Die Unsicherheit über die Haltbarkeit und die Folgekosten für die Erhaltung digitaler Daten hat das Interesse am Mikrofilm neu geweckt. Der Mikrofilm gilt als das Medium, bei dem erstens die Kosten in überschaubarem Rahmen bleiben und nur bei der Herstellung entstehen und das zweitens langfristig kaum eine Alterung erfährt und keine Daten verliert.

Während im vergangenen Jahrzehnt häufig eine Entscheidung zwischen den beiden Ersatzmedien getroffen werden und mit der Wahl des einen Mediums auf die Vorzüge des anderen verzichtet werden mußte, hat sich diese Situation heute grundlegend geändert. Mit der Entwicklung einer Reihe neuer Geräte ist es heute möglich, Informationen zwischen den beiden Medien auszutauschen und so die Vorzüge beider zum Tragen zu bringen. Während in den letzten Jahren vor allem das Digitalisieren von Mikrofilmaufnahmen zu einem verbreiteten Verfahren wurde, bieten seit kurzem einige Firmen Geräte an, mit denen digitale Daten auf Mikrofilm ausbelichtet werden können [1]. Damit steht digitale und analoge Speicherung nicht mehr in einer festen Abfolge - zuerst "analog" und daraus "digital" -, sondern können prinzipiell frei auseinander hervorgehen. Das Digitalisieren von Mikrofilmaufnahmen und das Ausbelichten von digitalen Aufnahmen auf Mikrofilm sind die beiden Brücken zwischen der analogen und der digitalen Welt.

Nachdem wir auf einer Vielzahl von Internetseiten die Ergebnisse der Digitalisierung von Mikrofilmaufnahmen sehen können, soll hier nun ein Einblick in die Technik des Ausbelichtens digitaler Daten gegeben werden. Die Cebit und der Bibliothekartag 2005 gaben die Möglichkeit, aktuelle Informationen hierzu zu sammeln. Beim Bibliothekartag 2004 waren noch ein paar weitere Anbieter mit Mustern zu sehen gewesen, die im Folgejahr nicht mehr vertreten waren. Die Ausbelichtung digitaler Daten auf Mikrofilm ist dabei nicht neu: Anfänge sind bereits die COM-Anlagen der 70er und 80er Jahre (s/w, bitonal), die mitKathodenstrahlröhren (CRT) arbeiten. Seit über 15 Jahren guibt es Ausbelichtungen auf chromogenen (das heisst: auf nicht archivfähigen) Farbfilm [2]. Daneben gibt es von Microbox verschiedene s/w-Ausbelichter (Polycom), die für die Ausbelichtung von Schriften sehr gute Ergebnisse bringen [3]. Auch im Consumer-Bereich wird auf dieser Strecke gearbeitet [4].

Die derzeit im Bereich der Sicherung von Archiv- und Bibliotheksgut aktuellen Verfahren lassen sich in zwei Gruppen einteilen: Das eine Verfahren überträgt das digitale Bild mit Laserlicht auf den Mikrofilm; beim anderen Verfahren wird das digitale Bild über ein TFT-Display auf den Mikrofilm übertragen. Es kommt vor allem darauf an, auf unperforierten (32 mal 45 mm Lochkartenformat im Vollschritt oder Halbschritt) sowie archivfähigen, langzeitstabilen Mikrofilm auf Polyesterunterlage auszubelichten (auch in Farbe, wenn es erforderlich ist). Daneben spielt selbstverständlich der Preis (mengenabhängig) eine entscheidende Rolle.

 

Laserverfahren

Das als "ArchiveLaser" bezeichnete Verfahren wird vom Fraunhofer-Institut für Physikalische Meßtechnik in Freiburg entwickelt. Ausgangspunkt für dieses Verfahren ist die etablierte und weltweit verbreitete Technik, mit der digitale Bilder in Kinofilme eingefügt werden. Zunächst nur bei Zeichentrickfilmen eingesetzt, kommt dieses Verfahren heute in fast jedem Film vor. In einem kurzen Videofilm wurde das Verfahren am Stand des Fraunhofer-Instituts bei der Cebit schematisch eindrucksvoll dargestellt: Das digitale Bild wird in seine Farbkanäle zerlegt, auf einen roten, grünen und blauen Laser übertragen und das Laserlicht über ein System von Spiegeln und Linsen auf den Film gerichtet. Da die Technik der Kinofilmbelichtung seit Jahren etabliert ist, ist es etwas verwunderlich, daß die Entwicklung beim Fraunhofer-Institut seit zwei Jahren scheinbar nicht weiter gekommen ist. Wie vom Betreuer des Projektes mitgeteilt wurde, liegen die Gründe der Verzögerung nicht in technischen Problemen, sondern bei der besonderen organisatorischen und finanziellen Struktur des Instituts. Da die Anforderungen im Archiv- und Bibliotheksbereich verschieden von denen der Kinowelt sind, muß der "ArchiveLaser" andere Kriterien erfüllen als ein Kinofilmbelichter. Er muß erstens eine deutlich höhere Auflösung erbringen und zweitens zur Langzeitarchivierung geeignetes Filmmaterial belichten können. Nach Angaben der Projektleitung soll die Auflösung bei einem 32 x 45mm-Filmbild 10.000 x 14.000 Punkte betragen. Die Belichtung erfolgt auf 35mm "Ilfochrome® Micrographic Film" von Ilford. Die Mengenleistung soll bei 5.000 Bildern pro Tag liegen. Der Preis der Anlage wird mit mehreren hunderttausend Euro veranschlagt. Im Sommer 2005 soll eine erste Versuchsanlage in Betrieb gehen.

Ebenfalls mit Laserlicht sollte das Verfahren der Firma micropicture in Jena arbeiten. Mit dem Knowhow von Jenoptik wäre sicherlich eine interessante Lösung zu erwarten gewesen. Auch hier sollte eine bekannte und bewährte Technik, die der Trommelscanner, modifiziert werden. Auf die Scannertrommel wären ein oder zwei unbelichtete Mikrofiches aufgespannt worden, und an die Stelle von lichtempfindlichen Sensoren wären Laser getreten, die den Film belichten sollten. Die Firma micropicture ist heute weder per E-mail noch telefonisch zu erreichen. Es gibt weitere Laserausbelichter, die auf Ilfochrome® Micrographic Film arbeiten können [5].

 

Display-Verfahren

Die zweite Gerätegruppe arbeitet mit TFT-Displays. Die ersten Geräte davon befinden sich bereits im Einsatz. Das grundsätzliche Verfahren sieht so aus, daß das digitale Bild auf einem Display angezeigt und von dort - sehr einfach gesprochen - abfotografiert wird. TFTs haben gegenüber Röhrenmonitoren den Vorteil, daß sie geometrisch sehr genau sind und keine Krümmungen und Wölbungen aufweisen. Während es auf den ersten Blick scheint, daß alle Verfahren mit Displays sehr ähnlich arbeiten, zeigen sich bei näherem Hinsehen interessante Varianten.

Die Firma Staude aus Wölfersheim ist mit zwei Geräten - dem "file-converter 16/35" und dem "digi-fiche" -, auf dem Markt, mit denen alle gängigen Mikroformate belichtet werden können [6]. Beide Geräte arbeiten von der Rolle, d.h. insbesondere auch die Ausbelichtung auf Mikrofiches erfolgt auf 105mm breitem Rollfilm. Staude hat das "digi-fiche"-Gerät zusätzlich mit einer Schneide- und Entwicklungseinheit ausgestattet, so daß als Arbeitsresultat fertige Mikrofiches mit eingeblendetem Titel herauskommen. Der Verfasser konnte bei einer Dienstleistungsfirma das "digi-fiche"-Gerät im Einsatz sehen und sich von der Qualität der Aufnahmen und Schnelligkeit - der Hersteller spricht von bis zu 2.500 Aufnahmen pro Stunde - der Anlage überzeugen. Die digitalen Bilder können in allen gängigen Formaten wie JPEG, GIF, TIFF, PDF u. a. eingereicht werden. Wichtig scheint hier (wie bei allen S/W-Maschinen) auch die Wiedergabe von Halbtönen, was auch eine fotografische Herausforderung ist. Der langzeitstabile Mikrofilm wurde ja gerade für schwarze Schrift auf weißem Grund entwickelt, nicht aber für die Halbtonwiedergabe, wie sie für Fotomaterial unumgänglich ist.

Im Prospekt der Firma Staude findet sich der Hinweis, daß die gescannten Vorlagen nicht größer als DIN A2 sein sollten. Um diese Beschränkung und alle weiteren Ausführungen zu verstehen, sei hier die prinzipielle Funktionsweise des Gerätes genauer beschrieben. Das digitale Bild erscheint auf einem ca. 9 Millionen Pixel großen TFT-Display und wird von dort abfotografiert. Die bestmögliche Darstellung eines Bildes am Monitor ist bei einer Vergrößerung von 100% gegeben, d.h. wenn sozusagen ein Bildpunkt auf ein Monitorpixel fällt. Ist das digitale Bild größer, so kann entweder die Auflösung des Bildes verringert oder eine kleinere Darstellung gewählt werden, um es vollständig auf das Display zu bringen. In beiden Fällen werden Bildpunkte unterschlagen, und damit die Qualität des Bildes reduziert. Um eine DIN-A2-Vorlage vollständig auf einem Display mit 2.400 x 3.840 Pixeln darstellen zu können, müßte sie mit weniger als 200 dpi gescannt werden, was zu erheblichen Qualitätseinschränkungen führen würde. Daher also die Formatbegrenzung bei Staude. Für die filmische Sicherung von digitalisiertem Schriftgut bis zum Format DIN A3 stellen die beiden Geräte der Firma Staude eine überzeugende Lösung dar. Bei größeren Formaten ist genauer zu prüfen, welche Erwartungen der Kunde an die Aufnahmen stellt.

Ein zweiter zentraler Punkt bei der Langzeitsicherung ist neben der Frage nach der Dateigröße das Thema Farbe. Das hier beschriebene Gerät kann auch Farbscans ausbelichten. Es kann "im Prinzip" jeder Farbfilm dazu eingesetzt werden. Staude selbst verwendet und zeigte Musteraufnahmen auf einem Farbfilm der Firma Fuji. Nähere und verbindliche Angaben zur Auflösung und Haltbarkeit dieses Filmes waren nicht zu erhalten. Als erste Wahl für die Langzeitsicherung gilt im Archivbetrieb der Ilfochrome® Micrographic-Film von Ilford. Neben seinen vielen Vorzügen hat dieser Film den Nachteil, daß er extrem unempfindlich ist und somit sehr viel Licht oder lange Belichtungszeiten erfordert. Bei der konventionellen Auflichtverfilmung ist für die Belichtung des Ilfordfilmes etwa die 10fache Lichtmenge im Vergleich zum s/w-Film erforderlich. Flachbildschirme sind weit davon entfernt, eine entsprechende Lichtmenge für das Durchlichtverfahren abzustrahlen. Da die Lichtmenge nicht beliebig erhöht werden kann, bleibt nur die Möglichkeit, die Belichtungszeit zu verlängern. Bei Belichtungszeiten im Minutenbereich wird der Einsatz des zudem wesentlich teureren Ilford Micrographic-Films unrentabel.

Nach demselben Prinzip wie die zuletzt genannten Geräte arbeitet auch der "ArchiveWriter OP 500" der Firma Zeutschel aus Tübingen. Als Ausstatter für Archive und Bibliotheken hat Zeutschel auch sein neues Gerät für den Einsatz in diesem Bereich gedacht. Wo Zeutschel mit seinen Scannern an der Erzeugung von Einzeldateien mit mehreren Hundert MB beteiligt ist, sollte der "ArchiveWriter" - um einen möglichen workflow abzurunden - Dateien dieser Größe auch verlustfrei wieder ausbelichten können. In der Produktbeschreibung für das Gerät ist von 81 Millionen Bildpunkten pro Aufnahme die Rede. Ein Display mit dieser großen Pixelzahl ist zur Zeit noch nicht auf dem Markt. Um diese hohe Zahl an Bildpunkten zu erreichen, setzt Zeutschel ein aus der Digitalfotografie bekanntes Verfahren, den "multishot", ein: Ein Objekt wir nicht einmal, sondern vier- oder 16-mal aufgenommen, wobei der Aufnahme-Sensor jeweils um wenige Bildpunkte verschoben wird (Microstep). Dieses Verfahren führt zu dem Ergebnis, daß mit einem Chip, der z. B. mit 16 Millionen Aufnahmeelementen bestückt ist, nun Bilder mit 48 oder 144 Millionen Pixeln erzeugt werden können. Eine in der Kamera integrierte Software rechnet die Aufnahmen zu einem Bild zusammen. Ähnlich diesem Verfahren arbeitet der Filmbelichter von Zeutschel. Auch hier kommt ein 9 Millionen Pixel-Display zum Einsatz. Das digitale Bild wird mehrmals auf dem Display eingeblendet, wobei bei jeder Aufnahme ein Microstep mit einer geringfügigen Verschiebung des Bildes stattfindet. Die Zahl der Pixel in der Länge bzw. Breite verdreifacht sich bei drei Aufnahmen, und wenn der Microstep in beide Richtungen dreimal ausgeführt wird, so ergibt sich die 9-fache Anzahl an Bildpunkten. Dieses Verfahrens führt, wie anhand von s/w-Musteraufnahmen zu sehen war, zu deutlich besseren Bildern als beim "single-shot". Zum Beispiel werden Brüche in dünnen Linien oder Buchstaben, die durch die Reduzierung großer Dateien auf Displaygröße entstehen, geglättet.

Nun kann man darüber streiten, ob dieses Verfahren als Trickserei bezeichnet werden soll oder ob wir hier ein Gerät vor uns haben, das qualitativ in neue Dimensionen vordringt. Verfechter der strengen Lehre wenden ein, daß von den 81 Millionen Bildpunkten 9 Millionen "echt" sind und die restlichen 72 Millionen nur Wiederholungen ohne eigene Bildinformationen. Dem Nutzer mag es vielleicht egal sein, wie seine Bilder auf den Film kommen, wenn er mit der Qualität zufrieden ist.

Im Prospekt zum "ArchiveWriter" wird mit einer Produktionsgeschwindigkeit von bis zu 1200 Bildern pro Stunde geworben. Hier wäre der ehrliche Hinweis zu erwarten gewesen, daß diese Zahl natürlich nicht für den Ilford Micrographic Farbfilm gilt. Die beim Bibliothekartag von Zeutschel gezeigten Farbmuster waren insgesamt zu dunkel und die Ausleuchtung der einzelnen Bilder fiel zum Bildrand hin ab. Dieses fast 100.000 Euro teure Gerät ist den Ansprüchen im Archiv- und Bibliotheksbereich zur Zeit noch nicht ganz gewachsen.

 

Kachel-Verfahren

Von der Firma Microarchiv in Langen wird mit Unterstützung des Harald Fischer Verlags in Erlangen an einem Ausbelichtungsverfahren gearbeitet, das digitale Bilder beliebiger Dateigröße in gleichbleibender Qualität auf Mikrofilm sichert.

Eines der zentralen Probleme der oben genannten Geräte besteht darin, daß auf einem TFT-Display nur eine bestimmte Anzahl von Pixeln dargestellt werden kann. Bilddateien, die "kleiner" als das Display sind, lassen sich auf den genannten Geräten verlustfrei ausbelichten, das sind Dateien bis ca. 10 MB. Die Entwicklung von leistungsstarken Scannern und großen Speicherplatten führt zur Erstellung von immer größeren Bilddateien. Für das Ausbelichten darf die Dateigröße kein Problem darstellen, auch sehr große Dateien sollen in voller Qualität ausbelichtet werden können. Im Verfahren der Firma Microarchiv wird dies erreicht, indem das digitale Bild in Teile zerlegt wird: Das digitale Bild wird auf die optimale, nämlich die 100%-Darstellung gebracht. Bei dieser 100%-Darstellung erscheint von großen Dateien nur ein Teil des Gesamtbildes auf dem Monitor. Als erster Bildausschnitt wird das linke obere Eckstück (A1) angesteuert. Dieser Ausschnitt wird ausbelichtet. Über eine intelligente Bildsteuerung wird nun der nächste pixelgenau anschließende Bildausschnitt (A2) aufgerufen. Nun wird dieser Ausschnitt ausbelichtet u.s.w. Das digitale Bild, egal ob es 20, 200 oder 800 MB groß ist, wird in so viele Kacheln zerlegt, wie für die Darstellung des Gesamtbildes notwendig sind. Eine einfache Division ergibt die Anzahl der Teilbilder. Wir bezeichnen dieses Verfahren als "Kacheln". Mit der Größe des Bildes wächst die Anzahl der Kacheln.

Auf der Aufnahmeseite erfordert das Kacheln ein korrespondierendes Verfahren, d.h. die Kacheln müßen auf dem Film wieder zu einem nahtlosen Gesamtbild zusammengesetzt werden. Das wird mit einer Kamera erreicht, die die einzelnen Aufnahmen mikrometergenau positionieren kann. Für eine darüber hinaus erforderliche Feinpositionierung der Teilbilder wird ein Taumelverfahren eingesetzt, bei dem die Position der Displaydarstellung nachgeführt wird.

Das technisch bedingte Problem des Helligkeitsabfalls an den Rändern des Displays wird dadurch vermieden, daß nicht wie bei den oben genannten Geräten das ganze TFT-Display zur Ausbelichtung verwendet wird, sondern nur ein innerer, gleichmäßig ausgeleuchteter Teilbereich. Über eine größere Anzahl von Kacheln wird das "kleinere" Display dann wieder kompensiert.

Da die Größe der digitalen Bilder bei diesem Verfahren beliebig sein kann, kommt als filmisches Speichermedium nur der Mikroplanfilm in Betracht. Im besonderen Fall kann so also auch ein Vollfiche mit einem einzigen Bild in einer sehr hohen Auflösung erzeugt werden. Damit bewegt sich dieses Verfahren im Bereich der professionellen Mittelformatfotografie und dürfte allen entsprechenden Aufgabenstellungen im Archiv- und Bibliothekswesen gewachsen sein, insbesondere denen, die bisher mit Ektachrom-Aufnahmen abgedeckt wurden.

Von dem zuletzt genannten Verfahren liegen erste vielversprechende Testaufnahmen vor.