Monitoring materiałów w dziełach sztuki i nie tylko

Wartość dziedzictwa kulturowego Europy doceniana jest przez miliony ludzi na całym świecie. Jest ono tematem książek o sztuce i podręczników oraz inspiracją dla podróży krajoznawczych. Do monitorowania obiektów dziedzictwa kulturowego wykorzystuje się zaawansowaną aparaturę, technologie i metody, umożliwiające określanie skutków działania upływu czasu i środowiska na stan obiektu z molekularną precyzją.

Obecnie różne zakresy widma analizuje się przy użyciu różnych technik. Wymaga to manipulowania dziełami sztuki oraz ich przenoszenia, co zwiększa ryzyko ich uszkodzenia. Nowy system obrazowania łączący zdjęcia 3D i analizę hiperspektralną, opracowany w ramach finansowanego przez UE projektu "System for digitization and diagnosis in art applications" (SYDDARTA), pozwoli wyeliminować konieczność przenoszenia obiektów, dostarczając jednocześnie informacji o wysokiej jakości.

Obrazowanie hiperspektralne łączy spektroskopię i obrazowanie cyfrowe. Kamera hiperspektralna generuje obraz, w którym każdy piksel zawiera informacje spektralne obejmujące więcej niż jedno pasmo (częstotliwości lub długości fal) widma elektromagnetycznego. W projekcie SYDDARTA połączono techniki skanowania 3D służące do digitalizacji wolumetrycznej z obrazowaniem hiperspektralnym w zakresie światła widzialnego i bliskiej podczerwieni. Zastosowano bardzo wąskie pasmo w celu zwiększenia dokładności.

Prototyp składa się z dwóch kanałów optycznych umożliwiających rejestrację danych w oparciu o digitalizację 3D oraz obrazowanie hiperspektralne. System wykorzystuje zaawansowaną technologię optyczną, w tym projektory cyfrowe, dostrajalne filtry akustyczno-optyczne, dostrajalne filtry ciekłokrystaliczne oraz czujniki umieszczone w płaszczyźnie ogniskowej, działające w świetle widzialnym i bliskiej podczerwieni.

Dane są przetwarzane w taki sposób, aby uzyskać trójwymiarowe chmury punktów i hipersześciany bezpośrednio powiązane z powierzchnią i składem chemicznym obiektu. Informacje hiperspektralne służą do automatycznej klasyfikacji pozwalającej na identyfikację i kwantyfikację mieszanin substancji oraz procesów niszczenia i degradacji, zgodnie z parametrami określonymi przez użytkownika.

Naukowcy przetestowali system SYDDARTA na zbiorze malarstwa barokowego. System umożliwi zwiększenie szybkości i dokładności analizy, a jednocześnie zmniejszy jej koszty oraz prawdopodobieństwo uszkodzenia obiektu podczas badania. Technologia ta powinna mieć duże znaczenie dla konserwacji i badania autentyczności dzieł sztuki i obiektów dziedzictwa kulturowego. Ponadto może ona znaleźć zastosowanie na przykład w badaniu żywności, opracowywaniu leków czy kontroli jakości produkcji.