數(shù)碼照片檔案耐久性分析

部閆若

云南大學(xué)公共管理學(xué)院情報與檔案學(xué)系本科生，云南 昆明 650091

數(shù)碼照片檔案耐久性分析

部閆若

云南大學(xué)公共管理學(xué)院情報與檔案學(xué)系本科生，云南 昆明 650091

1 數(shù)碼照片的概念

數(shù)碼照片是利用數(shù)碼技術(shù)與照相攝影技術(shù)的完美結(jié)合體。是指圖像輸入設(shè)備（例如數(shù)碼相機、底片掃描儀以及其他數(shù)字設(shè)備等）以數(shù)字形式存儲在光盤、磁盤等各種介質(zhì)中的影像，依賴計算機系統(tǒng)閱讀、處理并且可以在通信網(wǎng)絡(luò)上傳送的，通過圖像輸出設(shè)備（各種形式打印機）或以傳統(tǒng)方式制成的靜態(tài)圖像文件。數(shù)碼照片通過特殊的記錄材料和特殊的記錄方式蘊藏著豐富的信息，影像穩(wěn)定加之分辨率高，利用方便，以其在技術(shù)、藝術(shù)、操作中的優(yōu)勢而被人們廣泛使用。

利用數(shù)碼拍攝原理的不同可以得到兩種不同性質(zhì)的照片。一種是數(shù)碼相機拍攝沖洗彩色照片，它是指數(shù)碼相機拍攝后形成的電子潛影經(jīng)過數(shù)碼沖洗設(shè)備，利用感光相紙進行曝光沖洗所形成的彩色照片。另一種是數(shù)碼相機彩色噴墨照片，是指數(shù)碼相機拍攝的彩色物體由可見光信號轉(zhuǎn)成電信號，再轉(zhuǎn)成數(shù)字信號而形成的數(shù)碼彩色圖像原始數(shù)據(jù)由彩色噴墨打印，顯現(xiàn)在基質(zhì)上的照片。前者是化學(xué)反應(yīng)的過程，是數(shù)碼影像通過曝光引擎曝光在銀鹽彩色感光材料上再通過化學(xué)沖洗工藝沖洗出來的照片，后者是物理反應(yīng)，是影像通過噴墨打印機將顏料打印在相紙上形成的照片。

2 數(shù)碼照片老化的概念

數(shù)碼照片的老化是指其制成材料在存放過程中，由于受周圍環(huán)境因素如溫度、濕度等的影響而發(fā)生自然變質(zhì)、性質(zhì)下降的不可逆的化學(xué)變化過程。因為數(shù)碼照片存儲介質(zhì)本身和保存環(huán)境的變換等影響，數(shù)碼照片在輸出到屏幕，輸出到存儲介質(zhì)、輸出到紙質(zhì)文件的三種輸出狀態(tài)下存儲介質(zhì)、存儲環(huán)境在光線、溫度、水分、霉菌、酸堿、灰塵和空氣中的有害物質(zhì)以及磁場干擾、機械振動等多種因素的影響過程中數(shù)碼照片發(fā)生老化，常表現(xiàn)為：一方面，老化照片在有害物質(zhì)作用下發(fā)生化學(xué)變化，如生斑、發(fā)脆、發(fā)黃、褪色等；另一方面，老化照片無法正常讀出，各種性能就會隨之改變，大大降低數(shù)碼照片壽命，難以長久保護和有效利用。

從數(shù)碼照片老化的含義理解和表現(xiàn)特征來看，數(shù)碼照片的老化可以歸結(jié)為三方面：數(shù)碼照片存儲介質(zhì)的老化，數(shù)碼照片存儲環(huán)境的影響、數(shù)碼照片成品的老化。

（1）數(shù)碼照片存儲介質(zhì)老化

主要是指數(shù)碼照片存貯載體（數(shù)碼相機的存儲卡、計算機硬軟盤、光盤等）在外界因素作用下，發(fā)生不可逆的變化，從而使數(shù)碼照片檔案質(zhì)量下降。

（2）數(shù)碼照片存儲環(huán)境的老化

數(shù)碼照片檔案存儲環(huán)境的老化主要是指數(shù)碼照片因軟件性能變更使其與新版本不能兼容。

（3）數(shù)碼照片成品的老化

成品的老化主要分為普通紙質(zhì)照片老化和傳統(tǒng)照片老化。主要指的是各種打印機或用傳統(tǒng)方法得到的照片的主要成分發(fā)生不可逆的變化，從而使照片性能下降的過程。

3 影響數(shù)碼照片耐久性的因素

3 ．1 數(shù)碼照片存儲介質(zhì)的老化環(huán)境

（一）溫、濕度

溫、濕度變化導(dǎo)致的物理變化和水解反應(yīng)可引起數(shù)碼照片檔案磁性介質(zhì)（軟盤、硬盤）黏合層脫落。長期將數(shù)碼照片檔案存儲介質(zhì)放置在高溫下會使磁性存儲介質(zhì)和光盤變形，而長期低溫會使數(shù)碼照片檔案存儲介質(zhì)變脆易裂；相對溫度過大，會使磁性存儲介質(zhì)記錄的數(shù)碼照片檔案信息丟失，相對溫度過低，磁性存儲介質(zhì)和光盤都容易產(chǎn)生靜電，附著更多的灰塵，使讀出照片的錯誤率上升。

（二）灰塵

灰塵數(shù)碼照片存儲介質(zhì)的物理損傷，化學(xué)損傷和生物損傷?；覊m污染或劃傷硬盤、軟盤、光盤、存儲卡表面，會造成其物理損傷，引起數(shù)碼照片檔案的丟失?；覊m中所含的化學(xué)成分，會在不同程度上引起存儲卡、硬盤、光盤、軟盤等的腐蝕、降解等化學(xué)作用而老化?；覊m落到數(shù)碼照片檔案存儲介質(zhì)上，在一定條件下霉菌就會滋長，霉菌會分泌的有機酸和酶會損壞磁性存儲介質(zhì)和光盤。存儲介質(zhì)發(fā)霉后，不僅會使數(shù)碼照片檔案丟失，而且還會污染驅(qū)動器讀寫磁頭，甚至污染其他介質(zhì)。

（三）外來磁場

外來磁場作用于數(shù)碼照片檔案磁性存儲介質(zhì)上，能使磁性涂層的剩磁發(fā)生消磁或磁化，造成信號比丟失或信噪比降低，破壞數(shù)碼照片檔案，影響其讀出效果。當(dāng)強磁場與磁記錄距離較近時，就會改變其磁道方向，破壞磁粉按記錄的信號排列，改變原有的磁記錄的記錄狀態(tài)，從而導(dǎo)致數(shù)碼照片檔案丟失。

（四）光線和有害氣體

有害氣體和光線對數(shù)碼照片檔案存儲介質(zhì)的老化影響極大，有害氣體主要是指二氧化硫、二氧化氮、氯氣等，沉積和吸附在存儲介質(zhì)表面分解出酸性氧化物等有害物質(zhì)，使盤基老化變質(zhì)、磁粉脫落，還可能產(chǎn)生各種色斑，造成數(shù)碼照片檔案丟失。

紫外線能與數(shù)碼照片檔案存儲介質(zhì)的制成材料發(fā)生氧化反應(yīng)，使磁盤光盤的盤基老化，強度下降，破壞磁性介質(zhì)的剩磁穩(wěn)定性，導(dǎo)致信號衰減老化，影響對數(shù)碼照片檔案的讀寫效果。

（五）操作系統(tǒng)環(huán)境

操作系統(tǒng)是管理計算機資源并形成計算機應(yīng)用系統(tǒng)的軟件環(huán)境和工具。依賴軟件的數(shù)碼照片檔案只有在指定的應(yīng)用程序內(nèi)才可處理數(shù)據(jù)，更新可能會使操作系統(tǒng)無法讀出數(shù)碼照片檔案或無法將其正確地轉(zhuǎn)換為可識別信息。

（六）文件格式

（1）格式更新: 文件格式更新速度快，導(dǎo)致舊格式不可用，無法正常讀取數(shù)碼照片檔案。

（2）格式修改：在許多新的領(lǐng)域與應(yīng)用中文件專用格式與非標(biāo)準格式使用會增多，格式發(fā)展速度與其標(biāo)準化程度不匹配會影響數(shù)碼照片檔案保存。

（3）格式變換風(fēng)險：大多數(shù)文件都由數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)構(gòu)成，格式變換涉及數(shù)碼照片檔案的數(shù)據(jù)和原有結(jié)構(gòu)順序的重新排列，容易導(dǎo)致照片的丟失或影響其原始功能。此外，字符編碼類型很多，若數(shù)碼照片檔案的字符編碼得不到系統(tǒng)的支持,將會使數(shù)碼照片檔案失去可處理能力。

3．2 數(shù)碼照片成品的老化

（一）普通打印照片老化

普通打印照片老化主要是由紙張的耐久性和色素成分的耐久性決定的。

（1）分析紙張的耐久性即分析紙張的內(nèi)外部因素

紙張的內(nèi)部因素：紙張的主要化學(xué)成分為纖維素、半纖維素和木素。纖維素的分子結(jié)構(gòu)決定了纖維素能與水、氧化劑等物質(zhì)發(fā)生水解、氧化和光解等化學(xué)反應(yīng)，半纖維素同樣也可以發(fā)生此類化學(xué)反應(yīng)。同時紙張內(nèi)部的有害物質(zhì)。紙張生產(chǎn)過程中會在紙張內(nèi)部形成一定的有害物質(zhì)，例如制漿中添加的酸、漂白過程中殘留的氧化劑、施膠過程中加入的明礬、制漿過程中加入的金屬離子等，均在不同程度上影響著紙張的耐久性。

紙張的外部因素：日常的保管中存在的外界影響因素，如溫濕度、光線、酸、氧化劑和微生物等因素，這些因素都可以引起或加速紙張主要成分發(fā)生水解、氧化和光解反應(yīng)，而這些原因都直接間接地導(dǎo)致紙張的老化。

（2）色素成分耐久性的決定因素主要可分為字跡色素成分耐久性和色素成分與紙張結(jié)合方式。數(shù)碼照片打印用的色素成分一般為顏料或染料，屬于不耐久字跡，與紙張的結(jié)合方式主要為吸收、黏附。

著色劑在油墨中起到顯色作用，數(shù)碼照片打印機的色素成分主要分為染料型和顏料型兩種。染料型著色劑常用陰離子水溶型，包含酸性染料、偶氮染料等以噴墨方式打印照片。大大提高數(shù)碼照片的打印質(zhì)量在于合理選用染料的生色基團及油墨添加劑，染料要求色域?qū)?、吸收曲線窄、熱穩(wěn)定性好、無毒、光密度高、耐光照、耐濕性好。

顏料型著色劑主要用于與納米多孔材料受墨層相配合形成圖像。顏料粒子粒徑通常為70～100nm。通常采用光穩(wěn)定性好且較為鮮艷，抗水、抗?jié)衲芰玫念伭稀Ｔ趯嶋H工作中利用顏料型油墨打印數(shù)碼照片時還存在一些問題，例如光澤度不均衡、圖像清晰度低、色域窄以及易出現(xiàn)龜紋等，這主要應(yīng)從顏料的粒徑、密度、表面張力及分散劑的類型等方面進行改進。

油墨的pH值也會影響油墨的打印性能。若pH值過低，油墨會腐蝕墨盒；若pH值過高，則會降低墨盒的使用壽命、提高電導(dǎo)率。為保證油墨良好的穩(wěn)定性，油墨的pH值必須與著色劑的pH值相當(dāng)，一般情況下為7～9。因此在制備油墨時，需加入少量的緩沖劑或pH值調(diào)節(jié)劑。此外油墨的黏度和表面張力也對油墨的打印性能有很大影響。油墨的黏度會影響印品的邊緣銳利度、油墨在紙張中的滲透性、油墨在墨盒中的流動性等。

影響色素成分耐久性也有外部因素。一是光。光是引起照片發(fā)生不同程度褪色的主要因素，在日光的作用下，尤其是高能量的紫外線輻射下，照片中某些色素成分中的發(fā)色團遭到破壞從而引起褪色，另一方面，空氣中的有害氣體，在光的照射下生成氧化性氣體，從而使照片褪色。二是溫濕度。溫度過高，會使照片上的耐熱性差的色素成分發(fā)生擴散導(dǎo)致圖像模糊不清；溫度過低會使照片變脆。濕度過高一方面使數(shù)碼照片檔案的色素成分發(fā)生擴散，另一方面會加速某些有害氣體通過水對字跡起破壞作用的。濕度過低會使數(shù)碼照片檔案制成材料所含水分難以維持正常含量紙張變硬變脆，強度下降。三是酸堿氧化劑。它們在一定程度上形成或加速紙張的光解、水解、氧化等反應(yīng)，使紙張強度下降，照片褪色或色素成分擴散。

（二）傳統(tǒng)照片老化

作為黑白照片和彩色照片的共同支持體——紙基材料，目前主要有鋇地紙與涂塑紙基，因鋇地紙沒有防水層，顯影液容易殘留在相紙內(nèi)從而影響照片畫面的長期保存。而涂塑紙基則是在涂料中添加了光催化劑——二氧化鈦，促進纖維素與涂料的老化，使傳統(tǒng)照片變?yōu)楹稚蚴蛊浔砻鎿p壞涂層脫落。且其影像部分由染料構(gòu)成，穩(wěn)定性較差，極易發(fā)生氧化還原反應(yīng)使照片褪色。另一方面，一些外部因素皆可導(dǎo)致傳統(tǒng)照片的老化：當(dāng)在沖洗過程中若不徹底，顯影處理后殘留藥品，如定影劑中的殘留的硫代硫酸鈉與硫代硫酸鉻鹽是造成照片變黃、褪色的最主要因素。

4 防止數(shù)碼照片檔案老化的措施

（一）實施數(shù)據(jù)的有效性維護

（1）遷移

在日常的管理中遷移主要是將數(shù)碼照片檔案從穩(wěn)定性低的載體遷移到穩(wěn)定性更高的載體上，即將數(shù)碼照片檔案拷貝到另一存儲載體上，如縮微膠片等。這樣就可保證數(shù)碼照片檔案的永久性和長期性。在遷移的過程中應(yīng)注意以下問題：第一，遷移過程中，加強監(jiān)督指導(dǎo)，維護數(shù)碼照片檔案的真實與完整。避免原始信息發(fā)生變更或除掉數(shù)碼照片的信息背景。第二，定期對數(shù)碼照片進行質(zhì)檢，對其技術(shù)環(huán)境等進行測定，定期實行有效遷移并建立健全風(fēng)險管理機制。

（2）更新

針對存儲介質(zhì)的失效或損壞而帶來的信息丟失，可以將數(shù)碼照片從一個存儲介質(zhì)到另一個存儲介質(zhì)的復(fù)制進行保存。在可讀取數(shù)碼照片檔案的軟硬件存在的基礎(chǔ)上，利用更新這一技術(shù)手段來進行數(shù)碼照片的有效性維護。

（3）變換格式

數(shù)碼照片由兩大體系——數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)支撐。正確選擇轉(zhuǎn)換軟件和文件目標(biāo)格式，最好采用檔案格式，避免調(diào)整文件格式導(dǎo)致信息的丟失。降低格式變換的風(fēng)險性。例如，應(yīng)具有在讀取文件時，能夠分析原文件與目標(biāo)文件的差距并進行調(diào)整；能夠正確完整地把原文件轉(zhuǎn)換為目標(biāo)文件等。

（4）仿真

仿真方式是指將在過時系統(tǒng)上的數(shù)碼照片檔案的原始面貌顯示并長期保存。仿真的技術(shù)方法主要包括三個方面：模仿應(yīng)用軟件，模仿軟硬件平臺，模仿操作系統(tǒng)。即設(shè)計一套已過時的或已淘汰的軟硬件體系，以模仿數(shù)碼照片形成的軟硬件系統(tǒng)，使過時的或已淘汰的技術(shù)在模仿的環(huán)境中順利進行并使數(shù)碼照片以最初狀態(tài)顯現(xiàn)，并為技術(shù)過時的數(shù)碼照片的完整準確讀取提供技術(shù)平臺和技術(shù)支持。

（二）日常維護

（1）數(shù)碼照片檔案的存儲介質(zhì)維護

在歸檔保管中，磁盤、光盤等載體要垂直放置．以防變形和重物擠壓，且不能用手直接觸摸載體．嚴禁用橡皮筋、繩子、曲別針來固定載體，以免造成介質(zhì)損壞或變形。存放環(huán)境應(yīng)避免高溫高濕、強光及高磁物、強震動。在日常工作中，應(yīng)加強清潔維護。當(dāng)數(shù)碼照片出現(xiàn)發(fā)霉現(xiàn)象，要用干凈藥棉蘸高純度酒精擦洗，放在清潔環(huán)境中讓酒精揮發(fā)干燥后使用。

（2）數(shù)碼照片檔案的保管環(huán)境維護

第一，控制溫濕度

對于不同底片、照片的檔案庫房應(yīng)控制在一定的溫濕度范圍內(nèi)，如表1、表2所示。

根據(jù)2000年國家檔案局頒發(fā)的JG J25-2000標(biāo)準，對照片類檔案庫房的溫濕度做出了明確的規(guī)定，詳見附表1、2。

附表1：我國各類檔案庫房的溫濕度適宜范圍

附表2：我國檔案庫房溫濕度標(biāo)準

表1

第二，安全性維護

對于長期和永久保存的數(shù)碼照片檔案，可在對數(shù)碼照片進行整理的同時，沖洗出紙質(zhì)照片進行整理，并隨數(shù)碼照片一起歸檔保存；亦可將數(shù)碼照片制成縮微品或?qū)χ匾掌谱鞯灼Ｆ浯卫酶咝к浖ζ涠〞r查殺病毒，維護數(shù)碼照片的信息安全。另外考慮到管理套制數(shù)碼照片檔案的風(fēng)險性，對應(yīng)長久保存的數(shù)碼照片檔案宜采取三套制，館內(nèi)兩套，其他安全洞庫一套。