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学术论文

数转模技术应用探析

宁三香

摘要:本文从文献长期保存保护的角度出发,对目前数字技术的缺陷和问题进行阐述,提出了数转模技术在实践中的具体应用。同时,凭借国家图书馆多年来的理论研究和实践经验,初步制定了数转模技术的工艺流程,并通过数转模技术和传统缩微技术的分析对比,指出了数转模技术在文献保护上的独特性,并对数转模技术的应用和发展前景作出了展望。

关键词:数转模 缩微技术 数字缩微

一、缩微技术发展现状

作为一种安全性高,稳定性好,经过百年实践检验且行之有效的文献抢救方式,缩微技术在档案和文献长期保存领域始终占据着重要的地位,发挥着不可替代的作用。但是,随着数字信息的快速发展,其使用上的便利性对缩微技术产生了很大的冲击,导致缩微技术在一段时间内处于较为低迷的发展状态。然而,在数字文献的存藏和使用过程中,也存在诸多缺陷:

首先,网络系统本身存在安全隐患,由于黑客攻击、病毒感染、信息盗窃等而造成的信息丢失、系统瘫痪等情况时有发生;其次,数字化存储设备也存在着一定的安全风险,如硬盘、光盘等数字信息保存的物理载体,在保存过程中容易受到震动、辐射、火灾、潮湿、老化等因素的影响,以致数据丢失,如日本1996年发生阪神大地震时,存储在磁介质及光盘中的信息大部分丢失,而保存在缩微胶片上的信息则完好无损。汶川大地震时,我国也曾遭遇过同样的情况;最后,数字化的信息因为具有可修改性,所以数字信息本身无法保证与原件信息的一致性和真实性。

针对上述数字技术缺点,结合缩微技术,从而引进了数字缩微技术。所谓数字缩微是指将数字技术与缩微技术相融合而产生的数字缩微技术,以及应用这一技术所开展的文献影像处理工作。在信息化高速发展的新形势下,数字化与缩微技术的结合已是大势所趋。数转模技术是数字缩微技术其中的一种表现形式,它将珍贵文献通过数字存档机转化为缩微胶片,对文献进行长期保存,这在国内有许多实例。缩微胶片的保存期限为500年,安全性高,稳定性好。数转模技术的出现,使得缩微技术焕发出了新的生机,同时,也将缩微技术的涉及领域进一步拓宽。在缩微技术中引人数字缩微概念,可以将数字和缩微两者紧密结合,以更好地为文献保存保护工作提供有力的保障。

二、数转模技术概况

(一)数转模技术概念

数转模技术是利用数字存档机将数字影像转换至缩微胶片上的技术,即把原生性或者再生性的数字影像转换至缩微胶片上,以便于数字信息的长期保存。这项技术将缩微胶片长期保存的优势与数字信息方便利用的优势结合在一起。这项技术可以对重要文献进行全新的异质备份,是确保数字信息安全最有效的措施之一。

(二)数转模技术的原理

数转模技术的转换方式分为打印型和拍照型两种,分别对应不同类型的设备。打印型设备的技术原理与数字打印机的技术原理相似,是利用激光打印技术将数字影像上的像素信息打印到缩微胶片的相应位置上,其缺点在于转换速度过慢并且只能打印黑白影像信息。

拍摄型设备技术原理是采用曝光拍摄的方式记录数字影像信息,工作方式是将数字影像呈现在一块精度极高的液晶屏幕上,利用光学技术对屏幕上的影像进行拍摄。相对于打印型转换设备而言,拍摄型转换设备具有转换速度较快且可以转换灰度和彩色影像等优势。

(三)数转模技术的应用范围和分布情况

在经历了本世纪初期的短暂低迷之后,缩微技术再次在全球范围内得到重视。在文献长期保护和保存上,以美、英、德等为代表的发达国家始终没有放弃缩微技术作为一种行之有效的再生性保护手段,台湾地区的缩微拍摄工作也在停顿一段时间之后重新开始进行。缩微技术在文献长期保存领域中不可替代的作用在具体实践中日益得到体现。随着时间的推移,缩微技术与数字化技术间的相辅相承体现得更加深刻。如今,在各国档案及图书馆界已形成了这样一个重要共识:从信息安全的角度看,缩微技术仍然有着独特的、不可替代的优势。

目前,欧美等许多发达国家在图书馆、档案馆、政府管理部门、航空航天、大型企业、电力能源技术、金融保险、法律服务等需要保留档案的机构使用数转模技术,而数转模技术目前在我国主要应用于图书馆、档案馆、公检法系统、城市建筑、航空航天集团、船舶制造、兵工技术、核工业、医疗机构、金融机构等领域。

1 :数转模技术在全球范围内的应用分布情况

在过去的五年里,数转模技术得到了长足的发展,其分布范围遍及欧洲、亚洲、北美洲、南美洲等近30个国家和地区(见图1)。目前,全球各行业应用的数字存档机已超过3000台,其中在我国境内应用的数字存档机100余台。使用范围重点分布在图书馆系统和档案系统。

三、国家图书馆数转模工作开展情况

中国大陆地区文献缩微复制工作自开展以来,积极探索缩微技术在长期保存方面的应用。全国图书馆文献缩微复制中心(以下简称缩微中心)自1985年开始进行文献的缩微保护工作。近年来,随着数转模工作的开展,缩微中心也对这一领域进行了积极探讨和充分调研。2011年,缩微中心进行了前期的项目调研,并在调研基础上引进了先进数转模设备,详细制定了科研发展规划和试验计划,积极开展了原生性数字资源和再生性数字资源的转换实验,对数转模技术的理论做了长期的实践探索。截至2014年底,国家图书馆共计完成地方志拍摄2000余种,93.5万拍,并全数通过严格的母片质检,最终入藏于国家母片库。

作为我国图书馆界缩微工作的牵头单位,缩微中心积极扶持成员馆参加数转模工作。在数转模工作中,缩微中心先后多次开展了数转模的技术培训工作和成员馆到馆培训工作。自2015年起,缩微中心开始逐步开展缩微示范基地的建设,开展对成员馆数转模项目建设馆的遴选工作。缩微中心计划分两批遴选11家成员馆作为数字缩微示范馆,2015年,将有第一批6家成员馆加入到数转模的工作中来。

与此同时,缩微中心也在积极开展数转模的科研项目研究工作,本年度继续开展文化部创新项目《缩微文献长期保存保护》的研究工作并结题。2015年,缩微中心申报了文化部科技提升项目,希望通过数转模科技项目的研究,提升国家图书馆数转模的科研技术水平。

缩微中心在数转模技术科研理论研究和大量的试验数据中,积累了丰富的经验。经过了三年多的实验和操作,缩微中心积极开展了数转模标准规范的建设工作,不断完善缩微拍摄流程和质检标准,制定了《数转模技术工作流程》和《数转模工作摄制规范》,一方面提高了数转模的技术要求,也使缩微胶片的质量水平得到了充分的保证。

四、数转模技术工作流程

在大量的实践工作中,国家图书馆积累了丰富的数转模经验,总结了一套切实可行的数转模工作流程以指导未来的工作。目前,数转模工作流程主要包含以下内容:

2:数转模技术的操作流程

数转模技术的操作流程包括计划审批、前整理、拍摄、冲洗、质检和入库。其中,计划审批和冲洗、质检、入库是和传统的缩微胶片基本一致的。

(一)计划审批

计划审批是数转模工作的第一步,也是最关键的一步。计划审批工作既包括数转模拍摄的宏观顶层设计,如拍摄文献的选择,拍摄工作的长远规划和实施步骤等,也包括每种文献的查重,计划号的规划等微观环节。只有做好前期的计划审批,才能保证后续数转模各项工作的顺畅。

(二)前整理

数转模技术和传统技术的最大不同在于前整理和数模转换上的区别。数转模前整理和传统拍摄是有所差别的,其面向的对象为已经数字化的文献信息,均为图片格式。以这些数字信息为依据,针对不同的文献种类,进行前整理。前整理的流程主要包含数字图像的备份,数据准确性检查,调整图片顺序,检查技术处理和编卷、备份、标板制作和RGB值的测定。

前整理过程中的数据准确性检查则需要前整理人员对文献数据准确性进行详细的检查,特别是涉及到标板的内容,如题名、责任者、版本项、出版信息以及其他信息都要进行一一核对。

前整理的清单包含摄制清单,整理清单和技术指标清单,这三个清单上所有要素项均来源于数目数据,因此我们要求数目数据要能准确地描述缩微胶片和电子图像(电子图像的来源、所占空间、图片格式),前整理人员要确保数据项和清单相互对应,保证摄制清单的准确性。

在标板制作过程中,前整理人员根据文献种类制作相应标板(黑白胶卷),其中,技术标版和灰度标板是机器的原生标板,其他标板均为前整理人员制作。如果是彩色胶卷,则需要加入颜色校正标板。

最后是关于图像背景色阶的测定。胶片背景的密度和图像背景色阶值相关,数字影像的亮度强弱则是由色阶来表示的,色阶值越大,图像亮度越高,产生的缩微的胶片密度也就越高。因此,在前整理环节,工作人员须观察整幅图像,准确地测量出图像的色阶值,为后期数模转换中参数的设定提供准确的依据。

(三)拍摄

在完成所有上述前整理步骤后,进入数模转换步骤,也就是利用数字存档机拍摄的过程。数模转换的步骤主要包括设备的开启及检查、上卷、核对标板、拍摄正文内容,并根据前整理的色阶测定值来设置软件的照度和曝光时间参数,最终生成工程文件进行打印。打印完成以后,将胶片切断取出。在拍摄步骤中,最重要的就是设备参数的设定工作,参数设定将直接影响胶片的密度。

(四)冲洗、质检、入库

最后为数转模冲洗、拷贝、质检、入库流程完全和传统流程相同,可以参照传统缩微拍摄标准进行。

经过三年多的努力,国家图书馆利用数转模技术路线所生产的胶片完全符合国家标准要求,而且可以确保数转模生产的胶片在各项技术指标上和传统拍摄保持一致,完全符合长期保存的要求,所以国家图书馆缩微中心的数转模技术路线在经过了三年的实践磨合期,于2014年搭建成功。

五、数转模工作独特性分析

数转模技术和传统缩微技术是两条不同的技术路线,在很多方面上存在着较大的区别。了解两者之间的区别,是数转模工作开展的基础和前提。

(一)前整理

在传统缩微拍摄中,因为前整理主要针对的是原始纸本书籍,所以能够有效而全面的还原书籍本身的各种信息。然而,数转模技术前整理针对的是已扫描的数字文献,在文献前期扫描中,由于扫描标准不同,会相应漏掉一些数转模中所必需的文献信息,如原书的册次信息、卷次信息,原书尺寸等、原书封面、封底等。开展数转模工作需对后期摄制标准进行修改,或对前期扫描标准进行修订,以使以后工作能衔接顺畅,确保数转模工作能真实反映原文献信息。

(二)密度

缩微品的密度是鉴别缩微影像质量的重要指标。所谓密度指的是感光材料经过曝光,经过显影定影之后在胶片上单位面积金属银沉积量的多少,具体表现为背底变黑的程度。胶片上单位面积金属银沉淀量越多,影像就越黑,密度就越高,反之,密度就越低。

密度控制受多方面影响。在传统拍摄和数转模拍摄中,除去拍摄环节外,其他冲洗环节是一致的,此处着重介绍两种技术在拍摄环节对密度控制的不同方式。

在传统拍摄中,拍摄人员通过测光表对文献逐拍进行测光,来确定胶片的密度,以判断缩微胶片的密度是否在国家标准范围内。

在数转模技术中,除去数转模机本身的参数设置外,密度还与图像本身的色阶值有着直接的关系。数字影像的亮度强弱是由色阶来表示的。色阶是色彩指数,以灰度分辨率(又称为灰度级分辨率或者幅度分辨率)表示,是数字影像的固有属性,不随显示设备的显示亮度的变化而变化。色阶与图像亮度相关,与颜色无关。对于8位灰度的图像,其位数为8,以28次方个(256级)色阶来表示不同亮度的灰色,其中最亮的为白色,最暗的为黑色,色阶值越大图像亮度越高。在数转模工作中,数字图像的亮度是影响缩微影像质量的关键因素之一,其影响因素与缩微胶片的成像原理密切相关。

数字存档机在拍摄过程中,通过前期色阶值的测定来调整机器的曝光量和曝光参数,以最终实现密度的稳定性。

(三)解像力

解像力就是分辨被摄原物细节的能力。在传统缩微拍摄中,解像力是用来描述缩微摄影系统再现被摄原件细微部分的能力,同时也能反映胶片对原始文献的清晰度。

在数转模过程中,解像力指的是涵盖整个数转模系统的解像力,而不仅仅是数字存档机本身的解像力。它包含前期数字化的扫描,后期的数转模拍摄。其中,前期扫描的精度对后期的数转模的解像力也会造成一定的影响。通过结合这两个子系统来分析解像力,以最终来确定总体解像力:即缩微胶片对原始纸质信息文献的清晰度反映情况。

(四)胶片存储方式

数转模和传统拍摄的目的不同,存储方式自然也各不相同。

传统缩微胶片的主要功效在于保存和利用,“存”和“用”并重。母片采用30.5米的胶片进行长期保存,一卷母片中可能同时含有多种文献,而相邻两种不同文献之间采用1500mm的护片长度,而拷底片则按照文献种类进行分卷,每卷相对独立,为以后胶片数字化和读者服务提供便利。

数转模胶片的主要功效在于珍贵文献的异质备份,并进行长期保存,重点在于。在无特殊的情况下,不提供对外服务。在实际工作中,缩微中心对缩微拷底片和缩微母片所采取的保存形式相同,即采用30.5米的自然卷形式保存,这样既节约了人力、物力、财力,同时也解决了库房存放空间不足的问题。另外,数转模技术则根据自身特点,大幅度缩短了两种不同文献之间的护片长度,节约了胶片成本、药液成本、机器损耗等。

六、数转模技术的规划与展望

缩微技术以具有物理形态的模拟影像的安全性、保真性而成为文献、档案长期安全保存战略的首选技术。随着数字缩微系统的发展,未来将长期处于传统缩微和数转模技术两个技术路线并行的状态。在保证最终成果技术标准不降低的前提下,应用数转模技术将数字影像或数字信息转换为模拟影像(即缩微胶片)用于信息的长期保存。这个新系统实现了技术要求门槛降低、设备自动化程度更高、生产工序减少和劳动生产率提高的飞跃,为文献影像技术可持续发展提供了关键的主导技术。

随着数字扫描技术的成熟和迅速发展,传统的缩微设备最终会被淘汰。一种新的技术形式——数字缩微技术,将开始在文献影像技术领域中得到广泛应用。它既不同于传统的缩微技术,也有别于纯数字扫描技术,而是将数字扫描技术和传统缩微技术整合在同一个系统里,从而实现从文献扫描成数字图像到数字图像转缩微胶片的工作模式,即数字扫描加数转模技术,解决了使用和长期保存的目的。数字缩微技术是传统缩微技术和数字技术互相融合的最新成果。

作为我国图书馆界缩微工作牵头单位,缩微中心也需进一步拓展工作思路,创新工作机制,不断研究和推广数转模技术,并以此带动全国缩微工作的进一步开展。同时,在“十三五”规划中,我们也将加强关于标准规范的研究,完成数字缩微标准规范体系建设内容,加强制度化、标准化和规范化建设,依托图书馆标准化委员会、全国文献影像技术标准化技术委员会等行业标准组织,推动数转模胶片命名、整理、拍摄、质检、入库等工作相关业务标准及规范的制定、实施和应用。力争到“十三五”末,彻底完成数转模标准规范体系建设。

总之,数转模技术是文献影像技术在整合与融合缩微技术、数字技术的过程中,所生发出的新的技术路线,这也是文献影像技术发展的新阶段。尽管还需要在实践中对技术、标准、生产流程进行必要的完善,但其巨大的技术优势和旺盛的生命力是文献影像技术实现可持续发展的动力与方向。

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作者简介:

宁三香(1982- )硕士研究生  国家图书馆缩微文献部  馆员