Nell’ambito dei Beni Culturali, la misurazione del colore ha, tra gli obiettivi del conservatore/restauratore, la valutazione, nel tempo, della variazione cromatica (grado e natura: ad es. causata da una alterazione chimico-fisica del pigmento/colorante) di un’opera pittorica a seguito di un invecchiamento naturale dovuto a fattori diversi, essenzialmente atmosferici ed ovviamente inevitabili a meno di non attivare particolari sistemi protettivi.
Approfittando delle misure sulle campiture della tela di Genova, effettuate a cadenza mensile, ho potuto condurre un’analisi, anche se in un arco temporale necessariamente limitato, delle
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possibili variazioni delle componenti colorimetriche. Va precisato che non è stato applicato alcun processo manuale di invecchiamento e la tela è sempre stata conservata ben esposta alla luce solare, ma in un ambiente comunque poco aggressivo.
Visivamente, non si sono evidenziate alterazioni significative, e nel complesso la percezione del colore di questi pigmenti si è mantenuta stabile. Le uniche campiture che nel tempo hanno mostrato, ad occhio nudo, qualche alterazione delle componenti colorimetriche sono le stesure realizzate, a diverse concentrazioni, con il pigmento “Ombra Naturale”. A seguire viene mostrato, a titolo di esempio, l’andamento nel tempo dei campioni stesi a diverse concentrazioni per i pigmenti “Terra di Siena Bruciata” (Figura 10.3) ed “Ombra Naturale” (Figura 10.4): gli andamenti descritti riguardano le componenti colorimetriche L*, C* e h (chiarezza, chroma e hue)
Figura 10.3. Andamento “colorimetrico” nel tempo del pigmento “Terra di Siena Bruciata”, nelle tre diverse
concentrazioni di stesura [37,0% (linea arancione), 50,0% (linea centrale), 56,8% (linea inferiore)], descritto secondo le componenti L*, C* ed h.
Figura 10.4. Andamento “colorimetrico” nel tempo del pigmento “Ombra Naturale”, nelle tre diverse
concentrazioni di stesura [44,1% (linea arancione), 53,7% (linea blu superiore), 67,6% (linea blu inferiore)], descritto secondo le componenti L*, C* ed h.
Le misurazioni periodiche dei pigmenti su tela sono state utilizzate anche per confrontare, nel monitoraggio dell’evoluzione cromatica, colorimetria e fotografia digitale dopo caratterizzazione. A
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tal fine sono state utilizzate, a titolo di esempio, le misurazioni sul pigmento “Ossido di ferro giallo”, caratterizzate sia secondo un set di campioni indifferenziati (Figura 10.5) sia secondo la “classe” del ferro (Figura 10.6): in entrambi i casi i risultati sono stati confrontati con i rispettivi dati colorimetrici. La conferma della migliore performance della caratterizzazione per classe è evidente anche in questo tipo di analisi: l’equiparazione con i dati colorimetrici è chiaramente non proponibile nel caso di una caratterizzazione secondo un set di campioni indifferenziati, dove la correzione dei valori fotografici presenta ancora un margine d’errore troppo alto (Figura 10.5); viceversa, la caratterizzazione per singola classe consente di sovrapporre quasi esattamente, nei grafici di Figura 10.6, i dati fotografici a quelli colorimetrici.
Figura 10.5. Andamento nel corso del tempo del pigmento Ossido di Ferro steso su tela: a confronto i dati colorimetrici (in blu) con i corrispettivi digitali corretti con la caratterizzazione per il set misto (in arancione).
Figura 10.6. Andamento nel corso del tempo del pigmento Ossido di Ferro steso su tela: a confronto i dati colorimetrici (in blu) con i corrispettivi digitali corretti con la caratterizzazione per la classe del ferro (in arancione).
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10.5. Considerazioni riassuntive sul significato della caratterizzazione per
“classi”
Riassumendo, le indagini svolte sulla caratterizzazione per singola classe hanno evidenziato come questo approccio abbia essenzialmente raggiunto l’obiettivo prefissato, ossia una correzione dei dati fotografici tale da avvicinarli ai corrispettivi colorimetrici (con valori della differenza colorimetrica ΔE00 pari a poche unità colorimetriche: ΔE00 ≤33.5). Come atteso, a conferma della
efficacia del metodo, la caratterizzazione per singola classe funziona solo se applicata a campioni appartenenti alla stessa classe, come risulta ad esempio dalle Tabelle 10.4 o 10.20: se il metodo è applicato a campioni non appartenenti alla medesima classe i valori fotografici risultano poco, o per nulla, confrontabili coi corrispettivi colorimetrici.
L’approccio proposto per la specifica operazione di correzione colorimetrica per classi si riferisce a una regressione supervisionata che si basa implicitamente su una stima dei modelli statistici delle singoli classi, così come ottenuti dal training set corrispondente.
Poiché il processo di regressione è intimamente collegato al processo di classificazione, i modelli ricavati dalla fase di addestramento si prestano ovviamente bene a ulteriori considerazioni e analisi sui beni artistici. Si riesce così, in modo indiretto a riconoscere la classe di appartenenza di un campione valutando il processo di correzione.
Per esempio, si supponga di avere a disposizione il dato fotografico e la corrispondente misura colorimetrica di un campione di cui sia ignota la classe di appartenenza. Provando ad applicare al campione la correzione per tutte le classi (ad esempio, secondo l’elemento chimico qualificante), ci si aspetta che il migliore risultato sia quello ottenuto applicando il modello della classe di effettiva appartenenza. Ne segue che il valore minimo della differenza tra valore colorimetro e dato fotografico corretto secondo le varie classi permette di identificare la classe di appartenenza del campione. Così, se sui dati fotografici ottenuti da un campione “malachite” [Cu2CO3(OH)2] vengono
applicate sia una caratterizzazione secondo la classe del ferro sia una caratterizzazione secondo la classe del rame, si otterranno due risultati molto diversi. Come visualizzato in Figura 10.7, la correzione secondo la classe del ferro sarà molto distante dal valore del colorimetro, mentre quella ottenuta applicando il modello del rame sarà molto prossima.
(a) (b) (c) (d)
Figura 10.7. Confronto tra le visualizzazioni ottiche del campione malachite in base (a) alle misure digitali
“bilanciate” fotograficamente, (b) alle misure colorimetriche, (c) alle misure digitali caratterizzate secondo la classe del rame, (d) alle misure digitali caratterizzate secondo la classe del ferro
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Figura 10.8. Visualizzazione nello spazio RGB del campione malachite descritto sia dalle misure colorimetriche
che dalle misure digitali caratterizzate sia secondo la classe del rame che del ferro.
Anche la Figura 10.8 evidenzia chiaramente, attraverso una visualizzazione tridimensionale nello spazio RGB, quanto ottenuto. Il colore corretto secondo la classe del rame è molto più vicina al valore del colorimetro, se confrontata con il colore ottenuto applicando il modello della classe del ferro.
I riscontri di questi ultimi studi suggeriscono che l’applicazione della caratterizzazione per singola classe non solo permette di utilizzare i dati digitali per monitorare gli interventi di ripristino di un’opera d’arte con una validità che si avvicina a quella delle misure colorimetriche, ma di poter identificare l’elemento chimico costituente un campione in esame o confermare studi di diagnostica svolti per il riconoscimento dei pigmenti. Infatti, il valore minimo della differenza tra valore colorimetro e dato fotografico corretto secondo le varie classi permette di identificare la classe di appartenenza del campione.
Le visualizzazioni del pigmento malachite secondo il colorimetro e la fotocamera caratterizzata con la classe del Cu risultano talmente vicine che le colorazioni si sovrappongono in un’unica configurazione all’interno dello spazio RGB.