Специалисты из США и Тайланда разработали метод достоверного воспроизведения мировых шедевров искусства живописи с использованием 3D-печати и искусственного интеллекта. Благодаря этой комбинации получается воспроизводить цветовую палитру изображения, максимально приближенную к оригиналу. Метод основан на печати множества слоев разными по цвету чернилами, благодаря чему удается получить максимально близкий к оригиналу цвет для каждого фрагмента картины. Технологию собираются представить на конференции SIGGRAPH Asia 2018.

В мировой практике часто применяется копирование шедевров мирового искусства. Делается это не ради каких-то махинаций, а для того, чтобы с работами могли познакомиться большее число людей. Кроме того, таким образом владельцы произведений искусства могут защитить оригиналы от разрушения.

Обычно репродукции создаются с помощью высокоточных сканеров и принтеров. Однако возможности этой техники весьма ограничены и не позволяют передать всю красоту оригинала в мельчайших деталях. Объясняется это несколькими недостатками. Например, один из них заключается в том, что обычно применяемые принтеры используют для передачи цвета оригинала комбинацию из четырех цветов, из-за чего точность цветопередачи снижается. Кроме того, как правило, принтеры создают колориметрическое, а не спектральное воспроизведение цвета оригинала, из-за чего напечатанная картина близка к оригинальной лишь при определенном эталонном освещении.

Получить более точную копию позволяет разработка исследователей из Массачусетского технологического института — система RePaint, в которой искусственный интеллект управляет 3D-принтером и позволяет передавать исходные цвета вне зависимости от освещения.

Создание репродукции с помощью этого метода происходит в несколько этапов. Сначала проводится качественное сканирование оригинала. После этого система проводит расчет параметров 3D-печати. Последним этапом является, собственно, сама печать копии на 3D-принтере. Для получения максимально достоверной передачи цвета в репродукции, инженеры используют специальный метод съемки. Помещенный на подложку оригинал картины снимает мультиспектральная камера. При сканировании жидкокристаллический фильтр перед камерой меняет свою десятинанометровую полосу пропускания начиная от 420 нанометров и заканчивая 720 нанометрами. В это же время камера делает монохромные снимки, после чего объединяет их в единое изображение, в котором каждому пикселю соответствует 31 спектральное значение.

Для воссоздания копии применяется 3D-принтер, способный печать множеством различных полупрозрачных чернил, накладываемых друг на друга слой за слоем. Для плавного перехода между цветами используется классический метод создания полутонового изображения. Весь процесс контролируется двумя нейросетями, одна из которых предсказывает спектр массива слоев из разных материалов. Эту нейросеть инженеры обучили на основе напечатанной пластины с множеством квадратов размером в миллиметр, состоящих из разных комбинаций слоев.

С помощью первой нейросети обучили вторую. Она используется для обратной задачи — предсказывает оптимальное расположение слоев из разных материалов для предоставленного ей изображения.

К сожалению, на данный момент технология имеет ограничение. Система способна выдавать репродукцию размером не больше открытки. Однако если технологию можно будет масштабировать, то у музеев появится еще одна возможность сохранить бесценные оригиналы, показывая посетителям точнейшие копии.