Franks Blog

Update: (6.2.2008 ) Ergebnisse nach einem halben Jahr – siehe unten.
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Dieser Eintrag gibt einige Erfahrungen und Gedanken meinerseits zur Archivierungsproblematik von digitalen Bildern wieder. Was ich hier niederschreibe sind meine Erfahrungen und stellen keine Empfehlung dar, insbesondere übernehme ich keine Garantie. Jeder muss selber für seine Archivierung sorgen und was ich hier niederschreibe ist lediglich, was ich für eine notwendige Vorgehensweise halte.

Inhalt

1. Einleitung
   Eine Übersicht und Einführung in die Problematik.
2. Möglichkeiten der Archivierung
   Aspekte, die es zu berücksichtigen gilt. Ich gehe auf die Probleme der Datenformate ein und trenne vom Problem der Filearchivierung. Ich stelle Forderungen an eine Archivierung auf.
3. Filearchivierung
   Hier nenne ich Verfahren um Files zu archivieren und liefere meinen Senf dazu.
4. Versuche mit optischen Medien
   Hier gehe ich auf von mir selber durchgeführte Versuche mit optischen Medien ein.
5. Links

Einleitung

Die Archivierung von Bildern ist ein Problem, das es in der chemischen Fotografie so nicht gegeben hat. Ein korrekt verarbeiteter Schwarzweissfilm ist etwa 50 bis 100 Jahre lagerfähig, ein Farbdia vom Typ Kodachrome ist bei dunkler Lagerung auch etwa gleich lange haltbar. Farbnegativfilme sind weniger lang haltbar.

Bei den heutigen digitalen Meiden sieht die Sache anders aus. Die Magnetisierung auf einer Festplatte hält etwa 5 Jahre, eine einfach mal so gebrannte DVD vielleicht auch so lange. Aber dass es auch kürzer geht ist jedem, der schon CDs und DVDs gebrannt hat, bekannt.

Besser sieht die Sache bei den Ausdrucken aus. Wer im Labor Bilder ab digitalen Daten anfertigen lässt, kann mit derselben Haltbarkeit wie bei Farbfotos rechnen, denn der Prozess ist derselbe. Wer einen Tintendrucker mit aktuellen Pigmenttinten benutzt darf mit mindestens 50 Jahren rechnen, oft noch mehr. Das wird wohl nur vom selengetonten Schwarzweissbild übertroffen, das über 100 Jahre haltbar sein soll.

Nun, was hilft das? Ich will ja nicht wieder zurück in die Dunkelkammer um archivfeste Negative zu haben. Zu angenehm ist mir die digitale Spiegelreflex geworden als dass ich je seither noch einen konventionellen Film belichtet hätte. Etwas frustriert von den ersten Erfahrungen mit DVDs trage ich hier mal meine Ergebnisse zusammen.

Möglichkeiten der Archivierung

Um digitale Bilder zu archivieren muss man verschiedene Aspekte berücksichtigen:

• Rohdatenformate
  Das sind die Bilder, so wie sie von der Kamera kommen. Das können schon fertige Bilder sein, z.B. im JPEG-Format, oder aber es sind Rohdatenbilder, oft mit RAW bezeichnet. Je nach Zweck der Bilder und den Ansprüchen entscheidet man sich für ein Format. Bei RAW muss man sicher sein, dass die Formate in einigen Jahren noch lesbar sind.
• Rohdatenfiles
  Die Rohdaten entsprechen in etwa den Negativen bei der chemischen Fotografie. Sie sind unbehandelt und sind besonders bei RAW sehr wertvoll, da sie noch alle Möglichkeiten der Nachbearbeitung offen lassen. Wie damals bei den Negativstreifen sind die Rohbilder (mit Ausnahme wirklich misratener Aufnahmen) wertvoll und archivwürdig.
• Fertige Bilder
  Das sind die Positive der chemischen Fotografie, wobei im Digitalen dieser Status sowohl den fertig bearbeiteten Daten wie auch den Ausdrucken zukommt.

Wenn ich im folgenden von Negativen und Positiven spreche, dann meine dies jeweils im soeben genannten Sinn.

So lange die Negative und Positive elektronisch vorliegen, lässt sich das Problem für beide gleich behandeln. Ich nenne mal Forderungen an eine Archivierung:

• Die elektronischen Daten sind auch in N Jahren noch als File lesbar
  Das ist mal die Minimalforderung. Die Files sollen vom Archivmedium gelesen und auf ein neues Zielmedium transferiert werden können. Damit habe ich aber noch keine Aussage zur Bearbeitungsmöglichkeit gemacht.
  Lösung: Es wird ein haltbares Medium benutzt. Wenn die Haltbarkeit des Mediums grösser als N Jahre ist, dann ist die Sache gelöst. Ansonsten muss in geeigneten Intervallen umkopiert werden.
• Die elektronischen Negative sind auch in N Jahren noch bearbeitbar
  Diese Forderung scheint erst einmal von der ersten kaum zu unterscheiden. Sie ist es aber. Denn wenn die Files zwar noch existieren, aber kein Programm die Daten mehr verstehen kann, dann sind die Daten nutzlos. Das ist bei Daten in gegenwärtig weit verbreiteten Formaten wie JPEG oder TIFF kaum ein Problem – man kann da davon ausgehen, dass diese Formate auch in Jahrzehnetn noch mit Bildberabeitungsprogrammen gelesen werden können, einzig und allein dank ihrer heutigen Verbreitung und Bedeutung. Problematisch wird es bei den Rohformaten und den bearbeiteten Bildern.
  Die Rohformate unterscheiden sich von Hersteller zu Hersteller und dort wieder von Modell zu Modell. Das liegt einmal in der Natur der Sache, da es sich um die Rohdaten des eingesetzten Sensors handelt, der oft unterschiedlich gebaut ist. Aber auch die Art und Weise wie die Daten in den Files angeordnet sind ist der Willkür der Hersteller überlassen. Es gibt solche, die essentielle Informationen gar verschlüsselt in ihren Dateien ablegen, so dass nur die Herstellersoftware die Daten in vollem Umfang interpretieren kann.
  Mögliche Lösung: In der Archivierungsstrategie muss die benutzte Software mit abgelegt werden. Das hilft nur so lange, wie die entsprechende Plattform (Windows, Mac, Linux etc.) vorhanden oder verfügbar ist. Also heisst das, bei einem Wechsel des Computers vor der Verschrottung des alten prüfen, ob die Daten auch mit der neuen Software im neuen Betriebssystem gelesen und bearbeitet werden können.
• Die elektronischen Positive sind auch in N Jahren noch bearbeitbar
  Die heutigen Standards wie z.B. PSD von Photoshop können in einigen Jahren vielleicht nicht mehr gelesen werden. Das für die Negative gesagte gilt also analog. Für das fertige Bild gibt es immerhin zwei sehr verbreitete Format, von denen auch in Jahren die Lesbarkeit erwarten kann: JPEG und TIFF, letzteres besonders wenn Datenverluste wegen der Kompression unerwünscht sind. Der Nachteil ist natürlich, dass Bearbeitungsschritte nicht mehr verfügbar sind.
• Die Ausdrucke sind auch in N Jahren noch von guter Qualität
  Das ist weniger das Thema dieses Texts, gehört aber zum Thema. Wie eingangs bereits erwähnt haben heutige Drucker teilweise einen Stand erreicht der die chemische Fotografie übertrifft.

Filearchivierung

In diesem Abschnitt gehe ich davon aus, dass die Frage der Fileformate und der Bearbeitbarkeit gelöst ist. Das Problem ist nun lediglich, wie die Files archiviert werden sollen. Dazu gibt es verschiedene Mittel. Einige zähle ich mal auf, wobei ich mich auf gegenwärtig für Privatpersonen erschwingliche Medien beschränke (was dazu gehört ist Ansichtssache):

• Optische Speichermedien
  Darunter fallen selbstgebrannte CD-R die verschiedenen DVD-Formate. Um diese wird es mir weiter unten vorallem gehen.
  Kosten: Ein DVD-Brenner ist heute ab CHF 50 erhältlich und ist oft in Computern bereits eingebaut. Ein ‘Markenrohling’ kostet etwa CHF 1, sollte er höheren Anforderungen genügen etwa CHF 2. Auf einer DVD können maximal 4.3GiB gespeichert werden. Das ergibt dann Kosten von -.25 bis -.45 pro GiB.
  Eine Variante ist die DVD-RAM, welche unter vielen Betriebssystemen wie eine externe Festplatte angesprochen werden kann. Die Preise sind bei CHF 5 pro Medium, also deutlich teurer. Ihr Prinzip ist etwas anders als bei den DVD-R bzw. DVD+R. Die Artikel in der Wikipedia beschreiben das gut, weshalb ich diese gleich verlinkt habe.
  Es gibt weitere optische Medien, welche im professionellen Bereich eingesetzt werden, z.B. UDO. Das sind Medien, die für die Archivierung entwickelt wurden, aber nicht für den Massenmarkt gedacht sind.
• Festplatten
  Das wäre früher kaum denkbar gewesen, aber seitdem externe Festplatten mit 500GB und mehr zu tiefen Preisen erhältlich sind, sind sie eine verlockende Alternative.
  Kosten: Eine Platte mit 500 GB (=465 GiB) ist ab etwa CHF 170 erhältlich und gibt Kosten von -.40 pro GiB.
• Bänder
  Diese sind vorallem im professionellen Umfeld im Einsatz. Vereinzelt sind Geräte für Privatanwender erschwinglich. Von meiner beruflichen Tätigkeit her weiss ich, dass Bänder sehr zuverlässig sein können, benutze es aber privat nicht.
  Kosten: Unterschiedlich. Als Beispiel ein Travan-Band mit 20GB Kapazität kostet vielleicht CHF 50, was 2.50 pro GB bedeutet.

Welches dieser Medien nun geeignet ist um Archive anzulegen ist Thema teilweise erbittert geführter Auseinandersetzungen in Diskussionsforen. Ich selber benutze beides. Eine externe Festplatte dient mir als Archiv am Computer: Die Rohbilder sind sowohl auf der Festplatte des Computers wie auf der externen Festplatte vorhanden. Und alle Rohdaten sowie die Daten bearbeiteter Bilder sichere ich auf optische Medien, welche ich ausser Haus an einem dunklen Ort lagere.

Versuche mit optischen Medien

Meine Erfahrungen mit optischen Medien waren bislang gemischt. Teilweise kann ich alte selbstgebrannte CD noch problemlos lesen, bei billigen Rohlingen hatte ich aber bereits nach einem Jahr massive Probleme. Das hat zum Glück nur unwichtige Daten betroffen, aber der Frage, was denn ein guter Rohling sei wollte ich nachgehen. In der von mir regelmässig gelesenen Fachzeitschrift c’t wurde dieser Frage schon mehrmals nachgegangen und eigentlich immer dasselbe festgestellt: Man kann sehr wohl gute DVD erzeugen, man muss einfach wissen welcher Rohling zu seinem Brenner passt. Das nahm ich zum Anlass und habe selber Versuche durchgeführt.

Schritt 0: Teststrategie

Ich habe mir folgende Strategie zurechtgelegt:

1. Testverfahren: Ich will ein verlässliches Verfahren haben um die Güte einer selbst gebrannten DVD zu bestimmen
2. Auswahl der Rohlinge: Brenntests mit verschiedenen Fabrikaten und daraus Wahl geeigneter Archivmedien
3. Lagertests: Von den ausgewählten Rohlingen werden Referenzmuster nach Ablauf gewisser Zeiten getestet.

Schritt 1: Testferfahren

Dank einer nicht weiter genannten grossen Suchmaschine und einigen Hinweisen aus der c’t stiess ich auf ein Programm namens “Nero CD DVD Speed“. Daraus verwende ich zwei Tests:

• Diskqualität
  Dieser Test ist interpretationsbedürftig. Die Doku zum Programm erklärt recht gut was abgeht. Hier die wichtigsten Punkte: Voraussetzung ist ein DVD-Brenner, welcher dem Programm Fehlerinformationen liefern kann. Viele gängige Brenner können dies. Salopp ausgedrückt sind diese Informationen Angaben über wie oft die Fehlerkorrektur des Laufwerks einschreiten muss und mit welcher Intensität das geschieht. Diese Fehler sind noch kein Drama, sondern sind im Speicherverfahren durchaus vorgesehen: Ein kleiner Kratzer oder ein Fingerabdruck führt prinzipbedingt bei einem optischen Speichermedium zu Leseschwierigkeiten, und die sollen nicht stören. Deswegen werden die Daten mit Redundanz versehen, um solche Fehler zu korrigieren. So lange also die Fehlerraten in einem vernünftigen Rahmen sind ist alles normal.
• Benchmark
  Prüft die Lesegeschwindigkeit. Eine ordentlich gebrannte Disk zeigt dabei eine gleichmässige Kurve ohne Zacken. Dieser Test zeigt an, ab welcher Fehlerrate mit Schwierigkeiten zu rechnen ist. So lange die Kurve gut aussieht, kann das Laufwerk alles auskorrigieren und die Daten stehen vollständig zur Verfügung. Je langsamer das Laufwerk wird, desto mehr Probleme sind vorhanden, im schlimmsten Fall droht Datenverlust.

Schritt 2: Auswahl der Rohlinge

Ich habe in verschiedenen Geschäften mir Rohlinge besorgt, von billig bis teure Markenware. Mit diesen habe ich das immer gleiche DVD-Image gebrannt und getestet. Mit dabei waren Rohlinge von Sony, TDK, Plextor (Taiyo Yuden), Verbatim, Imation, Emtec, aber auch M-Budget und Tevion (Aldi). Mit Ausnahme von M-Budget und Emtec ergaben alle brauchbare Ergebnisse. Die besten waren Verbatim und TDK. Plextor schaffte manchmal Probleme, wollte sie aber weiter verfolgen da ihnen in den Foren schier fantastische Eigenschaften zugeschrieben werden. Für die Prüfung der Lagerfähigkeit wächlte ich die folgenden Rohlinge aus:

• TDK: DVD-R MID: TTH02
  Ein oft guter Rohling, zwischendurch aber Exemplare mit Peaks im Fehlerdiagramm. Günstigster Rohling im Test mit exakt CHF 1 pro Rohling (50er-Spindel).
• Verbatim: DVD-R MID: MCC 02RG20 – bezeichnet mit “ArchivalGrade”
  Guter Rohling, nicht so schnell gebrannt. Hatte bislang nie einen Fehlbrand. Mit CHF 2 pro Stück der teuerste im Rennen (25er-Spindel).
• Plextor: DVD+R YUDEN000 T03 000 (00h)
  Sehr schnell gebrannter Rohling, zeigt am Rand erhöhte Fehlerraten. Weiter verfolgt, da ihnen in den Foren schier fantastische Eigenschaften zugeschrieben werden. Preislich zwischen den beiden anderen.

HINWEIS: Wie bereits erwähnt ist die Brennqualität abhängig vom Brenner und Rohling. Diese Liste gibt wieder was bei meinem Brenner (NEC 4571A) befriedigende Ergebnisse geliefert hat. Was bei mir zu schlechten Ergebnissen geführt hat kann bei anderen Brennern zum Besten gehören.

Schritt 3: Lagerfähigkeit

Ein Vorabtest habe ich mal mit den Rohlingen von TDK gemacht, einfach weil es die günstigsten im Test sind. Ich habe zwei Rohlinge gebrannt und während zwei Wochen beinahe jeden Tag gemessen. Der Rohling wurde in einer durchsichtigen PP-Hülle von Hama gelagert. Allfällig sichtbarer Staub wurde durch Blasen entfernt. Einer wurde eher dunkel gelagert, der andere Rohling lag auf meinem Tisch. Der belichtete zeigte deutlicher als der andere einen Anstieg in der Fehlerrate. Diese ist zwar nicht dramatisch, aber sie zeigt mir, dass ich einen Effekt sehe. Ich kann nun mit der umfassenden testserie beginnen:

Von den drei Rohlingmarken habe ich je zwei gebrannt und geprüft. Ein TDK-Rohling zeigte einen deutlichen Peak, wurde deshalb verworfen und durch einen neuen ersetzt. Der Test hat am 21.8.07 begonnen und sobald etwas in den Daten sichtbar ist werde ich sie hier posten. Eine DVD pro Typ wird im Dunkeln bei Zimmertemperatur gelagert, eine DVD unter Lichteinfluss (d.h. auf dem Fensterbrett).
Was erwarte ich? Ich vermute mal, dass eine gut gebrannte DVD eine Haltbarkeit von mindestens 5-10 Jahren haben wird. Ich habe keine Klimakammer, aber ich kann unter meinen Lagerbedingungen testen was passiert. Ich kann sehen, ab wann eine DVD kritisch wird und habe so ein Testverfahren, um sicher meinen Archivbestand auf Lesbarkeit kontrollieren zu können. Denn: Ich will wissen wann ich handeln muss. Und indem ich einen Satz DVD unter Lichteinfluss habe weiss ich, was unter Stress passiert. Ich erwarte, dass langsam aber stetig die Fehlerraten ansteigen und irgendwann einmal die Lesegeschwindigkeit zusammenbricht. Dies liefert mir dann den Wert der Fehlerrate, ab der Handeln angesagt ist.

Ergebnisse

Die Effekte sind ziemlich schwach, weshalb ich erst nach sechs Monaten die ersten Ergebnisse hier poste. Das ist ja schon mal ermutigend. Die nachstehenden Grafiken zeigen, wie sich die Werte entwickeln. Dazu folgende Kommentare:

• Nach einem ersten Anstieg innert weniger Wochen haben sich die Rohlinge stabilisiert. Ein Trend ist derzeit nicht sichtbar.
• Alle Rohlinge sind einwandfrei lesbar, auch die mit einer hohen Fehlerrate.
• In einem Mail kommentierte ein Leser, Rohlinge der Firma Tayio Yuden würden oft gefälscht und er vermute, meiner sei so einer. Das kann durchaus sein, aber ich vermute eher, dass es ein Firmwareproblem bei meinem Brenner ist. Dafür spricht, dass bis etwa 3GB die Ergebnisse sehr gut sind und dann nach aussen hin dramatisch ansteigen. Auf anderen Brennern sind die Ergebnisse gut. Bleibt bloss die Frage, weshalb ich die Firmware nicht aufdatiere. Ganz einfach: Ich habe bereits die neuste für meinen Brenner, und die ist halt auch schon alt. Die Produktzyklen bei DVD-Brennern sind kurz und somit auch der Zeitraum, in dem ein Hersteller das Produkt weiterpflegt.

Weiterführende Links

Über dieses Thema wird viel im Internet geschrieben. Nicht alles ist gut. In Foren werden teilweise recht heftige Gefechte ausgetragen. Bei diesem Thema muss man im Hinterkopf behalten, dass es sich um folgende Situation handelt: Ist es möglich, ein für den Massenmarkt entworfenes Speichermedium für Archivzwecke zu benutzen? Und die Antwort ist ein klares “Jein”, denn das Produkt wurde nicht primär für die Archivierung angedacht. Aber unter bestimmten Bedingungen kann es benutzt werden. Dass man nie ohne Überwachung des Lagergutes archivieren soll ist eine Binsenweisheit.

Hier nun also einige wenige Links, die meiner Meinung nach hilfreich sind:

• Interpreting PI/PO error scans
  Umfassender Artikel mit Interpretationshinweisen. Sehr zu empfehlen, vom Alter nicht abschrecken. Dieses Forum hat auch weitere gute Einträge.
• Heise-Forum: ISO legt Prüfverfahren für Haltbarkeit von DVDs fest
  Hat einen Link zu einem Prüfverfahren der ISO drin, das die Haltbarkeit von gebrannten DVD zeigen soll. Dabei wird unter Stressbedingungen (hohe Temperatur und Luftfeuchtigkeit) die Alterung simuliert.