Laserbaseret teknik fanger 3D-billeder af impressionistisk penselstrøg

Forskere har udviklet en ny strategi, der bruger optisk kohærenstomografi (OCT) til at erhverve både overfladen og de underliggende detaljer af impressionistiske oliemalerier. Disse oplysninger kan bruges til at skabe detaljerede 3D-rekonstruktioner for at forbedre seeroplevelsen og tilbyde en måde for synshandicappede at opleve malerier.

"Besøgende på kunstmuseer kan ikke nøje undersøge malerier og se kunstnernes teknikker på grund af sikkerheds- og bevaringsproblemer, " sagde forskerholdsleder Yi Yang fra Penn State Abington. "Vores nye teknologi kan skabe 3D-rekonstruktioner, der kan roteres og forstørres for at se detaljer såsom penselstrøg. Dette vil især være nyttigt til onlinekurser."

Yang og kolleger fra Penn State University Park og New Jersey Institute of Technology rapporterer om den nye teknik i tidsskriftet Optical Society Anvendt optik . Forskerholdet samlede specialister i kunsthistorie og konservering med elektriske og optiske ingeniører.

Den nye tilgang kombinerer OCT med et mekanisk scanningstrin og ny software, der tillader prøvetagning i realtid og fjernelse af billedartefakter. Oplysninger fanget af teknikken kan bruges til at 3-D-printe prøver, så personer med synsnedsættelse kan bruge berøring til at opleve maleteknikker såsom Van Goghs penselstrøg og pointillismen i Seurats værker.

"Den ultra-high definition 3-D-information kan også bruges til at reparere beskadiget kunst ved at tillade en konservator at 3-D-printe den beskadigede del og fastgøre den til det originale maleri, " sagde Yang. "Desuden, billedbehandlingsteknikken kan fange detaljer i høj opløsning af kunstværker, der kan bevare en digital kopi i tilfælde af værst tænkelige scenarier såsom krig, terrorisme, naturkatastrofe, røveri og andre katastrofer."

Gør OCT nyttig til kunstanalyse

OCT er en laserbaseret ikke-invasiv billedbehandlingsteknik, der kan tage billeder med mikrometeropløsning. Selvom det almindeligvis bruges til biomedicinske applikationer, billeddannelsesteknikken er nyttig til kunstanalyse, fordi den samtidigt kan fange både topografisk information fra et maleris overflade og strukturen af ​​underliggende lag.

"Fordi nutidens OCT-systemer er optimeret til biomedicinske applikationer, de har et begrænset scanningsområde, der i høj grad begrænser hastigheden af ​​indsamling af data fra store områder, " sagde Yang. "Vi integrerede en robotscanningsplatform med et avanceret OCT-system og billedbehandlingssoftware til at fange OLT-data fra malerier ud over scanningsområdet for typiske kommercielle OLT-systemer."

For at øge synsfeltet, individuelle OCT-billeder, der er taget ved hjælp af robotscanneren, sys digitalt sammen for at danne et større billede. For at forbedre denne proces, holdet udviklede software, der fjerner forvrængninger og andre billedartefakter, der ofte opstår under denne type digital syning.

Forskerne demonstrerede deres nye teknik ved at erhverve OCT-billeder af en del af et oliemaleri, der efterligner de unikke impressionistiske penselstrøg og målt 10 gange 10 centimeter. De producerede også en digital 3D-model af det scannede område af maleriet.

Nu hvor forskerne har bevist det nye koncept, de planlægger at optimere deres system ved at lave forbedringer i både hardware og software.