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礦物標本2D平面攝影數位化工作流程指南

Tags: 2D平面攝影, SOP, 指南, 數位化工作流程, 礦物發表: 2008-01-07, 點閱: 22,189 , 加入收藏櫃 ,

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參、前置作業


    進行礦物標本數位化工作，需根據執行者自身的需求與標本的性質，選擇不同的方式。一般常見的方式有正片、負片、幻燈片掃描、透光薄片拍照、數位攝影等。其中數位攝影方式又分為2D平面影像攝影與3D立體環物攝影兩類。上述的作業方式皆有其優點，並無孰好孰壞的問題，端視如何表現物件特色、研究或應用上的需要等考量，而採取不同的數位化方式。
    內容發展分項計畫共設有十六個主題小組，其中大部分主題均有2D平面攝影數位化工作，這些主題包括檔案、書畫、地質、拓片、植物、器物、考古等。每個主題所拍攝的物件雖然不同，但一致的目標均是表現物件的特性。以地質主題小組的礦物標本來說，礦物的外表有著特殊的紋理或是完整的晶形，因此在2D平面影像攝影上，如何將這些特性表現出來，是非常重要的一環。

一、影像格式建議
    在決定如何表現物件特性之前，需先瞭解數位化相關規格，數位典藏國家型科技計畫執行之初，即將數位化產出分為三個等級， [11]如表2：
（一）        典藏級：為精密的數位化產品，目前暫不開放；
（二）        電子商務級：可提供業者進行各種商業產業加值；
（三）        公共資訊級：將免費開放國人使用。

表2、數位典藏國家型科技計畫檔案規格
	典藏級	商務級	瀏覽級
檔案格式	TIFF	JPEG	JPEG
色彩模式	RGB（24bit/piexl）	RGB（24bit/piexl）	RGB（24bit/piexl）
解析度及尺寸	原尺寸300dpi以上	原尺寸300dpi	72 dpi

此外，中央研究院多媒體資料處理中心也提供數位化規格給各計畫參考，其制訂數位典藏規範訂定依據為：數位檔的利用可分為網路上的瀏覽、列印及出版印刷。其中以出版印刷所需的解析度為最高，是故以印刷為出發點進行典藏評估。印刷網線約為電腦解析度之1.5 ~ 2倍，而各類出版品的印刷所需網線，如表3： [12]

表3、各類出版品印刷網線及解析度
出版品種類	印刷所需網線	數位檔解析度
要求品質之印刷品所需網線	200 ~ 400線	300 ~ 800 dpi
一般印刷品質	175線	300 ~ 350 dpi
內頁文字	133 ~ 150線	200 ~ 300 dpi
報紙雜誌等	100 ~ 110線	150 ~ 220 dpi

另外，對於「專業數位化設備與技術」相關規格，中央研究院多媒體資料處理中心則建議如下： [13]

（一）立體物件的數位化
1. 拍攝尺寸－依目前最普遍的出版尺寸A4 為原則，套單色背景以數位相機進行數化。
2. 拍攝角度－原則上以前、後、上、下、左、右等六個角度進行拍攝，但依被攝體所需，進行調整拍攝張數。

（二）RGB
1. 掃描器等依光源打光、CCD感應掃描的方式，原始產生的應是色光三原色的RGB格式。經由各掃描設備內部程式的轉換再產生色彩三原色Y.M.C.K的格式。
2. 以掃描設備的角度考量：各設備的性能不一，轉換的標準不一，產生的Y.M.C.K格式檔案色域不盡相同。
3. 以印刷的角度考量：印刷的設備、油墨的種類、紙張的材質等都會Y.M.C.K的差異。
4. 是以即使製作了Y.M.C.K檔案，為了要達到所見即所得，也會因各種因素不得不轉換標準，而使得色域變窄，喪失了原先豐富的色域。因此典藏以RGB 為標準格式，即符合螢幕的顯色方式，需要轉換Y.M.C.K格式時，再依使用者所使用的轉換標準進行轉換，如此又可避免轉換多次造成的色域過分流失。

（三）數位檔解析度規範
1. 超高品質格式：
（1）RGB 24bit（全彩）、400 ~ 600dpi TIFF（非壓縮）；
（2）相當於印刷品質的200 ~ 300線（高解析度印刷）；
（3）適用原稿種類－對品質的要求非常精細之原稿、物件；
（4）檔案大小－100 MB（A4）以上。
2. 高品質格式：
（1）RGB 24bit（全彩）、300dpi TIFF（非壓縮）；
（2）相當於印刷品質的175線（圖片印刷品質）；
（3）適用原稿種類－反射稿掃描、正、負底片掃描、物件拍攝、相片掃描；
（4）檔案大小－20MB（A4）以上。
3. 網路瀏覽格式：
（1）RGB 24bit（全彩）、150dpi JPEG（壓縮50%）；
（2）檔案大小－230kb（A4）。

二、影像格式分析[14]

（一）RAW檔
所謂RAW檔，是一個經過相機的感光原件，未經過壓縮及任何作業程序的檔案，若相機使用JPEG設定，會將設定過後的檔案壓縮並將色愈由12bit變成8bit，使用RAW檔，相機將維持12bit不變，便利圖檔軟體做改變，例：過度曝光、色彩及銳利度。

（二）TIFF檔
TIFF檔廣泛應用不同平臺、不同應用軟體，壓縮檔案不會造成影像的失真，唯一的缺點是開啟和儲存檔案的時間較久。因此適合作為原始資料的保存圖片，以供日後加工處理，不適合提供使用者下載。

（三）GIF
GIF格式只能儲存最多256色的色彩階數，無法完整保留原始圖片之影像內涵，因此GIF不適合作為原始資料的保存圖片，但因其檔案較其他格式小，故適合應用於網路上圖檔的傳輸。

（四）JPEG
JPEG儲存的過程可以決定壓縮的層級，如果選擇高壓縮的方式，則影像的品質會降低，而低壓縮的方式，會使影像的品質較接近原來的影像圖。由於JPEG格式會造成影像細節的流失，因此也不適合作為原始資料的保存圖片。但因其（高壓縮率）壓縮方式使得檔案變得很小（（TIFF檔較JPEG為小，壓為75％以利傳輸），因此適合放在網路上供人瀏覽。

（五）JPEG 2000
JPEG 2000與傳統JPEG最大的不同，在於它放棄了JPEG所採用的以離散餘弦轉換（Discrete Cosine Transform）為主的區塊編碼方式，改以小波轉換（Wavelet transform）為主的多解析編碼方式。漸進式傳輸功能：先傳輸圖像的大體輪廓，然後逐步傳輸其他數據，不斷地提升圖像質量。JPEG2000的壓縮率比JPEG高約30%左右，並同時支援有損和無損壓縮，而JPEG只支援有損壓縮。其糾錯能力很強。指的是在文件傳輸過程中，有恢復丟失的數據封包能力。JPEG2000能夠在用戶定義文件尺寸的情況下，保證再現較高圖像質量的能力。這將在無線應用領域得到廣泛應用。

（六）BMP
BMP是Windows小畫家的檔案格式，此格式相容於大多數Windows和OS/2平臺的應用程式。另外BMP在儲存時也可以使用RLE的壓縮格式，不過只有在256色或是16色時才能用此壓縮方式，壓縮效果較差。

（七）PDF
PDF格式使用於Adobe Acrobat軟體中。這種格式可以應用於Unix、Dos、Macintosh、Windows等不同的平臺。可考慮製作一系列的PDF檔結合影像跟文字再下傳給使用者透過Acrobat Reader來瀏覽文件。

（八）PNG
PNG格式的發展主要是用來取代GIF格式，它保存了比GIF更多的色彩資訊，另外它也是採用非破壞性的壓縮方式，壓縮效果也比GIF更好一點。但是由於還未全面支援，因此這種檔案格式並未被普遍採用。

表6、影像格式比較
格式	檔案大小（A4，全彩，RGB）	壓縮失真	瀏覽器支援	適用時機
TIFF	約25M	否	否	保存圖片
GIF	約3～5MB	否	是	網路上預覽
JPEG	約4～5MB	是	是	網路上瀏覽
JPEG 2000	約4～5MB	否	是	網路上瀏覽
BMP	約25M	否	否	保存圖片
PDF	約240K	是/否	否	下載
PNG	約5～6M	否	是	網路上預覽

三、檔案命名原則[15]
（一）清晰明辨
   資料數位化為使數位資源有唯一檔名，避免資料重複或謬誤，所以數位化工作前加以規範檔案命名方式，此命名原則須滿足下列目的：
1. 資料數位化過程可與Metadata建立分開執行；
2. 依檔名可回溯找到數位化物件；
3. 未來加入國際化既有命名系統時，如URN、DOI等，能直接由此檔名加上加識別碼，而成為國際間唯一的號碼。
數位資源由各單位分別數位化後，可能各自儲存各伺服器或集中至某一伺服器，大部分的數位資源都會以分散及集中方式儲存兩套以上，所以，必須分辨是出資料是由哪一單位建立；此外，毎一原始物件為不同目的，也會轉成不同檔案式，因此檔名必須能顯示是那一物件的那種檔案格式。所以數位資源的命名原則包含：
1. 由檔名中辨識此資料由何單位提供；
2. 此命名方式可支援同一物件之多種檔案格式及其使用目的；
3. 依命名原則在整個系統中，每一數位資源者皆有唯一之檔名；
4. 檔案名稱與Metadata結合；
5. 符合各種網路資源之命名原則：
（1）使用ASCII code命名；
（2）檔案名稱英文大小寫不做區分；
（3）不使用％、∕、？、＃、＊、–字元。
（二）與國際命名方式結合
   資源命名是一項複雜的議題，網路資源永久名稱的指定是將網路資源管理非常重要的資源，未來各機關的命名與國際上各種命名結合方式主要如下：
1. 命名方式如以URN方式則為urn，DOI則為doi；
2. 註冊機關代碼如為URN informal方式，則由申請機關向註冊中心（IANA）申請分發為urn-d（d為數字），若為DOI，則向註冊中心（FDI或CrossRef）申請分發一代碼；
3. 註冊資源代碼則由註冊單位內部自編，無一定格式但要內部唯一代號；如URN則需提出內部編碼方式給IANA協會省查，而DOI只要資源識別碼註冊時，不與現有重複即可。
4. 「＋」為區分碼，如URN為「：」，DOI為「/」。
   以上分析，不論何種網路資源組織，其註冊資源代碼是由註冊機關自訂，無論我們設計檔案命名方式為何，未來只要加上註冊機關代碼為國際間唯一識別碼即可，不管國際間盛行哪一種網路資源組織，都可以快速簡單的轉換命名方式，符合系統擴充及未來性。 [16]

四、前置作業
（一）標本清單整理
由於礦物標本種類豐富、數量極多，因此在進行數位化工作前，必須先將欲數位化的標本，全部以清單列出並整理之。清單欄位建議包括下列幾項：編號、標本名稱、物理性質、化學特性、野外產狀、重要產地、主要用途、鑑定特徵、參考文獻等。
（二）參考文獻、資訊蒐集影印
為建置礦物標本資料庫，可利用圖書館與網際網路蒐集標本參考文獻及相關資料。關於礦物的相關資料，除了基本的資料外，最重要的是礦物標本的一般內容知識介紹，因一般人對於礦物的瞭解，不似專家學者那樣專業，為了使資料庫內容更生動有趣，並提供多元化資訊，因此，蒐集礦物內容介紹以及礦物來源小故事，並以易於大眾閱讀為撰寫取向，藉此達到推廣地質科學教育之目的。
（三）挑選欲數位化標本
挑選欲進行數位化之礦物標本，挑選礦物標本之參考依據有下列幾項：
1. 代表性；
2. 特殊性；
3. 稀有性；
4. 晶形完整；
5. 具教學意義。
(目錄)

[11]「數位典藏國家型科技計畫」應用成果與前瞻，http://www.ndap.org.tw/1_intro/result.php。
[12]數位典藏國家型科計計畫技術研發分項計畫，〈4-1專業數位化設備與技術〉，《數位典藏技術彙編》，2002年5月。
[13] 同註12。
[14] 林彥宏，〈檔案文書數位化工作流程參考標準〉，2005年8月。
[15] 數位典藏國家型科計計畫技術研發分項計畫，〈10-3數位典藏品識別碼暨數位檔案命名規格〉，《數位典藏技術彙編》，2004年11月。
[16] 數位典藏國家型科計計畫技術研發分項計畫，〈10-3數位典藏品識別碼暨數位檔案命名規格〉，《數位典藏技術彙編》，2004年11月。

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