Оцифровка информации: процессы и перспективы

Введение

Перевод информации в цифровой формат

Цифровизация – это процесс преобразования информации в цифровой (то есть, читаемый компьютером) формат. Результатом является представление объекта, изображения, звука, документа или сигнала (обычно аналогового сигнала), полученное путем генерации ряда чисел, описывающих дискретный набор точек или образцов. Результат называется цифровым представлением или, более конкретно, цифровым изображением для объекта и цифровой формой для сигнала. В современной практике оцифрованные данные представлены в виде двоичных чисел, что облегчает обработку цифровыми компьютерами и другие операции, но цифровизация просто означает «преобразование аналогового исходного материала в числовой формат»; вместо этого можно использовать десятичную или любую другую систему счисления. Цифровизация имеет решающее значение для обработки, хранения и передачи данных, поскольку она «позволяет передавать информацию всех видов в любых форматах с одинаковой эффективностью и также объединять ее». Хотя аналоговые данные обычно более стабильны, цифровые данные потенциально легче распространять и получать к ним доступ, и, теоретически, их можно воспроизводить неограниченно без потерь, при условии своевременной миграции в новые, стабильные форматы. Этот потенциал привел к созданию институциональных проектов по цифровизации, направленных на улучшение доступа, и к быстрому росту области цифрового сохранения. Иногда цифровизацию и цифровое сохранение путают. Это разные процессы, но цифровизация часто является важным первым шагом в цифровом сохранении. Библиотеки, архивы, музеи и другие учреждения памяти оцифровывают предметы для сохранения хрупких материалов и создания дополнительных точек доступа для пользователей. Это создает проблемы для специалистов по информации, и решения могут быть такими же разнообразными, как и сами учреждения. Некоторые аналоговые материалы, такие как аудио- и видеокассеты, приближаются к концу своего срока службы, и важно оцифровать их до того, как устаревание оборудования и деградация носителей сделают данные невосстановимыми. Цифровизация сопряжена с рядом проблем и последствий, включая временные и финансовые затраты, вопросы культурного наследия и необходимость создания справедливой платформы для исторически маргинализированных голосов. Многие учреждения, занимающиеся цифровизацией, разрабатывают собственные решения для преодоления этих проблем. Несмотря на то, что электронные книги снизили продажи печатных изданий, исследование 2017 года показало, что они ориентированы на разную аудиторию и используются в разных целях. Исследование, проведенное среди более чем 1400 студентов университетов, показало, что печатная литература лучше подходит для интенсивного изучения, в то время как электронные книги обеспечивают более комфортный опыт для досужного чтения.

Digitization is the process of converting information into a digital (i. e. computer readable) format. The result is the representation of an object, image, sound, document, or signal (usually an analog signal) obtained by generating a series of numbers that describe a discrete set of points or samples. The result is called digital representation or, more specifically, a digital image, for the object, and digital form, for the signal. In modern practice, the digitized data is in the form of binary numbers, which facilitates processing by digital computers and other operations, but digitizing simply means "the conversion of analog source material into a numerical format"; the decimal or any other number system can be used instead. Digitization is of crucial importance to data processing, storage, and transmission, because it "allows information of all kinds in all formats to be carried with the same efficiency and also intermingled." Though analog data is typically more stable, digital data has the potential to be more easily shared and accessed and, in theory, can be propagated indefinitely without generation loss, provided it is migrated to new, stable formats as needed. This potential has led to institutional digitization projects designed to improve access and the rapid growth of the digital preservation field. Sometimes digitization and digital preservation are mistaken for the same thing. They are different, but digitization is often a vital first step in digital preservation. Libraries, archives, museums, and other memory institutions digitize items to preserve fragile materials and create more access points for patrons. Doing this creates challenges for information professionals and solutions can be as varied as the institutions that implement them. Some analog materials, such as audio and video tapes, are nearing the end of their life cycle, and it is important to digitize them before equipment obsolescence and media deterioration makes the data irretrievable. There are challenges and implications surrounding digitization including time, cost, cultural history concerns, and creating an equitable platform for historically marginalized voices. Many digitizing institutions develop their own solutions to these challenges. Although e books have undermined the sales of their printed counterparts, a study from 2017 indicated that the two cater to different audiences and use cases. In a study of over 1400 university students it was found that physical literature is more apt for intense studies while e books provide a superior experience for leisurely reading.

Примеры

Термин используется для описания, например, сканирования аналоговых источников (таких как печатные фотографии или видеозаписи) в компьютер для редактирования, 3D-сканирования, создающего 3D-модели поверхности объекта, а также обработки аудио (где частота дискретизации обычно измеряется в килогерцах) и преобразования текстурных карт. В последнем случае, как и в обычных фотографиях, частота дискретизации относится к разрешению изображения, которое часто измеряется в пикселях на дюйм. Оцифровка – это основной способ хранения изображений в форме, пригодной для передачи и компьютерной обработки, будь то сканирование двухмерных аналоговых оригиналов или захват данных с помощью устройства, оснащенного сенсором изображения, такого как цифровая камера, томографического прибора, например, компьютерного томографа, или получение точных размеров реального объекта, например, автомобиля, с помощью 3D-сканера. Оцифровка играет центральную роль в создании цифровых представлений географических объектов с использованием растровых или векторных изображений в географической информационной системе, то есть в создании электронных карт, как из различных географических и спутниковых изображений (растр), так и путем оцифровки традиционных бумажных карт или графиков (вектор). Термин "цифровизация" также используется для описания процесса заполнения баз данных файлами или данными. Хотя такое использование технически неточно, оно восходит к первоначальному правильному применению термина для описания части процесса, связанной с оцифровкой аналоговых источников, таких как печатные изображения и брошюры, перед загрузкой в целевые базы данных.

История

1957 год ознаменовался созданием стандартизированного электронного автоматического компьютера (SEAC). В том же году Рассел Кирш, используя вращающийся барабанный сканер и фотоумножитель, подключенные к SEAC, создал первое цифровое изображение (176x176 пикселей) из фотографии своего новорожденного сына. Это изображение было сохранено в памяти SEAC с помощью статизатора и просмотрено на осциллографе с электронно-лучевой трубкой. Процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой состоит из двух этапов: дискретизации и квантования. Дискретизация измеряет амплитуды волн через равные промежутки времени, разделяет их по вертикальной оси и присваивает им числовые значения, а квантование определяет, между какими двоичными значениями находятся полученные измерения, и округляет их до ближайшего значения. Почти вся записанная музыка была оцифрована, и около 12% из более чем 500 000 фильмов, представленных в Интернет-базе данных фильмов, оцифрованы и выпущены на DVD. Оцифровка домашних видеозаписей, слайдов и фотографий – популярный способ сохранения и обмена личными мультимедийными материалами. Слайды и фотографии можно быстро сканировать с помощью сканера изображений, но для оцифровки аналогового видео требуется подключить видеомагнитофон к компьютеру во время воспроизведения записи в реальном времени. Слайды можно оцифровать быстрее с помощью слайд-сканера, например Nikon Coolscan 5000ED. Другим примером оцифровки является процесс VisualAudio, разработанный Швейцарской национальной фонотекой в Лугано: путем сканирования фотографии пластинки с высоким разрешением они могут извлечь и восстановить звук из обработанного изображения. Оцифровка аналоговых лент до их деградации или после повреждения позволяет сохранить единственные копии местной и традиционной культурной музыки для изучения и наслаждения будущими поколениями.

Аналоговые тексты в цифровые

Академические и публичные библиотеки, фонды и частные компании, такие как Google, сканируют старые печатные книги и применяют технологии оптического распознавания символов (OCR), чтобы их можно было искать по ключевым словам, но по состоянию на 2006 год была оцифрована лишь примерно одна из двадцати книг. Библиотекари и архивисты работают над увеличением этой доли, и в 2019 году приступили к оцифровке 480 000 книг, опубликованных в период с 1923 по 1964 год и перешедших в общественное достояние. Неопубликованные рукописи и другие редкие документы, хранящиеся в специальных коллекциях, оцифровываются библиотеками и архивами, однако задержки часто замедляют этот процесс и скрывают от большинства пользователей материалы, представляющие долгосрочную историческую и исследовательскую ценность (см. цифровые библиотеки). Оцифровка не полностью заменила другие методы архивного копирования, такие как микрофильмирование, которое до сих пор используется такими учреждениями, как Национальное управление архивов и документации (NARA), для обеспечения сохранности и доступа к этим ресурсам. Хотя к цифровым версиям аналоговых текстов потенциально можно получить доступ из любой точки мира, они не так стабильны, как большинство печатных материалов или рукописей, и вряд ли будут доступны через десятилетия без дополнительных усилий по сохранению, в то время как многие книги, рукописи и свитки существуют уже на протяжении веков. Оцифровка позволяет сохранить содержание материалов, создавая доступную факсимильную копию объекта, чтобы снизить нагрузку на хрупкие оригиналы. Для звукозаписей оцифровка устаревших аналоговых носителей является важной мерой предосторожности против технологического устаревания. Фундаментальным аспектом планирования проектов оцифровки является обеспечение сохранности и доступности самих цифровых файлов; термин "цифровое сохранение" в самом широком смысле относится к комплексу мероприятий, предпринимаемых для поддержания доступа к цифровым материалам с течением времени. Проблема "хрупких книг", с которой сталкиваются библиотеки по всему миру, решается с помощью цифрового решения для долгосрочного сохранения книжного фонда. С середины XIX века книги печатались на бумаге из древесной массы, которая становится кислой при разложении. Разрушение может достигнуть такой степени, что книга станет совершенно непригодной для использования. Теоретически, если эти широко распространенные издания не подвергнуть декисификации, материалы на этих кислотных страницах будут утрачены. По мере развития цифровых технологий они все чаще становятся предпочтительным методом сохранения этих материалов, главным образом потому, что обеспечивают более удобный доступ и значительно сокращают потребность в физическом хранении. Библиотека Кембриджского университета работает над созданием Кембриджской цифровой библиотеки, которая первоначально будет содержать оцифрованные версии многих важнейших работ по науке и религии. Среди них – личное, аннотированное Исааком Ньютоном первое издание его «Математических начал натуральной философии» (Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica), а также студенческие тетради и другие документы, а также некоторые исламские рукописи, такие как Коран из библиотеки Типу Сахиба. Компания Google, Inc. предпринимает шаги по оцифровке каждого издания в рамках проекта «Поиск книг Google». Хотя некоторые академические библиотеки заключили контракты с этим сервисом, вопросы нарушения авторских прав угрожают срыву проекта. Тем не менее, он предоставляет – по крайней мере – онлайн-платформу для библиотек по обмену информацией и для исследователей по поиску изданий и ознакомлению с материалами.

Academic and public libraries, foundations, and private companies like Google are scanning older print books and applying optical character recognition (OCR) technologies so they can be keyword searched, but as of 2006, only about 1 in 20 texts had been digitized. Librarians and archivists are working to increase this statistic and in 2019 began digitizing 480,000 books published between 1923 and 1964 that had entered the public domain. Unpublished manuscripts and other rare papers and documents housed in special collections are being digitized by libraries and archives, but backlogs often slow this process and keep materials with enduring historical and research value hidden from most users (see digital libraries). Digitization has not completely replaced other archival imaging options, such as microfilming which is still used by institutions such as the National Archives and Records Administration (NARA) to provide preservation and access to these resources. While digital versions of analog texts can potentially be accessed from anywhere in the world, they are not as stable as most print materials or manuscripts and are unlikely to be accessible decades from now without further preservation efforts, while many books manuscripts and scrolls have already been around for centuries. Digitization can provide a means of preserving the content of the materials by creating an accessible facsimile of the object in order to put less strain on already fragile originals. For sounds, digitization of legacy analog recordings is essential insurance against technological obsolescence. A fundamental aspect of planning digitization projects is to ensure that the digital files themselves are preserved and remain accessible; the term "digital preservation," in its most basic sense, refers to an array of activities undertaken to maintain access to digital materials over time. The prevalent Brittle Books issue facing libraries across the world is being addressed with a digital solution for long term book preservation. Since the mid 1800s, books were printed on wood pulp paper, which turns acidic as it decays. Deterioration may advance to a point where a book is completely unusable. In theory, if these widely circulated titles are not treated with de acidification processes, the materials upon those acid pages will be lost. As digital technology evolves, it is increasingly preferred as a method of preserving these materials, mainly because it can provide easier access points and significantly reduce the need for physical storage space. Cambridge University Library is working on the Cambridge Digital Library, which will initially contain digitised versions of many of its most important works relating to science and religion. These include examples such as Isaac Newton's personally annotated first edition of his Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica as well as college notebooks and other papers, and some Islamic manuscripts such as a Quran from Tipu Sahib's library. Google, Inc. has taken steps towards attempting to digitize every title with "Google Book Search". While some academic libraries have been contracted by the service, issues of copyright law violations threaten to derail the project. However, it does provide – at the very least – an online consortium for libraries to exchange information and for researchers to search for titles as well as review the materials.

Цифровизация против цифрового сохранения

Оцифровка – это не то же самое, что цифровая сохранность. Например, сканирование фотографии, при котором оригинал остается в фотоальбоме, а цифровая копия сохраняется на компьютере. Это, по сути, первый шаг к цифровой сохранности, заключающийся в обеспечении долгосрочного хранения цифровой копии, а также в поддержании ее подлинности и доступности. В отличие от этого, оцифровка применяется исключительно к аналоговым материалам. Материалы, изначально созданные в цифровом формате, представляют собой уникальную задачу для цифровой сохранности не только из-за технологического устаревания, но и из-за присущей цифровым носителям и системам обслуживания нестабильности. Библиотека Конгресса предоставляет множество ресурсов и советов для тех, кто хочет заниматься оцифровкой и цифровой сохранностью личных коллекций.

Цифровая переформатировка

Цифровое переформатирование — это процесс преобразования аналоговых материалов в цифровой формат как замену оригинала. Цифровые копии обеспечивают сохранность материалов, снижая или устраняя необходимость использования оригинала. Цифровое переформатирование выполняется в соответствии с общепринятыми лучшими практиками для обеспечения максимально высокого качества преобразования.

Оцифровка и переформатирование аудио

Аудиомедиа представляет собой богатый источник исторической этнографической информации, причём самые ранние формы записанного звука датируются 1890 годом. По данным Международной ассоциации звуковых и аудиовизуальных архивов (IASA), эти источники аудиоданных, а также устаревающие технологии, используемые для их воспроизведения, находятся под непосредственной угрозой безвозвратной утраты из-за деградации и устаревания. Эти первичные источники называются "носителями" и существуют в различных форматах, включая восковые цилиндры, магнитную ленту и виниловые диски с канавкой, среди прочих. Некоторые форматы более подвержены сильному или быстрому разрушению, чем другие. Например, лаковые диски страдают от расслоения. Аналоговая лента может деградировать из-за «липкого синдрома». Для минимизации потери информации при оцифровке были разработаны архивные рабочие процессы и стандарты файлов, обеспечивающие максимально точную передачу данных с исходного носителя в результирующий цифровой файл. Для наиболее уязвимых форматов (магнитная лента, восковые цилиндры и т.д.) наблюдается схожий процесс. Изучение исходного носителя поможет определить, требуется ли проведение каких-либо восстановительных работ перед переносом данных. Аналогичная проверка должна быть проведена и для воспроизводящего оборудования. Если условия как для носителя, так и для воспроизводящего устройства соответствуют требованиям, может быть осуществлён перенос данных, контролируемый аналого-цифровым преобразователем. Цифровой сигнал затем визуализируется для инженера переноса данных в цифровой звуковой рабочей станции, такой как Audacity, WaveLab или Pro Tools. Для создания ознакомительных копий можно использовать более низкие частоты дискретизации. Для архивных целей стандартной является частота дискретизации 96 кГц и глубина квантования 24 бита на канал. Значительное время, затрачиваемое на планирование, выполнение работ и обработку цифровых файлов, а также стоимость и хрупкость некоторых материалов – одни из наиболее распространённых проблем.

Время, затраченное

Цифровизация – трудоемкий процесс, особенно когда состояние или формат аналоговых ресурсов требует специальной подготовки. Определение того, какую часть коллекции следует оцифровать, порой занимает больше времени, чем оцифровка коллекции целиком. Каждый проект цифровизации уникален, и рабочие процессы для каждого проекта будут отличаться от других, поэтому необходимо тщательно изучать и планировать каждый из них, чтобы разработать оптимальный план для материалов и целевой аудитории.

Расходы

Стоимость оборудования, времени сотрудников, создания метаданных и цифровых носителей делает масштабную оцифровку коллекций дорогостоящей для всех типов культурных учреждений. В идеале, все учреждения стремятся к тому, чтобы их цифровые копии имели наилучшее качество изображения, чтобы высококачественные копии можно было сохранять с течением времени. Однако небольшие учреждения могут не располагать достаточными средствами для приобретения такого оборудования или найма персонала, что ограничивает объём оцифровываемых материалов, поэтому архивисты и библиотекари должны понимать потребности своих пользователей и расставлять приоритеты в оцифровке соответствующих материалов. Чтобы помочь информационным учреждениям лучше определить ценность архивов для оцифровки, Касабланкас и другие исследователи использовали предложенную модель для изучения влияния различных стратегий оцифровки на уменьшение количества запросов на доступ в читальных залах архивов и библиотек.

МПЛП

Один из способов экономии времени и ресурсов — использование метода «Больше продукции, меньше процессов» (MPLP) для оцифровки материалов в процессе их обработки.

Загрузка мыслей

Загрузка разума — это (на 2023 год) гипотетический процесс копирования человеческого сознания в цифровой компьютер для последующего моделирования. Это потребует продвинутого сканирования мозга, значительно более детального, чем существующие на данный момент технологии.