Digitalisierung
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Der Begriff der Digitalisierung wird unterschiedlich verwendet und bezeichnet:
- die Erfassung und Umsetzung von Bildern, Fotos, Dias usw. in digitale Bilddateien (Hilfsmittel: Scanner).
- die Erfassung und Umsetzung der Abmessungen dreidimensionaler Gegenstände in digitale Dateien (Hilfsmittel: 3D Scanner).
- die Erfassung und Umwandlung von Schrift in digitale Textdateien (Hilfsmittel: Scanner und OCR-Software)
- ganz allgemein die kontinuierliche Umwandlung eines analogen Signals wie z. B. der elektrischen Spannung, der Helligkeit, des Schalls (Sprache, Musik) oder des Druckes (z. B. Blutdruck) in eine Folge digitaler Werte
- den Übergang von Analog- zur Digital-Technik speziell der rückläufige Einsatz analoger Elektronik zugunsten digitaler Elektronik in vielen Bereichen der Technik und des alltäglichen Lebens.
In der Regel wird das Ergebnis der Digitalisierung in binär codierter Form gespeichert, übertragen und verarbeitet.
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[Bearbeiten] Gründe für die Digitalisierung
Das Vorliegen von Informationen und Daten in digitaler Form besitzt verschiedene Vorteile:
- Digitale Daten erlaubt die Nutzung, Bearbeitung, Verteilung, Erschließung und Wiedergabe in elektronischen Datenverarbeitungssystemen.
- Digitale Daten können maschinell und damit schneller verarbeitet werden.
- Der Platzbedarf ist deutlich geringer.
- Auch bei langen Transportwegen und nach vielfacher Bearbeitung sind Fehler und Verfälschungen (z. B. Rauschüberlagerungen) im Vergleich zur analogen Verarbeitung gering.
Ein weiterer Grund für die Digitalisierung analoger Inhalte ist die Langzeitarchivierung. Geht man davon aus, dass es keinen ewig haltbaren Datenträger gibt, ist ständige Migration ein Faktum. Fakt ist auch, dass analoge Inhalte mit jedem Kopiervorgang an Qualität verlieren. Digitale Inhalte bestehen hingegen aus diskreten Werten, die entweder lesbar und damit dem digitalen Original gleichwertig sind, oder nicht mehr lesbar sind, was durch redundante Abspeicherung der Inhalte beziehungsweise Fehlerkorrekturalgoritmen verhindert werden soll. Das bedeutet, dass man beim Kopieren von Digitalen Datenträgern im Normalfall nicht nur eine dem Original gleichwertige Kopie erhält, sondern die Fehlerkorrektur-Daten neu erstellt werden und damit die digitale Kopie von digitalen Inhalten sogar besser ist als das digitale Original.
Schließlich wäre noch die Digitalisierung analoger Originale zur Erstellung von Benützungskopien zu erwähnen um die Originale zu schonen denn viele Datenträger, darunter auch LPs, verlieren allein durch die Wiedergabe an Qualität.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass Digitalisierung analoger Dokumente immer mit Qualitätsverlust verbunden ist zumal die digitale Kopie aus messtechnischen Gründen wie auch aus Gründen der Speicherplatzökonomie nicht beliebig genau sein kann. Ein Digitalisat kann jedoch in vielen Fällen so genau sein, dass es für einen Großteil der möglichen (auch zukünftigen) Anwendungsfälle ausreicht. Wenn diese Qualität durch das Digitalisat erreicht wird spricht man von Preservation Digitisation also der Digitalisierung zur Erhaltung (= Ersetzungskopie). Der Begriff verkennt jedoch, dass nicht alle zukünftigen Anwendungsfälle bekannt sein können. Beispielsweise ermöglicht eine hochauflösende Fotografie zwar das Lesen des Texts einer Pergamenthandschrift, kann aber z. B. nicht für physikalische oder chemische Verfahren zur Altersbestimmung der Handschrift verwendet werden.
[Bearbeiten] Historische Entwicklung
Der Begriff der Digitalisierung ist ein historisch gewachsener Begriff und lässt sich deshalb heute nur schwer in eine einfache und klare Definition bringen. Die historische Entwicklung macht deutlich, weshalb es zur Digitalisierung kam.
Eine historisch frühe Digitalisierung war das Morsen (ab 1837). Text wurde in Morsecode gewandelt, übertragen, und wieder zurück in Text verwandelt. Dies funktionierte auch bei technisch ungünstigen Bedingungen per Lichtsignal und Tonsignal (Funktechnik, Telefon, Telegraphie). Später folgten Fernschreiber (u. a. unter Verwendung des Baudot-Codes), Telefax, E-Mail. Der Computer heute verarbeitet Information fast ausschließlich in digitaler Form.
[Bearbeiten] Umwandlung einer Information in digitale Form
Allgemein wird der Prozess der Digitalisierung von einem Analog-Digital-Umsetzer durchgeführt, welcher die Analogen Eingangssignale in festgesetzten Intervallen, seien dies nun Zeitintervalle bei linearen Aufzeichnungen oder der Abstand der Foto-Zellen beim Scannen, misst (siehe auch Abtastrate) und diese Werte mit einer bestimmten Genauigkeit (siehe Quantisierung) digital codiert (siehe auch CoDec).
Je nach Art des analogen Ausgangsmaterials und des Zweckes der Digitalisierung werden verschiedenste Verfahren eingesetzt.
[Bearbeiten] Digitalisierung von Text
Geht man bei der Digitalisierung von Texten davon aus, dass lediglich der Inhalt der Dokumente von Interesse ist, so wird der Text zuerst gescannt und anschließend die Zeichen von Schrifterkennungsprogrammen (siehe OCR) in ein Schriftcodierungssystem kompiliert.
Eine mögliche Form der Repräsentation von Text ist z. B. der sehr verbreitete ASCII-Code, bei dem jeder lateinische Buchstabe durch eine Folge von sieben bits dargestellt wird. Z. B. wird für den Großbuchstaben »A« die Folge 1000001 geschrieben. Die Codierung in Unicode ermöglicht einen reicheren Zeichenschatz.
Soll das Digitalisat das ursprüngliche Aussehen des Dokumentes möglichst genau wiedergeben, so wird das Textdokument wie ein Bild digitalisiert.
[Bearbeiten] Digitalisierung von Bildern
Um ein Bild zu digitalisieren, wird das Bild gescannt, das heißt in Zeilen und Spalten (Matrix) zerlegt, für jeden der dadurch entstehenden Bildpunkte der Farbwert ausgelesen und mit einer bestimmten Quantisierung gespeichert. Zur finalen Speicherung des Digitalisates können gegebenenfalls Komprimierungs-Formate eingesetzt werden.
Bei einer Schwarz-Weiß-Rastergrafik ohne Grautöne nimmt dann der Wert für ein Pixel die Werte 0 für schwarz und 1 für weiß, an. Die Matrix wird zeilenweise ausgelesen, wodurch man eine Zahlenfolge aus den Zahlen 0 und 1 erhält, welche das Bild repräsentiert. In diesem Fall wird also eine Quantisierung von einem Bit verwendet.
Um ein Farb- oder Graustufenbild digital zu repräsentieren wird eine höhere Quantisierung benötigt. Beim Digitalisaten im RGB-Farbraum wird jeder Farbwert eines Pixels in die Werte Rot, Grün und Blau zerlegt und diese wiederum einzeln mit derselben Quantisierung gespeichert (max. ein Byte/Farbwert = 32 Bit/Pixel). Beispiel: Ein Pixel in Reinem Rot entspräche R=255, G=0, B=0.
Im YUV-Farbmodell können die Farbwerte eines Pixels mit unterschiedlicher Quantisierung gespeichert werden, da hierbei die Lichtstärke, welche vom menschlichen Auge genauer registriert wird, von der Chrominanz (=Farblichkeit), die das Menschliche Auge weniger genau registriert, getrennt sind. Das ermöglicht ein geringeres Speichervolumen bei annähernd gleicher Qualität für den menschlichen Betrachter.
Siehe auch Farbmodelle: RGB, CMYK und YUV.
[Bearbeiten] Digitalisierung von Ton
siehe Wandlung von analogem Signal zu digitalem Signal
[Bearbeiten] Digitalisierung von Druckfilmen
In Großformatscanner werden die einzelnen Farbauszüge der Druckfilme eingescannt, zusammengefügt und "entrastert", damit die Daten wieder digital für eine CtP-Belichtung vorhanden sind.
[Bearbeiten] Umwandlung analoger Signale in digitale Signale
Diese Art der Umwandlung spielt eine Rolle bei der Informationsverarbeitung in der digitalen Elektronik.
Im engeren Sinn liegt der Unterschied zwischen analoger und digitaler Darstellung im Wertebereich. Die Digitalisierung besteht dann nur aus der Quantisierung, welche den ursprünglich kontinuierlichen Wertebereich (z. B. eine beliebige Spannung zwischen 0 und 10 V) auf einer diskreten Menge (z. B. Zahlen zwischen 0 und 255) abbildet.
Bei der Digitalisierung von analogen Signalen – also von zeitabhängigen Werten – wird zunächst eine Abtastung vorgenommen, danach die Quantisierung des ermittelten Abtastwertes. Dadurch entsteht ein wert- und zeitdiskretes Signal. Die technische Umsetzung erfolgt in vielen Fällen mit Analog-Digital-Wandlern. Auflösung und Abtastrate bestimmen (unter anderem), mit welcher Genauigkeit das analoge Signal digital dargestellt wird.
Die digitale Signalverarbeitung befasst sich mit dem Digitalisieren, digitalen Verarbeiten und anschließendem »Zurückwandeln« von Analogsignalen. Eine Anwendung ist z. B. die Musikbearbeitung; Digitalisierung von Audiosignalen.
[Bearbeiten] Soziale und ökonomische Folgen von Digitalisierung
Die längst nicht abgeschlossenen gesellschaftlichen Veränderungen durch Digitalisierung sind im Ausmaß wohl am ehesten mit der Erfindung des Buchdrucks vergleichbar. Ein wesentliches Merkmal digitaler Inhalte ist eine dramatische Kostenreduktion. Dies betrifft Kopierbarkeit, den verbilligten Transport (z. B. im Internet) wie auch die Produktionskosten. Während analoge Inhalte ähnlich materiellen Gütern typischerweise einen ansteigenden Kostenverlauf haben, sind die Kosten für jede weitere digitale Kopie (Produktionsgrenzkosten) nach der Erstellung des Originalinhaltes nahe 0.
Die Eigenschaft vereinfachter Reproduktion hat zu verschiedenen Konflikten zwischen Erstellern und Nutzern digitaler Inhalte geführt. Industrie und Verwertungsgesellschaften reagieren auf die veränderten Bedingungen mit Strategien künstlicher Verknappung, insbesondere mit urheberrechtlicher Absicherung von geistigem Eigentum und der technologischen Implementierung von Kopierschutz.
Die Digitalisierung erschließt zudem völlig neue Formen der Telekommunikation (etwa Videokonferenzen). Abgeleitete Technologien sind in der Regel durch Bidirektionalität (technische Gleichheit von Sender und Empfänger) gekennzeichnet. Einige Befürworter der Technologie leiten daraus die technische Begünstigung einer Demokratisierung von Massenkommunikation ab.
[Bearbeiten] Siehe auch
- binär, Medientheorie, Digitales Fernsehen, Digitale Medien, Retrodigitalisierung, Digitales Vergessen, Scannen, Media Asset Management, Elektronische Publikation, Dokumentenmanagement, Workflow, Elektronische Archivierung, Enterprise Content Management
[Bearbeiten] Literatur
- Dörr, Marianne: Planung und Durchführung von Digitalisierungsprojekten.
In: Weber, Hartmut / Maier, Gerald [Hrsg.]: Digitale Archive und Bibliotheken : neue Nutzungsmöglichkeiten und Nutzungsqualitäten. Stuttgart. 2000, S. 103 - 112
- Exner, Peter: Verfilmung und Digitalisierung von Archiv- und Bibliotheksgut.
In: Weber, Hartmut / Maier, Gerald [Hrsg.]: Digitale Archive und Bibliotheken : neue Nutzungsmöglichkeiten und Nutzungsqualitäten. Stuttgart. 2000, S. 113 – 127
- Fricke, Thomas / Maier, Gerald: Automatische Texterkennung bei digitalisiertem Archiv- und Bibliotheksgut
In: Weber, Hartmut / Maier, Gerald [Hrsg.]: Digitale Archive und Bibliotheken : neue Nutzungsmöglichkeiten und Nutzungsqualitäten. Stuttgart. 2000, S. 201-221
- Maier, Gerald / Exner, Peter: Wirtschaftlichkeitsüberlegungen für die Digitalisierung von Archiv- und Bibliotheksgut.
In: Weber, Hartmut / Maier, Gerald [Hrsg.]: Digitale Archive und Bibliotheken : neue Nutzungsmöglichkeiten und Nutzungsqualitäten. Stuttgart. 2000, S. 223 – 229
- Parschik, Thomas: Durchführung von Digitalisierungsprojekten in Bibliotheken.
In: Bibliotheksdienst, 40. Jg., 2006, H. 12, S. 1421 - 1443
- Rohde-Enslin, Stefan: Nicht von Dauer : kleiner Ratgeber für die Bewahrung digitaler Daten in Museen. Berlin, 2004
