{"id":35552,"date":"2019-10-31T22:04:59","date_gmt":"2019-10-31T19:04:59","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/elektronnye-knigi-i-ih-formaty-djvu-ego-istoriya-plyusy-minusy-i-osobennosti\/"},"modified":"2019-10-31T22:04:59","modified_gmt":"2019-10-31T19:04:59","slug":"elektronnye-knigi-i-ih-formaty-djvu-ego-istoriya-plyusy-minusy-i-osobennosti","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/news\/elektronnye-knigi-i-ih-formaty-djvu-ego-istoriya-plyusy-minusy-i-osobennosti","title":{"rendered":"E-Books und ihre Formate: DjVu \u2013 seine Geschichte, Vor- und Nachteile sowie Besonderheiten","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Anfang der 70er Jahre gelang es dem amerikanischen Schriftsteller Michael Hart erhalten<\/a><\/noindex> unbeschr\u00e4nkten Zugang zum Xerox Sigma 5 Computer, der an der Universit\u00e4t von Illinois installiert war. Um die Ressourcen der Maschine sinnvoll zu nutzen, beschloss er, das erste elektronische Buch zu erstellen, indem er die Unabh\u00e4ngigkeitserkl\u00e4rung der USA abtippte.<\/p>\n

Heute hat digitale Literatur weite Verbreitung gefunden, nicht zuletzt aufgrund der Entwicklung tragbarer Ger\u00e4te (Smartphones, E-Reader, Laptops). Dies f\u00fchrte zur Entstehung einer Vielzahl von Formaten f\u00fcr elektronische B\u00fccher. Lassen Sie uns ihre Merkmale untersuchen und die Geschichte der popul\u00e4rsten Formate erz\u00e4hlen \u2013 wir beginnen mit dem DjVu-Format.<\/p>\n

\"E-Books<\/a><\/noindex><\/a><\/noindex>
\n\/ Flickr \/ Lane Pearman<\/a><\/noindex> \/ CC<\/a><\/noindex><\/i><\/p>\n

Entstehung des Formats<\/h2>\n

\nDjVu wurde 1996 von AT&T Labs mit dem Ziel entwickelt, Webentwicklern ein Werkzeug zur Verf\u00fcgung zu stellen, um Bilder in hoher Aufl\u00f6sung \u00fcber das Internet zu verbreiten.<\/p>\n

Das Problem war, dass zu dieser Zeit 90 % aller Informationen immer noch auf Papier gespeichert<\/a><\/noindex> waren, und viele wichtige Dokumente farbige Bilder und Fotos enthielten. Um die Lesbarkeit des Textes und die Qualit\u00e4t der Bilder zu erhalten, musste man Scans in hoher Aufl\u00f6sung erstellen.<\/p>\n

Die klassischen Webformate \u2013 JPEG, GIF und PNG \u2013 erm\u00f6glichten die Arbeit mit solchen Bildern, jedoch zu Lasten des Speicherplatzes. Im Fall von JPEG war es notwendig, das Dokument mit 300 dpi zu scannen, damit der Text auf dem Monitor lesbar war.<\/a><\/noindex> Eine farbige Zeitschriftseite nahm dabei etwa 500 KB in Anspruch. Das Herunterladen solcher gro\u00dfen Dateien aus dem Internet war zu dieser Zeit ein ziemlich m\u00fchsamer Prozess.<\/p>\n

Eine Alternative war die Digitalisierung von Papierdokumenten mit Technologien zur Texterkennung, doch vor 20 Jahren war die Genauigkeit dieser Technologien weit entfernt von ideal \u2013 nach der Verarbeitung musste das Endergebnis manuell erheblich \u00fcberarbeitet werden. Grafiken und Bilder blieben dabei \"au\u00dferhalb\". Selbst wenn es gelang, ein gescanntes Bild in ein Textdokument einzuf\u00fcgen, gingen einige visuelle Details verloren, wie z. B. die Papierfarbe, ihre Textur, was wichtige Komponenten historischer Dokumente darstellt.<\/p>\n

Um diese Probleme zu l\u00f6sen, entwickelten AT&T DjVu. Es erm\u00f6glichte, gescannte farbige Dokumente mit 300 dpi auf 40\u201360 KB zu komprimieren, bei einer Originalgr\u00f6\u00dfe von 25 MB. Die Gr\u00f6\u00dfe von Schwarz-Wei\u00df-Seiten in DjVu reduzierte sich auf 10\u201330 KB.<\/p>\n

Wie DjVu Dokumente komprimiert<\/h2>\n

\nDjVu kann sowohl mit gescannten Papierdokumenten als auch mit anderen digitalen Formaten, wie PDF, arbeiten. Die Funktionsweise von DjVu beruht<\/a><\/noindex> auf einer Technologie, die das Bild in drei Komponenten unterteilt: Vordergrund, Hintergrund und eine schwarz-wei\u00dfe (Bitmap) Maske.<\/p>\n

Die Maske wird mit der Aufl\u00f6sung der Quelldatei gespeichert und enth\u00e4lt<\/a><\/noindex> das Bild des Textes sowie andere klare Details \u2013 feine Linien und Diagramme \u2013 und kontrastreiche Bilder.<\/p>\n

Sie hat eine Aufl\u00f6sung von 300 dpi, um feine Linien und Buchstabenkonturen scharf zu halten, und wird mithilfe des JB2-Algorithmus komprimiert, einer Variante des von AT&T f\u00fcr Faxger\u00e4te vorgeschlagenen JBIG2-Algorithmus. Ein Merkmal von JB2 ist<\/a><\/noindex> ist, dass er auf der Seite wiederkehrende Zeichen sucht und deren Bild nur einmal speichert. Dadurch profitieren mehrseitige Dokumente von einem gemeinsamen \"W\u00f6rterbuch\" f\u00fcr jeweils mehrere aufeinanderfolgende Seiten.<\/p>\n

Der Hintergrund enth\u00e4lt die Textur der Seite und Illustrationen, und seine Aufl\u00f6sung ist geringer als die der Maske. Der Verlustfreier Hintergrund wird mit einer Aufl\u00f6sung von 100 dpi gespeichert.<\/p>\n

Der Vordergrund speichert<\/a><\/noindex> Farbinformationen zur Maske, und seine Aufl\u00f6sung wird normalerweise noch weiter gesenkt, da in den meisten F\u00e4llen die Farbe des Textes schwarz und f\u00fcr jedes gedruckte Zeichen identisch ist. F\u00fcr die Kompression von Vorder- und Hintergrund wird Wellenkompression<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

verwendet. Der abschlie\u00dfende Schritt zur Erstellung eines DjVu-Dokuments besteht in der Entropiekodierung, wobei ein adaptiver arithmetischer Kodierer aufeinanderfolgende identische Zeichenfolgen in einen bin\u00e4ren Wert umwandelt.<\/p>\n

Die Vorteile des Formats<\/h2>\n

\nDas Ziel von DjVu war es, die<\/a><\/noindex> \"Eigenschaften\" des Papierdokuments digital zu bewahren, sodass auch schw\u00e4chere Computer mit solchen Dokumenten arbeiten k\u00f6nnen. Daher bietet die Software zum Anzeigen von DjVu-Dateien die M\u00f6glichkeit des \"schnellen Renderns\". Dadurch wird in den Speicher nur der Teil der DjVu-Seite geladen, der auf dem Bildschirm angezeigt werden soll.<\/a><\/noindex> Dies erm\u00f6glicht auch das Anzeigen von \"unvollst\u00e4ndig heruntergeladenen\" Dateien, also einzelnen Seiten eines mehrseitigen DjVu-Dokuments. Dabei wird eine progressive Darstellung der Bilddetails verwendet, bei der die Komponenten sozusagen \"entwickelt\" werden, w\u00e4hrend die Datei geladen wird (wie bei JPEG).<\/p>\n

Dies erm\u00f6glicht auch das Anzeigen von \"unvollst\u00e4ndigen\" Dateien, das hei\u00dft, einzelnen Seiten eines mehrseitigen DjVu-Dokuments. Dabei wird eine progressive Detailzeichnung des Bildes verwendet, bei der die Komponenten sozusagen \"sichtbar\" werden, w\u00e4hrend die Datei heruntergeladen wird (wie bei JPEG).<\/p>\n

Vor 20 Jahren, als dieses Format vorgestellt wurde, geschah das Laden der Seite in drei Phasen: Zuerst wurde der Textinhalt geladen, nach ein paar Sekunden wurden die ersten Versionen von Bildern und dem Hintergrund nachgeladen. Erst danach wurde die gesamte Seite des Buches \"sichtbar\".<\/p>\n

Die dreistufige Struktur erm\u00f6glicht auch die Suche in gescannten B\u00fcchern (da es eine spezielle Textebene gibt). Dies erwies sich als praktisch bei der Arbeit mit technischer Literatur und Nachschlagewerken, weshalb DjVu die Grundlage f\u00fcr mehrere Bibliotheken wissenschaftlicher B\u00fccher wurde. Zum Beispiel wurde er im Jahr 2002 ausgew\u00e4hlt vom Internet-Archiv<\/a><\/noindex> als eines der Formate (neben TIFF und PDF) f\u00fcr ein Projekt zur Erhaltung gescanter B\u00fccher aus offenen Quellen.<\/p>\n

Nachteile des Formats<\/h2>\n

\nAllerdings hat DjVu, wie alle Technologien, auch seine Nachteile. Zum Beispiel k\u00f6nnen beim Kodieren von Scans von B\u00fcchern im DjVu-Format einige Zeichen im Dokument durch andere, \u00e4hnlich aussehende ersetzt werden. Dies passiert am h\u00e4ufigsten bei den Buchstaben \u201e\u0438\u201c und \u201e\u043d\u201c, weshalb dieses Problem eine<\/a><\/noindex> den Namen \u201eIn-Y-Problematik\u201c erhalten hat. Es ist unabh\u00e4ngig von der Sprache des Textes und beeinflusst unter anderem auch Ziffern und andere kleine, sich wiederholende Zeichen.<\/p>\n

Die Ursache liegt in Fehlern bei der Klassifizierung von Zeichen im JB2-Kodierer. Er \u201ezerlegt\u201c die Scans in Gruppen von 10-20 St\u00fcck und erstellt f\u00fcr jede Gruppe ein W\u00f6rterbuch g\u00e4ngiger Zeichen. Das W\u00f6rterbuch enth\u00e4lt Muster g\u00e4ngiger Buchstaben und Ziffern, zusammen mit Seiten und den Koordinaten ihres Auftretens. Wenn Sie ein DjVu-Buch durchsuchen, werden die Zeichen aus dem W\u00f6rterbuch an den entsprechenden Stellen eingesetzt.<\/p>\n

Dies erm\u00f6glicht die Reduzierung der Gr\u00f6\u00dfe der DjVu-Datei, jedoch kann der Kodierer, wenn die Darstellung zweier Buchstaben visuell \u00e4hnlich ist, diese verwechseln oder als identisch ansehen. Manchmal f\u00fchrt dies zu Sch\u00e4den an Formeln in technischen Dokumenten. Um dieses Problem zu l\u00f6sen, k\u00f6nnte man auf Kompressionsalgorithmen verzichten, aber dies w\u00fcrde die Gr\u00f6\u00dfe der digitalen Kopie des Buches erh\u00f6hen.<\/p>\n

Ein weiteres Manko des Formats ist, dass es in vielen modernen Betriebssystemen (einschlie\u00dflich mobiler) standardm\u00e4\u00dfig nicht unterst\u00fctzt wird. Daher m\u00fcssen Drittanbieter-Software installiert werden, des Programms<\/a><\/noindex>, wie DjVuReader, WinDjView, Evince usw. Allerdings sollte hier angemerkt werden, dass einige E-Book-Reader (zum Beispiel ONYX BOOX) das DjVu-Format \u201eout of the box\u201c unterst\u00fctzen \u2013 da die erforderlichen Anwendungen bereits installiert sind.<\/p>\n

\u00dcbrigens haben wir in einem der vorherigen Artikel dar\u00fcber gesprochen, was Anwendungen f\u00fcr Reader auf Android-Basis noch k\u00f6nnen. Materialien<\/a><\/noindex>.<\/i><\/p>\n

\"E-Books
\nReader ONYX BOOX Chronos<\/a><\/noindex><\/i><\/p>\n

Ein weiteres Problem des Formats zeigt sich bei der Arbeit mit DjVu-Dokumenten auf kleinen Bildschirmen mobiler Ger\u00e4te \u2014 Smartphones, Tablets, Readern. Manchmal sind DjVu-Dateien als Scan einer Buchseite dargestellt, und Fachliteratur sowie Arbeitsdokumente haben oft das Format A4, sodass man das Bild bewegen muss, um Informationen zu finden.<\/p>\n

Es sei jedoch angemerkt, dass dieses Problem ebenfalls l\u00f6sbar ist. Am einfachsten ist es, ein Dokument in einem anderen Format zu suchen \u2014 aber falls diese Option nicht m\u00f6glich ist (zum Beispiel, wenn Sie mit einer gro\u00dfen Menge technischer Literatur in DjVu arbeiten m\u00fcssen), k\u00f6nnen Sie elektronische Leseger\u00e4te mit einer Bildschirmdiagonale von 9,7 bis 13,3 Zoll verwenden, die speziell f\u00fcr die Arbeit mit solchen Dokumenten optimiert sind.<\/p>\n

Beispielsweise sind in der ONYX BOOX Reihe solche Ger\u00e4te Chronos<\/a><\/noindex> und MAX 2<\/a><\/noindex> (\u00fcbrigens haben wir einen Test dieses Reader-Modells vorbereitet und werden ihn bald in unserem Blog ver\u00f6ffentlichen), sowie Note<\/a><\/noindex>, das \u00fcber einen E Ink Mobius Carta Bildschirm mit einer Diagonale von 10,3 Zoll und einer erh\u00f6hten Aufl\u00f6sung verf\u00fcgt. Solche Ger\u00e4te erm\u00f6glichen es, die Details von Illustrationen im Originalformat problemlos zu betrachten und sind ideal f\u00fcr diejenigen, die h\u00e4ufig Lehr- oder technische Literatur lesen m\u00fcssen. F\u00fcr die Anzeige von DjVu- und PDF-Dateien wird verwendet<\/a><\/noindex> NEO Reader, der es erm\u00f6glicht, den Kontrast und die Dicke der digitalisierten Schriften einzustellen.<\/p>\n

Trotz der M\u00e4ngel des Formats bleibt DjVu bis heute eines der beliebtesten Formate zur \"Einspeicherung\" literarischer Werke. Das liegt vor allem daran, dass es ist<\/a><\/noindex> offen ist, und moderne Technologien und Entwicklungen es heute erm\u00f6glichen, einige technische Einschr\u00e4nkungen zu umgehen.<\/p>\n

In den n\u00e4chsten Artikeln werden wir die Geschichte der Entstehung von E-Book-Formaten und deren Besonderheiten weiter behandeln.<\/b><\/i><\/p>\n

\nP.S. Einige Tests der ONYX BOOX Reader:<\/p>\n