“Tornando o invisível visível” – Criação de um conjunto de dados de imagens multibanda com base numa metodologia de imagem multiespectral estabelecida*, utilizando a FUJIFILM GFX100 II IR.
Imagem Multiespectral – A chave para novos insights
A imagem multiespectral está a ganhar cada vez mais importância em várias disciplinas. Permite a aquisição de informações que permanecem invisíveis ao olho humano e à fotografia convencional e apoia a caracterização detalhada de materiais, estruturas e propriedades de superfícies. O aumento de conhecimento resultante é alcançado através de uma abordagem sem contacto e não invasiva, tornando-a particularmente adequada para a análise de objetos sensíveis ou únicos. Isto abre uma ampla gama de aplicações tanto na investigação como na ciência aplicada.
Os campos de aplicação típicos incluem a análise da arte, onde é possível revelar desenhos subjacentes, identificar retoques e distinguir pigmentos. Na ciência forense, a imagem multiespectral permite a visualização de impressões digitais latentes, a deteção de manipulação de documentos e a análise de vestígios de provas. Os testes de materiais beneficiam da capacidade de detetar com precisão fissuras finas, defeitos de revestimento ou estruturas não homogéneas. Na arqueologia, o método permite o exame de artefactos e manuscritos sensíveis sem contacto físico. Todas estas aplicações baseiam-se no comportamento distinto de absorção, refletância e luminescência dos materiais nas gamas espectrais ultravioleta e infravermelha, o que permite uma diferenciação e análise mais precisas do que é possível com a fotografia convencional.
A Especialista
Annette T. Keller, especialista em imagem multiespectral e métodos analíticos, tem mais de 25 anos de experiência em documentação e diagnóstico de arte, bem como mais de sete anos de experiência na área de análise forense. Desde 2000 que mantém uma estreita colaboração com instituições e museus em todo o mundo e tem trabalhado em obras de arte de importância internacional. Esta vasta experiência permitiu uma avaliação fundamentada do desempenho da FUJIFILM GFX100 II IR.
FUJIFILM GFX100 II IR – Imagem com sensibilidade espectral alargada
A FUJIFILM GFX100 II IR oferece uma ferramenta poderosa para este fim: uma câmara de grande formato com 102 megapixels que proporciona uma qualidade de imagem excecional, não só na gama visível, mas também nas regiões espectrais do ultravioleta próximo e do infravermelho. Oferece uma gama dinâmica de mais de 14 f-stops e uma profundidade de cor de 16 bits, o que permite a captura precisa até das mais finas gradações de brilho e cor. Todas as funcionalidades da versão padrão da GFX100 II estão disponíveis, incluindo autofoco preciso, uma ampla gama de modos de fotografia e controlo direto através de ligação ao computador. Além disso, a câmara suporta integração industrial através de um kit de desenvolvimento de software (SDK), permitindo uma integração flexível em sistemas de análise e automação. Para aplicações de imagem, podem ser utilizadas objetivas FUJINON GF selecionadas, garantindo um desempenho de imagem otimizado numa ampla faixa de distância focal, incluindo as regiões espectrais do ultravioleta próximo e do infravermelho.
Contexto e Objetivos
Como parte de um teste prático, o desempenho da FUJIFILM GFX100 II IR foi avaliado em condições realistas. Foram adquiridas imagens individuais em várias faixas espectrais, avaliadas e analisadas quanto à sua relevância para as respectivas aplicações. O teste foi realizado sob a supervisão especializada de Annette T. Keller para garantir uma avaliação qualificada da câmara e a sua adequação para documentação e análise multiespectral em contextos científicos e culturais.
Configuração do Teste e Processo de Aquisição de Imagens
O teste prático com a FUJIFILM GFX100 II IR baseou-se numa configuração claramente estruturada:
• Um fluxo de trabalho definido para a criação de uma pilha multibanda de acordo com o Manual CHARISMA (uma série sistemática de imagens que consiste em gravações de diferentes faixas espectrais, permitindo uma análise comparativa e abrangente)*
• Utilização de diferentes fontes de luz e filtros óticos para várias faixas de comprimento de onda e modalidades de imagem
• Teste sistemático da sensibilidade espectral estendida da câmara e das objetivas
Resultados e Conclusões
A FUJIFILM GFX100 II IR demonstrou a sua adequação para imagens multiespectrais multibanda durante o teste. O sistema GFX oferece uma gama de objetivas adequadas a estes requisitos, cobrindo um amplo espectro de distâncias focais, incluindo aplicações macro.
Foram utilizadas várias modalidades de imagem em refletância e luminescência, utilizando diferentes configurações de iluminação e filtragem espectral, produzindo resultados significativos numa ampla gama de comprimentos de onda. Foram utilizadas as seguintes objetivas adequadas:
GF45mmF2.8 R WR, GF63mmF2.8 R WR, GF80mmF1.7 R WR, e GF120mmF4 R LM OIS WR Macro.
• Refletância visível (VIS-R): documentação na faixa espectral visível que serve como base de referência.
• Refletância ultravioleta (UV-R): observação de propriedades e condições de materiais relacionadas à superfície que não são visíveis a olho nu.
• Refletância infravermelha (IR-R): visualização, por exemplo, de desenhos subjacentes e diferenciações de materiais que parecem semelhantes na faixa visível.
• Luminescência visível (estimulada por UV): Observação de materiais como vernizes e meios de ligação com base nas suas propriedades fluorescentes.
• Luminescência infravermelha (estimulada por VIS ou UV): Identificação e diferenciação de pigmentos e camadas que emitem na gama do infravermelho quando estimulados por luz visível ou ultravioleta.
As informações contidas em cada imagem são altamente multidimensionais e fornecem uma visão significativamente mais relevante sobre os materiais, a condição, a técnica de pintura e a “legibilidade” geral da cena do que as imagens convencionais isoladamente.
Imagens individuais da pilha completa utilizando as diferentes modalidades de imagem (© artIMAGING, Annette T. Keller e FUJIFILM, Renate Lange):
Refletância visível (VIS-R_vis):
A imagem visível serve como referência para localizar e interpretar fenómenos observados utilizando outras modalidades de imagem nas gamas espectrais não visíveis.
Refletância ultravioleta (UV-R_uv):
A observação da refletância na faixa espectral ultravioleta permite distinguir diferentes pigmentos brancos. O branco de titânio e o branco de zinco podem ser identificados devido à sua forte absorção na faixa UV, enquanto o branco de chumbo exibe maior refletância e, portanto, pode ser excluído.
Imagem em falsa cor UV (UVFC):
A imagem em falsa cor UV é gerada pela combinação da imagem visível com o canal de refletância UV e exibe os resultados usando cores artificiais. Pigmentos brancos modernos, como o branco de titânio e o branco de zinco, aparecem em tons amarelos, permitindo que o branco de chumbo (representado como branco) seja excluído de forma confiável.
Refletância infravermelha (IR-R_ir):
A imagem de refletância infravermelha revela desenhos preliminares no caso de pigmentos transparentes ao infravermelho, bem como modificações posteriores na composição (pentimenti), por exemplo, na área da mão e na assinatura no canto inferior esquerdo. Neste exemplo, o pigmento azul prussiano profundo no canto superior direito bloqueia a radiação infravermelha. Devido à sua composição química, a radiação infravermelha não penetra na tela nessas áreas, impedindo que as camadas ou desenhos subjacentes se tornem visíveis.
Imagem em falsa cor infravermelha (IRFC):
A imagem em falsa cor infravermelha é gerada pela combinação da imagem visível com o canal de reflexão infravermelha. As diferenças nas propriedades de refletância e absorção dos pigmentos azuis são traduzidas em tons de cor artificiais distintos, permitindo a diferenciação dos pigmentos azuis. Por exemplo, o azul prussiano (representado como violeta escuro no canto superior direito) pode ser claramente distinguido do ultramarino, que aparece em tons fortes de vermelho ou rosa.
Luminescência visível sob estimulação UV (VIS-L_uv365):
Esta luminescência estimulada por UV é frequentemente referida como fluorescência UV. Muitos pigmentos vermelhos absorvem quase toda a radiação ultravioleta e, por isso, não apresentam fluorescência. Neste caso, observa-se a presença de luminescência, indicando a presença de madder lake.
Luminescência infravermelha sob estimulação UV (IR-L_uv365):
Quando a imagem é estimulada com luz ultravioleta, certos pigmentos, como os pigmentos à base de cádmio, emitem luminescência infravermelha. Isso permite visualizar a distribuição dos pigmentos de cádmio modernos.
Luminescência infravermelha sob estimulação de luz visível (IR-L_vis):
A luminescência infravermelha também pode ser usada sob estimulação de luz visível para visualizar a distribuição de pigmentos. Neste exemplo, a distribuição de pigmentos de cádmio (vermelho e amarelo) torna-se evidente.
Este método também é eficaz para a identificação de pigmentos muito antigos, como o azul Egípcio e o azul Han.
Annette T. Keller enfatiza explicitamente que a abordagem multibanda deve fornecer evidências baseadas em imagens suficientemente robustas e confiáveis para apoiar a identificação e interpretação de materiais antes que métodos analíticos quantitativos baseados em medições sejam aplicados nessa base. O método é particularmente adequado para visualizar a distribuição de materiais, retoques e desenhos preliminares no caso de pigmentos transparentes ao infravermelho. Deve ser considerada uma abordagem qualitativa, uma vez que não existem dados suficientes para uma avaliação quantitativa direta. No entanto, as informações obtidas são altamente relevantes para melhorar a compreensão de um objeto e representam o primeiro passo recomendado em qualquer campanha de investigação abrangente.
Avaliação por Annette T. Keller
Annette T. Keller avaliou os resultados como uma demonstração do desempenho da FUJIFILM GFX100 II IR, resumindo a sua avaliação da seguinte forma:
“As combinações de câmaras e objetivas testadas são muito adequadas para fotografia multibanda em combinação com os filtros, fontes de luz e materiais de referência apropriados. Expandem as possibilidades de digitalização e documentação, fornecendo informações relevantes sobre o objeto. Mesmo que nem todas as informações de imagem contidas num stack multibanda possam parecer relevantes para todos os utilizadores, recomendo utilizar as informações completas e selecionar os métodos relevantes apenas após analisar os resultados com base no objeto específico. As características invisíveis só podem ser avaliadas na íntegra depois de criada um stack completo. E, de facto, com base na experiência, este processo revela frequentemente não só um aumento claro na legibilidade ou classificação do material, mas também novas questões que requerem esclarecimentos e investigações adicionais.”
O teste prático demonstrou que a FUJIFILM GFX100 II IR é totalmente adequada para aplicações de imagem multiespectral. A combinação de 102 megapixels, sensibilidade ultravioleta e infravermelha alargada e manuseamento flexível torna-a uma ferramenta valiosa para a análise sem contacto na investigação, património cultural e ciências aplicadas.
* O stack multibanda combinado de acordo com a abordagem CHARISMA (Análise do Património Cultural para Avaliação Multimodal Espectral Regional e Integrada, desenvolvida no âmbito de projetos de investigação europeus sob a liderança do Museu Britânico – Joanne Dyer e Giovanni Verri) permite uma comparação precisa de registos espectrais individuais e, assim, fornece uma extensão abrangente de informações além do alcance visível. Além disso, recomenda-se o uso de imagens geradas eletronicamente em falsa cor infravermelha (IRFC) e falsa cor ultravioleta (UVFC). Estas adicionam uma camada visualmente expressiva que apoia a classificação de materiais, diferenciando claramente as diferenças entre pigmentos individuais ou propriedades da superfície que não podem ser distinguidas a olho nu. Como tal, fornecem informações relevantes que são valiosas tanto para a interpretação histórico-artística como científica.
Link : https://artimaging.de/
Produto: FUJIFILM GFX100 II IR
