Hyperspektraler Bildgebung: Ein nicht zerstörerisches Erkennungswerkzeug zur Entdeckung der "unsichtbaren Codes" von Meisterwerken der Renaissance

Zur Feier des 500-jährigen Todestages von Raphael benutzte die Galleria Borghese in Rom reflektierendeHyperspektraler Bildgebung(HSI) kombiniert mit Makro-Röntgenfluoreszenz (MA-XRF), um eine vollständige, submillimetergroße, zerstörungsfreie Inspektion des Meisterwerks der Renaissance "The Deposition" (Baglioni Entombment) abzuschließen.Diese Technologie ist, als würde man einem berühmten Gemälde einen "nicht-invasiven Spektral-CT-Scan"," durchdringt die Pigmentschichten und enthüllt Unterzeichnungen, Veränderungsspuren und seit über 500 Jahren verborgene Pigmentcodes, so dass wir den gesamten kreativen Prozess des Meisters verstehen können.

I. Was ist Hyperspektralbildgebung?

Einfach ausgedrückt, ist Hyperspektralbildgebung ein "Zwei-in-Eins" von "Bildgebung + Spektroskopie". Es erfasst nicht nur ein Bild;Es erfasst die vollständigen Spektralinformationen jedes Pixels vom sichtbaren Licht bis zum Kurzwellen-Infrarot (400~1700 nm), verwandelt ein gewöhnliches Foto in einen dreidimensionalen Datenwürfel, der für eine tiefgreifende Analyse zur Verfügung steht.

Der in dieser Studie verwendete Hyperspektralscanner im sichtbaren Nahen-Infrarot-Kurzwellen-Infrarot wurde speziell für Kulturreliquien entwickelt.und die Beleuchtung konzentriert sich nur auf einen engen Bereich, wodurch das Gemälde nahezu unbeschädigt bleibt; auch bei geschwungenen Holzplatten kann durch optische Korrektur ein klares Bild gewährleistet werden.Das Forscherteam scannte das ganze Gemälde in 8 Segmenten und nähte sie dann präzise zusammen, um ultragroße Spektraldaten zu erhalten., um eine Vollformat- und Null-Todwinkel-Analyse zu erreichen, die sich vollständig von den Grenzen der traditionellen Ein-Punkt-Probenahme entfernt.

II. Die "unsichtbaren Schöpfungen" Raphaels sehen

Die größte Fähigkeit der hyperspektralen Bildgebung ist, Informationen zu sehen, die mit bloßem Auge unsichtbar sind.Mit Hilfe von Algorithmen wie Principal Component Analysis (PCA) und Minimum Noise Fraction (MNF) zur Verarbeitung von Spektraldaten, "unsichtbarer Inhalt" innerhalb des Rahmens erscheint eins nach dem anderen.

Im Hintergrundhimmel bedeckten Spektralverarbeitungen unerwartet frühe Landschaften: Ursprünglich klar umrissene Bäume und Vegetation wurden später von Raphael weich gemacht, um sich mit dem blauen Himmel zu vermischen.,Die Formen der Berge änderten sich ebenfalls von scharf zu rund.Diese Modifikationsspuren in den mittleren Pigmentschichten sind wichtige Beweise, die mit herkömmlichen Infrarot- oder Röntgenstrahlen nur schwer erfasst werden können., wodurch der Kompositionsausgleichsvorgang des Master direkt wiederhergestellt wird.

Die traditionelle Infrarotreflectographie kann nur Kohlenstofflinien deutlich sehen.Während Hyperspektralbildgebung durch Auswahl optimaler Infrarotbänder und Synthese von falschen Farbbildern deutlich feinere Unterzeichnungen zeigt: Schlüpfen auf den Gesichtern der männlichen Figuren und schwere Konturen auf den Wangen und Lippen der Jungfrau Maria, die zuvor vollständig verborgen waren.Dies beweist, dass Raphaels Unterzeichnungen in mehreren Phasen mit verschiedenen Materialien fertiggestellt wurden., so dass der kreative Prozess viel komplexer ist, als man sich vorstellen konnte.

III. Hyperspektral + XRF knackt den Code des roten Pigments

Die Hyperspektralbildgebung allein kann die Pigmentkomponenten nicht vollständig bestimmen; wenn sie in Verbindung mit MA-XRF verwendet wird, bilden sie ein "molekulares Spektroskopie + Elementalanalyse" goldenes Duo,Ich habe den roten Code dieses Gemäldes genau geknackt..

Die Forscher verwendeten die Spektralwinkelkartierung (SAM), um das Rote in drei Arten von Spektralmerkmalen aufzuteilen: zwei Arten, die roten Seen entsprechen, und eine Art, die Vermilion entspricht.durch Querverweisung der Elementverteilungskarte aus Röntgenfluoreszenz: Quecksilber (Hg) -Signale erschienen nur in den Vermilion-Bereichen, Kalium (K) -Signale bestätigten die roten Seen, und Eisen (Fe) war nicht mit dem roten verwandt, mit Ausnahme von Eisenoxidrot.

Schließlich wurde es bestätigt: Raphael verwendete nur zwei rote Materialien, Vermilion und Rotsee, und verwendete drei Techniken:und einen roten See über Vermilion, um reiche Schichten zu schaffen.Nur die Kernfigur, Grifonetto, benutzte "Vermilion Base + Red Lake Glazing", um seinen Status hervorzuheben.

IV. Die künftige Kerntechnologie des Schutzes kultureller Relikte

Diese grenzüberschreitende Zusammenarbeit zwischen Technologie und Kunst zeigt den einzigartigen Wert der hyperspektralen Bildgebung für den Schutz kultureller Reliquien: vollkommen zerstörungsfreie, tiefe Durchdringung,globale Analyse, und Datenarchivierbarkeit.

Es erfordert keine Probenahme und keine Beschädigung des Gemäldes, um Unterzeichnungen, Schichten, Pigmente und Restaurierungsspuren auszugraben. Es wird zu einem Standardwerkzeug für Museumsforschung, Restaurierung,und digitaler Schutz.

Von unsichtbaren Unterzeichnungen bis hin zu bedeckten Zusammensetzungen und dann zu präzisen Pigmentformeln,Hyperspektraler BildgebungEs ist nicht nur eine hochmoderne Technologie, sondern eine Brücke zwischen Kunstgeschichte und Materialwissenschaft.Schutz und Entschlüsselung des kostbarsten Kulturerbes der Menschheit auf sanfte Weise.