基于數(shù)字存檔技術(shù)中縮微膠片密度影響因素研究

寧三香

[摘要]數(shù)字存檔技術(shù)是將珍貴數(shù)字資源通過數(shù)字存檔設(shè)備轉(zhuǎn)換到縮微膠片上，它是將數(shù)字技術(shù)和縮微技術(shù)兩者相互融合所產(chǎn)生的新技術(shù)，此技術(shù)適用于珍貴數(shù)字文獻的長期保存，在數(shù)字文獻長期保存保護領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。影響數(shù)字存檔技術(shù)所產(chǎn)生的縮微膠片的質(zhì)量最重要的技術(shù)指標(biāo)則是膠片的密度。從影響縮微膠片密度的因素出發(fā)，理論分析了影響密度的電子圖像及設(shè)備因素，采用試驗方法得出一手?jǐn)?shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析，得出影響密度的色階、照度、曝光時間、曝光量的變化規(guī)律。通過總結(jié)規(guī)律，為以后全國范圍內(nèi)開展數(shù)字存檔工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]數(shù)轉(zhuǎn)模；數(shù)字存檔；色階；密度

[中圖分類號] G255.72

[文獻標(biāo)志碼]B

[文章編號]1005-6041（2015）05-0012-05

1 數(shù)字存檔技術(shù)產(chǎn)生背景及定義

縮微技術(shù)憑借其本身穩(wěn)定性好、安全性高、保存年限長、不可篡改性、有法律效力等諸多優(yōu)勢，在文獻長期保存保護領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。20世紀(jì)末，隨著數(shù)字技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字技術(shù)在圖書情報領(lǐng)域的廣泛使用，其便于利用的優(yōu)勢得以凸顯，縮微技術(shù)一度處于低迷的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。雖然數(shù)字技術(shù)擁有便利性優(yōu)勢，但其保存期短的劣勢也越來越凸顯，如何保證珍貴數(shù)字資源的安全性，解決數(shù)字文獻的長期保存問題，國內(nèi)外縮微工作者也積極探討，最終將數(shù)字和縮微兩種技術(shù)相互融合，衍生出了數(shù)字縮微技術(shù)——數(shù)字存檔（數(shù)轉(zhuǎn)模）技術(shù)。它利用縮微膠片保存時限超過500年的特性，為重要數(shù)字文獻提供了異質(zhì)備份的功能，為保護和保存我國重要珍貴數(shù)字資源發(fā)揮不可替代的作用。

數(shù)字存檔技術(shù)是利用數(shù)字存檔機將數(shù)字影像轉(zhuǎn)換至縮微膠片上的技術(shù)，即把原生性或者再生性的數(shù)字影像轉(zhuǎn)換至縮微膠片上，以便于數(shù)字信息的長期保存。這項技術(shù)將縮微膠片長期保存的優(yōu)勢與數(shù)字信息方便利用的優(yōu)勢結(jié)合在一起。這項技術(shù)可以對重要文獻進行全新的異質(zhì)備份，是確保數(shù)字信息安全最有效的措施之一，為保護和保存我國重要珍貴文獻發(fā)揮不可替代的作用。

2 縮微膠片密度概念及影響因素分析

縮微品的密度是鑒別縮微影像質(zhì)量的重要指標(biāo)，是指感光材料經(jīng)過曝光，顯影定影后在膠片上單位面積金屬銀沉積量的多少，表現(xiàn)為背底變黑的程度，用D表示。膠片上單位面積金屬銀沉淀量越多，影像就越黑，密度就越高，反之，密度就越低。

縮微影像的密度分為背景密度和線條兩部分，背景黑暗、線條明亮的影像為負(fù)像，背景明亮、線條字符黑暗的為正像。控制好原底片（第一代）縮微影像的密度非常重要，不僅關(guān)系到原底片本身影像的質(zhì)量，還直接影響縮微影像的分辨率、線條反差和拷貝片的影像質(zhì)量等。目前國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6160-2003《縮微攝影技術(shù)源文件第一代銀一明膠型縮微品的密度規(guī)范與測量方法》，已經(jīng)規(guī)定了縮微品的母片密度范圍。

數(shù)字存檔技術(shù)是否能夠穩(wěn)定地輸出符合密度標(biāo)準(zhǔn)要求的縮微品，如何找到縮微品密度與數(shù)字存檔技術(shù)各項參數(shù)之間的關(guān)系是本論文所需要重點研究的。而判定數(shù)字存檔技術(shù)是否能夠有效地控制縮微品密度，是否能夠穩(wěn)定地輸出符合密度標(biāo)準(zhǔn)要求的縮微品，則需研究數(shù)字存檔技術(shù)的工作原理及數(shù)字影像亮度與數(shù)字存檔各項技術(shù)參數(shù)的關(guān)系。

數(shù)字影像的亮度強弱是由色階來表示的。色階是色彩指數(shù)，以灰度分辨率（又稱為灰度級分辨率或者幅度分辨率）表示，是數(shù)字影像的固有屬性，不隨顯示設(shè)備的顯示亮度的變化而變化。色階與圖像亮度相關(guān)，與顏色無關(guān)。對于8位灰度的圖像，其位數(shù)為8，以2的8次方（256）級階度表示不同亮度的灰色，其最亮為白色，最暗為黑色，階度級數(shù)越大圖像亮度越高。在數(shù)字存檔工作中，數(shù)字圖像的亮度是影響縮微影像質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，其原因與縮微膠片的成像原理密切相關(guān)。

數(shù)字存檔技術(shù)的成像原理是當(dāng)屏幕上顯示的數(shù)字影像的光線射到膠片的乳劑層時，乳劑層內(nèi)的鹵化銀晶體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并與鄰近也受到光線照射的鹵化銀晶體相互聚結(jié)起來，沉積在膠片上，留下影像。乳劑層接受到的光量愈多，就有更多的晶體發(fā)生結(jié)構(gòu)變化和相互聚結(jié)，沖洗后膠片的密度就越高，光量愈少，晶體的變化和聚結(jié)也愈少，密度就越低。因此，在拍攝參數(shù)固定的情況下，數(shù)字影像亮度越高，投射到膠片上的光照越強，曝光就越多，反映在最終膠片上就是影像越深，密度越高，反之亦然。

可見，數(shù)字影像的亮度直接關(guān)系到縮微膠片的密度，在轉(zhuǎn)換過程中，要建立影像亮度與數(shù)字存檔設(shè)備參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系，結(jié)合亮度值調(diào)整拍攝參數(shù)，來確?？s微膠片密度達到質(zhì)量要求。而此對應(yīng)關(guān)系需要通過影像亮度與密度關(guān)系試驗得出。

3 試驗

經(jīng)過上述理論分析以后，找到影響數(shù)字存檔縮微膠片的密度因素，確定了數(shù)字存檔技術(shù)的試驗項目，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，以國家圖書館數(shù)字存檔為例，以國家圖書館地方志數(shù)字資源為試驗對象，以柯達1461膠片，柯達定影顯影藥液為試驗材料，以數(shù)字存檔機、沖洗機、密度計、倒片臺為試驗設(shè)備，開展了三個試驗：設(shè)備照度、圖像色階對密度的影響，設(shè)備曝光時間、圖像色階對密度的影響，設(shè)備曝光量、圖像色階對密度的影響。為確保所有數(shù)據(jù)的真實可靠性，用于研究的資料數(shù)據(jù)都已經(jīng)過反復(fù)核實，以確保內(nèi)容的真實性，力求做到試驗因素梯度設(shè)置合理，評價指標(biāo)準(zhǔn)確，試驗方法完整、真實可靠，可以依此進行驗證，指導(dǎo)以后的數(shù)字存檔工作。

3.1 設(shè)備照度、圖像色階對密度的影響

3.1.1 試驗?zāi)康?。通過此試驗來確認(rèn)數(shù)字存檔設(shè)備照度對縮微母片密度的影響，了解OP500的機械性能，以便更好地發(fā)現(xiàn)、掌握、總結(jié)照度對密度的影響規(guī)律。

3.1.2 試驗設(shè)備器材。設(shè)備：OP500數(shù)字存檔機、沖洗機、密度計、倒片臺。消耗品：35mm柯達1461縮微膠片，柯達定影、顯影藥液。

3.1.3 試驗步驟。1）用數(shù)字存檔機加載10個電子原生灰度標(biāo)板（見圖1），并在每個標(biāo)板前加入備注（標(biāo)注曝光時間和照度），在曝光時間為7×40ms（借鑒館藏地方志拍攝中常采用參數(shù)）情況下，分別采用不同的照度參數(shù)進行拍攝；2）用FP505沖洗機按標(biāo)準(zhǔn)進行沖洗；3）利用密度計逐拍測量密度值，在每張畫幅同一色階處測試三點，取其平均值；4）根據(jù)試驗要求，將所拍攝測試標(biāo)板的各組數(shù)據(jù)進行匯總，繪出色階、密度與照度的關(guān)系曲線。

3.1.4 數(shù)據(jù)分析。針對試驗數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)匯總和數(shù)據(jù)分析，具體如下：

3.1.5 試驗結(jié)論。1）在曝光時間一定的情況下，同一色階的膠片密度會隨著機器照度的增加，而逐漸變高，當(dāng)照度達到16左右時，膠片密度基本趨于平穩(wěn)，不再隨著照度的增加而增加，為了保證膠片的拍攝速度，可將此照度選為最佳照度值。2）原始圖像的色階值越低，達到標(biāo)準(zhǔn)的密度范圍區(qū)間所需要的照度越??；相反，原始圖像的色階值越高，達到標(biāo)準(zhǔn)的密度范圍區(qū)間所需要的照度越大。3）為將密度控制在國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，在設(shè)置參數(shù)時，根據(jù)原始圖像色階值，參照測量表對應(yīng)參數(shù)，即可得到相對應(yīng)的膠片的密度值（此處不考慮沖洗導(dǎo)致的密度誤差）。

3.2 設(shè)備曝光時間、圖像色階對密度的影響

3.2.1 試驗?zāi)康?。通過數(shù)字存檔機在相同照度、不同的曝光時間下拍攝的縮微品的試驗數(shù)據(jù)收集，及數(shù)據(jù)整理分析，了解曝光時間對膠片密度的影響，了解數(shù)字存檔設(shè)備的機械性能，以便更好地總結(jié)曝光時間對密度的影響規(guī)律。

3.2.2 試驗設(shè)備器材。設(shè)備：OP500數(shù)字存檔機、沖洗機、密度計、生物顯微鏡、倒片臺。消耗品：35mm柯達1461縮微膠片，柯達定影、顯影藥液。

3.2.3 試驗步驟。1）用數(shù)字存檔機拍攝樣片，用照度相同（B20）、不同曝光時間進行拍攝，并在拍攝過程中增設(shè)記錄拍攝參數(shù)標(biāo)板，用來記錄每拍的曝光時間參數(shù)。2）用沖洗機嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行沖洗。3）利用密度計逐拍測量密度值，在每張畫幅同一個色階處測試三點，取其平均值。4）根據(jù)試驗要求，將所拍攝測試標(biāo)板的各組數(shù)據(jù)進行匯總，繪出色階、曝光時間與密度的關(guān)系曲線。

3.2.4 數(shù)據(jù)分析。

3.2.5 試驗結(jié)論。1）圖像色階值相同時，隨著曝光時間的增加，所生成的縮微膠片的密度會不斷提高。2）曝光時間相同時，圖像色階值越高，膠片的密度會逐漸提高。3）照度相同時，圖像色階值越小，受曝光時間的影響就越大；相反，圖像色階值越大，受曝光時間的影響就越小。原始圖像的色階值越低，則需要的曝光時間越短，相反，原始圖像的色階值越高，則需要的曝光時間越長。4）為了將密度控制在國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，在拍攝過程中設(shè)置參數(shù)時，根據(jù)原始圖像色階值，參照測量參數(shù)測量表，對應(yīng)參數(shù)，即可得到相對應(yīng)的膠片的密度值。

注意：由于機器設(shè)備老化的因素，需定期做試片來進行測試，并定期更新對照表格，以保證此階段的膠片符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3 設(shè)備曝光量、圖像色階對密度的影響

3.3.1 試驗?zāi)康?。通過不同照度、不同曝光時間的調(diào)整所得出的密度和解像力試驗數(shù)據(jù)收集，了解曝光量對膠片的密度和解像力的影響，了解OP500的機械性能，以便更好地發(fā)現(xiàn)并掌握曝光時間對密度的影響規(guī)律。

曝光量H=照度E*曝光時間t

3.3.2 試驗設(shè)備器材。設(shè)備：數(shù)字存檔機、FP505沖洗機、密度計、生物顯微鏡。消耗品：35mm柯達1461縮微膠片，柯達定影、顯影藥液。

3.3.3 試驗步驟。1）制作試驗用圖片（原生灰度標(biāo)板）；2）使用數(shù)字存檔機拍攝樣片，以不同照度、不同曝光時間進行拍攝，并記錄每拍的曝光時間和照度參數(shù)，制取試驗縮微品樣片；3）用FP505沖洗機嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行沖洗；4）利用密度計逐拍測量密度值，在每張畫幅同在色階值為45（采用目前常用的地方志參數(shù)范圍區(qū)間）處取色，測試三點，取其平均值；5）根據(jù)試驗要求，將所拍攝測試標(biāo)板的各組數(shù)據(jù)進行匯總，繪出密度與曝光量的關(guān)系曲線。

在上述試驗步驟中，要確保各拍在一卷內(nèi)，排除沖洗機或者膠片本身的差異性導(dǎo)致的試驗誤差。

3.3.4 數(shù)據(jù)分析。

3.3.5 試驗結(jié)論。設(shè)備的曝光量直接影響膠片的密度，隨著照度達到16B后，密度則基本不再受影響，不同色階的圖像，只要合理地調(diào)節(jié)曝光時間和照度，最終可以將數(shù)字存檔所得縮微品的密度值控制在符合膠片長期保存要求的區(qū)間范圍內(nèi)（0.8—1.2）。也可以利用專業(yè)的軟件調(diào)整圖像的色階值，從而獲得更好的轉(zhuǎn)換效果。在密度值一定的情況下，在實際工作中盡量選用曝光時間更短的參數(shù)以提高膠片轉(zhuǎn)換的效率。

4 結(jié)論

數(shù)字存檔技術(shù)是縮微技術(shù)和數(shù)字技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的新的技術(shù)路線，通過此技術(shù)路線能將需長期保存的珍貴數(shù)字資源文獻進行異質(zhì)備份保存。研究數(shù)字存檔技術(shù)路線中影像密度的因素，為以后的數(shù)字存檔工作提供有力的數(shù)據(jù)支持。通過機器照度、曝光時間及曝光量對縮微膠片密度影響的試驗，得出設(shè)備參數(shù)、色階和密度的對應(yīng)關(guān)系，從而了解到數(shù)字存檔技術(shù)產(chǎn)生的母片縮微品密度嚴(yán)格控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，符合GB/T6161-2008的要求，縮微品質(zhì)量能達到國家母片長期保存的質(zhì)量要求，通過此次試驗數(shù)據(jù)分析及試驗步驟的引導(dǎo)操作，為以后的數(shù)字存檔工作提供指導(dǎo)。