पोर्टिनारी की रचनात्मकता का अध्ययन करने में भौतिकी, रसायन विज्ञान और कंप्यूटर विज्ञान मदद करते हैं

कैंडिडो पोर्टिनारी (1903-1962) को ब्राजील के सबसे महत्वपूर्ण कलाकारों में से एक माना जाता है, जिनकी कलात्मक विरासत व्यापक और उच्च मूल्यांकित उत्पादन के कारण अंतरराष्ट्रीय स्तर पर मान्यता प्राप्त हुई है। उनके काम, विशिष्ट रंग और रचनात्मक प्रक्रिया का अक्सर रचना, संरचना और इन कृतियों के संरक्षण के तरीकों के बारे में ज्ञान को गहरा करने के उद्देश्य से अध्ययन किया जाता है। ऐसा दृष्टिकोण नुकसान को रोकने, जालसाजी का पता लगाने और कला के दस्तावेजीकरण तथा बहाली में आने वाली कठिनाइयों को दूर करने में सहायता करता है।

कलाकृतियों के अध्ययन के नए तरीके खोजने के प्रयास में, साओ पाउलो विश्वविद्यालय (USP) के भौतिकी संस्थान (IF) ने पोर्टिनारी के कार्यों, जिसमें उनकी रासायनिक संरचना और स्केच शामिल हैं, के विश्लेषण के लिए एक नई कार्यप्रणाली लागू की। इस शोध के परिणाम एक लेख में प्रस्तुत किए गए हैं, जो IF की छात्रा इटियारा मायरा डी अल्बुकेरके के काम का हिस्सा है। यह शोध पोर्टिनारी की भित्ति चित्रों के गणितीय विश्लेषण और कम्प्यूटेशनल व्यवस्थितीकरण पर केंद्रित था, जिसका उद्देश्य विरासत विज्ञान और कम्प्यूटेशनल उपकरणों के तरीकों को मिलाकर कलाकृतियों के अध्ययन के नए तरीके विकसित करना था।

इस नई पद्धति का उपयोग 'सैन जॉर्ज और ड्रैगन' (1943) नामक भित्ति चित्र के विश्लेषण के लिए किया गया, जिसे कलाकार के घर, ब्रोडकोव्स्की (साओ पाउलो राज्य) की दीवारों पर बनाया गया था। 1970 से यह स्थान पोर्टिनारी हाउस म्यूजियम के रूप में कार्य कर रहा है, जो मार्सिया रिज़ुटो द्वारा पर्यवेक्षित पुरालेखमिति और सांस्कृतिक विरासत के लिए अनुप्रयुक्त विज्ञान प्रयोगशाला (LACAPC) का भागीदार है। मार्सिया भी डॉक्टरेट कार्यक्रम में वैज्ञानिक सलाहकार के रूप में अनुसंधान प्रक्रिया और लेख की तैयारी में शामिल थीं।

शोध में उपयोग की जाने वाली विधि विभिन्न तकनीकों का संयोजन है, जिनका उपयोग विरासत विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों और LACAPC समूह द्वारा पहले से किया जा रहा है। भित्ति चित्र और कलाकार द्वारा उपयोग किए गए पेंट ट्यूबों के विश्लेषण से प्राप्त डेटा अतिरिक्त स्पेक्ट्रोस्कोपिक विधियों का उपयोग करके प्राप्त किया गया था: एक्स-रे प्रतिदीप्ति (नमूने में रासायनिक तत्वों को निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है) और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी (लेजर की मदद से रासायनिक यौगिकों की पहचान करता है)। उपयोग किया गया सभी उपकरण पोर्टेबल था और विश्लेषण के लिए संग्रहालय में लाया गया था।

छात्रा इटियारा अल्बुकेरके ने Jornal da USP को दिए एक साक्षात्कार में समझाया कि कृति में पाए गए तत्वों और रासायनिक यौगिकों के बारे में एकत्रित जानकारी कलाकार द्वारा उपयोग किए गए रंग पैलेट को निर्धारित करने की अनुमति देती है।

एक्स-रे प्रतिदीप्ति के मामले में, किरणें नमूने पर पड़ती हैं, परमाणु के इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करती हैं। विभिन्न प्रकार के उत्तेजना विशिष्ट तत्व के वर्णक्रमीय विकिरण की पहचान करने और इस प्रकार उसे निर्धारित करने की अनुमति देते हैं। रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करते समय, वस्तु को लेजर के संपर्क में लाया जाता है, जो अणु के कंपन मोड को उत्तेजित करता है। चूंकि प्रत्येक अणु की अपनी विशिष्ट कंपन होती है, इसलिए यह स्थापित किया जा सकता है कि कौन सा यौगिक मौजूद है।

प्रोफेसर मार्सिया रिज़ुटो ने समझाया कि एक्स-रे प्रतिदीप्ति का उपयोग करके कैल्शियम को मापने पर, यह कैल्शियम सल्फेट या कैल्शियम कार्बोनेट हो सकता है, और इस अंतर को केवल इस तकनीक से अलग करना मुश्किल है। हालांकि सल्फर को मापा जा सकता है, इसका मतलब यह गारंटी नहीं देता है कि यह कैल्शियम सल्फेट है। हालांकि, रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके मापने पर, कैल्शियम सल्फेट की वर्णक्रमीय पट्टी कैल्शियम कार्बोनेट की पट्टी से भिन्न होती है, जिससे यौगिक की सटीक पहचान संभव हो पाती है।

पेंट ट्यूबों और भित्ति चित्र में सेरुलियन और कोबाल्ट जैसे नीले पिगमेंट पाए गए, जो कलाकार के कार्यों में अक्सर पाए जाते हैं और उन्हें 'पोर्टिनारी ब्लू' के रूप में जाना जाता है। यह विशिष्ट रंग प्रसिद्ध 'रिटिरान्तेस' (जाने वाले) श्रृंखला में मौजूद है, साथ ही साओ पाउलो राज्य में बटाताईस के मातृ चर्च में स्थित पोर्टिनारी के 'विया सैकरा' संग्रह के भित्ति चित्रों में भी मौजूद है। पिगमेंट के अलावा, 'सैन जॉर्ज और ड्रैगन' भित्ति चित्र में कैडमियम लाल भी पाया गया, जो कलाकार के अन्य कार्यों की एक विशिष्ट विशेषता है।

शोध का कम्प्यूटेशनल भाग मार्सिया रिज़ुटो और उनके सहयोगियों द्वारा पहले एकत्र किए गए डेटा के व्यवस्थितीकरण और USP के गणित और सांख्यिकी संस्थान (IME) के शिक्षक निनि हिराता की भागीदारी के साथ भित्ति चित्र से ली गई छवियों के विश्लेषण को शामिल करता है। दो प्रकार की तस्वीरों का विश्लेषण किया गया: सामान्य कैमरे से ली गई दृश्य छवि, और इन्फ्रारेड कैमरे से प्राप्त अवरक्त परावर्तित छवि। यह तकनीक मूल स्केच और चित्रों को कैप्चर करने की अनुमति देने के लिए पेंट की परतों के माध्यम से प्रवेश करने के लिए अवरक्त विकिरण का उपयोग करती है।

प्रक्रिया के लिए दो कंप्यूटर विजन एल्गोरिदम का उपयोग किया गया: SIFT और SSIM, जो कलाकार की रचनात्मक प्रक्रिया को समझने और प्रारंभिक स्केचों की अंतिम परिणाम से तुलना करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। SIFT, जिसका अर्थ है स्केल-इनवेरिएंट फीचर ट्रांसफॉर्म, दृश्य और परावर्तित छवियों को संरेखित करने के लिए उपयोग किया जाता है, जिससे छवि के प्रमुख बिंदुओं को संरेखित किया जा सके - वे तत्व जो प्रकाश व्यवस्था, घुमाव या आकार में परिवर्तन पर नहीं बदलते हैं। छात्रा ने उल्लेख किया कि शुरू में इस एल्गोरिथम को छवियों के बीच संरचनात्मक अंतर का पता लगाने के लिए चुना गया था।

छवियों को संरेखित करने के बाद स्ट्रक्चरल सिमिलैरिटी इंडेक्स (SSIM) एल्गोरिथम लागू किया गया। यह -1 से 1 के पैमाने पर छवियों के बीच संरचनात्मक अंतर की गणना करता है, जहां -1 कम समानता (अंतिम चित्र और स्केच के बीच अंतर) और 1 समान क्षेत्र दर्शाता है। इटियारा अल्बुकेरके ने समझाया कि SSIM केवल दृश्य धारणा पर निर्भर रहने के बजाय इन दोनों छवियों के बीच अंतर की गणना करने में मदद करता है, जिन्हें पहले से ही दूसरे कंप्यूटर विजन एल्गोरिथम द्वारा संरेखित किया गया है।

शोधकर्ता ने विस्तार से बताया कि दोनों छवियों पर स्पष्ट सीमाओं वाले क्षेत्र संरेखण की गुणवत्ता का आकलन करने में सहायक थे। यदि संरचनात्मक समानता की गणना के परिणामस्वरूप ये सीमा क्षेत्र दोनों छवियों पर मौजूद हैं, तो यह उच्च समानता का संकेत देता है, जिससे वह इन क्षेत्रों पर भरोसा कर सकती है जिन्हें निम्न के रूप में पहचाना गया है। इसके बाद अंतरों के कारणों की जांच और पूर्ण समझ के लिए दृश्य विश्लेषण किया गया।

भित्ति चित्र के विश्लेषण से सैन जॉर्ज के घोड़े के कुछ पैरों और ड्रैगन की जीभ के बीच कम समानता वाले क्षेत्र सामने आए। छात्रा ने जोर देकर कहा, 'हम दृश्य छवि पर जीभ देखते हैं, लेकिन हमें इसे अवरक्त छवि पर दिखाई नहीं देता है; वहां मौजूद सामग्री के लिए पारदर्शी होने के कारण, हम इस जीभ की स्पष्ट सीमाओं को लगभग नहीं देख सकते हैं। इस प्रकार, हमारे पास रचनात्मक प्रक्रिया और पिगमेंट के संकेत हैं।'

अवरक्त विकिरण से संबंधित तकनीकों का उपयोग भित्ति चित्र के पिगमेंट का अध्ययन करने के लिए भी किया गया, उदाहरण के लिए, 'नकली रंग' छवि का विश्लेषण - एक ऐसी छवि जिसके रंग RGB चैनलों (लाल, हरा और नीला) को बदलने से बदलते हैं, जो स्केच का बेहतर विश्लेषण करने की अनुमति देता है। भित्ति चित्र की छवियों के मामले में, लाल चैनल को अवरक्त छवि से प्राप्त जानकारी से बदल दिया गया था।

पिगमेंट के विश्लेषण और विभेदन की विधि अवरक्त विकिरण के साथ परस्पर क्रिया के आधार पर पेंट के विभिन्न प्रकारों को निर्धारित करने की अनुमति देती है, क्योंकि विकिरण पिगमेंट के साथ अलग तरह से परस्पर क्रिया करता है। शोधकर्ता ने समझाया: 'अल्ट्रामरीन नीला अवरक्त संरचना में लाल दिखाई देगा, जबकि कोबाल्ट नीला अधिक गुलाबी, बैंगनी दिखाई देगा।'

यह कार्य तथाकथित विरासत विज्ञान के क्षेत्र से संबंधित है, जिसका तात्पर्य सांस्कृतिक विरासत के संरक्षण और अध्ययन के लिए विभिन्न ज्ञान क्षेत्रों के बीच संवाद है। प्रोफेसर ने टिप्पणी की: 'हमारा विश्लेषण केवल रासायनिक तत्वों और यौगिकों की पहचान नहीं है, यह विषय पर विचार करना है, चाहे वह इसका उत्पादन [कलात्मक] हो या सामग्री कैसे व्यवहार करती है और यह कैसे क्षय हो सकती है।'

छात्रा ने जोड़ा कि एक सलाहकार ऐसे चित्र का सामना कर सकता है जिसे बहाल करने या संरक्षित करने की आवश्यकता है, और उन सवालों का जवाब दे सकता है जो यह समझकर दिए जा सकते हैं कि इस सांस्कृतिक विरासत वस्तु में कौन सी सामग्रियां और रासायनिक यौगिक मौजूद हैं।

मार्सिया रिज़ुटो ने निष्कर्ष निकाला कि विरासत विज्ञान में लागू विश्लेषणात्मक तकनीकों के योग के कारण, वे विषय के बारे में बहुत व्यापक दृष्टिकोण प्राप्त करते हैं - कलाकार की रचनात्मक प्रक्रिया, जिसमें छिपा हुआ चित्र शामिल है, से लेकर रचना बनाने के लिए उपयोग की गई सामग्रियों तक।