文章分類 ‘數位化工具箱’

色彩管理基礎概念—何謂色彩管理?

星期五, 十二月 7th, 2007

文/李姿穎

 

前言

大多數人每天睜開眼,就能透過靈魂之窗看見五顏六色的繽紛世界,自然光經由反射進入眼睛,再轉換成為可供大腦判斷解讀的電波。在色彩的世界中,何謂正確的顏色?一顆擺在眼前的紅色蘋果,該如何描述定義蘋果的顏色?究竟是亮紅、粉紅、深紅、暗紅,還是胭脂紅,不同的個人對於色彩的感知各異,視覺感官所判讀的色彩資訊,更容易受週遭環境、光源及生理機能等影響,成為各說各話難以溝通的狀況。因此,如何管理色彩?透過儀器及標準化流程定義色彩的數值,尋找共同的語言。讓我們暫時先把心理層面感官的色彩描述收起來,利用數值化方式建立在色彩的描述與轉換間對應的標準。

  色彩空間類型

感官色彩數值化—色彩空間的建立

色彩管理的整體流程主要分成三階段:影像擷取、影像處理、影像輸出,此三部分皆應納入考慮範圍方是完整的流程體系,若只單純處理某一部分,未能兼顧整體將無法確實管理色彩。然而,如何將感官的顏色轉換成數值呢?由於人的眼睛只能看見紅、綠、藍三種光,並利用三原色生成不同色彩。因此,以三種參數描述色彩,建立紅、綠、藍三色於X、Y、Z三個座標軸的色彩空間,每個顏色在此空間內有其唯一的座標植。根據國際照明委員會(Commission Internationale de l’Eclairage,簡稱CIE)於1931年首次基於人眼對於的色彩感知,建立以數值度量描述色彩空間的嘗試,制定出CIE XYZ,為日後其它色彩空間的基礎。諸如:CIE LAB、Apple RGB、sRGB、CMYK等,皆屬於不同模式的色彩空間類型。

 

溝通機器設備的橋樑—ICC Profile的用途

因此,透過數值在不同的色彩空間內,每個顏色都有其絕對的位置。但是在影像擷取至輸出的過程中,往往經過許多的人員、設備、環境光源等各種因素,雖不會改變原本影像的資訊,但不同的顯色方式則影響其中顏色的轉換與對應的精準性。為了解決此種問題,國際色彩協會(International Color Consortium,簡稱ICC)創立於1993年,由知名廠商Adobe Systems Incopration、Agfa-Gevaert N.V.、Apple Computer、Eastman Kodak Company、Microsoft Corporation、Silicon Graphics Inc等共同創立。其針對當前所使用的數位影像格式進行整合,並以此標準定義跨平台的設備描述檔(Device Profile),支援於各種平台界面時,仍可顯示原始的色彩資訊。依此標準在影像數位化流程中的各類設備,如:數位相機、掃瞄機、螢幕、印表機等,經由色彩管理軟體校正程序,即能產生符合ICC標準的色彩描述檔,稱為ICC Profile,如此一來即可自由地進行設備間色域空間的轉換對應。

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資料庫初體驗

星期五, 十二月 7th, 2007

 文/黃國倫

資料庫(Database)廣義來說,為一個具有相關隱含意義的資料集合,通常為了特殊目的而建置,因此會有預定的使用族群,而資料庫可大可小、可簡單亦可複雜。舉例來說,一個班級的通訊錄,可能僅僅只有數十筆記錄,每筆只紀錄簡單姓名、電話、住址…等文字結構;而以數位典藏聯合目錄而言,則涵蓋了上百萬筆數位典藏資訊,數位格式包含文字、聲音與影像,資料關係更是錯綜複雜。無論資料量如何,皆可歸納為資料管理的一種,必須能針對資料進行組織、分類與儲存,並盡量滿足使用者檢索、統計分析、維護…等等需求。

<目錄>
3. 資料庫初體驗
3.1 資料管理的好幫手:資料庫
3.2 選擇適合的關聯式資料庫
3.3 資料庫設計DIY
3.4 書同文,編碼大不同

 

文/黃國倫

3. 資料庫初體驗
3.1 資料管理的好幫手:資料庫

什麼是資料庫?
什麼是關聯式資料庫?
關聯式資料庫可以幫我們解決什麼問題?
 
資料庫(Database)廣義來說,為一個具有相關隱含意義的資料集合,通常為了特殊目的而建置,因此會有預定的使用族群,而資料庫可大可小、可簡單亦可複雜。舉例來說,一個班級的通訊錄,可能僅僅只有數十筆記錄,每筆只紀錄簡單姓名、電話、住址…等文字結構;而以數位典藏聯合目錄而言,則涵蓋了上百萬筆數位典藏資訊,數位格式包含文字、聲音與影像,資料關係更是錯綜複雜。無論資料量如何,皆可歸納為資料管理的一種,必須能針對資料進行組織、分類與儲存,並盡量滿足使用者檢索、統計分析、維護…等等需求。
 
一般對於資料量需求不大、關係簡單之資料,是可以採用Word、Excel…等文件格式紀錄,這也算是廣義資料庫的一種;但若資料彼此間關係稍微複雜,就會有不少維護困難與著錄限制。以人名權威資料庫為例,若以Excel紀錄姓名與參考書目關係可以簡單表示如下:
 

表一

姓名

參考書目

編著者

文徵明

明人傳記資料

國立中央圖書館

蘇東坡

中國歷代人名大辭典

沈起煒

王錫爵

明人傳記資料

國立中央圖書館

王安石

中國歷代一百名人傳

沈起煒

以此表格資料為例,可以整理出欄位彼此關係如下︰


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

其中『姓名』與『參考書目』為多對一關係,如『文徵明』與『王錫爵』同時參考自『明人傳記資料』;『參考書目』與『編著者』也為多對一關係,如『中國歷代人名大辭典』與『中國歷代一百名人傳』皆為『沈起煒』所撰寫。 

乍看之下很合理,但實際著錄時卻有可能會發生一些問題,如『姓名』與『參考書目』也有可能是一對多關係,如『文徵明』有可能同時參考自『明人傳記資料』與『中國歷代人名大辭典』,在關係圖中可以很簡單加入參考關係,而在表格之著錄也很直覺就會將『參考書目』改成如下,但問題來了,『編著者』要如何著錄,才能清楚區分此『編著者』屬於哪個『參考書目』呢?

 
表二

姓名

參考書目

編著者

文徵明

明人傳記資料、中國歷代人名大辭典

國立中央圖書館、???

而在資料維護上,同樣也會有一些困難,如發現資料著錄錯誤,要將所有『明人傳記資料』改為『明人傳記資料索引』,將所有『中國歷代人名大辭典』的『編著者』由『沈起煒』改為『張撝之、沈起煒、劉德重』,若要修改筆數有成千,甚至上萬筆時,那實在也只能說是一件苦差事了。

表三

姓名

參考書目

編著者

文徵明

明人傳記資料索引

國立中央圖書館

蘇東坡

中國歷代人名大辭典

張撝之、沈起煒、劉德重

王錫爵

明人傳記資料索引

國立中央圖書館

王安石

中國歷代一百名人傳

沈起煒

……

中國歷代人名大辭典

張撝之、沈起煒、劉德重

……

明人傳記資料索引

國立中央圖書館

……

……

……

……

……

……


所以有發現真正問題所在嗎?其實癥結點就在於『姓名與書目彼此間關係可能會有一對一、一對多、多對一、多對多的關係存在,若單純使用Excel這類電子文件著錄,試圖只用一個表格去表達姓名與書目,在很多情況下是無法適當呈現出資料彼此間之關係的』。所以應該重新考慮表一,將其拆成如下之表四、表五兩個表格,再加上表六去紀錄姓名與書目之間的關係。

 
表四

PEOPLE_ID

NAME

1

文徵明

2

蘇東坡

3

王錫爵

4

王安石


表五

BOOK_ID

BOOK

BOOK_AUTHOR

1

明人傳記資料

國立中央圖書館

2

中國歷代人名大辭典

沈起煒

3

中國歷代一百名人傳

沈起煒


此外,SQL依照用途可簡單區分為三大類:資料定義語言(Data Definition Language,簡稱DDL)、資料操作語言(Data Manipulation Language,簡稱DML)及資料控制語言(Data Control Language,簡稱DCL)。資料定義語言可以用來定義資料庫的資料結構,就像資料表名稱、欄位名稱、以及各欄位屬性等等;資料操作語言則是用來進行資料操作,例如:資料庫中新增、刪除、更新、與查詢資料的操作功能;而資料控制語言可以針對資料庫內部進行交易處理及系統效能維護。因此只要學會這三大類的SQL語言,幾乎就可以應付各種資料庫管理工作。但礙於篇幅關係,本章節並不詳細介紹SQL用法,有興趣者可參考SQL相關書籍。<目錄>
  

3.2 選擇適合的關聯式資料庫

有哪些關聯式資料庫可供選擇?
優點為何?限制為何? 

目前市面上常見之關聯式資料庫有Microsoft Office Access、Oracle Database、Microsoft SQL Database、MySQL、PostgreSQL,基本上都具備關聯式資料庫基本功能,茲分別簡介如下:

n         
Microsoft Access

MS Office Access適合資料量小,需求不大之使用者。其單一表格可支援2GB資料量、支援基本的交易鎖定(Transaction Lock)、支援與MS Office套件作一些功能上的結合,更重要的是也支援SQL結構化查詢語言。但只支援255個使用者同時上線,無法使用預存程序(Store Procedure)或觸發(Trigger)…等功能,只能執行於Microsoft Windows作業系統上,更多產品相關資訊可參考http://www.microsoft.com/access/。 

n         
Oracle Database
商業資料庫,由專業資料庫廠商Oracle推出,一般常見功能皆具備,可說是目前市面上功能最齊全的資料庫。也因其功能眾多,其所提供之資料庫管理者介面相當複雜,甚至有些進階功能無法透過介面去管理,只能透過命令列(CommandLine)方式進行設定,價格昂貴。其除可與Java做緊密結合,亦可於Linux、FreeBSD、MSWindows、Solaris…等作業系統上執行。更多產品相關資訊可參考http://www.oracle.com/database/

 
 

 在選擇資料庫時,除了根據資料管理的需求外,也要考慮資料量規模、預算、作業系統平台、資料庫功能…等等實際專案需求;若以作業系統平台為考量,僅限制在Linux上運作,則MS Office Access、MS SQL Database就無法列入考慮;若非商業用途,而預算又不足時,就可以考慮MySQL或PostgreSQL,端看不同需求,而有不同資料庫選擇。在這裡提供幾個評估因素,讓各位在選擇資料庫產品時可以先進行自我需求分析,以了解資料庫應具備的特性:

評估因素 說明
資料複雜度

 

是否支援有多對多的關係?

是否提供欄位格式限制?日期、數字、長文字?

資料量 最大的資料儲存筆數?
資料查詢需求
是否支援SQL查詢?

是否提供AND、OR、部份符合、大於、小於條件查詢?

使用者數量 同一時間最多使用人數?
跨平台要求 是否能在Windows、Linux或其他平台運作?
商業用途 是否用於公司營利之目的?

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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平面圖像數位化之色彩品質檢驗方法論

星期四, 十二月 6th, 2007

故宮器物數位典藏子計畫/張志光

alanpop@npm.gov.tw

一、前言 在參與數位典藏的計畫中,有相當多的計畫或者是計畫中的某一部分,其主要的任務之一即是從事平面圖像的數位化工作。然而到目前為止,對於數位化後之影像品質與管理,卻各有其獨自發展出來的策略與方法。因此,本文提出一個平面圖像數位化之色彩品質檢驗方法,這個方法有別於目前大部分的影像色彩品質檢驗方式,而是在主觀的判斷方式之外,納入較為客觀的數據參照,以及品質導具之使用,使影像色彩品質可以獲得有效之管理。

二、定義 本文定義的平面圖像類文物泛指平面的書法、繪畫、地圖或被視物之主要觀看視角與觀看者成垂直的典藏品,主要觀看視角亦即最佳視角,這個特性有別於3D立體的典藏品,因其被視角度是全方位的,從各種角度皆可獲得不大一樣的變化。特別是觀察角度以及光源種類與射角,會使觀察者對被觀察器物色彩的判讀有很大的影響。   

 

 

彩色花鳥(圖片來源:聯合目錄;

國立歷史博物館收藏)

平面圖像類文物因為只有一個最佳觀看視角,因此將色彩導具與灰階導具一起拍攝,較具有品質管理的必要性。

這是一些色彩與灰階的導具,主要用於管理影像品質,包括曝光、灰平衡、色彩、階調與印刷等。

本導具是Ugra/Fogra Media Wedge CMYK 2.1表,用來驗證輸出設備在色彩複製的一致程度,通常置於輸出樣稿之周圍。檢驗方法為使用色彩量測儀器量測輸出稿之本表數值,比對本表所規定之數值,色差值(Delta E)相差愈小,表示色彩複製愈趨於一致。(Image from: http://www.ugra.ch/index.php?session=14173704&show=100&admin=showLogin)

 

 

清 青玉八方盒(圖片來源:聯合目錄; 

國立故宮博物院收藏)

本圖說明器物會受到光源射角或觀察角度的影響,使得相同材質的青玉或鑲嵌其上之紅寶石有不同的明暗、反光與否、透光程度的色彩變化。

 三、數位化目的與影像品質分類 平面圖像數位化主要目的是取得近似原件品質之數位影像,換言之,即是希望透過數位化設備與技術擷取的影像,可以達到肉眼無法辨識的境界。就此品質目標,影像品質可以大致歸納四大類:「色彩複製」、「細節複製」、「階調複製」、「雜訊抑制」,簡化成「三要一不」的口訣:要色彩、要細節、要階調、不要雜訊。這四大類在大部分的平面圖像中,以色彩對影像數位化品質影響最大,主要是其他三者較易受到觀看距離的影響,而色彩較易被肉眼感覺到差異。

 

四、色彩管理的範圍 影像數位化主要可分為三個階段:輸入→處理→輸出。輸入階段─影像從平面圖像擷取出來;處理階段─針對使用目的進行影像處置;輸出階段─針對使用目的輸出影像。而色彩管理的範圍包含這三個階段,且是環環相扣。好的色彩品質管理即是從輸入、處理到輸出,均可保持色彩的一致性。

 

五、品質檢驗須知 在檢驗影像色彩品質之前,須要先了解品質

 

 六、影像品質管理系統架構 儘管影像品質會因典藏品類別、數位化設備、使用者需求與使用目的,而有等級上的差異,影像品質管理仍可以透過系統性的架構,來對確保數位化影像符合應有的品質標準。這個架構的要件包括:設備、工具、導具、流程、標準、知識與技術等。設備─影像數位化所使到的設備,包括數位相機、掃描器、螢幕、電腦、輸出機等設備;工具─協助設備與數位化流程正常運作的工具,像是色彩量測儀、色彩描述檔產生軟體或影像編輯軟體等;導具:類似色彩尺規的功能,可以是類比的色彩導具,也可以是數位影像的色彩導具檔;流程─是影像數位化的各個步驟依照一定順序的分類大項,如攝影、掃描或輸出等;標準─在設備或流程可作為參考規範的數據或規定的共識,遵循標準可以獲得一致性的品質結果;知識─透過學習所獲得的專業知識;技術─運作前述要件的綜合能力。

 

 七、色彩品質檢驗方法 色彩品質檢驗方法是一種確認影像數位化的色彩品質的技術或專業,可分為主觀的與客觀的方式,主觀檢驗色彩品質的方法是交由專家,對原件與數位化影像或輸出成品,進行色彩複製能力良窳的判定,會因人而異;客觀的是透過色彩導具之科學數據比對,對影像色彩品質複製程度,提出說明。例如:Delta E色差值,量測跟拍平面圖像的色彩導具數據,對照被數位化影像的色彩導具數據,或者是輸出樣稿上之色彩導具數據對照回原始的色彩導具數據檔,色差值越小代表色彩複製的能力越強、越好。影像數位化必須同時考慮主觀的與客觀的方式,主要是因為平面圖像的色彩多樣,色彩導具上的顏色不一定與原稿符合,只能說,當具備許多色塊的色彩導具與其在數位化影像上的色差值相似時,我們假設原稿與數位影像相似。如果原稿的顏色多過色彩導具,或是原稿具有特別的顏色,就無法透過色彩導具複製程度來確認原稿本身的色彩複製度,而是要透過專家的肉眼、專業知識與經驗來進行判定。

 

 八、結語 目前我們缺乏一個容易使用與判別的色彩品質管理系統,現在的影像色彩品質仍大量依賴專家或是承辦者的主觀判斷,影像的色彩品質應該從輸入、處理、輸出到儲存,都可以輕鬆控管,才是我們所需要的。相信不久的將來一定會有更人性化、更友善且較更容易操作的色彩品質管理系統,來協助我們做好影像數位化的色彩品質管理。

書同文,編碼大不同

星期四, 十二月 6th, 2007
 
 
何謂編碼?
有哪些種類的編碼方式?
 
由於電腦並不像人腦,可以理解人的語言或文字,因此為了讓電腦接受到使用者輸入的訊息,所有的資料都會被轉換成0與1的數字後才進行處理,故有人說電腦是由0與1所組成的,而資料都會被轉換成0與1的過程,也就是所謂的編碼。在許多情況下,電腦編碼方式所能容納的字數是有限的,所以沒辦法涵蓋完整想要表示的字,例如:廣泛被使用的Big5編碼只是包含中文的常用字及符號而已,故以Big5編碼為主的電腦,僅能處理中文字所有集合(字集)中的一小部份。當然也有一個編碼包含許多字集的,例如Unicode的目標是包含所有字集。

 英文系統內一樣有編碼。以一字節八位元(8 bits)排列,共可得256個組合,即0至255。但由於英文字母加上大小寫及常用的符號後,也不到128個,所以在早期的電腦系統內,只用了0至127(即十六進制的00至7F)。西文由於基本字符少,所以用2的8次冪就能包涵所有的字元。它的內碼集共0至255,名為ASCII。

 

 現行的系統下,在同一種環境中,只能顯示一種編碼,所以只要這個編碼沒支援的字,就沒辦法顯示。目前常見之中文編碼有Big5(臺灣)、GB 2312(中國大陸)、國際標準Unicode等等,茲分別簡介如下:

  1.  Big5:編碼是使用繁體中文社群中最常用的電腦漢字字符集標準,共收錄13,053個漢字,其中有2字為重複編碼。是在1984年由中華民國財團法人資訊工業策進會為五大中文套裝軟體所設計的中文內碼,所以就稱為Big5中文內碼,雖然五大套裝軟體並沒有成功,但Big5編碼卻深遠地影響正體中文電腦內碼,直至今日。Big5後來被人按英文字序譯回中文,以致現在有『五大碼』和『大五碼』兩個中文名稱。
  2. GB 2312:是一個簡體中文字符集的中國國家標準,全稱為《信息交換用漢字編碼字符集·基本集》,又稱為GB0,由中國國家標準總局發佈,1981年5月1日實施。GB 2312編碼通行於中國大陸,新加坡等地也採用此編碼,中國大陸幾乎所有的中文系統和國際化的軟體都支持GB 2312。GB 2312標準共收錄6,763個漢字,但是對於人名、古漢語等方面出現的罕用字,GB 2312不能處理,這導致了後來GBK及GB 18030漢字字符集的出現。
  3. Unicode:是一種在電腦上使用的字元編碼。它為每種語言中的每個字元設定了統一且唯一的二進位編碼,以滿足跨語言、跨平台進行文本轉換、處理的要求。隨著電腦工作能力的增強,Unicode也在面世以來的十多年裡得到普及。由於Unicode在其編碼中同時容納了全世界各種語言的字元和符號,因此已成為國際常用的交換碼標準。目前Unicode在漢字的支援方面已經定義超過七萬多個字元,收納的字遠多於Big5,且收納字的範圍還在繼續增補中,因此也的確解決了某些層次字形編碼不足的問題,並且在許多系統的支持下,在資訊交換上也的確有其便利性。 
    …詳全文

色相(Hue)

星期三, 十一月 28th, 2007

色相(Hue) 


人類之所以可分辨那麼多顏色,是對於照在物體上的光線反射產生不同波長色光的不同色彩反應,而所謂色相,便是依據不同波長在光譜上的位置所代表的名稱,簡單來說就是色彩的通用名稱。所以三原色中的紅色是一種色相,藍色亦是。而以色相為基礎,對於明度、彩度做調整,便會產生出更豐富的顏色。

為了定義色相,一些知名的專家或是單位都有發表過各種的色相體系 ,(圖一)是以日本色彩研究所發表的「PCCS色相環」(Practical Color Co-ordinate System)為例,該圖中央則是與色光三原色(RGB)、色料三原色(CMY)的對應關係。

 

 

圖一:PCCS色相環

 

 此外,大家可以在PhotoShop色彩選擇的視窗(圖二),鍵入不同的數值來產生需要的色彩,其中H、S、B分別就是指色相(Hue)、彩度(Saturation)、明度(Brightness),在色相的H部分則以圓的角度來分別不同的顏色,彩度的S與明度的B則是以百分比來調整。

 

 

 

   

圖二:Photoshop色彩選擇視窗

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