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礦物標本平面攝影數位化工作流程指南

Tags: , , , , 發表: 2010-09-17, 點閱: 24,184 , 加入收藏櫃 , 列印 列印 , 轉寄 轉寄

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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。上述兩種的作業方式各有其優點及針對性,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。

 

數位內容建置與整合子計畫共設有六個主題小組,其中大部分主題小組均有2D平面攝影數位化工作,這些數位化物件的範疇包括檔案、書畫、地質、拓片、植物、器物、考古、建築等。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。以生物與自然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、 影像規格建議

 

在決定如何表現物件特性之前,需先瞭解數位化相關規格,數位典藏與數位學習國家型科技計畫執行之初,即將數位化產出分為三個等級:[10]

 

(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3-1、數位典藏國家型科技計畫檔案規格

 

典藏級

商務級

公共資訊級

(網路瀏覽)

檔案格式

RAW或TIFF

TIFF

JPEG

色彩模式

RGB(24bit/pixel)

RGB(24bit/pixel)

RGB(24bit/piexl)

解析度及尺寸

原尺寸、300dpi以上

原尺寸、300dpi

視網站設計需求、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3-2:[11]

 

表3-2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:[12]

 

(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、 影像格式介紹[13]

 

(一) RAW

 

RAW全稱為RAW Image Format,是一個經相機感光原件紀錄,未經過壓縮或經最少處理程序的檔案。若相機使用JPEG設定,會將設定過後的檔案壓縮並將色域由12bit變成8bit;若使用RAW檔,相機將維持12bit或是以更高的位元記錄像素,便利透過軟體進行後續修正,例:過度曝光、色彩及銳利度。

 

各廠牌相機產生之RAW檔會有不同的副檔名,例如Nikon的NEF、Canon的CR2或Pentax的PEF。使用RAW格式拍攝之檔案,無法直接以一般圖片瀏覽軟體觀看,必須使用和相機廠牌對應之RAW檔圖像處理軟體(通常購買相機時會隨機提供相關軟體),將相機產生之RAW檔處理後轉為TIFF或JPEG格式,始能正式供應後續的使用需求。因為RAW是未經壓縮的格式,在轉檔成為其他格式前,也可以進行「無失真編修」,具備相當大的後期處理空間,例如:色溫的控制、曝光的修正、色彩的微調、色散的校正等等。正因RAW檔有上述優勢,所以選擇RAW檔作為長期保存的格式,也可以保留日後調整的可能性。

 

(二) TIFF(Tagged Image File Format)

 

TIFF檔廣泛應用於不同平臺,是各種點陣圖像處理軟體、排版軟體或不同作業平台之間交換率最高的一種圖檔類型,可適用於不同的解析度、不同的色彩模式和不同的壓縮方式,是一種不失真且支援24位元色彩深度的影像格式。缺點是檔案較龐大,開啟和儲存檔案的時間較久。以其特性而言,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) JPEG(Joint Photographic Experts Group)

 

JPEG是目前世界上常用的圖像檔案格式之一,支援24bit全彩圖形。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,會使品質較接近原來的影像。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方式。但由於其壓縮方式(高壓縮率)使得檔案變得較小,因此適合放在網路上供人瀏覽。

 

(四) JPEG 2000

 

JPEG 2000為國際標準,也是由JPEG組織所制訂。它與JPEG格式最大的不同,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。編碼方式的演進,讓JPEG2000的壓縮率比JPEG高約30%左右,同時支援有損和無損壓縮。而JPEG2000透過SNR(Signal-to-Noise Ratio),可達成漸進式傳輸展圖的功能,不需將影像暫存至記憶體,而是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。此外,JPEG2000也具備容錯及改錯能力,在文件傳輸過程中,有偵測或改正丟失數據的功能。基於上述的優勢,JPEG2000已經住漸被運用在網路、印刷、數位影像、遙感探測、數位圖書館、電子商務及手持式電子產品等領域。[14]

 

(五) GIF(Graphics Interchange Format)

 

GIF是一種圖像壓縮格式,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。但是它支援透明背景、交錯格式及動畫,且因其檔案較其他格式小,故適合應用於網路上圖檔的傳輸。GIF與JPEG的差別在於,JPEG在表現色彩及線條豐富的圖像時效果較佳,而GIF適合色彩簡單的動畫圖檔、線條及底圖等。[15]

 

(六) BMP(BitMaP)

 

BMP是一種點矩陣格式,有壓縮和不壓縮兩種格式,可表現2位元到24位元的色彩,此格式相容於大多數Windows和OS/2平臺的應用程式,尤其於Windows環境下運作相當穩定,但因為BMP圖形所需容量很大,在網路環境的傳輸考量下,並不是最適合的格式。[16]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(Portable Document Format)

 

PDF是Adobe所發展之格式,必須使用Adobe Acrobat等相關軟體開啟。這種格式可以應用於Unix、Dos、Macintosh、Windows等不同的平臺。在應用上,可考慮製作一系列的PDF檔結合影像跟文字,再提供給使用者透過Acrobat Reader來瀏覽文件。

 

(八) PNG(Portable Network Graphics)

 

PNG可稱為「行動式網路圖片」,其格式發展經常被拿來和GIF格式比較。PNG採用非破壞性的壓縮方式,但常常比 GIF 有更高的壓縮率,另外PNG也支援索引色、灰度,和真彩色圖像,能比GIF保留更多的色彩資訊。但因PNG格式並未全面被瀏覽器所支援,目前網頁瀏覽所使用的格式仍以GIF較為常見。

 

表6、影像格式比較

 

格式

色彩表現

壓縮特性

瀏覽器支援

適用時機

RAW

全彩

非破壞性

長期保存

TIFF

全彩

非破壞性

長期保存、印刷

GIF

256色

非破壞性

(256色內)

網頁預覽

JPEG

全彩

破壞性

網頁瀏覽

JPEG

2000

全彩

非破壞性

網頁瀏覽

BMP

全彩

非破壞性

長期保存

PDF

全彩

均支援

下載

PNG

全彩

非破壞性

網頁預覽

 

 

三、 檔案命名原則[17]

 

(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,每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。一般來說,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。[18]

 

四、 標本拍攝前置工作

 

(一) 挑選欲數位化之標本

 

根據計畫執行目標或礦物狀態等條件,挑選欲進行數位化之礦物標本,一般來說,挑選礦物標本之參考依據有下列幾項:

1. 代表性

2. 特殊性(見圖3-1)

3. 稀有性

4. 晶形完整(見圖3-2)

5. 具教學意義

 

 

圖3-1、外形特殊的菱錳礦

 

圖3-2、晶形相當完整的硫磺

 

 

(二) 整理礦物標本清單

 

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,必須先針對欲數位化的標本進行鑑定的動作,工作人員須具備礦物鑑定之能力,過程務求精準無誤。礦物經鑑定後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。

 



圖3-3、科博館地質學典藏數位化計畫之礦物標本清單

 

 

(三) 蒐集參考文獻及資訊

 

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具備專業素養,為了使日後資料庫內容達到普及的目的,必須提供更生動有趣且多元化的資訊,因此透過蒐集礦物內容介紹以及礦物來源小故事,以易於大眾閱讀為撰寫方向,藉此達到推廣地質科學教育之目的。

 

(四) 清理礦物標本

 

為確保礦物之晶形、顏色及光澤能夠原整呈現,進行數位化拍攝工作之前,必須視情況,清理或修復部分欲數位化之礦物標本。通常利用軟毛刷、硬毛刷、小噴槍、濕布和超音波震盪器等工具對礦物進行清理,使礦物在拍攝時能呈現最佳狀況。因部分礦物較易崩解,清理過程需小心處理。

 


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[10]〈數位典藏國家型科技計畫應用成果與前瞻〉,數位典藏國家計畫網站,檢索:2009年3月,http://www.ndap.org.tw/1_intro/result.php

[11] 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。

[12] 同上註。

[13] 林彥宏,〈檔案文書數位化工作流程參考標準〉,拓展臺灣數位典藏計畫,2005年8月。

[14] 吳鴻謙,《應用JPEG2000航空影像壓縮》,國立交通大學土木工程系碩士論文。2003年6月,頁26。

[15] 項潔、陳雪華,《數位博物館大觀園》,遠流出版事業有限公司,2003年8月,頁214。

[16] 同上註,頁215。

[17] 數位典藏國家型科技計畫 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。

[18] 同上註。









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