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高光譜成像在藝術(shù)品鑒賞中的應(yīng)用

來源:北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司   2019年11月05日 10:59  

    文物/藝術(shù)品是歷史和時間的沉淀,更是創(chuàng)作者心神的凝聚,其中信息的透漏不只是浮于表象,畫面深層細微的隱秘信息更具價值,更值得發(fā)掘。傳統(tǒng)文物/藝術(shù)品鑒賞是依附專家學(xué)識與豐富的經(jīng)驗,但受學(xué)術(shù)水平的限制及人眼觀察的局限性,難免會存在主觀臆斷、憑空猜測的情況。并且書畫經(jīng)常出現(xiàn)一些輕淡、隱匿信息,僅靠人力很難看出其中奧妙,難以充分解讀作品。

 

    高光譜成像分析技術(shù)具有無損、方便快捷客觀準確特點,可快速獲取文物/藝術(shù)深層次的珍貴信息,凸顯作品藝術(shù)性。目前該技術(shù)已廣泛用于文物/藝術(shù)品的鑒賞、鑒定和修復(fù)工作

    易科泰光譜成像與無人機遙感技術(shù)(西安)研究中心自成立以來專注于光譜成像技術(shù)的研發(fā)集成及技術(shù)推廣,憑借多年科研儀器技術(shù)研發(fā)集成經(jīng)驗,引進非常先進的高光譜成像傳感器技術(shù),充分將“圖譜合一”“光譜立方”應(yīng)用到文物/藝術(shù)品鑒賞領(lǐng)域,為該領(lǐng)域提供全面高光譜成像應(yīng)用方案。

 

一、Specim高光譜產(chǎn)品特點

  • 靈活多樣化選配方案:可選配IQ智能手持式高光譜,或不同波段掃描式高光譜成像系統(tǒng)
  • 信噪比、高穩(wěn)定性、高分辨率、高推掃成像速度
  • 內(nèi)置程序自動進行黑白參考校準,無需額外手動執(zhí)行校準命令
  • 配備400-2500nm全波段鹵素?zé)?,無需更換光源
  • 俯視+側(cè)視視角,適合原位測量文物古跡
  • 可選配其他高光譜成像儀如SWIR、MWIR、LWIR等
  • 可選配超高分辨率RGB成像及顏色分析

二、高光譜成像儀選型

相機型號

IQ

FX10

PFD4K

sCMOS

FX17

SWIR

波段范圍(nm)

400-1000

900-1700

1000-2500

光譜分辨率(FWHM)

7nm

5.5nm

3.0nm

2.9nm

8nm

12nm

波段

204

224

768

946

224

288

空間分辨率

(像素)

512

1024

1775

2184

640

384

光圈值

F/1.7

F/1.7

F/2.4

F/2.4

F/1.7

F/2.0

信噪比

>400:1

600:1

 

 

1000:1

1050:1

幀頻

內(nèi)置推掃

330

100

100

670

450

重量

1.3kg

1.26kg

2.7kg

>2.0kg

1.56kg

>14kg

三、藝術(shù)/文博應(yīng)用案例

    如下為我中心利用光譜成像技術(shù)對中國繪畫作品進行鑒賞分析,從凸顯顏色分布、解析繪畫技法、提取隱秘信息等方面,充分展示了高光譜成像技術(shù)在藝術(shù)、文博領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢。

(1)高光譜技術(shù)凸顯顏色分布

    中國書畫有粗狂寫意,也有細致入微,但是無論哪種風(fēng)格,走筆或濃或淡、或濕或干必留痕跡。毛筆的走向和力度大小是表畫家情感的重要方式,學(xué)習(xí)和分析一位畫家風(fēng)格流派,筆墨技法是重中之重。

  

    如上左圖為RGB圖像,畫面清新淡雅,紙的質(zhì)感與筆墨的空靈致使無法直觀的看到畫面局部用筆用色,經(jīng)過PCA處理以后(上可以清晰的看到左下角石頭的用筆方向,筆觸微弱筆法同一種顏料的使用情況也一目了然。結(jié)合兩處光譜曲線比對以及混合顏料的光譜特征還能確定A、B為同一種顏料繪制,但B的底層涂有淡墨,吸收了部分光譜,因此其光譜反射較低。

(2)高光譜技術(shù)快速解析繪畫技法

    多數(shù)觀者可能會有這樣的感受,一些繪畫作品視覺感受很,但又說不出好在哪里。一幅作品的好,除了構(gòu)圖和色彩等因素以外,還體現(xiàn)在繪畫技法上

 

    上左圖是一幅花鳥畫作品的局部,通過高光譜成像及SAM分類后可以看到,分類(上右圖)葉片邊緣跟里面是不一樣的根據(jù)顏料的光譜反射特性和中國畫繪畫特點,推斷此處是在三綠上面覆蓋赭石,后又覆蓋三綠的混合結(jié)果,這一深藏不漏的繪畫方式很大程度上豐富了視覺層次感。

(3)高光譜技術(shù)清晰展現(xiàn)筆墨軌跡

    好的藝術(shù)品往往不流于表象,更注重深層不易被發(fā)現(xiàn)卻又真實存在的細節(jié),這也是防止作品被偽造的方式之一。

 

    上面佛教繪畫中菩薩背光處在RGB圖像(左圖)中感覺沉靜而不、勻凈而不失變化,但是畫面筆的運行痕跡并不明顯,利用MNF處理分析以后右圖),可以直觀的看到畫家烙印在紙張上的筆墨痕跡,可以更加清晰的看到筆在紙上運行的軌跡。

    繪畫作品的鑒賞解讀是了解作品、學(xué)習(xí)繪畫*的一部分,高光譜成像技術(shù)可以直觀的展現(xiàn)繪畫作品中的細微隱秘之處,讓解讀繪畫作品變得更加容易,使得探究中國古代經(jīng)典繪畫的筆墨技法這一難題迎刃而解

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