Präsentation auf dem Kolloquium

Kulturgüter im Internet

Gliederung der Präsentation von Roland Dreyer auf dem LAD-Kolloquium "Kulturgut aus Archiven, Bibliotheken und Museen im Internet" am 16.11.2001

Die Aufgabenstellung des DFG-Projekts

  • Entwicklung weitgehend automatisierbarer Arbeitsabläufe zur Herstellung optimaler digitaler Master über das Medium Mikrofilm
  • durchgängiges Color-Management von der Filmaufnahme bis zum optimierten digitalen Master
  • Das Scan-Problem

  • Es gibt heute keine farbtüchtigen MF-Scanner mehr - Sunrise hat die Produktion eingestellt!
  • Reproscanner mit der notwendigen Scan-Auflösung von 5000 dpi haben keine Rollfilm-Vorrichtung mit Frame-Erkennung
  • Nur Luftbildscanner kommen in Frage!
  • Das Farb-Problem

  • Farbe im Mikrofilm ist nur kontrollierbar, wenn bei jedem Filmsatz auch ein IT8-Target aufgenommen wurde, dessen Beschreibungsdaten (Meßwerte) bekannt sind.
  • Ein einfacher Farbbalken genügt nicht!
  • Belichtungsfehler bei der Aufnahme oder Justagefehler beim Scan sind fast irreparabel!
  • Das Kontrast-Problem

  • Nutzinformation steckt in unterschiedlich hellen Bildbereichen, die mit herkömmlichen Methoden nicht gleichzeitig optimal reproduzierbar sind.
  • Farbmanagement kann dieses Problem nicht lösen!
  • Hier ist eine intelligente Bildverbesserung gefordert.
  • Das Auflösungs-Problem

  • Ein Makrofiche (DIN A6) mit 5000 dpi hat rund 500 Millionen RGB-Pixel ==> 1,5 GigaByte Rohdaten
  • Wavelet-Kompression packt auf 1:50 ...1:100 ==> 15 MegaByte
  • Mit herkömmlichen Verfahren ist dieses Bild nicht im Internet präsentierbar!
  • Netzbandbreite mit Kompression: ISDN: 250.000 Pixel/Sekunde ADSL: 3 Mio. Pixel/Sekunde
  • Fazit: Neue Konzepte sind gefragt!

  • Die Direktdigitalisierung von Archivgut ist heute dem Mikrofilm-Scan qualitativ überlegen!
  • Hybrid-Digitalisierung in einem Arbeitsgang? Derzeit noch kein System am Markt verfügbar- Zeutschel plant noch!
  • Digitale Bild- und Metadaten können jederzeit verlustfrei und redigitalisierbar auf Film ausbelichet werden!
  • „Sparsame“ Digitaliserungskonzepte aus dem letzten Jahrhundert sind überholt!
  • DVD-Speicher erreichen mit Violett-Laser bald 50 GigaByte pro Scheibe (heute 4,2 GB netto)
  • Etablierte Filmworkflows (IfE Ludwigsburg) haben auf jeden Fall Bestand, da deren Know-how für Fotografie und Filmhandling unersetzbar ist!!
  • Filme müssen absolut staubfrei sein!
  • Exkurs: Digitale Sicherheit

  • Hochsichere Online-/Nearline-Speicherung im ehemaligen Atombunker der Landesregierung (bei Calw)
  • Die Workflow-Kette Film-Digitalisierung
  • Nur Scanner aus der Geo-Informatik scannen Rollfilme hochauflösend mit 5000 dpi
  • Vexcel UltraScan 5000 Format bis A3 + Rollfilmfähig Auflicht- + Durchlichtscan Optische Auflösung: 5,080 dpi oder 5 µm und 882 dpi oder 28.8 µm, 12 bit Preis ~ 100 TDM komplett www.vexcel.co.at
  • Z-I PhotoScan 2000 genauso gut, 2..3 mal so teuer!
  • Die Workflow-Kette:
    Erhaltungsspeicherung I

  • Ziel ist das „Digitale Original“
  • Maximale Detail-Auflösung: Dieser IBM-Monitor zeigt heute schon 200 dpi (üblich: 72 dpi)
  • Maximaler Farbumfang: Neue Displays und Laserprojektoren bieten künftig filmidentischen Gamut
  • 8 bit pro Farbe sind dafür nicht ausreichend! ==> TIFF 48 bit LZW-Komprimiert
  • Scan und Filmaufnahme müssen optimal sein (Farbbalance und Weisswert)
  • Trennung von Erhaltungsdaten und Nutzungsdaten
  • Die Workflow-Kette:
    Erhaltungsspeicherung II

  • Erhaltungsspeicherung als „Digitales Original“ samt Metadaten in einem Media Asset Management System (MAMS)
  • Regelnutzung erfolgt via Internet aus den mediengerecht aufbereiteten Nutzungsdaten (==> ECW)
  • Fachnutzergerechte ad-hoc-Bildaufbereitung aus den Erhaltungsdaten on-the-fly aus dem MAMS z.B. für druckfähige Bilddaten oder Bild-Analysen (Ausnahme); Download via Internet oder Intranet
  • ICC-Profilerzeugung erst beim Anwender aus IT8-Targetdatren
  • Die Workflow-Kette:
    Nutzungsspeicherung I

  • Bildformate wie Enhanced Compressed Wavelet (ECW) und Multiresolution Seamless Image Database (MrSID) erlauben die Internet-Präsentation von Bildfiles bis zur TeraByte-Größe
  • Kompression 1:50 bis 1:100 mit Wavelet-Verfahren bei bemerkenswert guter Bildqualität
  • Beliebig tiefes Zoomen und Verschieben erfolgt durch selektive Dekompression nahezu in Echtzeit, ohne besondere Anforderungen an Netz-Bandbreite und Rechnerleistung!
  • ECW ist nicht proprietär und kann stufenlos zoomen! Quellcode und Software ist frei verfügbar: www.ermapper.com!
  • MrSID von www.Lizardtech.com ist in den USA im Archiv- und Kulturgüterbereich recht verbreitet. MrSID-Bilder findet man auf http://toots.jogevamv.ee/mrsid/ und www.davidrumsey.com
  • Die Workflow-Kette:
    Nutzungsspeicherung II

  • Im ersten Vergleich von MrSID vs. ECW spricht vieles für ECW. Vor allem ist der ECW-Encoder für Dateien bis 500 MB Ausgangsgröße kostenlos auf www.ermapper.com verfügbar.
  • Die Qualität bei Kompression 1:80 ist faszinierend ==> Live Demo
  • Fazit: Maximale Qualität und Auflösung ist schon heute im Internet sinnvoll!

  • Es gibt mit Formaten wie ECW und MrSID keinen Grund mehr zu einer „Spar-Digitalsierung“ bezüglich Auflösung oder Farbtiefe!
  • Die Zoomzeit von der Übersicht (Erde) bis zum feinsten Detail (Auge) liegt immer unter 2 Sekunden!
  • Copyright-Schutz ist eingebaut, da der Nutzer stets nur die nicht reprofähigen Ansichtsdaten (72 dpi) speichern oder drucken kann - und auch das kann man unterbinden!
  • Wasserzeichen (sichtbar und unsichtbar) sind eine weitere Möglichkeit
  • Farbmanagement zwischen Mythos und Realität I

  • Das Gehirnist der beste Farbmanager!
  • Die subjektive Farbwahrnehmung am Monitor wird von den Lichtverhältnissen im Raum und den Umfeld-Farben (Tisch, Boden, Tapete) viel stärker beeinflusst, als von technisch bedingten Farbverschiebungen.
  • Jeder Bildschirm ist anders eingestellt: „kalibrierte“ Monitore werden meistens als zu flau empfunden.
  • Demzufolge gibt es bei den in der Praxis gegebenen unkontrollierbaren Betrachtungsbedingungen am Monitor keine objektive Farbwahrheit.
  • ICC-Profilierung macht nur für den Druck wirklich Sinn.
  • Entscheidend ist die Film- und Scan-Qualität!
  • Farbmanagement zwischen Mythos und Realität II

  • Neue hocheffiziente und intelligentere Algorithmen für das Gamut Mapping sind weltweit in der Entwicklung.
  • Die Scanner-Justierung ist maßgeblich für Farbqualität!
  • Wichtigstes Kriterium bei der subjektiven Qualitäts-beurteilung eines Bildes ist eine Gauß‘sche Verteilung der Helligkeitswerte über der Kontrastachse, erkennbar am Histogramm.
  • Kontrastmanagement ist für den Nutzer wichtiger I

  • Für die Präsentation von Bildern im Internet muss der Dynamikumfang des Originals (Film 3.000:1, reale Szenen 10.000:1) auf den Kontrastumfang eines Monitors von nur 200:1 abgebildet werden.
  • Das ist ohne Verluste nur möglich mit: - einer Quellenquantisierung von mindestens 12 bit pro Farbkanal (==> 48 bit/Pixel) - einer farbmetrischen Objektreferenz bei jeder Aufnahmeserie (IT8-Target) - einem bildbezogenen Algorithmus wie RETINEX, also nicht mit einem ICC-Standardprofil
  • „TIFF 48 bit“ bedeutet nicht „doppelt so viel Daten“ wie bei 24 bit!
  • Gradationsmanagement ist für den Nutzer wichtiger II

  • Diese Voraussetzungen sind heute erfüllbar.
  • Photoshop ab 5.0 verarbeitet TIFF-RGB mit 48 bit/Pixel
  • Das IT8-Target kann jederzeit colorimetrisch ausgewertet werden, um ein Profil für die gesamte Kette vom Objekt bis zur Wiedergabe zu erzeugen
  • Das Gradationsmanagement wird nach dem RETINEX-Konzept der NASA vorgenommen: RETINEX = Retina+Cortex
  • Die Umwandlung in den geräteunabhängigen Kommunikationsfarbraum CIE-Lab verbietet sich, weil TIFF-Lab hier nur 8 bit/Kanal zuläßt.
  • RETINEX – High Dynamic Range Images I

  • RETINEX basiert auf der logarithmischen Quantisierung der Luminanz-Achse des gleichabständigen CIE Luv-Farbraums und einer Umgebungspixel-Analyse gemäß der Retinex-Theorie von Edwin Land.
  • Die Software ist ab 2002 von www.truview.com für rund 100 Euro erhältlich
  • Die nachfolgenden Beispiele sind von der NASA-Website //dragon.larc.nasa.gov/viplab/retinex
  • RETINEX – High Dynamic Range Images III

    RETINEX – High Dynamic Range Images IV

  • Die Resultate des automatischen RETINEX Image Enhancements sind mit anderen Methoden nicht erzielbar.
  • RETINEX – High Dynamic Range Images V

  • Was ist wichtiger: Intelligente Bildverbesserung oder Originaltreue?
  • Wo bleibt bei der Bildverbesserung der Nutzungsdaten die Wahrhaftigkeit der Archivale?
  • RETINEX – High Dynamic Range Images VII

  • Wo bleibt die archivalische Evidenz?
  • Archivalische Evidenz ist in den Erhaltungsdaten mit colorimetrischer Präzision besser konserviert als je zuvor!
  • 1. Voraussetzung ist ein optimaler Scan und eine unverfälschte Speicherung im Format TIFF 48 bit als digitales Original
  • 2. Voraussetzung ist die digitale Verfügbarkeit des Target Description Files TDF des verfilmten IT8-Targets: individuell gemessene Spektrophotometer-Daten sind genauer, als die Chargendaten aus dem Web!
  • Farbmanagement im Film I

  • Nur wenn auch die richtigen Messdaten des IT8-Targets als TDF auf dem Film sind, ist eine automatische Erzeugung eines ICC-Profils möglich!
  • Dokumentation im Film in Klartext (7 A4-Seiten in 8 pt.) und/oder
  • als maschinenlesbarer Flächencode (hier z.B. 3D FaxFile) 21 KB ASCII ==> ½ A4-Seite (300 dpi) – hochredundant und kratzresistent.
  • Das gescannte TIFF-Bild kann zu TDF-Datei re-konvertiert werden.
  • Ohne Referenzdaten ist das IT8-Target nur zur visuellen Kontrolle geeignet!
  • Farbmanagement im Film II

  • Preisgünstige IT8-Targets von Wolf Faust gibt es auf www.targets.coloraid.de
  • Standardformat 4 x 6 inch 1-4 Targets: DM 15,- > 4 Targets: DM 12,- >100 Targets: DM 10,- ==> ~75 % unter dem Preis von Kodak, Agfa, Fuji!
  • Sonderformat DIN A4 auf Karton aufgezogen: DM 45,-
  • TDF auf Diskette und im Web.
  • Farbmanagement im Film III

  • ICC-Profilerzeugung erfolgt mit einem Mausklick!
  • Farbmanagement im Film IV

  • Man zieht im Profil-Generator einen Rahmen exakt über dem gescannten Target auf und klickt auf „Generieren“!
  • Das Programm misst dann automatisch alle Farbfelder aus, vergleicht die Soll-Werte aus der TDF-Referenzdatei mit den gescannten Ist-Werten und erzeugt daraus ein ICC-Profil.
  • Die Monitor-Farbdarstellung hat darauf keinen Einfluß!
  • Farbmanagement im Film V

  • Demo-Software und eine gute Anleitung (PDF) zur Kalibrierung von Scanner und Monitor finden Sie auf www.gretagmacbeth.com/Source/Gm.asp ==> Software ==> ProfileMaker 3.1 PRO
  • Wenn Sie Farbdrucke ausmessen wollen, benötigen Sie ein Spektrophotometer!
  • Ein relativ preisgünstiges USB-Spektrophotometer samt Software von Gretag vertreibt Fuji-Hunt als „EyeOne“ Preis 3285,- Euro. Kauf im Web: www.fujihunt.com/colour
  • Digitale Organisation im Archiv I

  • Setzen Sie den Flächencode PDF417 zur maschinenlesbaren Etikettierung von Archivgut ein...
  • Digitale Organisation im Archiv II

  • ...und lesen Sie die Metadaten aus dem Barcode noch aus 5 Metern Entfernung aus.
  • Kombiniert mit einem mit 384 bit codierten Transponderetikett (RFID-Label zur Warensicherung, < DM 1,- pro Stück) finden Sie jedes einzelne Archival auch in geschlossenen Kisten per Funkortung!
  • Und Sie bemerken sofort sein Verschwinden aus dem Lesesaal: 1,2 m Erfassungsraum der Sonde
  • Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

     

    PowerPoint-Version der Präsentation auf dem Kolloquium "Kulturgut aus Archiven, Bibliotheken und Museen im Internet" am 16.11.2001.

    Beschreibung des DFG-Projekts:
    "Workflow und Werkzeuge zur digitalen Bereitstellung größerer Mengen von Archivgut"