Multispektrálne zobrazovanie kamerovým systémom Phase One

Postup Phase One Rainbow v Triponte

Ako východoeurópske centrum Phase One rozvíja Tripont od roku 2018 laboratórium a školiace centrum digitalizácie kultúrneho dedičstva. V roku 2021 sme zakúpili najnovšie multispektrálne zariadenie (Phase One iXH 100MP WS), aby sme ho postavili do služieb maďarskej vedeckej obce. Koncom marca sa uskutočnilo uvedenie kamerového systému do prevádzky a jeho kalibrácia za účasti medzinárodného tímu Phase One. Na podujatí sa zúčastnili okrem iných Gerald Schnittger, regionálny manažér dánskej firmy pre Nemecko, Poul Husum, vedúci územného predaja, a Annette T. Keller, odborníčka na strojové videnie a multispektrálne zobrazovanie, ktorá sa s 20-ročnými skúsenosťami od roku 2017 podieľa s tímom Phase One na vývoji kamerového systému. S jej pomocou Tripont analyzoval prvé výsledky.

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

Nový postup „Phase One Rainbow“ umožňuje použiť viaceré technológie multispektrálneho zobrazovania v jedinom kamerovom systéme. Jeho podstatou je, že pomocou zdrojov svetla svietiacich v rôznych svetelných rozsahoch a vhodných filtrov možno na digitálnych snímkach zobraziť informácie neviditeľné pre ľudské oko. Napríklad pomocou stroja možno pri ohliadke miesta činu preukázať ľudské telesné tekutiny, odtlačky prstov alebo stopy po použití zbrane. Technológiu možno okrem toho využiť na mnohé účely, na analytické alebo overovacie účely v oblasti dejín umenia a kriminalistiky. Použitie zariadenia umožňuje sprístupniť čitateľnosť textov v zlom stave, ako aj analyzovať polychrómne povrchy (maľby, kameň, iné materiály) či akúkoľvek inú textíliu (napríklad pri historickom výskume na určenie materiálu a veku).

Pri zobrazovaní sa filtračné kotúče, ktoré sú súčasťou kamerového systému, a rôzne zdroje svetla automaticky zapínajú a vypínajú pod kontrolou vlastného softvéru zariadenia s názvom Rainbow MSI. Počas procesu, ktorý trvá niekoľko minút, vznikne 8 snímok, ktoré uvádzame nižšie. Systém dokáže automaticky nastavovať ostrosť v závislosti od vlnovej dĺžky, takže zobrazovanie prebieha bez prerušenia. Multispektrálnou technológiou skúmame analyzovaný predmet neinvazívnym, teda bezzásahovým spôsobom. Vždy je potrebné vyhotoviť všetkých 8 snímok, pretože ľudské oko nedokáže rozhodnúť, v ktorom svetelnom spektre možno objaviť informáciu relevantnú pre výskum alebo proces overovania.

Znázornenie vlnovej dĺžky svetla v nanometroch

Prvé vyšetrenie

Na skúšku sme pod kamerový systém umiestnili maľbu, aby sme preskúmali snímky exponované pri rôznom osvetlení a zaznamenané cez svetelné filtre. Poradie snímok je nasledovné:

• VIS (visible-reflected): zobrazenie pri osvetlení viditeľným svetlom.
• IRR (infrared-reflected): zobrazenie pri infračervenom osvetlení.
• IRRFC (infrared-reflected false color): infračervené osvetlenie vo falošnej farebnej reprezentácii. (Falošná farebná reprezentácia znamená, že zobrazujeme inú šírku pásma, než sú červená, zelená a modrá zložka tvoriaca obraz na displeji, a tak môžeme zviditeľniť vlnové dĺžky neviditeľné pre ľudské oko)
• UVRFC (ultraviolet-reflected false color): ultrafialové osvetlenie vo falošnej farebnej reprezentácii.
• UVL (ultraviolet-induced visible luminescence): zobrazenie viditeľnej luminiscencie vyvolanej ultrafialovým žiarením.
• UVR (ultraviolet-reflected): zobrazenie pri ultrafialovom osvetlení.
• UVIL (UV light with IR pass filter): zobrazenie pri ultrafialovom osvetlení cez infračervený filter.
• VIL (visible-induced infrared luminescence): infračervená luminiscencia vyvolaná viditeľným svetlom

Luminiscencia je jednou z foriem vzniku svetla. Tak sa nazýva vyžarovanie svetla netepelného pôvodu. (Wikipédia)

Prvá snímka (VIS) obsahuje viditeľné informácie. Je to vysokorozlišovacia referencia, ktorá pomáha pri analýze a interpretácii získaných výsledkov, a je prvoradá aj z hľadiska vytvárania snímok vo falošných farbách.

Na snímke exponovanej pri infračervenom (IRR) osvetlení môžeme pozorovať stopy retušovania z rôznych období. Tento jav sa vysvetľuje rozdielmi v kvalite používaného materiálu. Osvetlenie IRR robí viditeľnými aj umelcove predbežné náčrty pod povrchovými vrstvami farby.

Nasleduje snímka infračerveného zobrazenia vo falošných farbách (IRRFC). Táto metóda sa dá použiť na identifikáciu premalieb, technických detailov reštaurovania z rôznych období a použitých pigmentov. IRRFC sa používa napríklad na rozlíšenie azuritu a ultramarínu a na zmapovanie kadmiových pigmentov (dodnes používaných pre červené, žlté a zelené farby).

Modrý pigment azurit (vľavo), modrý pigment ultramarín (vpravo)

Pomocou UVRFC možno zmapovať napríklad to, či umelec použil zinkovú alebo titánovú bielu. Na priloženej snímke vidno, že biele vlasy nadobúdajú žltkastý odtieň.

Ďalšia technológia, ktorú dokáže kamerový systém Phase One, je tá s názvom UVI

L, ktorá zaznamenáva obraz pri ultrafialovom osvetlení cez infračervený filter. Na priloženej snímke je dobre vidieť, že tento spôsob zobrazovania ešte jednoznačnejšie zvýrazňuje opravy vykonané inými materiálmi, ako je originál.

Snímka vyhotovená technikou UVL zaznamenáva viditeľný svetelný rozsah pri osvetlení ultrafialovým svetlom. Našu maľbu osvetľujeme UV žiarením, aby sme mohli identifikovať organické materiály.

UVR zobrazuje a zachytáva UV svetlo pri ultrafialovom osvetlení. Toto zobrazovanie zviditeľňuje rôzne laky alebo lepidlá použité pri reštaurovaní a pridané k obrazu.

Pri technológii VIL (zobrazovanie infračervenej luminiscencie vyvolanej viditeľným svetlom) zaznamenávame informácie v infračervenom svetelnom rozsahu, zatiaľ čo objekt je osvetlený viditeľným svetlom. Táto metóda sa používa na identifikáciu egyptskej modrej už desaťročia, v našom prípade zvýrazňuje niekoľko už spomenutých detailov.

Systém multispektrálneho zobrazovania v laboratóriu spoločnosti Tripont je pripravený na použitie. V nasledujúcom období sa náš odborný tím sústredí na zdokonalenie používania zariadenia a jeho efektívne uplatnenie. Sme otvorení a s nadšením čakáme na nápady našich čitateľov na zlepšenie, ako aj na záujemcov, ktorí by s nami chceli premýšľať v spoločnom projekte.

Autorka: Sára Szabó

Použité zdroje:

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

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

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/Megtekintés – zobrazené 2021.04.07.

Joanne Dyer et al.: A multispectral imaging approach integrated into the study of Late Antique textiles from Egypt. Online. October 4, 2018.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0204699 Zobrazené 2021.04.07.

Lumineszcencia. Wikipédia, a szabad enciklopédia (v maďarčine). Online. https://hu.wikipedia.org/wiki/Lumineszcencia. Zobrazené: 2021. 04. 07.

Zdroj snímok:

Phase One Rainbow: Multispectral Imaging Solution. Online. https://www.phaseone.com/en/Cultural-Heritage/Rainbow-Multispectral-Imaging-Solution Zobrazené: 2021. 04. 07.

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

Azurite. Wikipédia, slobodná encyklopédia. https://en.wikipedia.org/wiki/Azurite#Pigments Zobrazené: 2021. 04. 07.

Ultramarine. Wikipédia, slobodná encyklopédia. https://en.wikipedia.org/wiki/Ultramarine Zobrazené: 2021. 04. 07.

Externé odkazy:

Phase One Rainbow: Multispectral Imaging Solution. Online. https://www.phaseone.com/en/Cultural-Heritage/Rainbow-Multispectral-Imaging-Solution Zobrazené: 2021. 04. 07.

Annette T. Keller: ArtImaging: Art Documentation & Multispectral Imaging. Online. https://artimaging.de/ Zobrazené: 2021. 04. 07.