Virtuali da Vinčio paslaptingo stiklo rutulio versija padėjo paaiškinti jo keistumą

Leonardo da Vinci Salvator Mundi

Dar 2017 metais aliejinė tapyba vadinosi Salvator Mundi (Pasaulio gelbėtojas) buvo parduota už 450,3 mln. dolerių „Christie’s“ aukcione Niujorke. Dėl to jis tam tikru skirtumu tapo brangiausias pasaulyje. Paveikslas yra vienas iš mažiau nei 20, kaip manoma, Leonardo da Vinci, nors dėl šio priskyrimo vis dar kyla ginčų.

Taip pat yra dar vienas galvosūkis. Paveiksle pavaizduotas Kristus, laikantis stiklinį rutulį, vaizduojantį dangaus sferą. Tokia sfera turėtų veikti kaip išgaubtas lęšis, padidinantis ir apversdamas už jo esančius drabužius. Tačiau Kristaus drabužiai nėra apversti ar padidinti, bet atrodo su minimaliu iškraipymu.

Leonardo puikiai žinojo, kaip stiklas laužo šviesą. Iš tiesų, jo sąsiuviniai pilni vaizdų, kaip šviesa atsimuša ir lūžta nuo įvairių objektų. Ir tai kelia klausimą, kodėl jis taip nupiešė rutulį.

Šiandien mes gauname atsakymą dėl Marco Liang ir kolegų iš Kalifornijos universiteto Irvine darbo. Ši grupė naudojo kompiuterinės grafikos programinę įrangą, kad atkurtų sceną trimis matmenimis, o vėliau tyrinėjo, kaip šviesa lūžtų per įvairių rūšių rutulius.

Palyginę jų atvaizdus su originalu, jie padarė išvadą, kad rutulys visai nėra vientisas. Vietoj to jie rodo, kad paveikslas yra tikroviškas fizinis tuščiavidurės sferos vaizdas, kurio spindulys yra 6,8 centimetro, bet storis tik 1,3 milimetro.

Pirmiausia šiek tiek fono. Atvirkštinis atvaizdavimas yra kompiuterinės grafikos technika, iš pradžių sukurta siekiant sukurti fiziškai realistiškus virtualių scenų atvaizdus, ​​imituojant šviesos srauto fiziką. Vienas iš šios technikos tikslų yra geriau imituoti skaidrių ir pusiau permatomų objektų, pagamintų iš stiklo ar vandens, išvaizdą.

Ši technika prasideda sukuriant 3D scenos vaizdą, apimantį visų objektų, su kuriais sąveikauja šviesa, tekstūrą ir struktūrą. Scenoje taip pat turi būti šviesos šaltinis ir žvilgsnis. Tada spindulių sekimo algoritmas nustato, kaip šviesa apšviečia sceną, žiūrint iš požiūrio taško.

Liang ir bendradarbiai pradeda iš naujo sukurdami virtualią paveikslo versiją. Pasak jų, scenos geometriją pavaizduojame naudodami apytikslį subjekto kūno apytikslį vaizdą, taip pat detalesnius rutulio ir jį laikančios rankos vaizdus.

Palyginus su ranka, jie apskaičiavo, kad rutulio skersmuo yra 6,8 cm, o atstumas nuo kūno - 25 cm. Naudodami Maya, 3D modeliavimo ir animacijos programinę įrangą, jie taip pat patobulino rutulį laikančios rankos geometriją, kad ji švelniai liestų rutulį.

Tyrinėdami paveikslo šešėlius, komanda padarė išvadą, kad objektas buvo apšviestas stipraus kryptingo šviesos šaltinio iš viršaus ir bendro difuzinio apšvietimo. Tuo pačiu metu jie apskaičiavo, kad vaizdas nuotraukoje yra maždaug 90 cm atstumu nuo objekto.

Kai virtualioji scena buvo paruošta, išbandėme, ar rutulys yra tvirtas, lygindami kieto ir tuščiavidurio rutulio atvaizdus, ​​tarkime Liang ir kt.

A. Kietojo rutulio atvaizdavimas B. Tuščiavidurio rutulio atvaizdavimas

Rezultatai leidžia įdomiai skaityti. Vienintelis būdas komandai atkurti originalų paveikslą yra tuščiaviduris rutulys. Be to, tuščiaviduris rutulys tam tikru būdu iškraipo foną. Pavyzdžiui, tiesi linija, einanti per rutulio centrą, nėra iškraipoma. Priešingai, tiesios linijos, kurios nekerta rutulio centro, yra iškraipomos taip, kad jos krašte susidaro nenuoseklumas.

Paveiksle Kristaus drabužiai sulenkti taip, kad atrodo, kad penkios linijos eina už rutulio. Tačiau keturios linijos turi vėduoklišką išdėstymą, kuris susilieja rutulio centre. Vadinasi, rekonstruotame vaizde ar originale nėra matomų nutrūkimų.

Tačiau penktoji raukšlė nesilaiko šio modelio, o rekonstruotame vaizde matyti aiškus nenuoseklumas. Menininkas suliejo šią paveikslo dalį, kur klostė patenka į rutulį. Tai aiškiai rodo, kad jis žinojo, kaip tuščiavidurė sfera iškraipo tiesias linijas, kurios eina už jos.

Komanda taip pat eksperimentavo keisdama tuščiavidurio rutulio storį, o rezultatai rodo, kad jis negalėjo būti storesnis nei 1,3 mm.

Įdomus klausimas, ar Leonardo būtų turėjęs prieigą prie medžiagų, šviesos šaltinių ir optikos žinių, kurias, kaip rodo naujasis darbas, jis turėjo turėti. Kalbant apie optiką, Liangas ir bendradarbiai išstudijavo Leonardo užrašus ir mano, kad šios žinios jam turėjo būti gerai suprantamos. Tuščiaviduriai stiklo rutuliai tuo metu buvo gerai žinomi ir matomi daugelyje epochos paveikslų. O Renesanso menininkai buvo tam tikrų apšvietimo sąlygų atkūrimo ekspertai.

Taigi Liangas ir bendradarbiai yra tikri dėl savo išvados: mūsų eksperimentai rodo, kad naudojant medžiagas, šviesos šaltinius ir mokslines žinias, turimas Leonardo da Vinci apie 1500 m., iš tiesų įmanoma sukurti optiškai tikslų atvaizdą, kokybiškai atitinkantį paveikslo vaizdą.

Žinoma, komanda nėra pirmoji, kuri mano, kad rutulys yra tuščiaviduris – 2017 m. Leonardo biografas Walteris Isaacsonas pateikia panašų pasiūlymą ir kiti taip pat aptarė tai. Tačiau Liangas ir bendradarbiai pirmieji parodo, kad paveikslas yra fiziškai tikroviškas tuščiavidurio rutulio atvaizdas, o ne vientisas.

Tai padės išspręsti bent dalį ginčų dėl nuotraukos ir jos didžiulės kainos.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1912.03416 : apie optinį tikslumą Salvator Mundi

paslėpti