Restaura pinturas antiguas con IA en pocas horas con máscaras digitales

Restaurar arte requiere pulso firme y buen ojo. Durante siglos, los conservadores han restaurado pinturas identificando las áreas que necesitan reparación y luego mezclando colores precisos para rellenarlas. A menudo, una sola pintura puede tener miles de pequeñas manchas que requieren atención individual. Restaurar una sola obra puede llevar desde unas pocas semanas hasta más de una década.

Foto de la lección 53(1).jpg — Pintura al óleo del siglo XV antes y después de la restauración. Foto: MIT News

En los últimos años, las herramientas de restauración digital han abierto la posibilidad de crear versiones virtuales de obras originales tras su restauración. Estas herramientas utilizan técnicas de visión artificial, reconocimiento de imágenes y correspondencia de colores para crear una restauración digital de una pintura con relativa rapidez.

Sin embargo, hasta ahora, no había forma de transferir estas restauraciones digitales directamente a la obra de arte original. En un artículo publicado en la revista Nature, Alex Kachkine, estudiante de posgrado en ingeniería mecánica del MIT, presenta un nuevo método que ha desarrollado y que permite aplicar restauraciones digitales a la superficie de pinturas reales.

La restauración se imprime sobre una película de polímero muy fina a modo de "máscara", que se puede alinear y aplicar a la pintura original. Además, la máscara es fácilmente extraíble. Según Kachkine, el archivo digital de la máscara puede archivarse para que futuros conservacionistas puedan consultar y comprender qué se ha alterado en la obra.

Para ilustrarlo, aplicó el método a una pintura al óleo del siglo XV gravemente dañada. El método identificó automáticamente 5612 áreas que necesitaban reparación y las repintó con 57 314 colores diferentes. El proceso completo, de principio a fin, tardó tan solo 3,5 horas, unas 66 veces más rápido que los métodos tradicionales.

Kachkine también admite que, como cualquier proyecto de restauración, este enfoque plantea cuestiones éticas: si la versión restaurada refleja fielmente el estilo y las intenciones del artista. Aplicar el nuevo método, afirma, requiere consultar con expertos en conservación que comprendan la historia y la procedencia de la obra.

“Alinear y restaurar”

En el nuevo estudio, Kachkine desarrolló un método para aplicar una restauración digital a una pintura real, utilizando una pintura del siglo XV que adquirió al llegar al MIT. El método comienza limpiando la pintura con técnicas tradicionales y eliminando las capas antiguas de restauración.

“Esta pintura tiene casi 600 años y ha sido restaurada muchas veces”, dijo. “En este caso, hay muchas capas de sobrepintado imprecisas, que deben eliminarse para poder ver el original”.

Escaneó toda la pintura después de limpiarla, incluyendo las zonas con pintura descolorida o agrietada. Luego, utilizó algoritmos de IA existentes para analizar los escaneos y crear una versión virtual que representa el aspecto original de la pintura.

A continuación, Kachkine desarrolló un software que creó un mapa de las áreas que se repintarían en la pintura original, junto con códigos de color precisos para que coincidieran con la restauración digital. Este mapa se convirtió en una "máscara" física de dos capas, impresa en finas películas de polímero. La primera capa se imprimió a color, la segunda con el mismo patrón, pero solo con tinta blanca.

Para reproducir a todo color, se necesitan tintas blancas y de color para crear el espectro cromático completo. Si las dos capas están desalineadas, es muy fácil verlo. Por eso, también desarrollé herramientas computacionales basadas en mi comprensión de la percepción humana del color para determinar el nivel mínimo que se puede alinear con precisión, explica Kachkine.

Utilizó una impresora de inyección de tinta comercial de alta precisión para imprimir dos capas de la máscara, que luego alineó manualmente y aplicó a la pintura con una fina capa de barniz tradicional. Estas capas se pueden eliminar fácilmente con una solución de conservación especializada si es necesario restaurar la pintura a su estado original. También se conserva una copia digital de la máscara como registro detallado del proceso de restauración.

Con la pintura utilizada, el método rellenó miles de zonas dañadas en tan solo unas horas. «Hace unos años, restauré una pintura barroca italiana con un nivel de daño similar, y me llevó nueve meses de trabajo a tiempo parcial. Cuanto mayor era el daño, más efectivo era el método», recuerda Kachkine.

Foto de la lección 53(2).jpg — Alex Kachkine, estudiante de doctorado en ingeniería mecánica en el MIT. Foto: MIT News

Kachkine estima que el nuevo método es muchísimo más rápido que las técnicas tradicionales de pintura a mano. Si se adopta ampliamente, Kachkine enfatiza que es necesario que expertos en conservación participen en cada etapa para garantizar que el resultado final coincida con el estilo y la intención artística originales.

Es necesario considerar cuidadosamente las cuestiones éticas en cada etapa del proceso para ver cómo se integra con los principios de conservación. Estamos sentando las bases para desarrollar cada vez más métodos nuevos. A medida que se incorporen más investigadores, obtendremos métodos cada vez más precisos, afirmó.

Este trabajo fue financiado en parte por el Fondo Conmemorativo John O. y Katherine A. Lutz. La investigación se realizó en parte en MIT.nano, con apoyo adicional del Laboratorio de Tecnologías de Microescala del MIT, el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT y las Bibliotecas del MIT.

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