Local texture mapping e dipinti

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Questo è un progetto che desideravo portare a termine praticamente da quanto ho scoperto il local texture mapping come tecnica di analisi. Applicare tale indagine ai dipinti creati a mano dall’uomo, che per definizione hanno una “scala di grigi” nota, definita dall’artista e facilmente osservabile, potrebbe infatti essere la chiave per interpretare i dati ottenibili dallo studio delle enigmatiche texture presenti nelle immagini radiologiche, che non sono facilmente interpretabili ad occhio direttamente (è necessario utilizzare nell’analisi di questi dati software di Intelligenza Artificiale).

I principali problemi che da sempre mi avevano ostacolato nel raggiungere l’obbiettivo erano da un lato la scarsa potenza del vecchio hardware (che rendeva impossibile elaborare immagini ad alta risoluzione come i dipinti) e dall’altra parte la mia totale ignoranza in ambito artistico. Il primo problema come avevo già detto è stato superato qualche mese fa, mentre per la consulenza artistica devo ringraziare un mio amico di infanzia laureato in tecnologie dei beni culturali, Marco Zangirolami, che mi ha fornito il consiglio necessario per interpretare i dati che ho rilevato con il software (e che invito ancora ad intervenire nel caso abbia scritto e capito boiate! 😀 ). Spero in futuro di poter stringere altre collaborazioni come questa per analizzare nuove tipologie di immagini.

Per analizzare tutti i dati inclusi in questo studio ho impiegato circa un mese ed ho creato un database grande più di 15 GB, ottenuto elaborando più di 200 immagini, che devo ancora decidere come distribuire (sto pensando di spezzettarlo prima di pubblicarlo su GalactiChan). Ovviamente questo database che include dipinti di numerosi artisti del Rinascimento potrà essere oggetto di ulteriori studi in futuro in quanto ogni dipinto ed ogni artista ha un suo stile che andrebbe indagato a fondo da occhi esperti, con la possibilità sicura di estrarre ulteriori dati e considerazioni dalle immagini già elaborate oltre a quelle già enunciate in questo articolo.

L’obbiettivo primario di questo lavoro è stato comparare i dipinti di Leonardo da Vinci con quelli di Michelangelo Buonarroti alla ricerca di differenze presenti fra i due artisti. In secundis la “firma” del maestro da Vinci così trovata è stata comparata con quella di altri artisti simili suoi allievi (Leonardeschi) e si è provato a studiare anche quelle opere in cui l’artista ha contribuito solo in parte o la cui paternità è dubbia.

Come ulteriore studio sulle opere di Michelangelo invece sono stati comparati alcuni suoi affreschi della Cappella Sistina prima e dopo il loro restauro per capire come il restauro possa influire sul segnale di texture estratto dalle opere.

Ulteriore piccolo approfondimento è stato dedicato alle opere in monocromo (che sembrano presentare segnale differente da quelle multicolore) analizzando le opere del pittore russo Malevič esponente moderno del genere e comparandole con i nudi bronzei della Cappella Sistina che sono anch’essi dipinti in monocromo e , come vedremo dopo, presentano segnale differente dal resto dei dipinti della cappella.

Materiali e Metodi:

Sono state studiate in tutto 217 immagini recuperate dal database di Wikimedia Commons suddivise in questo modo:

25 dipinti attribuiti a Leonardo da Vinci: 14 con attribuzione certa, 8 incerta e 3 creati collaborando con altri artisti. Tale distinzione è stata ricavata dalla relativa voce di Wikipedia

94 immagini di dipinti attribuiti a Michelangelo Buonarroti: 4 opere singole, 4 immagini del Giudizio Universale (riprese a tutto dipinto prima e dopo ed al particolare di Gesù e Maria prima e dopo), tutti gli 81 dipinti della volta dopo il restauro e 6 porzioni di questi prima del restauro

91 dipinti degli allievi di Leonardo da Vinci: 7 Ambrogio di Predis, 18 Cesare De Sesto, 8 Francesco Melzi, 3 Francesco Napoletano, 21 Giampietrino, 6 Gian Giacomo Caprotti, 28 Marco D’Oggiono

7 dipinti di Malevič

Tutte le immagini sono state scomposte nelle 3 componenti RGB (Rosso, Verde e Blu) utilizzando il software GIMP, ogni componente è stata quindi elaborata con il software LifeX per ricavare le mappe degli indicatori della matrice GLCM (dissimilarità, entropia, contrasto, energia ed omogeneità) che sono state salvate ogni volta sia in formato NIFTI sia come screenshot .PNG. L’elaborazione è sempre stata fatta utilizzando 64 livelli di grigio , il range di grigi massimo da 0 a 256 (size of bin pari a 4) ed un diametro del kernel pari a 7 pixel.

Le immagini così ottenute sono state quindi valutate mediante analisi qualitativa (visiva) con l’aiuto di un esperto (Marco Zangirolami) mediante consulenza a distanza.

Nei risultati tutte le immagini presentate come esempio in questo articolo sono relative alla componente blu e sono raffigurate nell’ordine: Originale – GLCM dissimilarità – GLCM entropia – GLCM contrasto – GLCM energia – GLCM omogeneità

Risultati:

Analisi dei dipinti di Leonardo ad attribuzione “certa” e confronto con i dipinti di Michelangelo:

I dipinti di Michelangelo sono tutti caratterizzati dalla presenza di un “bordo” iperintenso attorno a tutte le figure o quasi negli indicatori di disordine (GLCM dissimilarità, contrasto ed entropia) che non è presente nei dipinti di Leonardo o che è comunque molto meno visibile ed interessante solo minime porzioni degli elaborati. Fanno eccezione a questa regola solo i nudi bronzei della Cappella Sistina ed alcune porzioni varie dei dipinti della volta, sottoposti ad un noto restauro da alcuni aspramente criticato. Tale segnale sembra essere indipendente dal supporto e dalla tecnica pittorica utilizzata se osservato anche in altri dipinti.

Ultima Cena di Leonardo:

Peccato originale e cacciata dal Paradiso terrestre di Michelangelo:

Confronto fra Leonardo ed i suoi allievi

Anche i dipinti degli allievi di Leonardo sono spesso caratterizzati dall’assenza dell’orletto iperintenso negli indicatori di disordine a livello dei bordi delle figure, tuttavia questo dato non è sempre vero per tutti i dipinti ed in alcuni casi i bordi iperintensi sono ben visibili.

Ultima Cena di Leonardo:

Ultima Cena Cesare Da Sesto:

Ultima Cena Marco D’Oggiono:

Analisi dei dipinti creati da Leonardo assieme ad altri Autori:

In questi casi le porzioni create da Leonardo presentano le caratteristiche tipiche descritte sopra a livello dei bordi delle figure, il resto del dipinto no

Esempio: Battesimo di Cristo (creato in collaborazione col Verrocchio ed altri). L’angelo di profilo a sinistra ed il paesaggio di sfondo come parte del corpo di Gesù sono dipinti da Leonardo e non presentano i bordi iperntensi

Dipinti attribuiti in modo incerto a Leonardo:

Molti di questi presentano i bordi delle figure iperintensi come già descritto:

Esempio: Annunciazione

Altro esempio: Salvator Mundi (E’ uno dei dipinti attribuiti a Leonardo battuto all’asta con uno dei prezzi più alti, in questo caso solo un dito della mano in primo piano presenta bordo leggermente iperintenso):

A confronto altre versioni dello stesso dipinto fatte dagli allievi di Leonardo (tutte con bordi iperintensi in modo variabile).

Giampietrino:

Marco D’Oggiono 1

Marco D’Oggiono 2

Dipinti della Cappella Sistina prima e dopo il restauro:

In seguito al restauro si osserva netto cambio di segnale dei dipinti, con in generale modifica del rapporto segnale/fondo fra bordi iperintensi e sfondo o anche comparsa/scomparsa di dettagli. Fanno eccezione a questa regola tutti i nudi bronzei che non presentano mai bordi particolarmente iperintensi (nè prima nè dopo il restauro)

Esempio: Peccato originale e cacciata dal Paradiso terrestre di Michelangelo

Prima del restauro:

Dopo il restauro:

Vela sopra Lesse Davide e Salomone (con nudi bronzei)

Prima del restauro:

Dopo il restauro:

Essendo i nudi bronzei dipinti in monocromo ho provato in corso d’opera a capire se l'”anomalia” di segnale al loro livello fosse da attribuire a questo stile di pittura studiando i dipinti del pittore russo Malevič, esponente moderno di questo genere.

Elaborazione dei dipinti di Malevič

Questi dipinti mostrano una trama disomogenea nel loro contesto senza bordi iperintensi o figure evidenti come nel caso dei nudi bronzei….secondo i critici dentro questi dipinti ad uno studio attento delle diverse intensità di colore dovrebbe essere visibile qualcosa, tuttavia io non ho notato nulla! 😀 (anche se le mappe in effetti mostrano zone con diversa omogeneità, di ci però non riesco a cogliere il significato)

Esempio: Black Square

Discussione:

Questo lavoro mostra come una “firma” dell’artista nei dipinti di Leonardo da Vinci possa essere trovata tramite il local texture mapping. Nei dipinti certamente attribuiti a Leonardo infatti non si trovano o si vedono molto poco i bordi iperintensi negli indicatori di disordine a livello delle figure (GLCM dissimilarità, entropia e contrasto), caratteristica che è invece presente nei dipinti di Michelangelo o di altri pittori del Rinascimento. Tale caratteristica, oltre che essere unica del Maestro (i suoi allievi la imitano ma mai con la sua perfezione) è anche da attribuire al suo stile, denominato “sfumatura Leonardesca” in quanto gli altri artisti rinascimentali tendevano a ricalcare invece i bordi delle figure. Questo studio mostra quindi un interessante correlato fra uno stile pittorico molto particolare ed il segnale delle mappe di texture il cui analogo, ricercato in radiologia, potrebbe ad esempio essere sfruttato per identificare lesioni tumorali maligne (anch’esse presentano all’imaging bordi spesso “sfumati”). E’ molto probabile che ulteriori analisi della mappe qui elaborate possono portare a dedurre altre considerazioni analoghe che possano far luce sul significato e sul correlato visivo degli indicatori di texture, per tal motivo cercherò di rendere l’intero database presto disponibile a tutti.

Altro uso interessante di questi indicatori è nell’indagine forense dei dipinti e delle immagini (se il metodo fosse validato è molto probabile che molte opere attribuite in modo incerto a Leonardo non siano in realtà sue ed il metodo è talmente “potente” da permettere di distinguere gli allievi dal maestro!)

Limiti verosimili per la metodica sono i restauri (che possono alterare il segnale) ed i dipinti monocromo (che sembrano non presentare bordi evidenti).

Conclusioni:

Il local texture mapping può essere utilizzato con successo anche nello studio dei dipinti e questo tipo di studi può dare anche un importante contributo allo studio delle immagini mediche quando i risultati sono “traslati” da un tipo di immagine all’altro.

Un pensiero riguardo “Local texture mapping e dipinti

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