Визуализация культурного наследия - Imaging of cultural heritage

В визуализация культурного наследия является необходимой частью длительного сохранения культурное наследие. Хотя физическое состояние объектов со временем будет меняться, визуализация служит способом документирования и представления наследия в определенный момент времени жизни объекта. Различные методы визуализации дают результаты, применимые в различных обстоятельствах. Не каждый метод подходит для каждого объекта, и не каждый объект нужно отображать несколькими методами. Помимо проблем, связанных с сохранением и сохранением, получение изображений может также способствовать расширению исследований и изучения культурного наследия.

Цель

Одна из причин визуализации объектов - сделать их доступными для изучения и изучения, не нанося при этом ненужного вреда объекту.[1] Помимо предоставления изображений ученым, изображения также могут быть добавлены в онлайн-каталоги и базы данных, чтобы увеличить размер аудитории, взаимодействующей с объектами, и дать им возможность просматривать элемент без дополнительного риска.

Другая причина - в документальных целях, особенно в том, что касается сохранения. По данным Американского института охраны природы, «Документация является основой этической практики консервации».[2] Получение изображений до сохранения позволяет консерваторам записывать текущее состояние объекта, которое затем можно сравнить с более поздними изображениями после сохранения. Это позволяет кому-то в будущем оглянуться назад и увидеть, каким образом на объект повлияла консервация. Изображения, сделанные в разные периоды времени, также могут выявить изменения в состоянии и могут использоваться для минимизации ущерба в будущем. В Американский институт охраны природы Руководство по цифровой фотографии и документации по сохранению - полезное справочное руководство по применению цифровых изображений в области сохранения. В нем подробно описаны рекомендации по оборудованию, методам и методам работы, которые соответствуют лучшим практикам сохранения. Это охватывает все: от предложений по типам камер и карт памяти до обсуждения деталей обработки и способов применения метаданных.

Дополнительную цель можно найти в том, как визуализация увеличивает стипендию. Различные типы изображений могут выявить материалы и методы, использованные при создании объекта, которые не сразу бросаются в глаза невооруженным глазом.

Методы

Есть много методов, которые используются при визуализации. Они могут включать в себя различные типы освещения, а также использование рентгенографии. Для визуализации культурного наследия использовались различные уровни энергии и технологии, включая визуализацию масок мумий с несколькими спектральными полосами света, различные рентгеновские технологии, оптическую когерентную томографию и терагерцовую визуализацию.[3] Фотографирование объектов в стандартных условиях - это типичная практика сохранения объекта на неограниченный срок, но не для каждого объекта потребуется более специализированная съемка. Те, кто выполняет визуализацию или запрашивает визуализацию, будут рассматривать каждый объект в индивидуальном порядке, чтобы определить полезность специализированной визуализации. В некоторых случаях комбинации разных типов изображений будут более эффективными, чем один тип изображения сам по себе. Это можно увидеть в таких проектах, как Getty сохранения Гверчино Иаков благословляет сыновей Иосифа[4] и проект Getty's APPEAR, подробности которого можно найти в блоге Лаборатории артефактов Пеннского музея.[5]

Фотография

Фотография при нормальном освещении произведет запись появления объекта в стандартных условиях. Стандартные условия обычно означают равномерное освещение с минимальным количеством бликов. При сохранении эти изображения будут использоваться в качестве записи «до лечения». Они также могут служить изображением каталога для внутреннего использования или онлайн-коллекции. После стандартного захвата изображения можно сделать последующие изображения в различных условиях, чтобы выделить области, требующие обработки или более тщательного наблюдения.

Сгребающее освещение

Дальнейшая информация:Сгребающий свет

Сглаживающий свет позволяет зрителю увидеть шрамы, которые не видны в стандартных условиях освещения.

Скользящее освещение выделяет текстуру на поверхности объекта. Это достигается за счет использования одного источника света под небольшим углом по отношению к объекту. Изображения, сделанные в таких условиях, могут выявить отклонения на поверхности объекта - выбоины, царапины, потерю краски, выпуклости и многое другое. С археологическими объектами это может показать, как были сделаны инструменты или как обрабатывалась пища (например, порезы на костях). В картинах можно показать, как художник использовал краску.[6]

Зеркальное освещение

Зеркальное освещение документирует блеск поверхности объекта. В картинах он используется для выделения участков аномалии. В то время как сглаживающее освещение дает более четкую запись этих аномалий, зеркальное освещение в меньшей степени зависит от ориентации света. Есть два основных варианта зеркального освещения - осевое и наклонное. Осевая установка требует, чтобы камера и источник света находились на одной оси. Камера расположена параллельно поверхности объекта, а источник света находится рядом с камерой. Для установки под наклоном требуется, чтобы камера и источник света находились с противоположных сторон от объекта, но под одинаковым углом по отношению к объекту. Зеркальный свет может позволить консерваторам видеть следы инструментов на деревянных предметах или вмятины, которые казались невидимыми.[7]

Проходящее освещение

Проходящее освещение похоже на эффекты светового стола или лайтбокса на двухмерный объект.

Проходящее освещение используется, среди прочего, для выделения толщины и потерь. В проходящем освещении используется источник света, который находится за фотографируемым объектом. (Для двухмерных объектов это очень похоже на функцию светового стола.) Эта «задняя подсветка» позволяет увидеть такие вещи, как трещины и дыры, а также выявить общую структуру предмета. С помощью чего-то вроде папируса он может помочь выявить состояние отдельных волокон. Это также может быть полезно для текстильных изделий или изделий из плетения, где плотное плетение может затруднить просмотр повреждений или подсказок о том, как был соткан предмет.

Инфракрасная Фотография

Инфракрасная рефлектография-ru.svg

Инфракрасная фотография используется в консервации с 1930-х годов. В искусстве самое известное приложение - это возможность видеть эскизы картин или изменения в композиции. Пикассо "Голубая комната" - известный тому пример.[8] Он также использовался для улучшения разборчивости рукописей и надписей, как это видно на свитках Мертвого моря.[9] и Международный проект Дуньхуан.[10] Чернила сажи очень хорошо видны в инфракрасном свете.

Ультрафиолетовая фотография

Ультрафиолетовая фотография часто используется для дифференциации и характеристики материалов. Ультрафиолетовое излучение может вызывать флуоресценцию материалов, которую можно увидеть и сфотографировать. На интенсивность и цвет флуоресценции влияет количество материала, типы материалов и степень разрушения.[11]

УФ-излучение также может выявить вещи, невидимые невооруженным глазом. Codex Sinaiticus содержит самую старую полную копию Нового Завета. На последней странице Евангелия от Иоанна УФ-излучение показывает, что последнее предложение было добавлено позже.[12] Хотя последствия для этого уходят корнями в библейское учение, это показывает, что рукописи - это нечто большее, чем то, что можно найти на поверхностном уровне. В консервации это показывает, что с УФ-излучением даже «невидимое» становится частью записи об объекте и должно документироваться и контролироваться.

С помощью картин УФ-излучение может показать, где были предыдущие реставрации. Лак поверх картины обычно более флуоресцентный, чем пигменты. Если поверх лака есть краска, консерватор знает, что в прошлом проводилась реставрация. УФ также может помочь выявить материалы, используемые в картине.[13]

Мультиспектральная визуализация (MSI)

Исходный текст Архимед Палимпсест можно увидеть после визуализации.

А Мультиспектральное изображение представляет собой изображение с точками захвата по всему световому спектру. Световые волны различной длины разделяются фильтрами или освещаются узкими световыми полосами. Эти фильтры также можно комбинировать с разными цветами света, а также с ИК и УФ для получения разных результатов и флуоресценции. MSI использовался в нескольких крупных проектах, касающихся древних рукописей. Это не только полезно для того, чтобы текст был разборчивым и доступным, но и эти изображения полезны для сохранения. Записывая вещи, которые сложно увидеть, MSI помогает консерваторам осознавать то, что они не могут видеть, и позволяет им отслеживать эти условия.[14] Это можно увидеть на примерах картин, таких как «Портреты мумий». Пеннский музей показал через MSI, что на одном из их портретов есть очертания фигуры, вытравленной краской. Это то, чего не было видно в стандартных условиях, и чего они не замечали на других портретах.[15]

MSI также помогает ученым читать ранее неразборчивые тексты. Палимпсест Архимеда (подробнее обсуждается ниже) является известным примером этого, но многие другие палимпсесты стали читаемыми благодаря этому процессу. Многие группы, учреждения и компании работают над изображениями рукописей, используя MSI и другие методы, чтобы сохранить их в цифровом виде, сделать их доступными для ученых и улучшить читаемость.[16]

Оптическая когерентная томография (ОКТ)

Оптической когерентной томографии может помочь выявить слои и трехмерную визуализацию текста на различных носителях, включая папирус и бумагу. Он использовался при построении мультиспектральных изображений для получения дополнительной информации о тексте и чернилах на разных слоях объекта. Это было использовано в исследованиях картонной упаковки масок из папируса мумии для изображения небольших участков картона в сочетании с узкополосной мультиспектральной визуализацией для выявления слоев чернил.[17]

Визуализация с преобразованием отражения (RTI)

Визуализация с преобразованием отражения использует специальные процедуры для создания полиномиальная карта текстуры объекта. Эти PTM создаются из набора изображений с помощью стационарной камеры и одного источника света, который можно удерживать в разных положениях.

Следующее цитируется с веб-сайта Cultural Heritage Imaging:

"Изображения RTI создаются на основе информации, полученной из нескольких цифровых фотографий объекта, снятого с неподвижного положения камеры. На каждой фотографии свет проецируется с другого известного или известного направления. Этот процесс создает серию изображений одного и того же объекта. с различными светами и тенями.Информация об освещении из изображений математически синтезируется для создания математической модели поверхности, что позволяет пользователю повторно осветить изображение RTI в интерактивном режиме и исследовать его поверхность на экране.

Каждый RTI похож на одно двухмерное (2D) фотографическое изображение. В отличие от типичной фотографии, информация об отражательной способности выводится из трехмерной (3D) формы объекта изображения и кодируется в изображении на пиксель, так что синтезированное изображение RTI «знает», как свет будет отражаться от объекта. Когда RTI открывается в программном обеспечении для просмотра RTI, каждый составляющий пиксель может отражать интерактивный «виртуальный» свет программного обеспечения из любой позиции, выбранной пользователем. Это изменяющееся взаимодействие света и тени на изображении раскрывает мелкие детали трехмерной формы поверхности объекта.

RTI был изобретен Томом Мальцбендером и Дэном Гелбом, учеными-исследователями из Hewlett-Packard Labs. В 2001 году был опубликован знаменательный документ с описанием этих первых инструментов и методов под названием Polynomial Texture Mapping (PTM) ».[18]

У RTI есть несколько приложений для культурного наследия. Во многих случаях PTM могут улучшить читаемость надписей, например, металлические амулеты, надписи на которых были скрыты коррозией. PTM также оказались полезными при анализе керамики и картин. Трещины и ямки, которые не были видны при стандартных условиях, стали видимыми с помощью RTI. Галерея Тейт и Национальная галерея исследовали использование ПТМ и определили, что они могут быть жизнеспособной альтернативой прожигающему свету; особенно потому, что было обнаружено, что ПТМ легче воспроизвести, чем снимать световые фотографии.[19]

С помощью рукописей RTI может выделить форму и структуру страниц. Хотя эти страницы обычно рассматриваются как двухмерные элементы, RTI делает их трехмерными и показывает, что существует нечто большее, чем просто плоская страница. Это полезно для разборчивости (для ученых) и для состояния (для консерваторов). Ученые могут видеть текст более четко и даже могут видеть текст, который был стерт. Это особенно актуально в условиях, когда чернила «проедали» буквенные отверстия на поверхности страницы. Консерваторы могут использовать PTM для определения степени повреждения поверхности, поскольку трещины, коробление и отверстия становятся более выраженными.

Примеры типов результатов, которые может дать RTI, см. В видеороликах на веб-сайте Cultural Heritage Imaging. http://culturalheritageimaging.org/Technologies/RTI/

Рентгенографическое изображение африканской фигурки Сонги, на которой видна внутренняя структура предмета. (Художественный музей Индианаполиса)

Рентгенография

Дальнейшая информация: Радиография культурных объектов

Рентгенография это неразрушающий анализ внутренней структуры объекта, использующий рентгеновские лучи для создания изображения. Для картин это означает, что консерваторы потенциально могут увидеть внутреннюю структуру картины и узнать о материалах и методах, используемых первоначальным художником. Радиографию можно также использовать на археологических объектах или скульптурах, чтобы узнать больше о внутренней структуре предметов, которые в противном случае были бы невидимы без разрушения объекта.[20] Этот тип визуализации дает двумерное изображение внутренней работы предмета. Рентгеновская технология была использована для чтения поврежденных Геркуланум Папирусы в отличие от попытки развернуть свиток, чтобы прочитать его содержимое. В рамках меры по сохранению Гентский алтарь рентгеновские лучи были созданы, чтобы лучше понять, как изделие было нарисовано и собрано. Изображения из этого проекта можно просмотреть на Ближе к сайту Ван Эйка. В блоге Artifact Lab музея Пенсильвании есть несколько статей, в которых обсуждается применение рентгенографии в культурном наследии.[21]

Компьютерная томография создать трехмерное изображение из множества двумерных рентгенографических изображений. Это создает поперечные сечения изображений и позволяет изолировать слои. Как и в случае с двумерными изображениями, это позволяет смотреть на внутренние части объектов, не вызывая повреждений. КТ-сканирование использовалось для мумий (больше похоже на традиционное медицинское использование компьютерных томограмм), а также для других объектов, таких как клинопись. Компьютерная томография также использовалась для свитков папируса, чтобы развернуть их в цифровом виде, что позволяет их читать, но не причиняет никакого вреда. В Музей естественной истории в Лондоне использовали компьютерную томографию для получения изображений некоторых образцов и создания 3D-моделей. Это гораздо менее инвазивный метод, чем традиционные модели формования и литья.[19] Цель всех этих приложений - быть как можно более неинвазивными, но при этом стараться собрать как можно больше информации.

Магнитно-резонансная томография это метод, используемый в радиологии, без использования рентгеновских лучей. Он в основном используется в медицинской визуализации для создания изображений органов тела. Его также можно применить к умершим лицам. Например, в женском захоронении из Новосибирска (Россия) обнаружен рак груди.[22] Этот тип изображений позволяет проводить неинвазивный анализ прошлых людей, чтобы помочь ученым лучше понять прошлых предков человека.

Примеры

Существуют сотни и, возможно, тысячи примеров проектов, в которых используются неинвазивные методы визуализации. Здесь выделены несколько наиболее широко известных.

Архимед Палимпсест

Архимед Палимпсест

В Архимед Палимпсест представляет собой пергаментный манускрипт, содержащий записи двух разных периодов времени. В 13 веке монахи стерли и написали копии некоторых работ, первоначально написанных Архимедом, в 10 веке. Благодаря сочетанию различных методов визуализации (MSI, угловое освещение и рентгеновская флуоресценция) и различных процедур обработки старый слой стал читаемым.

Сирийский Гален Палимпсест

Сирийский Гален Палимпсест - пергаментный манускрипт с ранним переводом греческого философа-медика Галена Пергамского, переписанный псалмами по дням недели. MSI и более поздняя рентгеновская флуоресценция использовались, чтобы выявить подтекст Галена.[23]

Египетские мумии

С помощью технологий визуализации можно проводить исследования мумий, не разворачивая их. На выставке 2014 года в Британском музее эти методы визуализации были освещены в сочетании с изображениями восьми мумий. Полученные компьютерные томограммы позволяют послойно просматривать захоронения в цифровом виде.[24] Маски мумий были изучены с помощью шести различных технологий визуализации в рамках глобального проекта с участием нескольких учреждений, чтобы продемонстрировать возможность использования неразрушающих технологий цифровой визуализации, чтобы сделать тексты видимыми на изображениях папируса.[25]

Клинописные таблички и конверты

КТ-сканеры использовались для просмотра клинописных табличек слой за слоем, чтобы воспроизвести их на 3D-принтере. Это было сделано в Корнельском университете и в Делфтском техническом университете («Сканирование для Сирии»), где сканировались силиконовые формы, а не оригинальные планшеты.[26] В презентации под названием «Использование компьютерной томографии для изображения и 3D-печати клинописных таблеток, не извлекая их из конвертов» на ежегодном собрании ASOR в 2016 году доктор Эндрю Шортленд обсудил, как его команда нашла способ изолировать внутреннюю таблетку от конверт и прочитайте, что на нем, не нарушая внешнего слоя конверта.[27]

Свиток Эн-Геди

Стало нечитаемым после пожара 600 г. Свиток Эн-Геди является самой ранней копией книги Пятикнижия, когда-либо найденной в Священном Ковчеге. К этому свитку нельзя прикасаться, не нанося дальнейшего ущерба, что делает неинвазивную визуализацию идеальной техникой для раскрытия текста внутри. Используя сканирование микро-КТ, которое создает 3D-рендеринг свитка, где яркость соответствует плотности, консерваторы смогли отличить плотные металлические чернила от свитка на основе углерода. С помощью виртуальная распаковка Таким образом, компьютерные специалисты смогли преобразовать трехмерную информацию о плотности положения, полученную при сканировании, в двухмерную визуализацию «развернутого» свитка.[28]

Рекомендации

  1. ^ Блэквелл, Бен (сентябрь 2002 г.). «Воздействие света на чувствительные произведения искусства во время цифровой фотографии». Информационный бюллетень WAAC. Vol. 24 нет. 3. Западная ассоциация сохранения произведений искусства. ISSN  1052-0066. Получено 4 сентября, 2019.
  2. ^ Руководство AIC по цифровой фотографии и документации по сохранению. п. 13.
  3. ^ "Футляры для мумий с глубокой визуализацией: технологии".
  4. ^ «Консерваторы знакомятся с произведением Гверчино Иаковом, благословляющим сыновей Иосифа».
  5. ^ "Появление проекта". Лаборатория артефактов. Penn Museum. Получено 4 сентября, 2019.
  6. ^ «Сгребание света и облегчения».
  7. ^ «Техника освещения».
  8. ^ «Инфракрасная рефлектография».
  9. ^ «Цифровая библиотека свитков Мертвого моря».
  10. ^ «Инфракрасная фотография».
  11. ^ Руководство AIC по цифровой фотографии и документации по сохранению. п. 148.
  12. ^ Тробиш, Дэвид (2000). Первое издание Нового Завета. Издательство Оксфордского университета. п. 99.
  13. ^ "Ультрафиолетовый свет".
  14. ^ Руководство AIC по цифровой фотографии и сохранению документации. п. 167.
  15. ^ «Проект APPEAR - Мультиспектральные изображения на портретах мумий Фаюм».
  16. ^ "Мультиспектральная съемка, для чего она нужна?". Библиотеки Университета Дьюка. 2017-04-24.
  17. ^ «Интегрирование оптических изображений картонной упаковки мумие-маски» (PDF).
  18. ^ «Визуализация с преобразованием отражения (RTI): что это такое?».
  19. ^ а б Пейн, Э.М. (2013). «Методы визуализации в сохранении». Журнал консервации и музейных исследований. 10 (2): 17–29. Дои:10.5334 / jcms.1021201.
  20. ^ «Применение цифровой радиографии в анализе культурного наследия» (PDF).
  21. ^ «Рентгенография». Лаборатория артефактов. Penn Museum. Получено 4 сентября, 2019.
  22. ^ "МРТ показывает, что" принцесса Укок "страдает от рака груди". Археология. 16 октября 2014 г.. Получено 4 сентября, 2019.
  23. ^ Шроп, Марк (1 июня 2015 г.). "Скрытые корни медицины в древнем манускрипте". Нью-Йорк Таймс. Получено 4 сентября, 2019.
  24. ^ «Восемь мумий». британский музей. Получено 2017-04-15.
  25. ^ "Футляры для мумий с глубоким сканированием". Университетский колледж Лондона. Получено 4 сентября, 2019.
  26. ^ «В поисках Сирии». Делфтский технологический университет. Получено 4 сентября, 2019.
  27. ^ «Программа ASOR 2016» (PDF).
  28. ^ Seales, W. B .; Parker, C. S .; Сигал, М .; Тов, Э .; Шор, П .; Порат, Ю. (2016). «От повреждения к открытию через виртуальное развертывание: чтение свитка из Эн-Геди». Достижения науки. 2 (9): e1601247. Bibcode:2016SciA .... 2E1247S. Дои:10.1126 / sciadv.1601247. ISSN  2375-2548. ЧВК  5031465. PMID  27679821.

внешняя ссылка