Často sa veru nestáva, aby vedecké práce a publikácie z celého sveta obsahovali fotografiu z časopisu pre dospelých. Obzvlášť v súvislosti s tým, že na to ani nebolo udelené právo od fotografa ani samotnej modelky. Ale tak sa to skrátka občas prihodí a v retročriepkach platí, že za všetkým je nejaký dôvod a zaujímavý príbeh.

Tisíce, či možno skôr desiatky tisíc najrôznejších vedeckých prác. Státisíce či zrejme milióny použití pri výskumoch a vývojoch kľúčových algoritmov pre digitálnu kompresiu fotografie a videa.

Po celé dekády bola jej tajomná tvár a jej pohľad neoddeliteľnou súčasťou odboru, pričom dlhé roky drvivá väčšina ľudí nemala ani najmenšej potuchy, odkiaľ pochádzala a kto to vlastne bol.

Dvadsaťjedenročná švédska modelka Lena Sjööblom, ktorá sa na danej fotografii objavila celkom nahá ako Playmate časopisu Playboy v jeho novembrovom vydaní v roku 1972, sa celkom nevedomky stala symbolom spracovania digitálneho obrazu.

Či už ide o JPEG, GIF, PNG, alebo MPEG a iné z tohto štandardu odvodené video formáty AVC a HEVC formáty (H.264 / H.265), všetko niekedy prešlo cez tvár Leny.

MONA LÍZA POČÍTAČOVÝCH VIED, LEN TAK NEDOPATRENÍM

Bolo leto roku 1973 a Alexander Sawchuck, profesor na Univerzite Južnej Kalifornie (USC), spolu so študentom a laboratórnom asistentom hľadali vhodný obrázok pre prezentovanie novej vedeckej práce.

Miestny univerzitný inštitút pre signálové a obrazové spracovanie (SIPI), ktorého boli súčasťou, patril vôbec k prvým výskumným organizáciám na svete, špeciálne zameraným na spracovávanie digitálneho obrazu.

Práve tu, v priebehu 70. rokov, vznikli základné princípy digitálneho obrazového zaostrovania, extrakcie príznakov, obrazovej komprimácie a predovšetkým transformačného kódovania, ktoré je základom JPEG a MPEG algoritmov, z ktorých vychádzajú štandardy viac ako 90 % digitálnej fotografie a videa, s ktorým sa dnes bežne stretnete.

Lena na svojom originálnom mieste v novembrovom vydaní časopisu Playboy v roku 1972 (po kliknutí sa zobrazí kompletný originál vo vysokom rozlíšení)

Blížila sa konferencia a všetci mali už plné zuby starých testovacích obrázkov zo 60. rokov, ktoré siahali na počiatok štandardov televízie. Chceli niečo nové a žiarivé. S dobrými farbami a vysokým dynamickým rozsahom. Ideálne nejakú ľudskú tvár.

A vtedy niekto nemenovaný priniesol do laboratória svoj časopis Playboy. Sawchuck a jeho tím ho prelistovali, vytrhli jednu z fotografií a namotali ju na valec telefónneho fotoskeneru Muirhead, ktorý bol doplnený o trojitý analógovo digitálny konvertor pre červenú, zelenú a modrú farbu.

Daná fotografia bola tzv. centerfold, čo bola hlavná fotografia časopisu vo vysokej kvalite, ktorá bola na troch poskladaných A4 stranách, ktoré čitateľ mohol rozložiť do jedného spoločného celku.

Použili len jej vycentrovanú hornú časť, bez odhaleného poprsia a pozadia, ktorá sa na valec zmestila. Koniec koncov, šlo o umeleckú fotografiu ženskej tváre, i keď z jej pohľadu a odhalených ramien je určitý sexepíl rozhodne cítiť. 

Podoba valcových skenerov v 70. rokoch minulého storočia /Ilustrácia: Associated Press/

Proces sa následne rozbehol a výsledný štvorcový obrázok vo „vysokom“ rozlíšení 512 × 512 pixelov úspešne odoslali do „mikro“ počítača Hewlett Packard 2100.

Celý proces bol komplikovaný a extrémne pomalý. Skener mal rozlíšenie 100 bodov na palec, pričom pri danom rozmere a potrebných 512 bodoch sa usekol po 13 centimetroch práve na Leniných ramenách.

Zaujímavosťou je, že kvôli softvérovej chybe stratili horný riadok a ak si fotografiu dostatočne zväčšíte, uvidíte nielen rôzne chyby digitalizácie a rôzne nečistoty na valci či časopise, ale aj to, že horný riadok je jednoduchý dátový duplikát. Navyše, obrázok bol z dôvodu zlého časovania konvertoru mierne roztiahnutý do výšky.

Na opravu ale nebol čas. Obrázok sa použil na otestovanie kompresného algoritmu a výsledok putoval na konferenciu spolu s prezentáciou. A práve tento moment, bez toho aby to daní aktéri procesu vôbec tušili, vytvoril defacto obrazový štandard, používaný v oblasti počítačového obrazu a kompresie po niekoľko nasledujúcich dekád.

Počítač Hewlett Packard 2100, do ktorého naskenované dáta putovali

Proces bol pomerne priamočiary. Do laboratória následne chodilo alebo písalo mnoho iných výskumníkov a žiadali si kópiu daného obrázku, aby na ňom mohli vyskúšať svoj algoritmus, vďaka čomu mohli rýchlo vidieť, či bola ich kompresia účinnejšia a kvalitnejšia.

Množil sa tak počet vedeckých prác, ktoré Lenu obsahovali, čo obratom stále viac a viac podporovalo jej ďalšie používanie.

Aj keď v 80 a 90. rokoch začali byť dostupné omnoho pokročilejšie a kvalitnejšie skenery, obrázok sa naďalej uprednostňoval, pretože vytváral nepretrhnutú niť v rámci porovnaní, na ktorom sa dala demonštrovať ukážka toho, že obrazovú kvalitu je možné zachovávať pri stále nižších dátových tokoch.

NAŠA MODELKA SA POUŽÍVA NAČOŽE?

Po nasledujúce dve dekády SIPI rozdistribuovalo tento obrázok bezplatne tisíckam vývojárov a vedcov po celom svete. Lena tajomne vykukovala z vedeckých publikácii či kníh, pričom bolo až neuveriteľné, že všetko narazilo na právnickú „bariéru“ až v roku 1991, kedy sa kópia jedného vedeckého žurnálu Optical Engineering (optické inžinierstvo), ktorý mal Lenu na obálke svojho júlového vydania, dostala až do centrály Playboy magazínu.

Magazín bol povestný tým, že jeho právne oddelenie si fotografie výrazne strážilo a do žurnálu odoslali list, v ktorom sa prihlásili ako majitelia publikačného práva na danú fotografiu a spýtali sa, prečo neboli pred vydaním kontaktovaní v súvislosti s licenciou.

Vedecký žurnál Optical Engineering z júla 1991

Pre daný žurnál, rovnako ako pre autorov vedeckej práce, ktorá bola jeho súčasťou, šlo o prekvapenie. Po dvoch dekádach používaní daného obrázku v celom odbore nikomu neprišlo na um, že by fotografia niekomu takýmto štýlom patrila a nejde o voľné dielo.

Do kancelárie Playboyu následne zatelefonoval Eric Pepper, riaditeľ Medzinárodného neziskového inštitútu pre optiku a fotoniku, ktorý ľudom z Playboya celú záležitosť vysvetlil a popísal dôležitosť daného obrázku v odbore a jeho používanie.

Po vysvetlení celej situácie mali ľudia z Playboya našťastie pre všetko pochopenie. Rozhodli sa nikomu z vedeckej a výskumnej sféry nerobiť súdne problémy a v základe sa vyjadrili, že šírenie danej fotografie je teda v poriadku, pokiaľ bude slúžiť na výskumné a vzdelávacie účely.

Používanie fotografie Leny tak naďalej vo vedeckej a vývojárskej sfére pokračovalo. Koniec koncov, mnoho vývojárov a výskumníkov boli za celé dekády na daný obrázok natoľko zvyknutí, že úspešnosť a komplexné schopnosti toho či oného kompresného algoritmu z nej spoznali na prvý pohľad.

Zaujímavosťou je, že novembrové číslo časopisu Playboy z roku 1972 bolo jedným z najpredávanejších čísiel v histórii tohto časopisu. Jeho kompletné prelistovanie môžete vidieť v tomto videu. Lenine stránky sú na časovej známke 16:20.

Moment identifikácie Leny vniesol do komunity vývojárov a vedcov značný rozruch. Nielen v súvislosti s problematikou autorských práv, o ktoré sa dovtedy príliš nezaujímali, ale hlavne v súvislosti s tým, že konečne dostali príjemné a nemenej dôležité rozuzlenie toho, na koho tvár sa takmer celé dve dekády pozerali.

Realita totiž bola taká, že drvivá väčšina z nich nemala ani najmenšej potuchy, kto Lena je. Ako ukážka z praxe môže slúžiť spomienka Jeffa Seidemana, bývalého prezidenta Združenia pre vedy a technológie spracovávania obrazu (IS&T), ktorý pri návštevách najrôznejších výskumných a vývojových laboratóriách v 70. a 80. rokoch začal na obrázok Leny narážať stále častejšie a častejšie. Bola skoro všade, pričom sa vždy vývojárov pýtal, kto to je. Zakaždým však len dostal odpoveď typu „No to je Lena“. Na jeho otázku „A kto je Lena“ obvykle nasledoval len pohľad na zmätenú tvár, pokrčenie ramien a odpoveď „Čo ja viem, proste Lena“.

Združenie pre zobrazovacie vedy a technológie (IS&T) usporadúvalo každoročne v Bostone vedecké konferencie a roku 1997, kedy sa odohral  jubilejný 50 ročník, sa rozhodli Lenu Sjööblom pozvať, aby mohla vidieť čoho bola nevedomky súčasťou.

Lena Sjööblom sa pozerá na malý zlomok vedeckých prác s jej fotografiou na konferencii IS&T

Je tak trochu čarovné, že v roku 1997, kedy vtedy už 46 ročnú Lenu Sjööblom (v tej dobe už Lenu Soderberg) úspešne kontaktovali, pracovala v Štokholme ako štátny zamestnanec digitalizačného strediska, kde manažovala skupinu hendikepovaných zamestnancov, archivujúcich vládne dáta pomocou počítačov a skenerov.

To, že práve jej tvár obrazové algoritmy kompresie pomáhala dekády vyvíjať, ju milo prekvapilo. Konferencie sa zúčastnila, pričom na nej predniesla aj svoj životný príbeh, vďaka čomu vývojárskemu a vedeckému svetu poodhalila pokrývku toho, kto vlastne za populárnou tvárou je.

PREČO SA POUŽIL PLAYBOY A PREČO TO NIEKTORÍ ĽUDIA ŤAŽKO NIESLI

Odhalenie ozajstného pôvodu fotografie malo výhody aj nevýhody. Aj keď USA bolo na jednu stranu vždy kolískou osobnej slobody a takisto centrom zrodu erotického priemyslu, všetko to vždy bojovalo aj s hlboko zakorenenými puritánskymi postojmi, ktoré v určitých skupinách obyvateľstva vždy prejavili.

Nebolo divu, že v nasledujúcich rokoch sa začali objavovať aj názory, že daná fotografia je nevhodná a neadekvátna, pretože je údajne lascívna. Aj keď pravdaže ide len o tvár a ramená, pričom vo vedeckej sfére sa nikdy nepoužívala zvyšná časť s odhalením poprsím a pozadím, niektorým ľudom sa skrátka nepozdával „ten pohľad do kamery“.

Aj keď zakladať svoj odpor na tom, že niekto je na nezobrazenom zvyšku fotografie nahý, pôsobí ako sťažnosť, že je niekto nahý pod oblečením, niektorí americkí žurnalisti začali poukazovať na to, že už len fakt že ide o fotografiu z Playboy magazínu je demonštrácia sexizmu a toho, že historicky tomuto vedeckému odporu dominovali muži a že v ňom ženy nie sú vítané.

Ide však o značne extrémny a myšlienkovo zatemnený postoj. Realitou bolo, že na začiatku 70. rokov bol magazín Playboy skrátka len mimoriadne vhodným a ľahko dostupným zdrojom vysokokvalitnej fotografie. V súčasnej dobe sa to pravdaže už ťažšie chápe, pretože digitálna obrazová informácia vo vysokej kvalite je dostupná kedykoľvek a v akejkoľvek podobe, avšak pred pol storočím to jednoducho neplatilo.

Noviny mali obrázky, ktoré vyzerali ako vysypaná ryža a vysokokvalitná tlač, s perfektnými farbami a vo veľmi vysokom rozlíšení bola značne nákladná. Drahší časopis zakúpený v stánku bol v základe jediným zdrojom, v ktorom sa bežnému človeku dostala kvalitná obrazová informácia na začiatku 70. rokov minulého storočia bez okolkov do ruky.

Mať kvalitný obrázok či fotku niečoho, čo ste neodfotili vy sami, obvykle znamenalo mať to vystrihnuté nožnicami z časopisu.

Aj keď pravdaže časopisy existovali rôzne, rozhodne neboli plné detailných záberov na ľudské tváre a postavy v kvalitných svetelných podmienkach najrôznejšieho druhu. Použitej Playboy fotografii z tzv. centerfoldu, ktorá po rozložení troch strán zaberala plochu viac ako pol metra, sa v kvalite už nemohlo veľa bežne dostupných fotografií rovnať.

Neerotické fotografie z časopisu Playboy, použité v rámci kódovania šumu vo vedeckej práci v roku 1962 (DOI: 10.1109/TIT.1962.1057702), pravdepodobne z toho istého dôvodu, ako bola zvolená fotografia Leny v roku 1973

To však nie je všetko. Daný obrázok bol vybratý preto, že z technického hľadiska obsahuje veľmi dobrý mix detailov, plochých oblastí, tieňov aj vhodných textúr, ktoré skrátka okamžite ukážu kvalitu, nedostatky aj silné stránky kompresného algoritmu pri rôznych nastaveniach.

Všimnite si fialové perie a jeho kontrast s čiernymi časťami klobúku. Všimnite si rozdiely textúr pokožky a materiálu klobúku, všimnite si že postava je osvetlená spredu aj zozadu, všimnite si tiene a kontrast s veľmi jasnými časťami nosu a ramena. Je to skrátka mimoriadne vhodný testovací obrázok pre kvalitu obrazovej kompresie, pretože obsahuje všetko potrebné.

Je pravdaže nesporné, že fotka bola vybratá aj preto, že sa na ňu dobre pozerá. Je pravdou, že historicky boli v tomto odbore vývojári v drvivej väčšine prípadov muži, ktorí tomuto typu obrázku pri výbere dajú prednosť (hoc aj celkom podvedome), pred tupo a neemocionálne pôsobiacim obrázkom nejakej vázy.

Predstierať však, že tento obrázok môže odrádzať ženy od vstupu do tejto vedeckej disciplíny, je však mimoriadne prehnané. Obzvlášť v súvislosti s érou instagramovej a inej „sociálnej“ fotografie, pri ktorej daná póza pôsobí dnes už skôr len tajomne a noblesne.

Lena sa v rámci svojej modelingovej kariéry objavila aj na rôznych inštruktážnych a propagačných materiáloch firiem Kodak a Xerox. V rámci rozšírenia sa však jej prítomnosti vo vedeckých a technických publikáciách, tu vpravo na knihe o kódovaní, nič nevyrovnalo /Foto: Anna Huix/

Každopádne, postupom času sa celá diskusia stala vlastne bezpredmetná. Aj keď obrázok sa v hojnej miere používal aj v prvej dekáde tohto storočia, postupom času začal byť čoraz menej relevantný.

V roku 2017 vyzval vedecký žurnál Modern Optics (Moderná optika) výskumníkov, aby vyskúšali dávať prednosť alternatívam, pričom ponúkol tri fotografie (piráta, kameramana a papriky), ktoré boli z hľadiska obrazových vlastností Lene veľmi blízke.

V roku 2018 vedecké žurnály Optical Engineering a Nature Nanotechnology takisto začali dôrazne odrádzať od pokračovania používania Leny vo vedeckých prácach, pokiaľ k tomu autori nemajú naozaj veľmi dobrý vedecký dôvod.

Poukázali pri tom na to, že mimo diskusie ohľadom nedoriešených autorských práv a vhodnosti z hľadiska postojov rôznych ľudí by mal byť dôvod predovšetkým to, že obrázok v rozlíšení 512 × 512 bodov, naskenovaný prehistorickým skenerom z roku 1970, by už skrátka nemal byť súčasťou vývoja moderných obrazových algoritmov v druhej a tretej dekáde 21. storočia.

A to je rozhodne pravda.

Lena sa tak môže oprávnene stať natrvalo už len zaujímavým čriepkom z IT histórie a navždy byť v pamäti ako Mona Líza obrazovej kompresie.

Ďalšie drobné čriepky z IT histórie hľadajte na našom webe každý štvrtok večer a takisto pod rovnomenným kľúčovým slovom.

František Urban

František Urban
Zameriavam sa najmä na prehľadové a analytické články z oblasti najrôznejších technológií a ich vývoja. Nájdete ma takisto pri diagnostike HW a SW problémov.