Υπερφασματική απεικόνιση: Ένα μη καταστροφικό εργαλείο ανίχνευσης για την αποκωδικοποίηση των "αόρατων κωδίκων" των αναγεννησιακών αριστουργημάτων

Για να τιμήσουν την 500η επέτειο του θανάτου του Ραφαήλ, η Galleria Borghese στη Ρώμη χρησιμοποίησε αντανάκλασηΥπερσπεκτρική απεικόνιση(HSI) σε συνδυασμό με τη Μακροφθορά ακτίνων Χ (MA-XRF) για την ολοκλήρωση μιας πλήρους εικόνας, υπο-μιλιμετρικής μη καταστροφικής επιθεώρησης του αριστούργηματος της Αναγέννησης "Η Αποθέτηση" (Baglioni Entombment).Αυτή η τεχνολογία είναι σαν να δίνεις σε έναν διάσημο πίνακα μια "μη επεμβατική φασματική αξονική τομογραφία, " διεισδύοντας στα στρώματα χρωστικών για να αποκαλύψει υπογραφές, ίχνη τροποποίησης, και κωδικούς χρωστικών κρυμμένους για πάνω από 500 χρόνια, επιτρέποντάς μας να κατανοήσουμε ολόκληρη τη δημιουργική διαδικασία του αφέντη.

Ι. Τι είναι η Υπερσπεκτρική απεικόνιση;

Η υπερσπεκτρική απεικόνιση, απλά, είναι ένα "δύο-σε-ένα" της απεικόνισης + φασματοσκοπίας.καταγράφει τις πλήρεις φασματικές πληροφορίες κάθε pixel από το ορατό φως έως το υπέρυθρο μικροκυμάτων (400~1700 nm), μετατρέποντας μια συνηθισμένη φωτογραφία σε ένα τρισδιάστατο κύβο δεδομένων διαθέσιμο για βαθιά ανάλυση.

Ο υπερ-ειδικός σαρωτής υπέρυθρου ορατού κοντινού υπέρυθρου μικρών κυμάτων που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα μελέτη σχεδιάστηκε ειδικά για πολιτιστικά λείψανα.και το φωτισμό επικεντρώνεται μόνο σε μια στενή περιοχή, προκαλώντας σχεδόν καμία βλάβη στη ζωγραφική, ακόμη και όταν αντιμετωπίζει καμπύλες ξύλινες πλάκες, η καθαρή εικόνα μπορεί να εξασφαλιστεί μέσω της οπτικής διόρθωσης.Η ερευνητική ομάδα σάρωσε ολόκληρο τον πίνακα σε οκτώ τμήματα και μετά τα έραψε με ακρίβεια για να αποκτήσουν υπερυψωμένα φάσμα., επιτυγχάνεται πλήρης εικόνας, ανάλυση μηδενικής νεκρής γωνίας, απομακρύνοντας εντελώς τους περιορισμούς της παραδοσιακής δειγματοληψίας σε ένα σημείο.

ΙΙ. Βλέποντας τις "Αόρατες Δημιουργίες" του Ραφαήλ

Η μεγαλύτερη ικανότητα της υπερ-ειδικής απεικόνισης είναι να βλέπει υποκείμενες πληροφορίες αόρατες με γυμνό μάτι.Με τη βοήθεια αλγορίθμων όπως η ανάλυση βασικών συστατικών (PCA) και το ελάχιστο κλάσμα θορύβου (MNF) για την επεξεργασία φασματικών δεδομένων, το "αόρατο περιεχόμενο" μέσα στο πλαίσιο εμφανίζεται ένα προς ένα.

Στον ουρανό του φόντου, η φασματική επεξεργασία που ανακαλύφθηκε απροσδόκητα κάλυψε τα πρώτα τοπία: αρχικά ξεκάθαρα περιγραμμένα δέντρα και βλάστηση, αργότερα μαλακώθηκαν από τον Ραφαήλ για να αναμειχθούν με τον γαλάζιο ουρανό.,Τα σχήματα των βουνών άλλαξαν επίσης από κοφτερά σε στρογγυλά.Αυτά τα ίχνη τροποποίησης στα μεσαία στρώματα της χρωστικής είναι βασικά στοιχεία που είναι δύσκολο να συλληφθούν με παραδοσιακές υπέρυθρες ή ακτίνες Χ., αποκαθιστώντας άμεσα τη διαδικασία προσαρμογής της σύνθεσης του πλοίαρχου.

Η παραδοσιακή υπέρυθρη αντανάκλαση μπορεί να δει καθαρά μόνο γραμμές με βάση τον άνθρακα.Ενώ η υπερ-σπεκτρική απεικόνιση, με την επιλογή των βέλτιστων υπερύθρων ζώνων και τη σύνθεση εικόνων ψευδών χρωμάτων, παρουσιάζει σαφώς πιο λεπτές εικόνες.: εκκολάπτονται στα πρόσωπα των ανδρών χαρακτήρων και βαριά περιγράμματα στα μάγουλα και τα χείλη της Παναγίας, τα οποία προηγουμένως ήταν εντελώς κρυμμένα.Αυτό αποδεικνύει ότι τα σχέδια του Ραφαήλ ολοκληρώθηκαν σε πολλαπλά στάδια χρησιμοποιώντας διαφορετικά υλικά, καθιστώντας την δημιουργική διαδικασία πολύ πιο περίπλοκη από ό,τι φανταζόμασταν.

ΙΙΙ. Υπερ-Συμβολογραφία + XRF σπάει τον κώδικα της κόκκινης χρωστικής

Η υπερσπεκτρική απεικόνιση από μόνη της δεν μπορεί να προσδιορίσει πλήρως τα συστατικά των χρωστικών. Όταν χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με το MA-XRF, σχηματίζουν ένα "μοριακή φασματοσκοπία + στοιχεία ανάλυσης" χρυσό δίδυμο,Να σπάσω τον κόκκινο κώδικα αυτού του πίνακα..

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τη Χάρτηση Φασματικής Γωνίας (SAM) για να χωρίσουν το κόκκινο σε τρεις τύπους φασματικών χαρακτηριστικών: δύο τύπους που αντιστοιχούν σε κόκκινες λίμνες και έναν τύπο που αντιστοιχεί σε βερμιλίον.με διασταυρούμενη αναφορά του χάρτη κατανομής των στοιχείων από τη φθορά ακτίνων Χ: τα σήματα υδραργύρου (Hg) εμφανίστηκαν μόνο στις περιοχές του βερμιλίου, τα σήματα καλίου (K) επιβεβαίωσαν τις κόκκινες λίμνες και ο σίδηρος (Fe) δεν σχετίζεται με το κόκκινο, εξαιρουμένου του κόκκινου οξειδίου του σιδήρου.

Τελικά επιβεβαιώθηκε: ο Ραφαήλ χρησιμοποίησε μόνο δύο κόκκινα υλικά, το βερμιλίον και το κόκκινο λιμάνι, και χρησιμοποίησε τρεις τεχνικές:και κόκκινη λίμνη πάνω από το vermillion για να δημιουργήσουν πλούσια στρώματαΜόνο ο βασικός χαρακτήρας, ο Γκριφονέτο, χρησιμοποίησε τη λέξη "βερμιλιόν βάση + κόκκινη γυάλινη λίμνη" για να τονίσει το καθεστώς του.

IV. Η μελλοντική βασική τεχνολογία προστασίας πολιτιστικών κειμηλίων

Η διασυνοριακή αυτή συνεργασία μεταξύ τεχνολογίας και τέχνης αποδεικνύει πλήρως την μοναδική αξία της υπερυπογραφικής απεικόνισης στην προστασία πολιτιστικών κειμένων: εντελώς μη καταστροφική, βαθιά διείσδυση,Παγκόσμια ανάλυση, και την αρχειοθέτηση των δεδομένων.

Δεν απαιτεί δειγματοληψία και καμία βλάβη στον πίνακα για να ανασκάψει υπογραφές, στρώσεις, χρωστικές ενώσεις και ίχνη αποκατάστασης, καθιστώντας ένα τυποποιημένο εργαλείο για έρευνα μουσείου, αποκατάσταση,και ψηφιακή προστασία.

Από τα αόρατα σχήματα μέχρι τις καλυμμένες συνθέσεις και μετά τις ακριβείς φόρμουλες χρωστικών,Υπερ- φασματική απεικόνισηΔεν είναι απλά μια τεχνολογία αιχμής, αλλά μια γέφυρα που συνδέει την ιστορία της τέχνης και την επιστήμη των υλικών,προστασία και αποκωδικοποίηση της πιο πολύτιμης πολιτιστικής κληρονομιάς της ανθρωπότητας με τον πιο ευγενικό τρόπο.