গিগাপিক্সেল ইমেজ ; প্রযুক্তির এক মোহনীয় আবিষ্কার!

ইতোমধ্যে অনেকেই হয়তো গিগাপিক্সেল ইমেজ কথাটি শুনেছেন৷ খুব বেশি না শুনলেও সম্প্রতি চায়নার একটি ইমেজ প্রোসেসিং কোম্পানী Bigpixel এর তোলা শাংহাই (Shanghai) শহরের ১৯৫ গিগাপিক্সেল এর ৩৬০ ডিগ্রীর প্যানারোমা ছবিটার কথা নিশ্চই অনেকে শুনেছেন, এব্যাপারে জেনেছেন অথবা এমনকি ইমেজটা ঘেটেও দেখেছেন! ইমেজটি না দেখে থাকলে https://t.co/k4ItteLDfQ এই এ্যাড্রেসটিতে গিয়ে দেখে নিতে পারেন।

আর যারা দেখেছেন, তারাতো জানেনই গিগাপিক্সেল এই ইমেজটি কতটা বিস্ময়কর! গোটা ইমেজে খুব উচু থেকে নেয়া শাংহাই শহরের ৩৬০ ডিগ্রী ভিউয়ের দৃশ্যপট দেখা যায়। বহু দুরের অনেক দালানকোঠা ঝাপসা দেখায়, ঠিক করে অবয়বও দেখা যায়না। আর নীচে পথে থাকা যানবাহনগুলো যেন খুউব ছোট ছোট কণা একেকটা।
কিন্তু যখনি আপনি জুম করা শুরু করবেন ইমেজটাকে, দেখা যাবে ঐ আবছা অবয়বের ইমারতটাও স্পষ্ট হতে হতে এমনই স্পষ্ট হয়ে উঠবে, যে সেটকেতো দেখা যাবেই, তার ছাদে থাকা কোনো যন্ত্র, আর যন্ত্রের গায়ে থাকা লেখাটা পর্যন্ত দেখা যাবে! ঠিক তেমনি গাড়িগুলোকে জুম করলে সেগুলো স্পষ্টরুপে বুঝাতো যাবেই, সাথে সেগুলোর নাম্বারপ্লেটে থাকা নাম্বারো পড়া যাবে। এমনকি পথচারীদের চেহারা পর্যন্ত সুস্পষ্ট বুঝায় যাবে!
এটাই হচ্ছে ছবিটার মাহাত্ম্য! এটা মাত্রাতিরিক্ত সুক্ষ আর সুবিশাল সাইজের এক ইমেজ, যা ট্র‍্যাডিশনাল কোনো ক্যামেরায় তোলা ছবির চাইতে ২০০০ গুণ বেশি নিখুঁত!

অবাক লাগার মত ব্যাপার তাই না!

হ্যা, অবাক লাগার মতই বটে। আর অবাক লাগার মতই প্রযুক্তিই হচ্ছে গিগাপিক্সেল ইমেজের প্রযুক্তি। যেখানে আমরা পাঁচ, আট, তেরো বা একুশ মেগাপিক্সেলের ক্যামেরার ছবি নিয়েই এত সন্তুষ্ট থাকি সেখানে যদি বলা হয় এমন কোনো ছবির কথা যা দশ, বিশ বা শতও নয়, হাজার মেগাপিক্সেলেরো বেশি! সেক্ষেত্রে অবাক হওয়াটাই যেন যথোচিত।
আর চাইনিজ এই ছবিটি এক হাজার, দুই হাজার মেগাপিক্সেলের নয়। একশো পঁচানব্বই গিগাপিক্সেল বা এক লাখ পঁচানব্বই হাজার মেগাপিক্সেল এর একটা ছবি!
ভাবা যায়?
আর হ্য, এসব ছবির ডিটেইলস ধারণ ক্ষমতা যেমন, তেমনি সাইজের দিক থেকেও কিন্তু এগুলো অনেক বিশাল সাইজের হয়। যেমন এই ছবিটা সাইজের দিক থেকে দেড়শো গিগাবাইটেরো বেশি!
মানে সে হিসেবে ৩২/৬৪ জিবির, এমনকি ১২৮ জিবির কোনো ফোনেও এটা আটবে না!
গিগাপিক্সেল ইমেজ কিন্তু এটাই নতুন কিছু নয়। বহু ক্ষেত্রেই এমন গিগাপিক্সেল ইমেজের প্রচলন রয়েছে। তার মধ্যে সামরিক ক্ষেত্র, পর্যবেক্ষণ, অনুসন্ধান থেকে শুরু করে মহাকাশ গবেষণার ক্ষেত্রেও এমন অত্যন্ত সুক্ষ্ম গিগাপিক্সেল ইমেজের প্রচলন রয়েছে। রয়েছে নাসার নিজেরো গিগাপিক্সেল ইমেজ।
উদাহরণস্বরুপ আরো একটি গিগাপিক্সেল ইমেজের কথা বলা চলে VISTA survey of the Magellanic Clouds (VMC) প্রকল্পের অধীনে ইতালির Padova এর Stefano Rubele of the University এর একদল নভোচারীর সমন্বয়ে তোলা আমাদের গ্যালাক্সি মিল্কি ওয়ে এর কাছাকাছি একটি গ্যালাক্সির ছবির কথা বলা যেতে পারে। যাতে ১ কোটি ৬০ লাখ পিক্সেলের সমারোহ রয়েছে। ছবিটি ৪.১ মিটার আকারের Visible and Infrared Survey Telescope (VISTA) নামের বিশেষ একধরণের টেলিস্কোপ দিয়ে ধারণ করা হয়। যাতে ঐ Magellanic Cloud এর অতি সুক্ষ্ম ছবি উঠে আসে।
ছবিটি চাইলে https://www.eso.org/public/images/eso1714a/zoomable/ উক্ত লিংকে গিয়ে দেখে আসতে পারেন।

এমন আরো একটি ছবির কথা বলতে গেলে বলতে হয় হাবল টেলিস্কোপের তোলা আমাদের অনেকেরই পরিচিত নাম অ্যান্ড্রোমিডা গ্যালাক্সি’র দেড় গিগাপিক্সেলের একটি ছবি। ছবিটা ১০০% জুম এ এতোই বড় হবে যে তা দেখার জন্যে HD বা 720p কোয়ালিটির ৬০০টি টেলিভিশন প্রয়োজন!
আর ছবিটি সাইজে ৪.৩ গিগাবাইটের!

এটাকেই এখন পর্যন্ত অ্যান্ড্রোমিডা গ্যালাক্সির সবচে সুক্ষ্ম ছবি হিসেবে ধরা হয়। যেখানে আপনি সর্বোচ্চ জুম করলেও দেখবেন পুরো দৃশ্যপট যেন নানা রঙের তারকা আর নক্ষত্রে ঝলমল করছে।
ছবিটি চাইলে দেখে আসতে পারেন এখানে : https://www.spacetelescope.org/images/heic1502a/zoomable/

মহাকাশ সম্বন্ধীয় আরেকটা তাক লাগানো ছবি হল NASA’র Lunar Reconnaissance Orbiter (LOR) এর থেকে তোলা ছবি নিয়ে গঠিত চাঁদের উত্তর মেরু বা North Pole এর ছবি। আর এই ছবিটি এক, দেড়, দশ, বিশ, একশো গিগাপিক্সেলেরো না। চাঁদের উত্তর মেরুর এই ছবিটি আস্ত ৬৮১ গিগাপিক্সেল এর! অর্থাৎ এই ছবিটিতে মোট পিক্সেল বা ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র টুকরোর সমারোহতে আছে ৬৮ হাজার ১০০ কোটি (৬৮১,০০০,০০০,০০০) বা ৬৮১ বিলিয়ন পিক্সেল!
বুঝতে পারছেন আশাকরি ছবিটা কতখানি সুক্ষ্ম!
ছবিটা এতোটাই সুক্ষ্ম যে ১০০% জুম করা মুডে ছবিটা এত বড় দাঁড়ায় যে এর প্রতি পিক্সেলের অনুপাত চাঁদের ২ মিটার ভূমির সমান হয়।
সুতরাং সে হিসেবে বুঝতেই পারছেন ছবিটা কতখানি সুক্ষ্ম!

ছবিটি দেখে আসতে পারেন http://lroc.sese.asu.edu/images/gigapan/ এই লিংকটিতে গিয়ে। কিন্তু এই সকল গিগাপিক্সেল ইমেজের বাধ ভেঙে দিয়েছে যে ইমেজ সেটি কিন্তু পাঁচশ /ছয়শ গিগাপিক্সেলেরো না!
কি, অবাক হচ্ছেন?
অবাক হলেও সত্যি যে পৃথিবী সব বিশালাকার ইমেজের রেকর্ডের বাধ ভেঙে দেয়া যে ইমেজটির কথা বলছি সেটা গিগাও না, টেরা পিক্সেল ইমেজ!
অর্থাৎ হাজার গিগাপিক্সেলের ঘরের ইমেজ! মানে দশ লাখ (১,০০০,০০০) মেগাপিক্সেল! বিশ্বের সর্ববৃহৎ আকারের ছবির দাবিদার এই ইমেজটির রেসোলিউশন হল ১.০৩ টেরাপিক্সেল বা দশ লক্ষ তিরিশ হাজার মেগাপিক্সেল!
মানে একটা ছবিতে এক লাখ তিরিশ হাজার কোটিটা (১,০৩০,০০০,০০০,০০০) পিক্সেল!
অতিকায় বিশাল এই ইমেজটির নির্মাতা প্রতিষ্ঠান হল উচ্চপর্যায়ের ইমেজ প্রসেসিং কোম্পানী Gigamacro ।
আর ইমেজটির সাইজ?

ইমেজটির সাইজ হল ২.৮ টেরাবাইট!
ইয়ে, মানে গড়পড়তা দুই তিনটা হার্ডডিস্ক মিলিয়ে ভাবলে ভাবা যায় আরকি! আর মোবাইলে ধারণের চিন্তা তো বাদ!
অতিকায় বিশাল এই ইমেজটিতে অন্যান্য বিলিয়ন পিক্সেল ছবির মত ল্যান্ডস্কেপ বা ওয়াইড এ্যাঙ্গেল আর ৩৬০ ডিগ্রীর প্যানারোমা জাতীয় ছবি না। এটি আসলে সব কাচা খাবারদাবারের ছবি দিয়ে ভরা একটি ফ্ল্যাট ম্যাক্রো ইমেজ। যা লম্বা আকৃতির একটি ইমেজ। যাতে আছে চিনি, ভুট্টার দানাসহ আরো অনেককিছু। আর সাথে সেফটিপিনও চলে এসেছে!
জেনে অবাক হতে পারেন যে ১০০% বা ফুল রেসোলিউশনে এই ইমেজটার দৈর্ঘ গিয়ে দাঁড়াবে ১,৮২৫ ফুট! অর্থাৎ যা নিউইয়র্কে অবস্থিত One World Trade Center (১,৭৭৬ ফুট) এর চাইতেও উচু! ফুল রেসোলিউশনে এটির DPI বা Dot Per Inch দাঁড়াবে ৩০০।

অনেকের মাথাতেই প্রশ্ন থাকতে পারে এত বিশাল সাইজের একিটা ইমেজ তৈরীতে খাবারকেই কেন সাবজেক্ট হিসেবে নেয়া হয়েছে? কারণ হিসেবে গিগাম্যাক্রো জানিয়েছে এতে রঙের ভিন্নতা যেমন অনেক থাকে, তেমনি খাবারকে সাবজেক্ট ধরে কাজটা করা তুলনামূলক সহজ হতো। পাশাপাশি এইসব কাঁচা খাবারের বিভিন্ন অংশকে খুব বড় করে দেখলে তা কিন্তু একদম ভিন্ন আর অচেনা রুপে ধরা দেয় আমাদের চোখে।
এবেলায়ও তাই। আর ব্যাপারটাতে একধরণের শৈল্পিক ভাবও রয়েছে।

গিগাম্যাক্রোর এই তাক লাগানোর ইমেজটির একঝলক দেখতে https://viewer.gigamacro.com/view/7np5k3kKlOYgxqiE?x1=1158292.89&y1=524754.11&res1=7150.86&rot1=0.13 এই লিংকটি থেকে ঘুরে আসুন।

কিভাবে তোলা হয় এত বিশাল ছবি!

স্বভাবতই প্রশ্ন আসতে পারে, শত মেগাপিক্সেলই যেখানে দায়, সেখানে গিভাবে শত শত গিগাপিক্সেল এর এমন সুবিশাল ছবি তোলা হয়?!

এর উত্তরটা আসলে খানিক ঘুরানো প্যাচানো। এই ছবিগুলো তোলা যায় তিনটা নিয়মে।
১. কম্পোজিটিং ইমেজিং, যেখানে অনেকগুলো অত্যন্ত হাই রেসোলিউশন ছবিকে একসাথে করে একটা ছবি বানানো হয়।

২. বিশালাকার নেগেটিভ থেকে ডিজিটাল পদ্ধতিতে খুব হাই ডেন্সিটি dpi বা প্রতি ইঞ্চিতে অনেক বেশি ডট সম্বলিত পজিটিভ বের করে।

৩. গিগাপিক্সেল ক্যামেরাগুলো দিয়ে, যা আসলে অনেকগুলো ক্যামেরা সেন্সরের সমন্বিত রুপ। যেমন বলা চলে Gigpixl Camera বা Pan-STARRS এর PS1 ক্যামেরা ডিভাইসের কথা। অনেক টেলিস্কোপেও একাধিক সেন্সরকে সমন্বিত করে একক ইমেজ প্রক্রিয়া করার কাজ করা হয়। ঠিক যেমন মহাকাশবিজ্ঞানে অনবদ্য অবদান রাখা এবছর অবসরপ্রাপ্ত টেলিস্কোপ Kepler এর ক্যামেরা প্যানেল। যাতে ৪২ টা ইমেজ সেন্সর একসাথে মিলে ৯৪.৬ মেগাপিক্সেলের ইমেজ ধরতো।

তবে উক্ত প্রযুক্তিগুলোর মাঝে কম্পোজিটিং ইমেজ বা ইমেজ টাইলিং পদ্ধতিটাই সবচে বেশ প্রচলিত। এর কারণ হচ্ছে এতে করে সিঙ্গেল ক্যামেরা এ্যারের চাইতে যেমন ছবি অনেক সুক্ষ্ম করে গঠণ করা যায়, তেমনি ছবির আকারো মনমত ঠিক করে নেয়া যায়। ফ্লোরে টাইলস যেমন একের পর এক বিছিয়ে বা ম্যুরাল চিত্রকর্মে যেমন ছোট ছোট টাইল একটা একটা করে বসিয়ে বড়সড় একটা ইমেজ বানানো হয় তেমনি এই পদ্ধতিতে প্রথমে ছবির বিষয়বস্তু নির্বাচন করা হয়। এরপর সেটাকে কতটুকু সুক্ষ্ম করবে আর তাতে কোন ক্যামেরা বা কেমন ক্যামেরা/ইমেজ সেন্সর ব্যবহার করবে তা নির্ধারণ করে নেয় আর ভাগ করে হিসেব করা হয় পুরো এরিয়াটাকে হাজারো ক্ষুদ্র ভাগে। সমানে দিন রাত লাগিয়ে ঐ একেকটা এরিয়ার ছবি তোলা শুরু হয়। চলতে থাকে ক্যামেরার অবিরাম ক্লিকিং বা ক্যাপচারিং। উঠানামা করতে থাকে শাটার একের পর এক। বহু ঘন্টা লাগিয়ে ছবিগুলো যখন তোলা শেষ হয়, সেগুলো যাচাই বাছাই করে পোস্ট প্রোসেস করা হয়। সেও মেলা সময়ের কাজ প্রতিটা ছবির পোস্ট প্রসেসিংয়ে যদি ৩ মিনিট করেও ধরি, তো এক হাজার ছবির পোস্ট প্রসেসিং এ লাগবে ৩০০০ মিনিট। মানে ৫০ ঘন্টা! অর্থাৎ প্রতিদিন টানা দশ ঘন্টা করে লেগে থাকলেও পাঁচ দিন দরকার। অর্থাৎ সপ্তাহখানেক বা তারো বেশি লাগবে পোস্ট প্রসেসিংয়েই!
এরপর পালা হলো স্টিচিং, অপ্টিমাইজেশন, ফরম্যাটিং, টাইলিং ইত্যাদি। সেগুলোর প্রতিটাতেও শত শত ঘন্টা চলে যায় একেকটা ধাপে। এরপর গিয়ে গঠিত হয় এক সুবিশাল ইমেজ।
ইমেজের টাইলের সংখ্যা আর প্রতি টাইলের ছবির রেসোলিউশনের উপর নির্ভর করে মোটমাট ছবিটা কতখানি সুক্ষ্ম আর বিশালাকার হবে। যেমন গিগাম্যাক্রোর ১.০৫ টেরাপিক্সেলের বিশালাকার ইমেজটিতে মোটমাট ব্যবহার করা হয়েছে ছয় লাখ ঊনত্রিশ হাজার তিনশ সত্তরটা (৬২৯,৩৭০) ছবি, যা ভিউয়িং টাইলসে পরে তিপ্পান্ন লাখে গিয়ে ঠেকে! ছবিগুলোর প্রতিটার রেসোলিউশন ২২ মেগাপিক্সেল আর যেগুলো তোলা হয়েছিল Cannon 5D Mark 3 দ্বারা। আর যাতে ব্যবহৃত হয়েছ ক্যাননের ৬৫ মিলিমিটারের লেন্স। অবিরাম ক্যাপচারিংয়ের পরেও ক্যামেরাগুলোর সময় লেগেছিল ২১২ ঘন্টা! স্টিচিংয়ে লেগেছে যার ১২৬ ঘন্টা, স্টিচিং অপ্টিমাইজেশনে ৬৩ ঘন্টা, ইমেজ রেন্ডারিংয়ে আরো ১২৬ ঘন্টা, স্পলিটিংয়ে ১৮১, এডিটিংয়ে ৮২, রিকম্বাইনিংয়ে ২৫৩ আর টাইলিংয়ে ৭৫ ঘন্টা!

বুঝতেই পারছেন কত কাঠখড় পোড়ানোর পর গিয়ে শেষমেশ দাড় হয় এমন একটা সুবিশাল ইমেজ।

পরিশেষে যেটা বলা লাগে, অনেকের মনে প্রশ্ন আসতে পারে, কি হবে এত বিশালাকার ইমেজ দিয়ে। এই প্রশ্নের জবাব আসলে এক কথায় দেয়া সম্ভব নয়। কেননা এই বিশালাকার ইমেজগুলো একেকটা রেফারেন্স এর ভাণ্ডার। যা যেমন গবেষণার কাজে ব্যবহার করা যেতে পারে, তেমনি ম্যাপিংয়ের কাজে, যে কাজটা গুগল আর মহাকাশের ইমেজগুলোর বেলায় করা হয়। এছাড়াও ব্যবহার হতে পারে অনুসন্ধান, ছক, নিলনক্সা আরো বহু কাজে। তাছাড়া ভিউয়ার দিয়ে এইসব ছবি দেখতেও কিন্তু খুব বিস্ময়কর লাগে।
এইসব একেকটা ছবি হচ্ছে একাধিক কাজের উৎস। যা অনেক বড় বড় প্রকল্পে ব্যবহার করা যেতে পারে। এমন অনেক ব্যাপারই আছে যা আপাতদৃষ্টিতে চট করে করাটা অসম্ভব মনে হলেও এমন সুবিশাল ইমেজ গঠণের মাধ্যমে করা সম্ভবপর হচ্ছে। উদাহরণস্বরুপ গুগল ম্যাপের কথাই ধরি না কেনো। অথবা মহাকাশের কোনো অংশের ম্যাপিং। যেসব ক্ষেত্রে জায়গা খোঁজা থেকে শুরু করে অনুসন্ধা, সব কাজেই ব্যবহৃত হচ্ছে এই সুবিশাল ম্যাপগুলো। অতএব আপাতদৃষ্টিতে এগুলোর ব্যবহার বিমূর্ত মনে হলেও বাস্তবে এগুলোর বহুবিধ ব্যবহার রয়েছে, প্রযুক্তির উৎকর্ষতায় যেখানে আরো অনেক ক্ষেত্রই যোগ হতে পারে ব্যবহার আর উপযোগীতার।

তো এই ছিল আজকের গিগাপিক্সেল ছবি নিয়ে আমাদের আয়োজন। এরপর আবারো হয়তো ফিরবো ভিন্ন কোনো বিষয় নিয়ে। ততক্ষণে ভাল থাকুন, সুস্থ থাকুন, নিজের খেয়াল রাখুন,
আর বিজ্ঞানবর্তিকার সাথেই থাকুন৷

তথ্যসূত্রঃ

http://www2.ifa.hawaii.edu/newsletters/article.cfm?a=340&n=2htm

https://web.archive.org/web/20060414140451/

http://www.gigapxl.org/project.image

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Gigapixel_image

https://www.iflscience.com/technology/this-viral-195gigapixel-photo-has-to-be-seen-to-be-believed/

https://www.iflscience.com/space/nasa-releases-681-gigapixel-interactive-map-lunar-north-pole/