obrazowanie multispektralne
Dokumentując obiekty z użyciem typowych narzędzi - aparatu cyfrowego lub skanera - rejestrujemy trzy obrazy składowe: czerwony, zielony i niebieski. Ich złożenie daje obraz barwny zgodny z tym jak postrzegamy świat swoimi oczami - jesteśmy (w zdecydowanej większości) trójchromatyczni, bo nasze widzenie barwne wynika z obecności w siatkówce oka trzech receptorów (zwanych czopkami), które rejestrują właśnie te trzy barwy podstawowe, RGB. Widzenie barw u człowieka ma szereg ograniczeń - nie widzimy promieniowania podczerwonego ani ultrafioletowego, nasza zdolność rozróżniania odcieni barw (ok. 1 miliona) nie dorównuje tej u ptaków czy niektórych owadów (4 lub 5 różnych receptorów barw). Użycie odpowiednich urządzeń rejestrujących obraz pozwala pokonać te ograniczenia i zobaczyć więcej. Obrazowanie multispektralne służy właśnie osiągnięciu tego celu.
Głównym polem wykorzystania techniki MSI w obszarze heritage science jest uczytelnianie manuskryptów (na podłożu papierowym i pergaminie), wydruków, map czy rysunków. MSI pozwala czasem również wykryć przemalowania lub rysunek wstępny na pracach malarskich powstałych w różnych technikach.
Opracowując zebrane wyniki (czyli stos obrazów) korzystamy z metod analizy statystycznej (Principal Component Analysis, Minimal Noise Fraction i innych), pozwalających nieraz odczytać elementy niewidoczne w żadnym z indywidualnych kanałów spektralnych. W zakładce BLOG znaleźć można przykłady zadań, w realizacji których wykorzystana została technika MSI.
Zestaw wykorzystywany w laboratorium pozwala na rejestrację monochromatycznych (czarno-białych) obrazów w 12 długościach fali, w zakresie od 365 do 940 nm. Matryca krzemowa umożliwia uchwycenie obrazów właśnie w takim zakresie spektralnym. Oprócz tych 12 obrazów składowych, rejestrowane są również obrazy fluorescencji - oświetlamy obiekt np. światłem UV i zapisujemy powstający pod jego wpływem obraz przy długości fali 450 nm (barwa niebieska), 520 nm (zielona), itd. Z tak powstałego zbioru 15-20 fotografii tworzyć można następnie barwne obrazy, wybierając do kanałów RGB trzy kanały spektralne, na których najlepiej uwidoczniła się poszukiwana przez nas informacja. Bywa, że wystarczy już zdjęcie monochromatyczne, np. z zakresu podczerwieni (>780 nm), tak jak na pokazanym obok przykładzie spalonej karty z zapisem wykonanym prawdopodobnie tuszem.
Dzięki środkom uzyskanym z projektu aparaturowego MEiN "Platforma technik obrazowania i analityki do badań nad dziedzictwem i historią technologii. Zintegrowany system badawczy." w 2022 roku, zestaw do obrazowania multispektralnego składa się obecnie z najwyższej klasy komponentów:
-
monochromatycznej, pełnospektralnej, chłodzonej kamery z matrycą Sony IMX 455 o rozdzielczości 61 Mpx;
-
zestawu filtrów zainstalowanych w zmotoryzowanym kole filtrowym do rejestracji fluorescencji;
-
obiektywu apopanchromatycznego 60 mm makro (Coastal Optics);
-
12 kanałowego zestawu oświetlającego LED.
