下次你在博物馆或美术馆时,仔细观察每一幅画。你可能会注意到画布表面的裂缝,尤其是当这幅画非常古老的时候。
你所看到的损坏是由辐射能撞击画作表面造成的,而光线(可见光)对艺术品造成不可逆转的损害。
然而,并没有失去一切。我们的最新研究表明,优化的智能照明系统可以减少对绘画的损害,同时保持其色彩的外观。
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两难的境地
红外线、紫外线和可见光对艺术品的损害有充分的记录。当一个光子(一个基本的光粒子)被颜料吸收到颜料中时,颜料分子会上升到更高的能量状态。在这种激发态下,分子的化学成分会发生变化。这叫做光化学作用。
从人的角度来看,光化学作用表现为裂纹、变色或表面硬化。

毫不奇怪,包括红外线和紫外线辐射在内的日光对绘画是非常有害的。在博物馆里,通常使用白炽发光二极管(led),最近还使用发光二极管(led),以减少损坏。
然而,一组研究人员表明,无论采用何种照明技术,光都可能导致颜色退化。梵高著名的向日葵中的亮黄色由于吸收了发光二极管发出的蓝色和绿色的光而变成了深褐色。关于艺术品保护的研究表明这是一场失败的战斗。
当然,你会正确地认为最好的保护方法是完全没有光。但我们需要光线来获得能见度和欣赏绘画的美。
这给我们留下了两个相互矛盾的问题:可见性和损害。
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轻优化
照明技术本身可能不足以解决这一难题。然而,我们使用技术的方式可以产生不同的效果。
我们处理这一问题的方法基于三个关键事实:
光只有在被颜料吸收时才会引发光化学作用
颜料的反射系数(它在反射光线中的效用)决定了光的吸收量
光输出(光谱的组成,光的强度)的照明设备,如leds,可以微调。

可以测量绘画的反射系数,优化照明以减少吸收。以往的研究表明,优化光线以减少吸收能显著降低能量消耗,且不损失视觉体验。与普通的白光相比,在优化光源下,物体看起来同样自然和吸引人。
在这项新的研究中,我们优化了5幅画作的发光二极管,以减少光的吸收。利用遗传算法(人工智能技术),我们减少了19%至47%的光吸收。除了对绘画的好处,这种方法几乎将照明消耗的能量减半。
除了增加可持续性和艺术保护,绘画的色彩质量是我们优化过程中的另一个参数。绘画的颜色、外观和亮度保持不变,不会降低艺术作品的欣赏度。
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这是可能的,因为我们的视觉系统的怪癖。感光锥细胞是视网膜中的细胞,能够使人产生彩色视觉,但对整个可见光谱却不一样敏感。
波长和强度的不同组合会在我们的大脑中产生相同的信号。这种理解使我们能够灵活地使用不同的光源来促进相同的颜色外观。
这种智能照明系统需要扫描艺术品以获得颜色信息。然后,一个精确的投影系统向绘画发出优化的光线。
这种方法提供了一个延长艺术作品寿命的解决方案,比如世界著名的蒙娜丽莎,而不会让他们在黑暗中。

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