Гиперспектральная визуализация: неразрушительный инструмент для обнаружения "невидимых кодов" шедевров эпохи Возрождения
В честь 500-летия со дня смерти Рафаэля в галерее Боргезе в Риме использовался рефлектор.Гиперспектральная визуализация(HSI) в сочетании с макро рентгеновской флуоресценцией (MA-XRF) для завершения полнокадровой, субмиллиметровой неразрушительной инспекции шедевра эпохи Возрождения "Осаждение" (Захоронение Бальйони).Эта технология похожа на "неинвазивную спектрологическую томографию" знаменитой картины., " проникая в слои пигмента, чтобы выявить чертежи, следы модификации и пигментные коды, скрытые более 500 лет, что позволяет нам понять весь творческий процесс мастера.
I. Что такое гиперспектральная визуализация?
Гиперспектральная визуализация, проще говоря, это "двое в одном" из "изображения + спектроскопия".записывает полную спектральную информацию каждого пикселя от видимого света до инфракрасного коротковолнового диапазона (400~1700 нм), превращая обычную фотографию в трехмерный куб данных, доступный для глубокого анализа.
Видимый ближний инфракрасный инфракрасный гиперспектральный сканер с короткими волнами, используемый в этом исследовании, был специально разработан для культурных реликвий: он использует сканирование метлой с чрезвычайно высоким разрешением.и освещение сосредоточено только на узкой области, практически не повреждая картину; даже при обращении к изогнутым деревянным панелям четкое изображение может быть гарантировано с помощью оптической коррекции.Исследовательская группа отсканировала всю картину в 8 сегментах и затем точно сшила их вместе, чтобы получить сверхбольшие спектральные данные., достигая полнокадрового анализа с нулевым глубоким углом, полностью отходя от ограничений традиционного одноточечного отбора проб.
II. Видение "невидимых творений" Рафаэля
Самая большая способность гиперспектральной визуализации - видеть информацию, невидимую невооруженным глазом.С помощью алгоритмов, таких как анализ основных компонентов (PCA) и минимальная фракция шума (MNF), для обработки спектральных данных, "невидимый контент" внутри кадра появляется один за другим.
В фоновом небе спектральная обработка неожиданно обнаружила ранние пейзажи: изначально четко очерченные деревья и растительность были позже смягчены Рафаэлем, чтобы слиться с голубым небом,Изображения гор также изменились от острых до округлых.Эти следы модификации в средних слоях пигмента являются ключевыми доказательствами, которые трудно обнаружить с помощью традиционных инфракрасных или рентгеновских лучей, непосредственно восстанавливая процесс корректировки композиции мастера.
Традиционная инфракрасная рефлектография может видеть только линии на основе углерода.в то время как гиперспектральная визуализация путем выбора оптимальных инфракрасных полос и синтеза ложных цветовых изображений явно показывает более тонкие подчеркивания: вылупление на лицах мужских персонажей и тяжелые контуры на щеках и губах Девы Марии, которые ранее были полностью скрыты.Это доказывает, что работы Рафаэля были завершены в несколько этапов с использованием различных материалов., что делает творческий процесс намного сложнее, чем мы думали.
III. Гиперспектральная + РЧФ раскрывает код красного пигмента
Гиперспектральная визуализация одна не может полностью определить компоненты пигмента; при использовании в сочетании с MA-XRF они образуют "молекулярную спектроскопию + элементарный анализ" золотой дуэт,точно взломать красный код этой картины.
Исследователи использовали спектральную карту угла (SAM) для разделения красного на три типа спектральных характеристик: два типа, соответствующих красным озерам, и один тип, соответствующий красному.путем перекрестного ссылки на карту распределения элементов из рентгеновской флуоресценции: сигналы ртути (Hg) появились только в красноватых областях, сигналы калия (K) подтвердили красные озера, а железо (Fe) не было связано с красным, за исключением железоокиси красного.
В конце концов это было подтверждено: Рафаэль использовал только два красных материала, вермильон и красное озеро, и использовал три метода: однослойное толщиновое нанесение, многослойное остекление,и красное озеро над красноватым, чтобы создать богатые слоиТолько главный персонаж, Грифонето, использовал "красноватое основание + красное озеро остекление", чтобы подчеркнуть свой статус.
IV. Будущие технологии защиты культурных реликвий
Это трансграничное сотрудничество между технологией и искусством полностью демонстрирует уникальную ценность гиперспектральной визуализации в области защиты культурных реликвий: полностью неразрушающее, глубокое проникновение,глобальный анализ, и архивируемость данных.
Не требует отбора образцов и повреждения картины для извлечения подчеркиваний, слоев, пигментов и следов реставрации, становясь стандартным инструментом для музейных исследований, реставрации,и цифровой защиты.
От невидимых подчеркновений до покрытых композиций, а затем до точных пигментных формул,гиперспектральная визуализацияЭто не просто передовая технология, но мост, соединяющий историю искусства и науку о материалах,защищать и расшифровывать самое ценное культурное наследие человечества самым нежным образом.