數碼照片檔案耐久性分析

部閆若

云南大學公共管理學院情報與檔案學系本科生，云南 昆明 650091

數碼照片檔案耐久性分析

部閆若

云南大學公共管理學院情報與檔案學系本科生，云南 昆明 650091

1 數碼照片的概念

數碼照片是利用數碼技術與照相攝影技術的完美結合體。是指圖像輸入設備（例如數碼相機、底片掃描儀以及其他數字設備等）以數字形式存儲在光盤、磁盤等各種介質中的影像，依賴計算機系統閱讀、處理并且可以在通信網絡上傳送的，通過圖像輸出設備（各種形式打印機）或以傳統方式制成的靜態圖像文件。數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，影像穩定加之分辨率高，利用方便，以其在技術、藝術、操作中的優勢而被人們廣泛使用。

利用數碼拍攝原理的不同可以得到兩種不同性質的照片。一種是數碼相機拍攝沖洗彩色照片，它是指數碼相機拍攝后形成的電子潛影經過數碼沖洗設備，利用感光相紙進行曝光沖洗所形成的彩色照片。另一種是數碼相機彩色噴墨照片，是指數碼相機拍攝的彩色物體由可見光信號轉成電信號，再轉成數字信號而形成的數碼彩色圖像原始數據由彩色噴墨打印，顯現在基質上的照片。前者是化學反應的過程，是數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沖洗工藝沖洗出來的照片，后者是物理反應，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 數碼照片老化的概念

數碼照片的老化是指其制成材料在存放過程中，由于受周圍環境因素如溫度、濕度等的影響而發生自然變質、性質下降的不可逆的化學變化過程。因為數碼照片存儲介質本身和保存環境的變換等影響，數碼照片在輸出到屏幕，輸出到存儲介質、輸出到紙質文件的三種輸出狀態下存儲介質、存儲環境在光線、溫度、水分、霉菌、酸堿、灰塵和空氣中的有害物質以及磁場干擾、機械振動等多種因素的影響過程中數碼照片發生老化，常表現為：一方面，老化照片在有害物質作用下發生化學變化，如生斑、發脆、發黃、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，大大降低數碼照片壽命，難以長久保護和有效利用。

從數碼照片老化的含義理解和表現特征來看，數碼照片的老化可以歸結為三方面：數碼照片存儲介質的老化，數碼照片存儲環境的影響、數碼照片成品的老化。

（1）數碼照片存儲介質老化

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

（2）數碼照片存儲環境的老化

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

（3）數碼照片成品的老化

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

3 影響數碼照片耐久性的因素

3 ．1 數碼照片存儲介質的老化環境

（一）溫、濕度

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

（二）灰塵

灰塵數碼照片存儲介質的物理損傷，化學損傷和生物損傷。灰塵污染或劃傷硬盤、軟盤、光盤、存儲卡表面，會造成其物理損傷，引起數碼照片檔案的丟失。灰塵中所含的化學成分，會在不同程度上引起存儲卡、硬盤、光盤、軟盤等的腐蝕、降解等化學作用而老化。灰塵落到數碼照片檔案存儲介質上，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和光盤。存儲介質發霉后，不僅會使數碼照片檔案丟失，而且還會污染驅動器讀寫磁頭，甚至污染其他介質。

（三）外來磁場

外來磁場作用于數碼照片檔案磁性存儲介質上，能使磁性涂層的剩磁發生消磁或磁化，造成信號比丟失或信噪比降低，破壞數碼照片檔案，影響其讀出效果。當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，從而導致數碼照片檔案丟失。

（四）光線和有害氣體

有害氣體和光線對數碼照片檔案存儲介質的老化影響極大，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表面分解出酸性氧化物等有害物質，使盤基老化變質、磁粉脫落，還可能產生各種色斑，造成數碼照片檔案丟失。

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

（五）操作系統環境

操作系統是管理計算機資源并形成計算機應用系統的軟件環境和工具。依賴軟件的數碼照片檔案只有在指定的應用程序內才可處理數據，更新可能會使操作系統無法讀出數碼照片檔案或無法將其正確地轉換為可識別信息。

（六）文件格式

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

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

（3）格式變換風險：大多數文件都由數據和結構構成，格式變換涉及數碼照片檔案的數據和原有結構順序的重新排列，容易導致照片的丟失或影響其原始功能。此外，字符編碼類型很多，若數碼照片檔案的字符編碼得不到系統的支持,將會使數碼照片檔案失去可處理能力。

3．2 數碼照片成品的老化

（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外部因素

紙張的內部因素：紙張的主要化學成分為纖維素、半纖維素和木素。纖維素的分子結構決定了纖維素能與水、氧化劑等物質發生水解、氧化和光解等化學反應，半纖維素同樣也可以發生此類化學反應。同時紙張內部的有害物質。紙張生產過程中會在紙張內部形成一定的有害物質，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生水解、氧化和光解反應，而這些原因都直接間接地導致紙張的老化。

（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合方式。數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，與紙張的結合方式主要為吸收、黏附。

著色劑在油墨中起到顯色作用，數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。大大提高數碼照片的打印質量在于合理選用染料的生色基團及油墨添加劑，染料要求色域寬、吸收曲線窄、熱穩定性好、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。通常采用光穩定性好且較為鮮艷，抗水、抗濕能力好的顏料。在實際工作中利用顏料型油墨打印數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、色域窄以及易出現龜紋等，這主要應從顏料的粒徑、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、提高電導率。為保證油墨良好的穩定性，油墨的pH值必須與著色劑的pH值相當，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值調節劑。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生擴散導致圖像模糊不清；溫度過低會使照片變脆。濕度過高一方面使數碼照片檔案的色素成分發生擴散，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，使紙張強度下降，照片褪色或色素成分擴散。

（二）傳統照片老化

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，使傳統照片變為褐色或使其表面損壞涂層脫落。且其影像部分由染料構成，穩定性較差，極易發生氧化還原反應使照片褪色。另一方面，一些外部因素皆可導致傳統照片的老化：當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 防止數碼照片檔案老化的措施

（一）實施數據的有效性維護

（1）遷移

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

（2）更新

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

（3）變換格式

數碼照片由兩大體系——數據和結構支撐。正確選擇轉換軟件和文件目標格式，最好采用檔案格式，避免調整文件格式導致信息的丟失。降低格式變換的風險性。例如，應具有在讀取文件時，能夠分析原文件與目標文件的差距并進行調整；能夠正確完整地把原文件轉換為目標文件等。

（4）仿真

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

（二）日常維護

（1）數碼照片檔案的存儲介質維護

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，以免造成介質損壞或變形。存放環境應避免高溫高濕、強光及高磁物、強震動。在日常工作中，應加強清潔維護。當數碼照片出現發霉現象，要用干凈藥棉蘸高純度酒精擦洗，放在清潔環境中讓酒精揮發干燥后使用。

（2）數碼照片檔案的保管環境維護

第一，控制溫濕度

對于不同底片、照片的檔案庫房應控制在一定的溫濕度范圍內，如表1、表2所示。

根據2000年國家檔案局頒發的JG J25-2000標準，對照片類檔案庫房的溫濕度做出了明確的規定，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準

表1

第二，安全性維護

對于長期和永久保存的數碼照片檔案，可在對數碼照片進行整理的同時，沖洗出紙質照片進行整理，并隨數碼照片一起歸檔保存；亦可將數碼照片制成縮微品或對重要照片制作底片。其次利用高效軟件對其定時查殺病毒，維護數碼照片的信息安全。另外考慮到管理套制數碼照片檔案的風險性，對應長久保存的數碼照片檔案宜采取三套制，館內兩套，其他安全洞庫一套。