Imagistică multispectrală cu sistemul de cameră Phase One

Procedeul Phase One Rainbow la Tripont

Ca centru est-european al Phase One, Tripont dezvoltă din 2018 laboratorul de digitizare a patrimoniului cultural și centrul de instruire. În 2021 am cumpărat cel mai nou echipament multispectral (Phase One iXH 100MP WS), pentru a-l pune în slujba științei din Ungaria. La sfârșitul lunii martie a avut loc punerea în funcțiune și calibrarea sistemului de cameră, cu sprijinul echipei internaționale Phase One. La eveniment au participat, printre alții, Gerald Schnittger, managerul regional pentru Germania al firmei daneze, Poul Husum, directorul regional de vânzări, și Annette T. Keller, expertă în vedere artificială și imagistică multispectrală, care cu experiența sa de 20 de ani contribuie din 2017, împreună cu echipa Phase One, la dezvoltarea sistemului de cameră. Cu ajutorul ei, Tripont a analizat primele rezultate.

Phase One Rainbow (sursa: https://www.fotointern.ch/)

Noul procedeu „Phase One Rainbow” permite utilizarea mai multor tehnologii de imagistică multispectrală într-un singur sistem de cameră. Esența sa este că, folosind surse de lumină care luminează în diferite domenii spectrale și filtre adecvate, pe imaginile digitale pot fi afișate informații invizibile pentru ochiul uman. De exemplu, cu ajutorul aparatului, în cadrul unei cercetări la fața locului pot fi evidențiate fluide umane, amprente sau semne ale utilizării armelor. Tehnologia poate fi folosită, în plus, pentru numeroase scopuri, în scop de analiză sau de autentificare în domeniul istoriei artei și în cel criminalistic. Utilizarea echipamentului permite refacerea lizibilității textelor aflate în stare proastă, precum și analiza suprafețelor policrome (pictură, piatră, alte materiale) sau a oricărei alte țesături (de exemplu, în cazul cercetării istorice, pentru stabilirea materialului și a vârstei).

În timpul captării imaginii, discurile de filtre care fac parte din sistemul de cameră, precum și diversele surse de lumină se conectează și se deconectează automat, controlate de software-ul propriu al echipamentului, numit Rainbow MSI. În cursul procesului, care durează câteva minute, se realizează 8 imagini, pe care le prezentăm mai jos. Sistemul este capabil să regleze automat claritatea în funcție de lungimea de undă, astfel încât captarea imaginii se desfășoară fără întrerupere. Prin tehnologia multispectrală examinăm obiectul analizat cu o metodă neinvazivă, deci fără intervenție. De fiecare dată este necesară realizarea celor 8 imagini, deoarece ochiul uman nu este în stare să decidă în care spectru de lumină poate fi descoperită informația relevantă pentru cercetare sau pentru procesul de autentificare.

Reprezentarea lungimii de undă a luminii în nanometri

Prima examinare

Ca test, am așezat o pictură sub sistemul de cameră, pentru a examina imaginile expuse sub iluminări diferite și înregistrate prin filtre de lumină. Ordinea imaginilor este următoarea:

• VIS (visible-reflected): imagine în lumină vizibilă.
• IRR (infrared-reflected): imagine în iluminare infraroșie.
• IRRFC (infrared-reflected false color): iluminare infraroșie, în reprezentare fals color. (Reprezentarea fals color înseamnă că se reprezintă o altă lățime de bandă decât componentele roșu, verde și albastru vizibile care alcătuiesc imaginea de pe afișaj, astfel încât putem vizualiza lungimi de undă invizibile pentru ochiul uman)
• UVRFC (ultraviolet-reflected false color): iluminare ultravioletă, în reprezentare fals color.
• UVL (ultraviolet-induced visible luminescence): imagine a luminescenței vizibile induse de ultraviolet.
• UVR (ultraviolet-reflected): imagistică sub iluminare ultravioletă.
• UVIL (UV light with IR pass filter): imagine sub iluminare ultravioletă printr-un filtru infraroșu.
• VIL (visible-induced infrared luminescence): luminescență infraroșie indusă de lumina vizibilă

Luminescența este o formă de generare a luminii. Se numește astfel emisia de lumină de origine non-termică. (Wikipedia)

Prima imagine (VIS) este cea care conține informațiile vizibile. Este o referință de înaltă rezoluție, care ajută la analiza și interpretarea rezultatelor obținute și este de importanță primordială și pentru crearea imaginilor fals color.

În imaginea expusă sub iluminare infraroșie (IRR) putem observa urmele retușurilor făcute în diferite epoci. Acest fenomen se explică prin diferențele de calitate ale materialelor folosite în mod variabil. Iluminarea IRR face vizibile și schițele preliminare ale artistului de sub straturile de vopsea de la suprafață.

Urmează imaginea reprezentării infraroșii fals color (IRRFC). Această metodă poate fi folosită pentru identificarea suprapicturilor, a detaliilor tehnice legate de restaurările făcute în diferite epoci și a pigmenților folosiți. IRRFC este folosită, de exemplu, pentru a distinge azuritul de ultramarin și pentru a cartografia pigmentul de cadmiu (folosit și în prezent pentru vopsele roșii, galbene și verzi).

Pigment albastru azurit (stânga), pigment albastru ultramarin (dreapta)

Cu ajutorul UVRFC se poate cartografia, de exemplu, dacă artistul a folosit alb de zinc sau alb de titan. În imaginea alăturată se vede că părul alb capătă o nuanță gălbuie.

Următoarea tehnologie de care este capabil sistemul de cameră Phase One este cea numită UVI

L, care înregistrează imaginea sub iluminare ultravioletă printr-un filtru infraroșu. În imaginea alăturată se vede bine că acest mod de imagistică evidențiază și mai clar reparațiile efectuate cu materiale diferite de cele ale originalului.

Imaginea realizată cu tehnica UVL înregistrează domeniul luminii vizibile în timpul iluminării cu lumină ultravioletă. Iluminăm pictura noastră cu UV pentru a putea identifica materialele organice.

UVR afișează și redă lumina UV, sub iluminare ultravioletă. Această imagistică face vizibile diversele lacuri sau adezivi aplicați la restaurare, adăugați imaginii.

La utilizarea tehnologiei VIL (imagistică a luminescenței infraroșii induse de lumina vizibilă), înregistrăm informațiile în domeniul infraroșu, în timp ce obiectul este iluminat cu lumină vizibilă. Această metodă este folosită de decenii pentru identificarea albastrului egiptean; în cazul nostru evidențiază câteva dintre detaliile deja menționate.

Sistemul de imagistică multispectrală al laboratorului Tripont este gata de utilizare. În perioada următoare, echipa noastră de experți se concentrează pe perfecționarea utilizării echipamentului și pe aplicarea lui eficientă. Suntem deschiși și așteptăm cu entuziasm ideile de dezvoltare ale cititorilor noștri, precum și pe cei interesați care doresc să gândească împreună cu noi un proiect comun.

Autor: Sára Szabó

Surse folosite:

1. Keller-Lenz-Artesani-Mosca-Comelli-Nevin: Exploring the Ultraviolet Induced Infrared Luminescence of Titanium White Pigments. În: UV-Vis Luminescence Imaging Techniques. Ed.: Marcello Picollo, Maartje Stols-Witlox, Laura Fuster-López. Valencia, 2019. 341 de pagini.

Dyer-Verri-Cupitt: Multispectral Imaging in Reflectance and Photo-induced Luminescence modes: A User Manual. The British Museum, Londra, 2013. 184 de pagini.

Vyshnavi Anandan: Roman Egyptian Mummy Portraits. Week 5–Multispectral Imaging. Online. https://archaeologicalmuseum.jhu.edu/the-collection/object-stories/roman-egyptian-mummy-portraits/week-5-multispectral-imaging/ Accesat la 7 aprilie 2021.

Joanne Dyer et al.: A multispectral imaging approach integrated into the study of Late Antique textiles from Egypt. Online. 4 octombrie 2018. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0204699 Accesat la 7 aprilie 2021.

Luminescența. Wikipedia, enciclopedia liberă. Online. https://hu.wikipedia.org/wiki/Lumineszcencia. Accesat la 7 aprilie 2021.

Sursa imaginilor:

Phase One Rainbow: Multispectral Imaging Solution. Online. https://www.phaseone.com/en/Cultural-Heritage/Rainbow-Multispectral-Imaging-Solution Accesat la 7 aprilie 2021.

Dyer-Verri-Cupitt: Multispectral Imaging in Reflectance and Photo-induced Luminescence modes: A User Manual. The British Museum, Londra, 2013. 184 de pagini.

Azurite. Wikipedia, enciclopedia liberă. https://en.wikipedia.org/wiki/Azurite#Pigments Accesat la 7 aprilie 2021.

Ultramarine. Wikipedia, enciclopedia liberă. https://en.wikipedia.org/wiki/Ultramarine Accesat la 7 aprilie 2021.

Linkuri externe:

Phase One Rainbow: Multispectral Imaging Solution. Online. https://www.phaseone.com/en/Cultural-Heritage/Rainbow-Multispectral-Imaging-Solution Accesat la 7 aprilie 2021.

Annette T. Keller: ArtImaging: Art Documentation & Multispectral Imaging. Online. https://artimaging.de/ Accesat la 7 aprilie 2021.