Hur rätt belysning kunde rädda Mona Lisa

Anonim

Nästa gång du är i ett museum eller konstgalleri, observera varje målning lite närmare. Du kan märka sprickor på ytan av duken, speciellt om målningen är mycket gammal.

Skadorna du ser orsakas av strålande energi som slår på målningens yta - och ljus (synlig strålning) orsakar irreversibel skada på konstverk.

Men allt är inte förlorat. Vår nya forskning visar att optimerade smarta belysningssystem kan minska skador på målningar samtidigt som deras färgutseende bevaras.


Läs mer: Terahertz spektroskopi: det nya verktyget för att upptäcka konstbedrägeri


Dilemma

Skador på konstverk med infraröd, ultraviolett och synlig strålning är väl dokumenterad. När en foton (en elementär ljuspartikel) absorberas av ett pigment i färg, höjer pigmentmolekylen till ett högre energiläge. I detta upphetsade tillstånd förändras molekylens kemiska sammansättning. Detta kallas en fotokemisk handling.

Sett från det mänskliga perspektivet uppträder den fotokemiska åtgärden som sprickor, missfärgning eller ythärdning.

Inte överraskande är dagsljus, som inkluderar infraröd och ultraviolett strålning, mycket skadlig för målningar. I museer är det vanligt att använda glödlampor, och mer nyligen, lysdioder (LED), för att minska skadorna.

En grupp forskare visade dock att ljus kan orsaka färgnedbrytning oavsett belysningstekniken. Ljusa gula färger i Van Goghs berömda solrosor blir mörkbruna på grund av absorption av blått och grönt ljus från lysdioder. Forskning om bevarande av konstverk gör det så att det här är en förlorande kamp.

Naturligtvis kommer du att tro att den bästa bevarandemetoden skulle vara den fullständiga frånvaron av ljus. Men vi behöver ljus för synlighet och att uppskatta skönheten i en målning.

Detta leder oss till ett dilemma av två motstridiga parametrar: synlighet och skada.


Läs mer: Nyfiken Barn: Hur fungerar glöd i mörkfärg?


Ljusoptimering

Belysningstekniken i sig kan inte räcka för att ta itu med detta dilemma. Men hur vi använder teknik kan göra skillnad.

Vårt sätt att ta itu med detta problem är baserat på tre viktiga fakta:

  1. ljus utlöser fotokemiska åtgärder endast när det absorberas av ett pigment
  2. reflektionsfaktorn hos ett pigment (dess effektivitet i reflekterande ljus) bestämmer mängden ljusabsorption
  3. ljusutgång (ljusspektrets sammansättning och ljusets intensitet) av belysningsanordningar, såsom lysdioder, kan finjusteras.

Det är möjligt att mäta reflektansfaktorn hos en målning och optimera belysningen för att minska absorptionen. Tidigare forskning visar att optimering av ljus för att minska absorptionen kan minska energiförbrukningen betydligt och utan förlust i visuell erfarenhet. Objekt ser lika naturligt ut och attraktiva under optimerade ljuskällor jämfört med vanliga vita ljuskällor.

I den här nya studien optimerade vi LED-lampor för fem målningar för att minska ljusabsorptionen. Med hjälp av en genetisk algoritm (en artificiell intelligenssteknik) reducerade vi ljusabsorptionen mellan 19% och 47%. Förutom fördelarna med målningen halverade denna metod nästan energin som förbrukas av belysning.

Förutom ökad hållbarhet och konstbevarande var färgkvaliteten av målningarna en annan parameter i vår optimeringsprocess. Färg utseende och ljushet av målningar hölls konstant för att inte sänka uppskattningen av konstverket.


Läs mer: Hur ögonsjukdomar kan ha påverkat de kända målarnas arbete


Det här är möjligt på grund av att vi har ett visst system i vårt visuella system. Photoreceptor-konceller, cellerna i våra retinaer som möjliggör mänsklig färgvision, är inte lika känsliga för hela synligt spektrum.

Olika kombinationer av våglängd och intensitet kan resultera i identiska signaler i vår hjärna. Denna förståelse ger oss flexibiliteten att använda olika ljuskällor för att underlätta identiska färger.

Detta smarta belysningssystem kräver skanning av konstverket för att få färginformation. Därefter avger ett exakt projektionssystem optimerad belysning till målningen.

Denna metod erbjuder en lösning för att förlänga livet för konstverk, till exempel den världsberömda Mona Lisa, utan att lämna dem i mörkret.