Восстановите древние картины с помощью ИИ всего за несколько часов с помощью цифровых масок

Реставрация старинных картин теперь может осуществляться быстро благодаря цифровым маскам — цветопередающей пленке, которую можно нанести на картину и легко удалить при необходимости.

Реставрация произведений искусства требует твёрдой руки и зоркого глаза. На протяжении веков реставраторы восстанавливали картины, выявляя области, требующие ремонта, а затем точно смешивая цвета для заполнения каждой области. Зачастую на одной картине могут быть тысячи крошечных пятен, требующих индивидуального подхода. Реставрация одной работы может занять от нескольких недель до более чем десятилетия.

Картина маслом XV века до и после реставрации. Фото: MIT News

В последние годы цифровые инструменты реставрации открыли возможность создания виртуальных версий оригинальных произведений после их реставрации. Эти инструменты используют компьютерное зрение, распознавание изображений и методы сопоставления цветов, позволяя относительно быстро создать цифровую реставрацию картины.

Однако до сих пор не существовало способа переноса этих цифровых реставраций непосредственно на оригиналы произведений искусства. В статье, опубликованной в журнале Nature, аспирант факультета машиностроения Массачусетского технологического института Алекс Качкин представляет разработанный им новый метод, позволяющий наносить цифровые реставрации на поверхность настоящих картин.

Реставрация печатается на очень тонкой полимерной плёнке в виде «маски», которую можно выровнять и наложить на оригинальную картину. Маска также легко снимается. По словам Качкина, цифровой файл маски можно архивировать, чтобы будущие специалисты по охране памятников могли изучить и понять, какие изменения были внесены в произведение.

Для иллюстрации он применил этот метод к сильно повреждённой масляной картине XV века. Метод автоматически выявил 5612 участков, требующих ремонта, и перекрасил их 57 314 различными цветами. Весь процесс от начала до конца занял всего 3,5 часа, что примерно в 66 раз быстрее, чем при использовании традиционных методов.

Качкин также признаёт, что, как и любой реставрационный проект, этот подход поднимает этические вопросы: насколько точно отреставрированная версия отражает стиль и замыслы художника. Применение нового метода, по его словам, требует консультаций со специалистами по реставрации, которые понимают историю и происхождение произведения.

«Выровнять и восстановить»

В новом исследовании Качкин разработал метод цифровой реставрации настоящей картины, используя картину XV века, приобретённую им при поступлении в Массачусетский технологический институт. Метод начинается с очистки картины традиционными методами и удаления старых слоёв реставрации.

«Этой картине почти 600 лет, и её много раз реставрировали, — сказал он. — В данном случае на ней много слоёв неточной живописи, и все их необходимо удалить, чтобы увидеть настоящий оригинал».

Он отсканировал всю картину после её очистки, включая участки с выцветшей и потрескавшейся краской. Затем он использовал существующие алгоритмы искусственного интеллекта для анализа сканов и создания виртуальной версии, представляющей, как картина могла выглядеть изначально.

Затем Качкин разработал программное обеспечение, которое создало карту участков оригинальной картины, подлежащих перерисовке, с точными цветовыми кодами, соответствующими цифровой реставрации. Эта карта была преобразована в двухслойную физическую «маску», напечатанную на тонких полимерных плёнках. Первый слой печатался цветным, второй — с тем же узором, но только белыми чернилами.

«Для воспроизведения полного цвета необходимы как белые, так и цветные чернила, чтобы создать полный цветовой спектр. Если два слоя не совпадают, это очень легко заметить. Поэтому я также разработал несколько вычислительных инструментов, основанных на моём понимании человеческого цветового восприятия, чтобы определить наименьший уровень, который можно точно совместить», — объясняет Качкин.

Он использовал высокоточный коммерческий струйный принтер для печати двух слоёв маски, которые затем вручную выровнял и нанёс на картину тонким слоем традиционного лака. Эти плёнки легко удаляются специальным раствором для консервации, если картину необходимо восстановить до первоначального состояния. Также сохраняется цифровая копия маски для подробного отчёта о процессе реставрации.

С помощью этой картины метод заполнил тысячи повреждённых мест всего за несколько часов. «Несколько лет назад я реставрировал итальянскую картину в стиле барокко с похожим уровнем повреждений — и на это у меня ушло девять месяцев работы неполный рабочий день. Чем сильнее повреждения, тем эффективнее метод», — вспоминает Качкин.

Алекс Качкин — аспирант факультета машиностроения Массачусетского технологического института. Фото: MIT News

Качкин подсчитал, что новый метод в десятки раз быстрее традиционной ручной росписи. В случае широкого внедрения, подчеркивает Качкин, специалисты по реставрации должны быть задействованы на каждом этапе, чтобы гарантировать соответствие конечного результата оригинальному стилю и замыслу художника.

«Необходимо тщательно учитывать этические вопросы на каждом этапе процесса, чтобы понять, как он вписывается в принципы охраны природы. Мы создаём основу для разработки всё новых и новых методов. По мере того, как к нам присоединяется всё больше исследователей, мы будем получать всё более точные методы», — сказал он.

Данная работа была частично поддержана Мемориальным фондом Джона О. и Кэтрин А. Лутц. Исследование частично проводилось в рамках проекта MIT.nano при дополнительной поддержке Лаборатории микромасштабных технологий Массачусетского технологического института, Кафедры машиностроения Массачусетского технологического института и Библиотеки Массачусетского технологического института.

(По данным новостей MIT)

Источник: https://vietnamnet.vn/phuc-che-tranh-co-bang-ai-chi-trong-vai-gio-voi-mat-na-ky-thuat-so-2414951.html