Pencitraan Hiperspektral untuk Analisis dan Investigasi Karya Seni

Konservasi seni adalah bidang multidisiplin yang didedikasikan untuk melestarikan, melindungi, dan memulihkan karya seni dan artefak budaya. Tujuan utama konservasi seni adalah menjaga keutuhan fisik dan kualitas estetika benda-benda tersebut. Konservator dan profesional di bidang ini mengandalkan berbagai teknik analisis untuk mengidentifikasi bahan yang digunakan, mendiagnosis kerusakan, mengautentikasi karya seni, dan menerapkan strategi pelestarian yang efektif. Saat ini, teknik pencitraan seperti pencitraan hiperspektral semakin menonjol dalam berbagai aplikasi konservasi seni.

Apa itu Pencitraan Hiperspektral?

Pencitraan hiperspektral adalah teknik pencitraan canggih yang menggabungkan teknik spektroskopi dan pencitraan digital ke dalam satu sistem yang disebut kamera hiperspektral. Kamera ini menangkap serangkaian gambar, yang masing-masing sesuai dengan pita panjang gelombang tertentu. Pita-pita ini sempit, berjarak dekat, dan dapat mencakup spektrum elektromagnetik yang luas, termasuk cahaya tampak, inframerah dekat, dan seterusnya.

Data yang terkumpul diorganisasikan ke dalam kubus data tiga dimensi, di mana dua dimensi mewakili informasi spasial (misalnya, piksel dalam gambar), dan dimensi ketiga mewakili informasi spektral (misalnya, pita panjang gelombang yang berbeda). Setiap piksel dalam kubus data memiliki informasi spektral terkait, yang mewakili intensitas cahaya pada panjang gelombang yang berbeda. Dengan integrasi informasi spasial dan spektral, ia menciptakan kumpulan data yang kaya dan multidimensi yang berharga untuk berbagai tujuan analitis dan identifikasi di berbagai bidang dan industri. Pencitraan hiperspektral telah menemukan aplikasi yang luas di berbagai bidang, seperti pertanian, makanan, dan plastik, dan sekarang semakin banyak digunakan dalam konservasi seni.

Pencitraan Hiperspektral untuk Analisis dan Investigasi Karya Seni

Salah satu keuntungan signifikan pencitraan hiperspektral dalam konservasi seni adalah sifatnya yang non-invasif. Tidak seperti teknik analisis tradisional yang memerlukan pengambilan sampel mikro dari karya seni untuk analisis laboratorium, pencitraan hiperspektral memungkinkan analisis tanpa merusak objek, dan ini sangat berguna untuk karya seni lama atau halus.

Pencitraan hiperspektral juga memungkinkan visualisasi lapisan dasar atau fitur tersembunyi yang tidak terlihat dengan mata telanjang. Kemampuan ini sangat bermanfaat dalam mengidentifikasi restorasi sebelumnya, mengungkap sketsa mendasar atau perubahan yang dibuat oleh seniman selama proses pembuatan, dan mendeteksi pemalsuan. Dengan menggunakan informasi spektral, pencitraan hiperspektral juga dapat mengkarakterisasi distribusi berbagai material yang ada dalam suatu objek. Teknik ini terbukti sangat berguna dalam mengidentifikasi pigmen, bahan pengikat, dan bahan lain yang digunakan dalam lukisan, manuskrip, dan bentuk seni lainnya.

Berbagai material memiliki ciri khas spektral atau respons terhadap cahaya yang berbeda. Dengan menggunakan rentang spektral yang relevan , pencitraan hiperspektral dapat menargetkan fitur spektral yang terkait dengan material yang diinginkan. Dalam konteks analisis dan investigasi karya seni, rentang spektral yang umum digunakan adalah VNIR (Visible and Near-Infrared), NIR (Near-Infrared), dan SWIR (Short-Wave Infrared).

Misalnya, spektrum tampak berguna untuk mengidentifikasi bahan seperti pigmen dan pewarna organik tertentu. Ini juga dapat digunakan untuk membuat ulang data kolorimetri dalam berbagai ruang warna seperti CIE L*a*b*, sRGB, dan banyak lagi. Di sisi lain, spektrum NIR dan SWIR meningkatkan identifikasi material, termasuk bahan pengikat dan zat berbasis organik lainnya. Selain itu, mereka memungkinkan visualisasi lapisan tersembunyi seperti gambar bawah dan retouch yang tidak terlihat dalam spektrum terlihat.

Ada berbagai jenis kamera hiperspektral yang tersedia, termasuk pemindaian garis (pushbroom), pemindaian titik (whiskbroom), filter yang dapat disetel, dll., dan setiap jenis menangkap informasi dengan cara yang berbeda. Dalam hal menganalisis dan menyelidiki karya seni, kamera hiperspektral pemindaian garis (pushbroom) menawarkan beberapa keuntungan. Kamera hiperspektral pemindaian garis (pushbroom) menangkap data hiperspektral di sepanjang garis atau strip saat bergerak melintasi suatu pemandangan. Kamera ini merekam posisi spasial dari setiap garis sambil menangkap informasi spektral di setiap posisi spasial, memastikan spektrum yang dihasilkan terdaftar bersama dengan sempurna. Tidak seperti jenis kamera hiperspektral lainnya, kamera hiperspektral pemindaian garis (pushbroom) tidak memerlukan penerangan seketika dari seluruh pemandangan. Ini menyederhanakan pengaturan penerangan, meminimalkan paparan penerangan keseluruhan, dan mengurangi beban panas, menjadikannya menguntungkan untuk analisis karya seni yang rumit dan aplikasi inspeksi.

Sistem Pencitraan Hiperspektral Spesifik dan Solusi untuk Konservasi Seni

Specim, anggota grup Konica Minolta, menawarkan berbagai solusi pencitraan hiperspektral yang serbaguna dan cocok untuk berbagai aplikasi industri dan penelitian. Di antara kamera hiperspektral yang ditawarkan oleh Specim, kamera hiperspektral Specim IQ, Specim FX, dan Specim SWIR telah banyak digunakan dalam bidang konservasi seni. Misalnya, kamera hiperspektral Specim IQ digunakan untuk mengidentifikasi dan memetakan distribusi pigmen pada gulungan Ibrani. Kamera ini juga digunakan untuk menganalisis distribusi pigmen dalam lukisan batu neolitik. Baik kamera hiperspektral Specim FX maupun Specim SWIR digunakan untuk mengkarakterisasi pigmen dan pengikat, termasuk visualisasi underdrawing lapisan dalam yang tersembunyi, dalam lukisan panel sarang lebah. Selain itu, kamera yang terakhir juga digunakan untuk mengidentifikasi dan memetakan pigmen dan pengikat dalam dua altar Gotik abad ke-15.