Traitement des données et analyses statistiques

O projeto CRISATEL (Conservation Restoration Innovation System for imaging capture and digital Archiving to enhance Training Education and lifelong Learning) tratou-se de um projeto internacional financiado pela União Europeia - sucessor do projeto VASARI - com o objetivo de desenvolver sistemas multiespetrais destinados à produção de arquivos digitais de elevada qualidade, para o estudo e caracterização de pinturas artísticas (Liang, et al., 2010; Lumiere Technology, 2004, 2007; Ribés Cortés, 2003; Ribés Cortés & Schmitt, 2003; Saunders, et al., 2006). Iniciado no final da década de 1990, as câmaras continuaram o seu desenvolvimento na década de 2000.

Este projeto desenvolveu-se através de dois protótipos iniciais, idênticos nos principais objetivos mas diferentes em alguns componentes: o sistema de filtros é idêntico na sua essência, constituído por um conjunto de 13 filtros dicroicos seletores de bandas e diferem, de um modelo para o outro, no detetor e no sistema de iluminação (ver resumos das caraterísticas dos modelos, mais à frente neste subcapítulo). Um dos protótipos encontra-se em Paris e realizou digitalizações importantes no Museu do Louvre; o outro protótipo, desenvolveu-se nos laboratórios da National Gallery, em Londres, onde digitalizou obras desta instituição.

Com elevada resolução espacial e espetral, os sistemas CRISATEL permitem digitalização de elevada qualidade e excelentes características colorimétricas. Com um filtro na região ultravioleta e cerca de três na região do infravermelho próximo do espectro EM, estes sistemas permitem ainda obter informações adicionais sobre desenho subjacente, alterações e repintes.

Figura 38: exemplar de uma camara de alta resolução multiespetral CRISATEL.

Durante a aquisição de uma pintura, câmara em 1.º plano, conjuntamente com o sistema de iluminação Jumbolux. Fonte: Saunders, et al. (2006, p. 539).

O modelo de Paris teve como parceiro no seu desenvolvimento uma empresa, a Lumiére Technology, que ficou a produzir e comercializar, por encomenda, câmaras similares ao protótipo CRISATEL - com a designação comercial de JumboScan. Esta empresa presta também serviços de digitalização hiperespetral e teve nesse âmbito a oportunidade de digitalizar algumas pinturas importantes como algumas da autoria de Leonardo Da Vinci, trabalhos amplamente divulgados na comunicação social (Lumiere Technology, 2004, 2007). Realizou também interessantes trabalhos de análise e processamento da informação digitalizada, de que resultou, por exemplo, interessantes casos de rejuvenescimento virtual de obras como a “Mona Lisa” ou “A Dama com o arminho”, por simulação da aparência das obras revertendo matematicamente a alteração provocada pelo envelhecimento no verniz e nos pigmentos da camada pictórica das obras (casos já referidos anteriormente).

Figura 39: sistema de filtros dicroicos usados na versão JumboScan do sistema CRISATEL. Os 13 filtros são lineares, uma vez que o detetor é um CCD monolinear. Fonte: Lumiere Technology (2004).

Uma das inovações deste modelo foi o desenvolvimento de uma fonte de luz própria e inovadora, constituída por dois iluminadores motorizados Jumbolux, com lâmpadas do tipo HQI42; apresentam refletores especialmente desenhados que permitem concentrar a luz num feixe quase linear de cerca de 50 mm de largura que, quando devidamente sincronizado, faz um varrimento sobre a superfície da obra, acompanhando a zona de digitalização do sensor linear da câmara. Concentra assim a intensidade luminosa na zona a ser registada pelo sensor e permite ao mesmo tempo evitar expor o resto da superfície da obra a radiação desnecessária.

Figura 40: sistema de iluminação Jumbolux, do sistema CRISATEL de Paris.

Este sistema de iluminação patenteado, apresenta refletores em forma de “asa” (à esquerda) que concentram a luz num feixe verticalmente homogéneo. Os dois refletores motorizados sincronizam a zona iluminada com a região em digitalização da câmara (esquema à direita). Fonte: Lumiere Technology (2004).

42

HQI: lâmpadas de descarga elétrica de alta intensidade de Mercúrio (Hg), Quartzo (no invólucro) e Iodeto; iniciais de Hydrargyrum (Mercúrio, em Latim) Quartz Iodide (do inglês).

Resumo do sistema CRISATEL - versão de Paris, JumboScan, Lumiére Technology:

Detetor: Detetor é um array monolinear do tipo CCD de 12000 pixéis; intervalo dinâmico de 12 bit/pixel; versão mais recente, intervalo dinâmico de 16 bit/pixel;

o sensor linear é montado verticalmente e efetua um varrimento através de um motor de passos; resolução final da imagem digitalizada de 12000x20000 pixéis; resolução espacial final equivalente a 240 megapixéis;

Fontes de Luz: Projetores Jumbolux com varrimento sincronizado de um feixe de luz com 50 mm de largura; lâmpadas do tipo HQI; este sistema evita expor a obra a radiação desnecessária, pois o feixe sincroniza com a zona de varrimento coberta pelo detetor;

Seleção de bandas: 13 filtros de interferência, lineares; largura de banda de 40 nm, entre os 380 e os 780 nm; largura de banda de 100 nm nos 3 filtros na região IV, centrados aos 800, 900 e 1000 nm; colocação dos filtros entre a objetiva e o detetor;

Outros: As versões mais recentes e atualizadas do Jumboscan, permitem imagens de 240 Megabytes (imagens de 8 bit, em escala de cinzentos, por cada canal ou banda espetral) ou de 1,35 Gigabytes (imagens RGB a 48 bit, 16 bit por canal);

Resultados: Erro espetral médio entre 1,5 e 3,4%; ∆X de 3,33 a 4,51 unidades; nas versões mais recentes, o erro quadrático médio anunciado reduz para valores entre 0,1 e 0,005%; cobre 95% do espaço de cor CIEXYZ43 .

A versão do sistema CRISATEL da National Gallery (Liang, 2012, p. 268) apresenta, por sua vez, um sensor constituído por uma câmara digital científica monocromática da Zeiss (AxioCam), do tipo CCD refrigerado (adequado a longas exposições), com um intervalo dinâmico de 14 bit e uma resolução espacial de 1300x1030 pixéis, que com um sistema de micro-varrimento se torna capaz de apresentar uma resolução final de 3900x3090 pixéis (cerca de 12 Megapixéis). O sistema de filtros apresenta-se num convencional disco rotativo motorizado e o sistema de iluminação é composto por 2 lâmpadas de Tungsténio, que iluminam a área a digitalizar através de 6 terminais de fibra ótica.

Figura 41: sistema rotativo de filtros, usados na versão CRISATEL da National Gallery. Os filtros são circulares e apresentam-se num suporte rotativo. Fonte: Liang et al. (2010, p. 268).

As principais caraterísticas desta versão são as seguintes:

Resumo do sistema CRISATEL - versão da National Gallery, Londres:

Detetor: Detetor monocromático Zeiss AxioCam (sensor Sony), de 1300x1030 pixéis; refrigerado a -30 ºC com sistema de Peltier; com sistema de varrimento capaz de apresentar uma resolução final de 3900x3090 pixéis;

Fontes de Luz: 2 lâmpadas de tungsténio de 410 W ligadas por fibra ótica; objeto iluminado com ângulo de 45º, através de 6 terminais de fibra ótica;

Seleção de bandas: 13 filtros de interferência, de forma circular, em roda de filtros; largura de banda de 40 nm, entre os 380 e os 780 nm largura de banda; largura de banda de 100 nm nos 3 filtros na região IV, centrados aos 800, 900 e 1000 nm; colocação dos filtros entre a objetiva e o detetor;

Outros: Objetiva Schneider Componon-S de 80mm de dist. Focal;

Resultados: Aquisição de 1 m2 com resolução de 18 pixéis/mm; tempo de aquisição aprox. 20 min.;