Quantitas et qualitas. Zarządzanie jakością w projektach masowej digitalizacji

Planując projekt digitalizacyjny, a szczególnie projekt masowej digitalizacji należy wziąć pod uwagę niezwykle dużą ilość czynników. Analiza zasobu, który ma być przekształcony na formę cyfrową: ilość obiektów, ich rodzaj, wymiary, ograniczenia konserwatorskie pozwolą na określenie sprzętu potrzebnego do przeprowadzenia procesu i metod, którym będziemy posługiwali się w projekcie. Pozwoli to też na przyjęcie norm jakości z jaką digitalizowane będą poszczególne rodzaje obiektów oraz oszacowanie rodzaju i wielkości infrastruktury IT niezbędnej do przechowywania wytworzonych plików cyfrowych. Ze względu na wysokie nakłady pracy i kosztów związane z masową digitalizacją należy w miarę możliwości stosować najwyższe dostępne normy jakości reprodukcji cyfrowych. Pozwoli to na uniknięcie w przyszłości dodatkowego skanowania czy fotografowania w celu poprawy jakości. Jest to szczególnie ważne w przypadku obiektów bardzo cennych: rękopisów czy starodruków. Dobrze wykonana digitalizacja pozwala na ich długookresowe udostępnianie w formie cyfrowej bez obawy o ich degradację czy zniszczenie.

Obecnie istnieją dwie podstawowe metodologie stosowane w procesach digitalizacji. Amerykańska FADGI (Federal Agencies Digital Guideline Initiative) oraz niderlandzka Metamorfoze. Obydwie określają precyzyjnie parametry techniczne, które powinny spełniać cyfrowe reprodukcje w zależności od ich zastosowań i rodzaju digitalizowanego obiektu. Metodologia FADGI przewiduje 4 poziomy jakości opisywane ilością gwiazdek, w Metamorfoze występują 3 poziomy, opisywane jako Metamorfoze Extra Light, Light i Metamorfoze (pełne).

Opis zastosowania poszczególnych poziomów jakości w metodologii Metamorfoze.

Zarówno w metodologii FADGI jak i Metamorfoze analizowanych jest szereg parametrów opisujących jakość cyfrowych reprodukcji. Opisywanie ich wszystkich wykracza daleko poza cel tego artykułu, przedstawię państwu tylko te, które można uznać za najważniejsze a ich analiza pozwala na szybką i wystarczająco precyzyjną ocenę jakości skanów czy zdjęć.

Jednym z podstawowych parametrów jest jakość odwzorowania kolorów. Definiowana jako różnica pomiędzy zmierzonymi a referencyjnymi wartościami pól pomiarowych. W metodologii FADGI opisywana jako ∆E 2000 a w Metamorfoze ∆E 1976. Różnice wynikają z nieco innego sposobu definiowania kolorów. ∆E 2000 oparta jest na modelu percepcyjnym ludzkiego oka,

∆E 1976 na modelu matematycznym. Kolejnymi parametrami, których wartości należy uwzględnić w ocenie jakości są: rozdzielczość optyczna/geometryczna wyrażana w ppi/dpi, równomierność oświetlenia, wartość szumu cyfrowego oraz maksymalna amplituda funkcji SFR pozwalająca na wykrycie cyfrowego wyostrzenia pliku degradującego obraz. Ważnym parametrem jest rozdzielczość przestrzenna opisywana przy pomocy funkcji MTF/SFR, ze względu na dość skomplikowany opis matematyczny przedstawiana często dla ułatwienia interpretacji wyników jako jakość próbkowania (sampling efficiency). Parametr ten opisuje w procentach w jakiej części kontrast układu matryca-optyka odwzorowuje rozdzielczość.

Ten ostatni parametr jest szczególnie ważny, bo to on w gruncie rzeczy opisuje rozdzielczość, czyli zdolność do odwzorowania odpowiednio drobnych szczegółów przez skanery i aparaty fotograficzne. Obydwie metodologie specyfikują też przestrzenie kolorów w jakich zapisywane są pliki (AdobeRGB, eciRGB) oraz rodzaje plików (TIFF, JPEG 2000, PDF)

Do wykonania pomiarów omówionych parametrów używane są wzorniki kolorów oraz testy rozdzielczości, które skanowane są przy pomocy danego urządzenia oraz oprogramowanie analizujące i pozwalające na interpretację wyników. Najprostszym i najczęściej stosowanym wzornikiem jest X-Rite ColorChecker, szeroko wykorzystywany w zarządzaniu barwą. Pozwala on na mierzenie parametru ∆E 2000 oraz ∆E 1976. Inne, droższe wzorniki pozwalają też na pomiar parametrów związanych z rozdzielczością.

Wzornik X-Rite ColorChecker służący do pomiaru jakości odwzorowania kolorów.

Istnieje wiele rodzajów oprogramowania służącego do analizy jakości cyfrowych reprodukcji. Najczęściej stosowanym jest bezpłatny OpenDICE oraz serwis internetowy delt.ae. Zaletą delt.ae jest przede wszystkim to, że jest to strona internetowa na którą ładujemy pliki do analizy. Serwis jest bezpłatny, nie ma potrzeby zakupu i instalowania oprogramowania na dużej ilości komputerów. Delt.ae jest podstawowym narzędziem służącym ocenie jakości skanowanych plików w projekcie PATRIMONIUM. Dodatkową zaletą jest też to, że serwis jest kompatybilny zarówno z metodologią FADGI jak i Metamorfoze.

Przykład analizy parametrów jakości przy pomocy strony Delt.ae. Użyty wzornik Golden Thread pozwala na ocenę wszystkich najważniejszych parametrów jakości reprodukcji cyfrowych. Zdjęcie z aparatu PhaseOne IQ4, 150 mln pix.

Jak zarządzać jakością w projektach masowej digitalizacji?

Opierając się na wybranej metodologii należy przyjąć wartości mierzonych parametrów w zależności od rodzaju skanowanego materiału. W przypadku zdjęć czy ikonografii przyjmujemy rozdzielczość 600 ppi, +/- 1% zgodnie z FADGI. Maksymalna wartość ∆E 2000 nie powinna być większa niż 3, sampling efficiency min. 90%, max. amplituda SFR mniejsza lub równa 1, nierównomierność oświetlenia mniejsza niż 1%.

Na powyższym przykładzie widzimy, że wszystkie te parametry mieszczą się w wymaganych wartościach. Cyfrowe reprodukcje są najwyższej jakości (4 gwiazdki FADGI).

W przypadku stanowisk opartych o cyfrowy aparat fotograficzny w celu uzyskania założonego poziomu jakości kalibracja niezbędna jest przy każdej zmianie jakiegokolwiek parametru aparatu.

Zmiana przesłony, ustawienia świateł, skali odwzorowania obiektu wymaga każdorazowego pomiaru i ponownej kalibracji stanowiska. Z tego względu, pomimo, że aparat fotograficzny jest najbardziej uniwersalnym narzędziem digitalizacji, wymaga on najbardziej wykwalifikowanej obsługi, rozumiejącej wszystkie zależności pomiędzy parametrami technicznymi. Jest też znacznie wolniejszy niż skaner.

W przypadku skanerów problemów jest znacznie mniej. Nie zmieniamy rozdzielczości, wbudowane oświetlenie jest właściwie stałe, parametry ekspozycji też. Przy skalibrowanym fabrycznie urządzeniu i niezmiennych warunkach oświetleniowych nie powinniśmy mieć problemów. A jednak…

Zdecydowana większość skanerów do oświetlenia pola roboczego używa światła LED. W masowych projektach digitalizacyjnych skanery pracują 8, a nierzadko 16 godzin dziennie.

Doświadczenie uczy, że diody w trakcie pracy wypalają się, dając po pewnym czasie nieco inne światło niż w momencie kalibracji. Należy na bieżąco kontrolować jakość odwzorowania kolorów. Przyjęta w projekcie PATRIMONIUM zasada, że każdy skanerzysta przed przystąpieniem do pracy wykonuje testowe skany wzornika kolorów, wysyła je do serwisu delt.ae i przystępuje do skanowania obiektów tylko jeżeli wartość parametru ∆E 2000 jest mniejsza niż 3, zdała egzamin.

Kalibracja skanerów przeprowadzana jest mniej więcej raz na miesiąc, w wielu przypadkach znacznie rzadziej.

Kolejnym wartym omówienia czynnikiem wpływającym na jakość kolorystyki skanów jest oświetlenie pomieszczenia. Skanery powinny być kalibrowane i pracować w takich samych, stałych warunkach oświetleniowych. W porównaniu z mocą oświetlenia LED stosowanego w skanerach, naturalne światło słoneczne jest bardzo intensywne. Precyzyjnie skalibrowane rano urządzenie nie będzie spełniało parametrów, gdy w południe słońce zajrzy w niewysłonięte okna. Przystępując do realizacji projektów digitalizacyjnych należy zadbać też o odpowiednie przygotowanie pomieszczeń w których pracują skanery.

Mówiąc o jakości cyfrowych reprodukcji należy pamiętać też o wpływie czynnika ludzkiego na ostateczną jakość skanów. Skanerzyści i fotografowie powinni być odpowiednio przeszkoleni, legitymować się rzetelną i wystarczającą wiedzą, aby potrafili wykorzystać w pełni jakość oferowaną przez nowoczesne urządzenia digitalizacyjne. Kolejnym aspektem jakości w projekcie są kwestie estetyczne. Ramki tła skanu dookoła obiektu powinny być ze wszystkich stron takiej samej szerokości a obiekt ułożony równo.

Czy da się zatem utrzymać wysoką jakość cyfrowych reprodukcji zachowując maksymalną wierność odwzorowania obiektów w projektach masowej digitalizacji?

Odpowiedź jest twierdząca. Da się.

Trzeba się opierać na sprawdzonych na świecie metodologiach, zachowywać reżimu technologicznego i dysponując wysokiej jakości urządzeniami oraz kompetentnym personelem.

◊◊◊

Artykuł powstał w ramach realizacji przez Bibliotekę Narodową projektu „Patrimonium – digitalizacja i udostępnienie polskiego dziedzictwa narodowego ze zbiorów Biblioteki Narodowej oraz Biblioteki Jagiellońskiej” współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Polska Cyfrowa 2014-2020 oraz budżetu państwa.

◊◊◊

Dofinansowano ze środków Ministra Kultury i Dziedzictwa Narodowego.