摘要

故宮典藏書畫的影像數位化流程，計有直接數位化與間接數位化兩種。本文從實務經驗，說明直接數位化的方式及流程，探討故宮數位影像的建置，以及數位流程的步驟與品質檢驗方式。在數位化的流程中，前端的影像擷取、檔案類型及色域的轉換，到後端的打樣輸出，主要參考國際標準的訂定，進行環境與流程的管理。在品質管控與檢驗上，以視覺評量與儀器量測作為依據，確保數位影像的品質。

關鍵詞：數位典藏、數位影像、色彩管理、數位化流程、品質管理

　　故宮收藏的書畫文物皆有一定的年代，保存不易，自民國90年（2001）起，即展開第一期的數位典藏工作，在這為期五年的時間，已累積數量不少的數位影像。高品質的數位影像，可以減少文物原件提件的次數，並達到保護文物的目的外，更可供作出版、研究等用途。本文從書畫數位攝影系統的建置、數位化流程與品質檢驗等加以說明，將高品質數位影像的擷取以及檢驗過程，以實例探討的方式供相關數位典藏計畫參考與交流。故宮數位攝影系統的建置，從前端的影像擷取到後端的打樣輸出，以階段性採購的方式完成建置[1]。在色彩管理與數位流程的規劃過程中，主要採取兩種方法交互運用進行品質管理，分別為客觀的量化數據實驗與主觀的視覺評量方法。量化數據量測，得以檢驗影像及輸出打樣稿的色差值；視覺評量則可達到視覺匹配的數位影像與輸出打樣稿。

2. 故宮書畫數位攝影系統的建置

2.1數位化的方式與規格

　　故宮典藏書畫的影像數位化流程，計有直接數位化與間接數位化兩種。直接數位化是以4×5片幅相機銜接數位機背，藏品拍攝後立即產出數位影像檔；間接數位化則是以傳統大型相機，先拍攝成4×5英吋或8×10英吋規格的正片之後，再經由高階滾筒掃描器掃描，產出數位影像檔。

　　「故宮書畫數位典藏子計畫」自民國90年（2001）起，即進行書畫類文物的影像數位化工作，計畫執行之初，採取的是間接數位化的方式[2]，直至民國93年（2004）9月，書畫數位攝影系統建置完成，書畫數位影像的擷取，才同時採間接、直接數位化兩種方式運作。另一方面，書畫數位攝影系統受限於場地空間及挑高的不足，僅能拍攝小件書畫藏品影像，如手卷、冊頁、成扇、法帖等；大幅的立軸，則仍沿用間接數位化方式，先拍攝成正片，再將正片掃描成數位檔案。

　　書畫數位攝影系統，使用的數位機背有2200萬畫素，產出的最大檔案為128MB Tiff（16 bit RGB），與正片掃描所產出的影像檔規格互有不同（表1）。目前書畫數位攝影棚啟用的3年裡，已擷取約2萬張的影像檔（1700組件書畫類文物）。因考量在數位機背的感光原件技術發展下，主流畫素已在3300萬到4000萬畫素之間，為提升影像品質及增加影像檔更多彈性運用，「書畫數位典藏子計畫」已計畫於民國96年（2007）繼續推動攝影系統核心組件（數位機背）的更新方案。

2.2數位攝影系統的建置

　　在書畫數位攝影系統的建置過程中，首要考量的是文物安全性，基於安全原則，文物藏品置於拍攝台上的方式可分成兩種，分別為70°角（圖1）以及20°角（圖2）。單張的冊頁置於70°角的作業台拍攝；而裝裱成冊的冊頁、法帖等，則置於20°角的作業台進行拍攝。在這兩種角度的狀態下，勢必增加相機與對象物之間的平行校正難度，所以在相機選擇上，則以4×5片幅相機搭配三向雲台，才能擁有細緻的角度、水平及垂直調校功能[3]。書畫處除了建置主要的書畫數位攝影系統外，復於民國95年（2006）建置專門擷取細部書畫款印及局部攝影系統。書畫款印及局部攝影系統，係使用1300萬畫素的135數位單眼相機，擷取高品質款印影像，並能同時達到快速與機動性的操作。所擷取的數位影像，主要是供書畫款識印記資料庫的影像所需。

圖1 70°角的拍攝方式 圖2 20°角的拍攝方式

　　另一方面，由於書畫類藏品均為紙、絹材質的有機類文物，因此在光源的選擇上，格外需要防範強光與紫外線對文物的損傷。攝影用的人工光源可略分為兩種，分別為瞬間光源與持續性光源。瞬間光源即為閃光燈，雖然閃光燈的頻譜（Spectrum）、照度等性能優於持續性光源，但是閃光燈光源具有紫外線[4]，且其瞬間強光對於文物恐有損傷之虞，所以在選擇光源時，宜以持續性光源優先考量。持續性光源主要有鎢絲燈、石英燈與冷光燈等，其中，冷光燈所產生的熱能比鎢絲燈與石英燈少，整體評量優於其他兩者，所以書畫攝影棚選購的是具高演色性（CRI：Color Rendering Index）、高頻率的冷光燈，做為攝影系統的光源[5]。

3. 數位流程與設備校正

3.1流程圖與螢幕校正

　　書畫處數位攝影棚的流程（圖3），除了清潔、暖機、冷光燈預熱等準備工作外，另一項重要工作是事前的設備校正。設備校正主要以螢幕、相機（鏡頭以及數位機背）、印表機為校正對象。定期的設備校正是數位攝影流程的基礎，經過校正後的輸入與輸出設備，才能使得整個流程與色彩管理保持一定的基準與準確性。

圖3 數位攝影流程圖

　　螢幕校正，應先開機20分鐘，使螢幕顯色趨於穩定後，再使用Eye-One校正儀器裝載於螢幕上，並開啟ProfileMaker 5.0及ColorNavigator軟體[6]，分別對兩款螢幕進行校正。另一方面，因環境光會影響校正的準確度，所以在校正過程中，需先將螢幕的遮光罩裝上，而且在環境光的掌控，最好是處於微弱光線中，或者是在暗室裡進行校正。在螢幕校正軟體開啟後，首先是設定白點值與伽碼值（gamma）。白點值的定義，是目標色溫6500°K，目標伽碼值2.2。（Fraser, Murphy, and Bunting, 2006：118-120）設定完成後，軟體會引導調校螢幕的各項設定，包括白點亮度、黑點、對比以及色溫等。

　　依據軟體的指示，一步一步完成螢幕的調校，所得到的螢幕色彩描述檔，即可設定為使用中的螢幕顯示色彩描述檔。校正的時間間隔，依使用年限長短而有不同，使用一年左右的螢幕，每個月校正一次，使用三年以上的螢幕，日前已發現有亮度衰退的現象，所以改為每兩週校正一次[7]，以維持其顯色的準確度跟穩定性。

3.2數位機背與鏡頭的色差校正

　　書畫數位攝影系統搭配影像擷取的電腦是Mac G4，使用的軟體是C1 PRO。根據數位機背原廠使用手冊說明，C1 PRO軟體其中一項功能為鏡頭色差校正（Lens CC：Lens Cast Calibration）（圖4）。在傳統的中型或大型相機使用上，「如果相機移軸的角度過大，使得軟片和影像圈的邊緣相互交錯，產生的照片會有暗角（暈映現象），會失焦和邊緣變黑。」（London, 2003：282）或是擷取的影像角落會出現偏綠或是偏洋紅的暗角現象。

　　鏡頭色差校正（Lens CC）的設定方法，是先將相機的傾斜與搖擺旋扭歸零，使用原廠的白色壓克力板緊靠鏡頭，在均勻的擴散光環境下，設定常用的光圈值，先擷取出淡灰色的影像[8]，再將此灰色影像資訊回饋給軟體，即可產生鏡頭色差校正的選項功能。原廠將此功能選項定義為鏡頭色差校正，並且是使用在廣角鏡頭，或是大幅度的傾斜與搖擺的情況下，因為光線的損失而使得此校正功能有所運作。但是在書畫攝影系統的擷取過程中，並不需使用廣角鏡頭，或者傾斜及搖擺角度，卻依然有擷取的影像檔角落偏色的現象，此現象應屬數位機背本身的色差。所以在數位機背的校正上，把鏡頭色差校正選項作為數位機背的色差校正功能，為另一種全新的運用方式，同時影像品質也獲得顯著改善。

圖4 Lens CC選項

3.3噴墨印表機的校正

　　印表機的初期校正方式，是先列印出色彩導表IT8.7/3（928個擴充色塊），再以手持Eye-one的方式，去量測所列印的導表後，並將資料回饋給ProfileMaker 5.0軟體，同時以ProfileEditor 5.0對描述檔的細節進行編修，製作出印表機的色彩描述檔。

　　由於當時尚未購買光柵影像處理器（RIP：Raster Image Processor），所以此時期印表機的墨量控制，僅能在印表機驅動程式上的紙張媒體欄位執行選項，無法確實進行墨量管控。直至民國94年購買數位打樣軟體，建立數位影像模擬於印刷機的打樣成果，才得以改善印表機打樣輸出的品質與階調。

　　使用RIP來校正印表機，應先列印墨量控制導表，藉以決定總墨量多寡，色彩校正部分，則改以列印ECI2002導表[9]，並由自動化的分光光譜儀（SpectroScan）進行量測，資料回饋後，由RIP計算回饋的資料，反覆此順序兩三次，即可精準地控制印表機的列印品質。尚未購買RIP之前，以色彩導表IT8.7/3進行量測與回饋後，量測的平均色差（△E）約在4到5之間，使用RIP進行校正後，除了階調更為細緻外，量測ECI2002導表所得的平均色差，也縮小至2以內[10]。

4. 影像擷取與品質管控

4.1平均光分佈與水平垂直的檢驗

　　前置工作完成後，即可進行光源的平均佈光，以及相機水平與垂直的調校。一般情況下，製造平均光分佈的主要方式，是在被攝物左右方45°角處各置一盞光源，光源在入射角等於反射角的情況下，可避免多數的反光。在左右兩盞光源的距離、照度、色溫的條件都相同時，使用入射式側光表在被攝物的中心點以及四周量測，待數值相同，即完成初步平均光的分佈。

　　在具有角度的拍攝台以及地面不平的情況下，為了避免拍攝的書畫作品有變形現象，每天拍攝前以及每次移動相機位置後，均需進行水平與垂直調校。目前的校正方式是使用80cm見方的方格紙（1方格為2cm大小），先預量所拍攝文物的大小，在方格紙上進行畫面的配置，同時調校三向雲台上的角度、水平與垂直旋鈕，讓方格紙呈現無變形的方格狀態。檢查有無變形的方法，除了對照相機觀景窗上的格線外，可直接利用方格紙進行影像擷取，並在擷取軟體上勾選顯示標準線。使用標準線檢驗所擷取的方格紙影像，必須達到水平垂直完全無變形的狀態，始完成相機水平與垂直的校正。

　　完成相機水平與垂直的校正後，再以擷取數位影像的方式，針對平均光分佈進行檢驗。將灰卡分別放置在四周及中央部位，逐序拍攝之，然後在擷取軟體裡選取滴管工具，一一量測每張擷取影像的灰卡RGB數值。此時會發現，即使使用測光表在畫面四周以及中央所量測的數值是相同的，但在擷取的數位影像上量測，仍可能會有數值的差異。因為測光表顯示的是光圈值，從測光表光圈值F1.0-128之間顯示的階數，會少於擷取軟體所顯示的255階RGB數值。所以藉由擷取影像檔的方式，並使用軟體滴管來檢驗平均光的分佈，會比使用測光表量測來得更為精準。

4.2影像的擷取與檢驗

　　相機與光源完成設定後，接著要進行擷取軟體的設定。首先將感光值（ISO）設定為數位機背的最低值50，色彩描述檔則設定為原廠色彩描述檔（Phase one H 25 Outdoor daylight），使稍後擷取的每張原始檔影像均套用這些設定值。待文物、標示籤條與色卡（Kodak Q13或Q14）一一擺放完成後，即可準備影像的擷取。由於書畫數位攝影使用的是電子快門系統，所以在相機的光圈與快門設定上，均從電子控制器上進行設定，且可使用十分之一格的調整方式對光圈微調，達到精確的控制。

　　至於數位影像品質的檢驗，首重檢查色階（Levels），良好的色階應分佈在8±3到235±3之間（圖5），意即亮部在235±3；暗部在8±3之間，可以得到良好的色階明暗度。如果色階分佈偏亮部或偏於暗部，則微調光圈直至理想狀態的色階[11]。

　　色階檢驗與定義後[12]，再進行對焦狀況與銳利度的檢驗（圖6），對焦狀況是以目視進行檢驗有無失焦，不過由於拍攝的快門以二分之一秒與一秒為主，所以較容易發生的狀況，以晃動現象居多，當有對焦不清或是晃動的現象，即需重新進行影像擷取。

　　影像的色階與銳利度檢驗完成，應詳細比對螢幕上的影像與文物原件的色彩。由於書畫數位攝影棚拍攝的文物尺幅差異不大，且光源的位置和距離亦變化不大的情況下，所擷取的影像在與原件文物顏色比對時，已相當接近。此時可微調擷取軟體的設定值（圖7），直至螢幕上的文物影像顏色完全符合文物原件的顏色，才算完成影像擷取的程序（圖8）。

圖5 色階的分佈與定義   圖6 銳利度與對焦檢驗   圖7 微調顏色設定值

圖8 螢幕影像與文物原件的顏色比對

5. 色域對應與打樣的品質管控

　　故宮書畫數位攝影棚的數位流程，主要以前端的影像擷取為工作項目，完成擷取的數位影像則交由資訊中心備份與管理。擷取軟體所產出的RGB原始檔（Raw Files），雖然具有保留原始資訊，以及可容許彈性修改的優點，但是在應用上並不普遍，且有諸多限制，因此必須轉換成能普遍性應用的Tiff、Jpg等圖檔類型。目前擷取軟體的轉檔輸出方式，均選擇置入原廠（Phase one H 25 Outdoor daylight）色彩描述檔，並輸出成Tiff、Jpg等檔案類型，再傳輸至資訊中心的伺服器儲存備份。但是對檔案的使用，則會依用途不同，將檔案轉換成最適合的色域。

　　現階段書畫數位攝影棚的輸出流程，置入原廠色彩描述檔的Tiff檔在打樣輸出前，需將RGB轉換為CMYK色域，這個轉換過程交由RIP進行處理分色，可以得到較好的結果。但是RIP只接受Adobe RGB 1998轉換為ISOcoated CMYK情況下，必須將已經置入原廠色彩描述檔的Tiff檔，以Photoshop軟體開啟，選擇保留嵌入的色彩描述檔（圖9），並執行轉換為Adobe RGB 1998（圖10）。其中轉換的演色意涵則使用相對色度方式，可以保留更多原來的色彩，並準確的複製出色域內的所有顏色。（Fraser, Murphy, and Bunting, 2006：83）完成的檔案即可使用RIP進行分色與打樣輸出。上述的轉換過程，在書畫數位攝影流程中，分別以Photoshop軟體的Action指令與RIP的Hotfolder，以批次處裡的方式，快速完成指令操作。

圖9 選擇使用嵌入描述檔                        圖10 色域對應〈轉換為Adobe RGB〉

　　印表機完成校正後，即可進行輸出已完成CMYK分色的數位檔案，並在打樣輸出的樣張上，附加FOGRA Media Wedge CMYK V2.0檢驗導表（圖11）。對於輸出樣張的品質檢驗，可分成導表檢驗與視覺評量兩階段。導表檢驗部份使用自動化的分光光譜儀（SpectroScan），量測樣張上的FOGRA導表，可產出PDF檔的檢驗報表。目校檢視則將是樣張放置在5000°K的標準燈箱內，與6500°K的螢幕影像逕行比對[13]。

圖11 內附檢驗導表的輸出樣張

6. 結語

　　故宮數位攝影系統的數位流程與品質管理，以三階段來說明，分別為影像擷取、檔案轉換與處裡、以及後端打樣輸出。在前端影像擷取流程中，依據測光表、擷取軟體的數值量測為檢驗工具，同時對擷取的數位影像與文物原件，進行視覺評量與色彩調整，藉以達到影像檢驗的低色差值，以及符合視覺匹配的數位影像。檔案轉換與處裡過程中，根據用途而轉存不同的格式類型以供運用外，色彩描述檔嵌入、色域間的轉換步驟，更是流程間品質管理的重要因素。定期的印表機校正，可維持輸出打樣的穩定度，對輸出樣張的檢驗，則以導表色差量測與視覺評量兩階段進行。上述流程均以故宮書畫數位攝影系統的實際操作經驗，探討數位流程的步驟與品質管理。

　　另一方面，影響數位化流程的因素相當多，其中的設備也是主要的影響因素之一，例如數位攝影棚的兩款不同螢幕，就使用不同的校正軟體；不同廠牌數位機背的校正，其軟體的設定選項也有相當大的差異。雖然相關數位計畫使用的設備並不見得相同，流程也有些許差異，但是若能導入科學儀器量測與色差值檢驗程序，同時在流程中遵循國際標準及色彩管理概念，俾能對提昇影像品質有所助益。