數字影像與城市記憶的層累效應*

鐵 鐘，黃 薇，沈 潔

隨著視覺體驗時代到來，影像價值日益受到重視，正如海德格爾所預言：“世界被把握為圖像了。”[1]今天人們對商品的消費不僅在于使用價值，更是直接消費它們的形象，因而在邁克·費瑟斯通(Mike Featherstone)看來，影像甚至能直接成為使用價值的代用品[2]。同時，作為視覺檔案資料，照片資源在傳承歷史景象、延續集體記憶方面有著特殊的功用，尤其對城市記憶的建構與傳播、傳承與重塑具有不可替代的作用。城市是人類集體記憶的場所，每個城市的地景格局都是在歷史發展過程中由不同主體、不斷層累疊加而成，對今天的人們來說，如何在持續不斷的更新和累積中，在不同時空維度歷史記憶的相互影響下，保持城市中最有價值的景觀格局，建構一個地區人們的集體回憶，從而形成生生不息的城市向心力，歷史照片或許是值得深度挖掘的重要資源。然而，在相當長一段時間里，歷史照片作為特殊的非書資料，一直未能受到重視，許多學科的研究者并不熟悉作為原始材料的照片，因而把它摒棄在研究視野之外。事實上，與其他媒介相比，通過影像來記錄和建構歷史記憶，能夠生動地抓住歷史的細部與具象特征。然而，出于各種原因，許多圖書館、博物館等公藏機構雖然擁有豐富的歷史照片資源，卻長期“養在深閨人未識”，無論是日常的保存保管、數字化開發，亦或向公眾開放，依然處在初級階段。盡快將這些歷史照片轉換為數字資源，有利于資源機構進行數據管理與開放共享。以上海圖書館為例，館藏超過10萬張不同類型的歷史照片，包括簽名題跋照、立體照、照相館照、專題攝影集(手工制作)等珍貴的影像資源。

在歷史照片數字化過程中，需要通過人工操作，進行一部分的元數據著錄，時間周期較長。元數據信息是一種靜態信息，不太適合描述重建的分析或解釋過程，這些信息在很大程度上是不可見的，比如誰收集、什么時候收集、以什么格式收集。在不知道照片的化學性質和物理結構的情況下，很難制定出有助于保存照片的存放條件或展示方式，也很難確定適當的保存方法。從這個層面來說，這些元數據內容已經超出內嵌元數據的范疇，需要引入交互元數據(Paradata)概念。交互元數據指的是人們理解和解釋“數據對象”的過程，是一種過程類型數據，是一種用于描述原始數據收集方式的數據。與元數據相比，交互元數據是對數據進行更改的數據，這些更改包括展示、操作、放大、縮小、修飾等，是對過程、變化、操作和重構的解釋。交互元數據基于不同概念化的方法，理解和解釋研究項目的本體，理論方面的問題與具體的實際問題都是息息相關的，理論工具作用于交互元數據的目的是在實踐中使“理解和交互數據對象的過程”透明化。

本文以上海圖書館館藏歷史照片的數字化項目為例，探討如何使用交互元數據，采集歷史照片數字化過程中，相關描述原始數據收集方式的過程類型元數據，以期能建立起描述和驗證成像性能和質量的連貫數據信息框架，對歷史照片數字化數據粒度進行規范。采集和使用帶有交互元數據信息的歷史照片圖像資源，對數字資源的識別、搜索、管理、訪問、保存和使用至關重要，也有利于資源機構更加便捷高效通過國際圖像互操作框架(International Image Interoperability Framework，IIIF)等協議向公眾進行數據開放與共享。

1 現狀調研

計算工具引入人文科學研究后，相關學者的工作方式發生重大轉變。2006年倫敦大學國王學院主辦的三維視覺研究成果透明化研討會中，三維可視化研究中跟蹤和記錄認知過程的方法論項目小組提出“交互元數據”這一術語來表示記錄這些累積信息[3]。交互元數據是元數據的補充，而不是替代，是從元數據中分離的信息集，是一種在資源周圍創建開源和開放訪問數據空間的方法，交互元數據強調傳播而不是描述，闡明了資源的使用模式和假設[4]。針對歷史照片的數字化保護，2000年蓋蒂保護研究所(The Getty Conservation Institute，GCI)在照片和攝影材料保護領域已經展開研究[5]。耶魯大學公共人文學科項目及其攝影記憶工作室承擔的Photogrammar項目平臺，是有史以來最大規模的歷史照片數字化項目[6]。在中國，針對歷史照片的檔案管理，中國國家檔案局發布的《照片檔案管理規范(GB/T 11821－2002)》規定對銀鹽感光材料照片檔案的收集要求、整理程序和保管條件[7]。國內外對歷史照片數字化元數據的研究初見規模，但是，不同資源機構應用的元數據規范不盡相同。近年上海圖書館組建“上海年華”專項課題組，致力于歷史照片的深度開發，開展了對塵封已久的大量歷史照片的整理工作。2020年上海圖書館在項目組已經完成的初步整理工作基礎上，整合館所資源，啟動名為“上海文化總庫”的地方文獻資源整理項目，旨在能建設成一個可以長期保存館藏資源、共建共享、互聯互通的展示和服務平臺。該項目涉及地方文獻、名人手稿、影像資源等多種館藏資源，體量龐大，其中包括館藏數以百萬計的歷史照片、明信片、小校場年畫等珍貴的歷史圖片資源。

2 具象的歷史：歷史照片的價值分析

對歷史學家來說，歷史事實(historical facts)是終身追尋和探索的對象。歷史事實包含兩層意義：第一層是過去發生的人、事、物等所有一切事件與事物的總和；第二層是存在于人們記憶中借由人們口述、書寫、繪圖、塑像表達出來的具象內容。重建的歷史事實更多是存在于保存的文獻、資料等各種形式的史料之中，并不是客觀存在的歷史事實。它會受到現實社會的影響，以至于會主動或不主動地去選擇某種方式來建構起令我們相信的歷史記憶。近代以來，歷史學理論把記憶與歷史聯系起來，將歷史作為社會集體記憶的產物，并發展出一系列記憶理論。這種記憶也通過媒介傳播，不斷創造和重塑人們的地方感和認同感。正如福柯所說：“誰控制了人們的記憶，誰就控制了人們的行為脈絡……因此，占有記憶，控制它，管理它，是生死攸關的。”[8]

歷史書寫需要通過外在的技術或工具媒介來完成。與遙遠的古代歷史不同，世界進入近代后，除傳統文獻，人們有越來越多記錄這個世界的手段，照片、錄音、影像資料，海量的文獻和信息似乎給予我們完整重塑歷史越來越多的可能性[9]。圖像和影像資料的出現改變了人們觀看歷史的方式，使得許多真實的細節和豐富的側面保存了下來。從這個意義來說，照片可以說是具像的歷史，它將逝去的一切定格為一個個永恒而真實的瞬間。然而，歷史學家更多是把已經出版的紙質文獻、檔案館里的檔案或者各種手稿、信件等資料視為可信的“史料”(sources)，而將照片、圖片等作為輔助的資料使用。正如荷蘭歷史學家古斯塔夫·雷尼埃(Gustaaf Renier)所述，應當用存留至今的過去的“遺跡”(traces)觀念取代“史料”觀念[10]。這里的“遺跡”不僅指手稿、建筑物、家具等，也指各種不同類型的圖像，包括繪畫、版畫、雕像和攝影照片等。

照片作為特殊的文獻資料，本身也是一種書寫的語言，圖像本身也是歷史證據的一種重要形式。照相技術從誕生的那一天開始，就成為一種獨特的記錄社會的重要寫實工具。人們重視的并非照片介質本身，而是其所托載的形象信息。歷史學家對圖像的使用，不能也不應當僅限于“證據”使用，還應當為歷史想象的產生留下空間和余地。照片定格的瞬間，并非只有畫面所呈現出的確定的物質信息，也同時反映出拍攝者自身所關注的問題。在一些珍貴的歷史照片上，不僅是照片本身，上面還附有相關事主親自注明的人物名字、身份和彼此間的關系，有時還會包括對人物、事件背景的詳細描述，文獻價值很大。有時一組照片就是一個很好的研究專題，具有不可替代的歷史文獻和歷史文物的雙重價值。

1920年代顧頡剛提出“古史層累說”概念，這既是一種歷史觀，又是一種歷史研究方法，這是在“層累地造成古史”觀支配下的方法論體系。今天從這個角度重新審視各種形質的文獻資料時，可以得到啟發，尤其是在城市史、地方史的綜合研究中。城市歷史、城市記憶的研究具有鮮明的地域特征，城市是一個特定的空間場域，反映了城市中各個社群在不同時間切面所形成的物質環境。同時，這也是一個文化符號，是特定群體對于場所環境的共同記憶。像上海這樣的大城市，近代以來逐步形成五方雜處、吐故納新的城市格局，社會風尚、文化景觀都在快速變更。尤其是城市的景觀格局，更是一個地方性最重要的實體要素，是在歷史發展中不斷層累的結果[11]。美國歷史地理學者康曾(Micheal P.Conzen)指出：“歷史地看待景觀就是承認景觀的累積特征；承認自然、象征性與設計不是人類記錄的禁止因素，而是隨著歷史體驗而變化的；也承認地點的地理特征是每一種該區域或區位特有的新形式在時間進程中選擇性疊加與生存的結果。”[12]

尤其是在近代劇烈的社會變革時期，東西方文化交流大背景下，中國城市的景觀和標志性建筑以前所未有的速度和力度變革。以上海最著名的外灘來說，不同的設計師，不同的建造時期，勾勒出不一樣的建筑輪廓，是上海“海納百川，兼容并蓄”最重要的文化地標。今天外灘50多幢極具代表性的萬國建筑群，已經將外灘烙印在城市生活的空間構架之中，成為上海市民的集體記憶。它涵構在歷史時序的發展脈絡之中，展示出城市的文化底蘊和時代風貌。但外灘天際線并非一蹴而就。從1840年代一片湮沒于蘆葦叢中的泥濘纖道，被一次次擴寬，一次次重建，直到1930年代才逐漸凝固。隨著時間推移，人們的記憶已經一次一次被改寫和疊加，不僅寫入個人的記憶，也逐步寫入集體記憶之中。如今鮮有人再記得其最初的模樣，無論在中外文獻記錄中，還是前人的回憶和追述里，外灘的早期形象日漸模糊，消失不見。說到海關大樓，幾乎所有當代中國人能想到的都是一幢巍峨的西式鐘樓建筑，而不再有人記得江海關曾經是一個典型的中式衙門(見圖1-3，上海圖書館提供)；提起中國銀行大廈，所有人津津樂道這幢建筑與綠色尖頂的和平飯店之間比高的故事，卻無人想到其實這里曾經是德國總會，甚至還舉辦過故宮文物南遷的展覽會(圖4-5，上海圖書館提供)。然而，圖像文獻的出現改變了這種狀況，以非常具體的形象客觀記錄著遠去的時代，也能迅速把今天的人們拉回歷史現場之中。上海圖書館館藏的各種不同年代的外灘長卷，就是一段極佳的城市天際線變奏曲，提醒著人們這座城市成長的軌跡。

圖1 1845年設于北門外頭壩的江海北關

圖2 1893年在原址附近重建的上海海關大樓

圖3 重建于1927年的海關大樓

圖4 1908年建造的德國總會

圖5 1937年在德國總會原址興建的中國銀行大樓

3 歷史照片數字化過程中的交互元數據

數字化技術的進步使得數字化保存對象(Preservation Digital Object，PDO)可以有效地保存歷史照片的完整性，以便于在展示、數據分析和復原等方面得到應用，因此，對原始圖像資源的數字化過程非常重要。首先，要確保數據的真實還原。其次，數字化的過程不能反復進行，因為在這一過程中無論采取任何程度的保護措施，原始圖像資源都會不可避免受到損害(包括光照、灰塵和輕微的劃痕等)。最后，數字化的過程需要保障后續研究的拓展性，這就涉及到采集和歸檔時需要對整個數字化過程進行全面的記錄。

3.1 需求與目標

歷史照片的數字化圖像將通過國際圖像互操作框架等數據協議向公眾進行數據開放與共享，因此需要建立一套數字化成像一致性標準，以保證數以萬計的歷史照片被數字化后可以保持與照片具有相同的研究價值。這就涉及到采集和歸檔時，需要對整個數字化過程進行全面的記錄。

3.2 歷史照片數字化交互元數據框架設計

3.2.1 數字化一致性環境規范

本項目基于美國國會圖書館《文化遺產資料數字化FADGI技術指南》與荷蘭《Metamorfoze保存成像指南》等數字化技術規范制定中國近代歷史照片的采集規范與交互元數據架構。雖然兩套系統在成像質量概念上相等，但系統不能互換使用(見表1)。

表1 數字成像環境參數對比

除了成像的技術參數，需要被記錄下的交互元數據還包括物理環境(房間照度、墻面處理、室內色溫、溫度與濕度)、色彩管理系統、設備校準參數和參考目標。

物理環境：數字化操作環境對于PDO成像質量會產生很大的影響，理想的數字化物理環境包括房間(灰色或深色的墻壁和天花板)、工作臺應保持暗色、消除相機與支架的振動、消除眩光)。

色彩管理：數字化是將模擬的顏色和亮度值轉換為離散的數值，這些數值包含圖像中每個像素的顏色和亮度。然而，這些數值的呈現則取決于用于采集、顯示與打印的設備。因此在開始數字化采集之前需要對相關的拍攝、顯示與計算機設備進行統一的色彩管理，色彩管理為這些數字值的客觀解釋提供了一個背景，并在色彩和色調再現的限制范圍內幫助彌補設備在呈現或顯示這些值的能力方面的差異，從而確保PDO的分辨率(PPI)和清晰度(Sampling Efficiency)要求。

設備校準：在開始拍攝前需要對所有設備進行校準，設備校準不僅可以提高采集的準確性，而且可以通過使設備達到穩定、最佳狀態，確保色彩管理系統運行所需的一致性。在顯示器校準后創建ICC配置文件并保存，如果數字化操作的時間較長，需每周對顯示器進行校準，相關校準的參數與時間節點數據都需要記錄在交互元數據中。

參考標定：在數字化準備階段，需要對其材料和尺寸進行分類，這種規范的層次結構對數字化操作有很大的幫助，可以大大縮短數字化所耗費的時間，主要涉及到每次調整設備類型和參數的時間。在數字化采集歷史照片時，需保持每張采集圖像中包括參考目標，至少包括灰度、顏色參考和精確的尺寸標度。通過對PDO進行采樣分析，可以得到不同的設備的OECF(Opto Electronic Conversion Function)采樣參數見(見圖6)。同時通過參考標定的瞄準點容差值，分析設備采樣的參數從而調整拍攝環境(見表2)。

圖6 不同設備參考標定的參數分析

表2 參考標定瞄準點容差范圍

數據標準與保存：歷史照片數字化項目信息框架中文件格式分為主文件格式和訪問文件格式。對于文件格式的選擇主要基于成像質量、訪問與管理，以及更迭生命周期等參數。針對上海圖書館歷史照片主要使用16位未壓縮的TIFF文件格式作為主文件格式。最終的圖像數據信息量由空間分辨率決定，空間分辨率根據每單位測量的圖像元素或像素的數量決定圖像文件中的信息量，其定義了單個像素之間的距離。

3.2.2 數字化采集成像一致性參數標準

PDO需要在完成采集后進行數字化調整，消除圖像的色彩偏差，同時保持畫面的色調分布均勻。適當的銳化圖像以匹配原有的畫質(銳化在數字化掃描操作后尤為重要)。盡量避免使用直接的調整工具，如對比度、亮度的調整。參照FADGI和Metamorfoze參數標準，結合中國近代歷史照片的基本情況，制定數字化采集成像一致性參數標準(見表1)。

空間頻率響應(Spatial Frequency Response，SFR)是一個相當復雜的數學模型，用來描述在不同的特征尺寸下細節的記錄情況，對細節進行更全面的分析判斷圖像是否被過度銳化。使用imatest對PDO進行采樣分析，同時生成圖表的公式，對應數字化采集成像一致性參數標準，然后分析圖表以提供最終的相關評級數字(見圖7)[13]。

圖7 空間頻率響應等相關參數分析表

PDO通過Adobe Photoshop自帶的分析程序進行自動分析，也可以通過Delt.ae和Golden Thread軟件進行分析，并且都可以通過圖像嵌入的ICC配置文件分析出FADGI成像星級設置基準。通過分析可以對數字化采集圖像的銳度、色彩和精度、噪點和錯誤配準以及照明均勻性等參數得到基本反饋。使用Delt.ae在線工具可以得到空間準確性和顏色準確性的評級分析，以及Metamorfoze成像指南的評級。最終PDO使用JHOVE以XML文件生成檔案信息系統報告，同時可以批量檢測PDO質量。

3.2.3 范圍分析

上海圖書館館藏歷史照片在數字化之前需要對其采集范圍進行分析，需要對數字化的優先級進行初步估算，以評估數字化項目的可行性與完整性。

工藝分析：上海圖書館的歷史照片藏品還在不斷地增加，元數據著錄主要基于GCI歸納的11種材料工藝流程類型。本項目歷史照片中早期工藝流程主要基于蛋白工藝，這也是早期表現中國風貌照片的主要材質類型。本項目中大部分蛋白工藝類型的歷史照片主要為后蛋白期類型，時間節點為1890年至1920年代末[14]。到20世紀，在中國活動的攝影師主要使用銀鹽明膠工藝。相紙分為印相紙(Printing-out Paper，POP)和顯影紙(Developing-out Paper，DOP)兩種，兩種工藝的區別不在于感光材料的內部結構，而在于銀基的顯影方式。

尺寸和膠片分析：歷史照片的尺寸分析主要用于數字化工作效率，現代膠片的尺寸通過工業化生產，每種類型有著固定的型號，大致分為三類：邊緣打孔膠片、卷片和散頁。負片數字化內容通過后期處理軟件直接轉為正片，參數標準需錄入交互元數據集。由于膠片的動態范圍通常較短所以采集分辨率需要調整為較高的參數，具體執行過程視情況而定。

多光譜分析：數字化的過程中可以使用多光譜分析對可見光譜之外的信息進行采集，這主要針對顯示照片損壞區域的內容。DT多光譜照相機可以在紅外和紫外光譜中拍攝圖像，歷史照片損壞的區域(特別是燒毀或涂鴉)可以在紫外線和紅外線的影響下顯示肉眼看不到的圖案和信息。部分高性能DT相機可以同時捕獲多個光譜帶，但采集過程中因為成本的因素只對極個別的重要歷史照片進行多光譜分析，頻繁更換濾鏡會影響采集的效率。

3.2.4 交互式元數據框架設計

交互式元數據信息框架可以建立起一種具有交互性的數據傳播模式。本項目信息框架的元數據提取基于國際上使用最廣泛的標準——可交換的圖像文件格式標準(Exchangeable Image File Format，EXIF)和國際新聞電信理事會(International Press Telecommunications Council，IPTC)照片元數據標準。EXIF儲存了基本的設備信息，IPTC記錄了標題、版權、操作等相關信息。交互元數據可以被分為宏觀交互元數據(Macro Paradata)和微觀交互元數據(Micro Paradata)[15]。宏觀交互元數據主要用于記錄決策性信息，微觀交互元數據則記錄了過程的細節。由于數據的語義、編碼、格式和信息需要在數字項目中進行管理，因此，在任何項目開始時需要將所有數據結合上下文放置在信息框架中。框架可以幫助定義涉及的對象類型，以及描述其信息級別。這種描述級別將數字對象在文件或項目上的需求進行描述。最終信息框架映射了元數據元素集的選擇，從而決定了內容的提取，這些信息都以特定的方式進行編碼，保存在數據庫或XML文檔中(見圖8)。

圖8 數據框架結構

3.2.5 數據格式與粒度

交互元數據大大擴展了數據的粒度級別，但在實際工作中大多數項目基于某個特定的項目進行，并不能對數字資源做精確描述，所記錄的數據粒度級別需要預先制定。這需要考慮到不同項目所提供已知信息的情況，元數據可能來自不同的信息層次，并存在于不同的信息層次上，PDO保存和傳輸必須基于不同的信息層次，這需要針對不同的項目規范數據的粒度級別。本項目最終的數據將導出為RDF數據架構，其支持多頁或復雜對象的層次描述信息和結構信息，以及將數據導入、導出和收集到外部系統或XML編碼格式。

3.3 數據調整與驗證

最后需要對格式進行批量驗證，通過JSTOR與哈佛大學圖書館共同開發的可擴展的格式驗證框架項目JHOVE(JSTOR/Harvard Object Validation Environment)對文件格式正確性、效性和一致性進行驗證，JHOVE提供12種標準模塊，包括本項目用到的TIFF、JPEG2000和XML的HUL模塊。例如，驗證TIFF文件的圖像文件目錄(Image File Directories，IFDs)，驗證XML文件的語法正確性和語義正確性。自動化技術不太可能在評估元數據內容的準確性和完整性，只能驗證其語法的正確性，元數據完整驗證需要一定程度的人工分析。對于大型數字化項目，可以使用統計有效的抽樣程序來檢查文件和元數據。

4 結語

數字技術在藝術與人文學科的國際框架中扮演著越來越重要的角色，針對使用數字化工具和技術重新呈現文化遺產的研究在全球范圍內繼續發展，其應用的廣度和深度都體現出這是一種完整的研究過程以及實用性的研究方法。在藝術、人文和遺產保護領域研究創造的數據信息可以使我們更為深入地了解過去，文化遺產數字化保護了學科研究的多樣性和規模，全面地展示了數字技術在藝術和人文領域迭代研究中的作用。對歷史照片進行數字化只是一個初步的嘗試，也是圖書館行業對時代潮流的回應。參照數字化采集成像一致性參數標準采集的圖像質量要遠遠大于現實數據應用的標準，這樣可以大大延緩數據迭代，統一的標準也可以被廣泛應用于不同的國際數據平臺，有利于歷史原照檔案的信息傳播。未來復合型圖書館、信息共享空間等理念和實踐也將依托于此，逐步導入公共圖書館的管理和服務。