Technik und Hintergrund zum Mikrofilm allgemein

Technik Mikrofilm allgemein

Verordnung des VBS über Sicherstellungsdokumentationen und fotografische Sicherheitskopien (VSFS) vom 5. April 2016 (Stand am 1. Mai 2016)
DIN Pixelmasse und Auflösungen
Infoblatt Mikrofilm ab Daten

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  • Der farbige Ilfochrome® Micrographic verfügt über 300 Linienpaare pro Millimeter. Dies entspricht einer Auflösung von fast 8'000 dpi, oder bei einer Vollfiche von 10.5 x 14.8 cm rund 41'000 Pixel x 29'000 Pixel (1.4 Milliarden Pixel).
  • Lichtempfindlichkeit: 1 ASA
  • Reproduktionsmöglichkeiten mittels Scannern oder Digitalisierungssystemen aller Art

Color Management

Der Farbige Ilfochrome® Micrographic hat Farbkurven, die sich von marktüblichen Werten wie z.B. jenen des Kodak Ektachrome Filmes unterscheiden. Schlechte Scanresultate ab einem Ilfochrome® Micrographic resultieren daher oft aus dem ungenügenden Ausbildungsstand eines Scanneroperateurs oder aus der Tatsache, dass ein Scanner keine individuellen Tonwertkorrekturen oder Targets anbietet.

Metadaten gehören auch auf den Film!

Lassen Sie Bilder nicht nur für sich selbst sprechen. Wir verwenden den Mikrofilm als einen möglichen Datenträger, auf den ein normiertes AIP gespeichert wird. Das AIP muss also nebst den Objektdaten auch Auskunft über Provenienz, Deskriptoren oder Nutzrechte, nach entsprechenden Normen (z.B. ISAD(G), METS nach MODS) oder als .XML dargestellt, beinhalten.

Die Möglichkeit, Text, Bild oder Bitinformation auf Mikrofilm zu schreiben, kann ideal dazu genutzt werden, zusätzliche Metadaten in von Auge lesbarer Form mitzusichern.

  • Der Bildname (Signatur) sowie Copyright-Informationen sind ebenfalls auf den Film zu schreiben.
  • Metadaten, die in einer Bilddatei mit abgespeichert sind (z.B. im TIFF Format als sogenannte "tags" oder aufnahmetechnische Daten im EXIF-Standard), werden als frei lesbare Textzeichen neben oder unter das Bild geschrieben.
  • Metadaten, die in einer Datenbank relational abgelegt sind, können ebenfalls als frei lesbare Textzeichen neben oder unter das Bild geschrieben werden.
  • Am Anfang oder am Schluss des Filmstreifens können Inhaltsverzeichnisse, Indices, Lesehilfen und zusätzliche Informationen über die Originale hinterlegt werden.

Zusatznutzen

Auf diese Weise wird nicht nur Bildinformation, sondern komplexes Zusatzwissen über den Bildbestand technologieunabhängig und langfristig gesichert:

  • Umfassende Sicherung der Gesamtinformation eines Bestands
  • n  Technologieunabhängiger Zugang, auch der im Bild enthaltenen Metadaten
  • Einfachste Lagerung
  • Einheitliche Archivierung möglich

Rescanning ab Mikrofilm

Der Mikrofilm wird ganz einfach erneut eingescannt und Sie erhalten wieder TIFF oder JPEG Bilddaten. Je nach Qualität des verwendeten Scanners können einfache oder auch sehr hochwertige Bilddaten regeneriert werden. Pläne, die ursprünglich im Vektorformat (z.B. DXF) vorlagen oder Texte, die ursprünglich in Word oder PDF gespeichert wurden, stehen allerdings zunächst ebenfalls nur als Bilddaten zur Verfügung und müssen bei Bedarf umgewandelt werden (z.B. mit OCR in eine Textdatei).

Folgendes ist zu bedenken:

Der farbige Mikrofilm hat Farbkurven, die sich von marktüblichen Werten wie z.B. denjenigen eines Kodak Ektachrome Films unterscheiden. Um mögliche Farb- oder Tonwertverfälschungen zu korrigieren, benutzen wir colorimetrische Hilfsmittel wie Color Checker, normierte Farbfelder, Testfichen und natürlich unsere mehrstufigen Kalibrierungen aller involvierten Prozesse wie Laser, Filmemulsionen, Filmentwicklung, Betrachtungsgeräte, Scanner, etc..

Der bitonale Schwarz-weiss Mikrofilm hat keine Graustufen, was den Verlust von Halbtönen bedeutet. Aus diesem Grund ziehen wir für anspruchsvolle Vorlagen einen Graustufen-Film oder sogar den farbigen (Ilfochrome® Micrographic) Film vor.

Gegenüberstellung Mikrofilm Haltbarkeit Color - SW
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Eternity 105 RGB Laser Film Recorder


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Funktionsprinzip Mikrofilm ab Daten

Bilder, die digital entstanden sind, oder digitalisierte Bilder (Scans) werden direkt mittels modernster Nanotechnologie auf verschiedene Mikrofilme geschrieben – in Farbe, Graustufen oder auch nur bitonal. Damit integriert sich die Ausbelichtung von digitalen Bilddaten auf Film (Images-on-Film) nahtlos in den heutigen digitalen Workflow.

Was für Daten können verarbeitet werden?

Grundsätzlich können alle Bildformate verarbeitet werden. Dabei werden sie zunächst in das TIFF Format gebracht. Die Metadaten werden ebenfalls in TIFF-Bildinformationen umgewandelt und dem entsprechenden Bild beigefügt. Ein Bild darf bis zu 4 Gigabyte gross sein. Selbstverständlich können neben Farbbildern auch Graustufenbilder gesichert werden.

Revolutionäres Laser COM System

Der Laser-Farbbelichter Eternity 105 der Firma Pro Archive AG ist die einzigartige Lösung zur direkten Langzeitarchivierung von elektronischen Dokumenten, die absolut farbgetreu archiviert werden sollen. Das Eternity 105 belichtet Dokumente vollautomatisch direkt auf 105 mm Color-Mikrofilm mit einer Ultra-Präzision von 3μm Bildpunkten. Die zu archivierenden digitalen Dokumente, Texte, Fotos, Zeichnungen, oder Pläne werden vorgängig zur Ausbelichtung am Computer auf das Color-Mikrofiche-Format 105 x 148 mm optimal vollflächig platziert. Ein einziger Color-Mikrofiche bietet dank unübertroffener Schreibdichte eine maximale Speicherkapazität von 3.6 GB bzw. Platz für 200 farbige A4 Seiten mit 240 dpi ohne Qualitätseinbusse. Der hocheffiziente Eternity 105 belichtet pro Tag bis zu 400 Mikrofiches oder eine Dokumentenmenge, die ca. 80'000 A4 Seiten in Farbe entspricht.

RGB Laser Belichtungstechnologie

Der Eternity 105 ist als erster Belichter für 105 mm Farb-Mikrofilm mit seiner RGB Lasertechnologie, dem patentierten Verfahren mit Parallelführung für perfekte Qualität ohne Verzerrung und Randeffekte, eine revolutionäre Innovation. Der neuartige Prozess für die Farbkalibrierung garantiert eine maximale Farbwiedergabe auf dem Mikrofilm. Auf den Film wird Bildpunkt um Bildpunkt einzeln mit fokussiertem Laser belichtet. Der Abstand der Punkte beträgt 3 bis 6 Mikrometer. Die Farbgebung erfolgt durch drei Laser, wobei die Laserintensität für jeden Punkt und jede Farbe separat gesteuert wird, mit einer Intensitätsvariation von 256 Stufen. Dies ermöglicht, eine Farbinformation von 3 x 8-bit korrekt abzuspeichern. Der Mikrofilm wird neben seinen hervorragenden räumlichen und farblichen Eigenschaften so auch zum Datenspeicher, vergleichbar mit einer CD. Allerdings sind die Informationen dauerhaft als chemische Veränderung im Film gespeichert und nicht als Vertiefung im Kunststoffträger wie bei der CD.

Integration des Eternity 105 im Betrieb

Er wird via Ethernet an das Netzwerk des Betriebs wie ein Hochleistungs-Farblaserdrucker angeschlossen. Über das Netzwerk erhält er die im Fiches-Layout aufbereiteten Dateien für die Mikrofilmbelichtung.

Wirtschaftlichkeit

Während der Büroarbeitszeit werden 400 Mikrofichen für insgesamt 60 m Film vorbereitet. So kann der Eternity 105 bei Arbeitsende noch während weiteren 10 Stunden autonom Belichtungen über Nacht ausführen. Am nächsten Tag kann bei Arbeitsbeginn gleich mit der nächsten Filmrolle die Belichtung wieder gestartet werden. So lassen sich im 20 Stunden-Betrieb täglich bis zu 400 Farb-Mikrofichen vollautomatisch belichten.

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Motivation und Systemphilosophie Mikrofilm


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Risiken herkömmlicher digitaler Archive

Herkömmliche Verfahren zur Langzeitarchivierung digitaler Daten bergen Gefahren, die selbst finanzkräftigen Grossfirmen immensen Schaden anrichten können: Der technologische Wandel bringt Effizienzsteigerungen, hat aber Kompatibilitätsprobleme zur Folge. Einziger Ausweg bietet die wiederkehrende Migration digitaler Daten – eine Systemphilosophie, die das immerwährende Vorhandensein der notwendigen Finanzmittel als sehr gefährliche Prämisse führt.
Ein weiteres Risiko ist in der Obsoleszenz von Träger und Formaten zu erkennen: Die Datenträger oder deren spezifische Lesegeräte sind über die Zeit nicht mehr vorhanden und deren Dateiformatierungen nicht mehr interpretierbar.

Anforderungen an eine sichere Langzeitarchivierung

Vor diesem Hintergrund sind an eine Langzeitarchivierung folgende zentrale Sicherheitskriterien zu stellen:

  1. Information soll heute so abgelegt werden, dass sie morgen wieder gefunden, gelesen und interpretiert werden kann.
  2. Ein einfacher Zugriff unabhängig von Technologien muss gewährleistet sein.
  3. Die Kosten, respektive deren Kalkulierung, müssen dauerhaft und über den ganzen Lifecycle niedrig gehalten werden.

Es gibt grundsätzlich zwei Strategien, um Information dauerhaft zu erhalten:

Strategie 1: Automatische, kontinuierliche Migration

Rein elektronische Archive basieren darauf, dass Datenbestände periodisch migriert und so auf den aktuellen Stand bezüglich Datenträger und Dateiformate gebracht werden. Diese Strategie funktioniert allerdings nur bedingt automatisch, da ihr Fortlauf auf immer neue finanzielle Mittel angewiesen ist. Diese Prämisse der kontinuierlichen Finanzmittel sowie – im Falle von öffentlichen Daten – das zugrundeliegende Staatsverständnis sind kritisch zu hinterfragen.

Strategie 2: Stabile Medien zur Vermeidung der Migration

Anstelle der kontinuierlichen Migration gibt es den Ansatz, diese Migration möglichst hinauszuzögern: Entweder mittels eines stabilen optischen Datenträgers, beispielsweise des 500 Jahre archivsicheren Ilfochrome® Micrographic Mikrofilms, oder alten Ton- und Steintafeln sowie Pergament.

Der Mikrofilm als langzeitstabiler Datenträger

Sowohl das Verfahren Images-on-Film als auch Bits-on-Film verwenden einen langzeitstabilen optischen Datenträger, der mit farbigen Pixeln gefüllt wird: Im Falle von Bildern ergeben einzelne Bildpunkte ein Bitmap (Bild, Image), im Falle von Bits-on-Film stellen die einzelnen schwarzen oder weissen Punkte die in der IT verbreitete binäre Information „Null/Eins“, respektive einen digitalen Code dar.

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Geschichte des farbigen Mikrofilms


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Während der schwarz-weisse Mikrofilm schon seit mehreren Jahrzehnten eingesetzt wird, ist die Geschichte des farbigen Mikrofilms noch nicht so alt. Dabei bietet der farbige Mikrofilm im Vergleich zum Schwarzweiss-Mikrofilm eine weitere Dimension, die Informationsspeicherung von wertvollen farbigen Originalen. In diesem Verfahren werden farbige Originale und Dokumente sowie Farbdias im Massstab 1:10 bis 1:50 verkleinert. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, muss der farbige Mikrofilm eine Reihe von Spezifikationen erfüllen, denen ein herkömmlicher Kamerafilm nicht Stand hält. Er muss eine grosse Farbstabilität besitzen, damit die Archivbeständigkeit gewährleistet ist. Bei den oft hohen Verkleinerungsmassstäben muss der Film ein hohes Auflösungsvermögen und eine niedrige Körnigkeit besitzen. Letztere ist auch für eine hohe Kantenschärfe verantwortlich. Die niedrige Körnigkeit bewirkt, dass die Empfindlichkeit eines farbigen Mikrofilms sehr gering ist. (1) Der Micrographic Film von Ilford besitzt z.B. nur 1 ASA.

Dass der Mikrofilm kein Massenprodukt wie ein herkömmlicher Film ist, zeigt auch der Umstand, dass es eigentlich nur zwei Anbieter auf dem Markt gibt. Die beiden Hersteller verfolgen beim Film jeweils eine anderes Verfahren. Kodak setzt auf chromogene Materialien, d.h. die nicht auf Dauer farbstabilen Filmfarbstoffe werden erst chemisch bei der Entwicklung gebildet. Bei 20°C und 50% Luftfeuchtigkeit wird diesem Film eine Farbechtheit von 25-40 Jahren zugestanden. Dahingegen wird dem Film von Ilford Micrographic® bei gleichen Bedingungen eine Haltbarkeit von 400 bis 500 Jahren zugestanden. Dies liegt an dem anderen Verfahren, dass Ilford anwendet. Ihr Mikrofilm basiert auf dem Cibachrome-Verfahren, das aus einer Silberfarbbleichtechnologie besteht. Dabei werden die stabilen Azofarbstoffe bereits in die Filmschichten eingegossen. Diese werden dann in der Entwicklung selektiv ausgebleicht. Das so entstehende Farbstoffbild enthält nach entsprechender Entwicklung kein Silber mehr und sollte bei Normallagerung über mehrere Jahrhunderte beständig sein. Selbst bei extremen Bedingungen (70°C und 50% Luftfeuchtigkeit) lagen nach 4 Jahren Messdauer die Abweichungen immer noch innerhalb der Fehlergrenze des Densitometers. Somit könnte die Haltbarkeit in Bibliotheksarchiven ebenso gut auf 2000-3000 Jahre angesetzt werden. (2)

Das Cibachrome-Verfahren ist im Vergleich zu allen anderen Filmverfahren ein relativ junges Verfahren. Die Ausarbeitung des Silberfarbstoffbleichverfahrens wurde 1948 durch Ilford Ltd (England) in Zusammenarbeit mit der Geigy AG (Schweiz) vorgenommen. Die Forschung zum Silberfarbbleichverfahren begann erst 1952 bei Ciba in Basel. Die erste Vorstellung von Cibachrome fand anlässlich der Photorama im Frühjahr 1962 statt. Der erste Cibachrome Micrographic Film wurde 1971 in England für militärische Zwecke hergestellt. Der heutige Micrographic-Film wurde 1982 in die Produktion aufgenommen, die Markteinführung erfolgte sogar erst 1985. (3)

Ilford bietet zwei Typen, M und P Film, an. Der M-Typ hat einen hohen Kontrast während der P-Typ einen niedrigen Kontrast hat.

Wegen den offensichtlichen Vorzügen des Ilford Micrographic® Films wird in unserem Betrieb ausschliesslich dieser Film angewendet. Martin Gubler ist 1982 an der ETH Zürich das erste Mal mit dem farbigen Micrographic-Film in Kontakt gekommen. Kurz darauf ist bei uns die Produktion mit diesem Film gestartet worden.

(1) MFM Ausgabe 2/88 Seite 77 von Dr. Robert Nowak
(2) ABI Technik 15, Ausgabe 4/1995, Seite 409 von W. R. Schmidt
(3) MFM Ausgabe 10/1993, Seite 49 Auskünfte Dr. Armin Meyer

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