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.