы снимков, где трудно что-то найти. Банальная задача — найти хорошую аватарку друга/подруги для того, чтобы поставить его в телефонную книгу на смартфоне — становится сложной. А если есть привязка людей к фотографиям, эта задача на порядок упрощается.

А если данные идеально заполнены, становится возможным делать даже сложные запросы: найти все фотографии Васи и Тани Пупкиных (там, где они вместе), сделанные в Москве в период с 2005 по 2008 год.

Где хранить архив?

В век облачных технологий так и хочется дать совет — хранить всё в облаке, а лучше в нескольких. Но для рядовых пользователей это может влететь в копеечку, т. к. современный архив фотографий может занимать не одну сотню гигабайт. Поэтому для большинства скорее всего подойдёт хранение на компьютере или NAS. Главный совет — делать бэкапы, и крайне желательно его хранить где-то очень отдельно — крайне неприятно потерять весь свой архив из-за пожара или катастрофы.

По поводу структуры папок, могу лишь дать совет. Разбивать все фотографии на альбомы/папки по некому смыслу, а в качестве наименования папки использовать формат «2000-12-31 Название». Такой способ отсортирует все альбомы в виде единой временной линии. Если альбомов много, то можно их дополнительно разбить на папки по годам.

Чем смотреть?

Тут очень печальная тема. Достойных программ, которых могут каталогизировать архив фотографий, использовать и редактировать все информативные параметры фотографий и имеет систему распознавания лиц — немного. Я знаю только две — Picasa и iPhoto, причём вторая работает исключительно на MacOS.

Кроме-того, крайне важно, чтобы вся информация о снимке хранилась внутри самого снимка, а не в базе данных программы. Т. к. не факт, что программу не забросят, или база данных не повредится. Google Picasa с версии 3.9 это умеет, путём установки галочки «Хранить метаданные в файлах» в настройках программы. Благодаря этому, можно не беспокоиться, что однажды привязанные люди к фотографии не исчезнут после переустановки системы, перемещении папки или вообще на чужом компьютере.

Помимо этого, Picasa имеет множество других полезных функций, например, синхронизируется с адресной книгой аккаунта Google, т. е. если вы пользуетесь Android, у вас уже будет база данных людей. Из Picasa можно легко задать аватарки для людей в этой адресной книге. Плюс куча возможностей выгрузки веб-альбомов, и многое-многое другое.

А как быть с видео?

Это ещё более печальная тема. К сожалению, для видео нет вообще никаких общепринятых единых стандартов, по типу EXIF, поэтому тут сложно что-либо советовать. И хотя Picasa умеет работать с метаданными некоторых контейнеров видео, не факт, что это будет всё работать в будущем.

Рассуждения о будущем..

Как видно из данного топика, сейчас очень не хватает принятия некоторых стандартов, для универсализации и повышения информативности фотографий, а для видео вообще следовало бы, хотя бы, внедрить текущие стандарты EXIF. Например, очень необходимо решить вопросы со временем UTC в EXIF, а также, возможно, расширить поля местоположения. Например, ввести поле «Направление снимка», что позволило бы на карте отобразить не только точку, но и, собственно, куда был направлен объектив. Тем более что уже сейчас в телефонах есть электронные компасы. Так же, очень нужен стандарт в хранении меток людей внутри EXIF, тогда вполне возможно, что в будущем фотоаппараты научатся сами отмечать людей в кадре (ведь фотоаппараты уже достаточно мощные, и уже имеют системы «распознавания улыбок», а с недавних пор на них стали внедрять Android, что облегчит разработку таких алгоритмов).
Обновлено. Как сообщил мне уважаемый kraleksandr, Samsung Galaxy Camera уже умеет это делать.

Заключение

Конечно, личные фотографии в первую очередь рассчитаны на самого владельца, и вряд ли внуки, а тем более правнуки, будут хранить весь ваш фотоархив, но повышение информативности снимка, безусловно, повысит полезность хотя бы некоторых снимков для них. Кроме того, все описанные способы повышения информативности позволят облегчить пользование архивом и вам.
PS. Картинки для поста любезно предоставленны сервисом Google Images.