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Scanner spettrofotometrico per la digitalizzazione di quadri e altre opere d’arte di superficie piana Gianni Antonioli, Fernando Fermi, Claudio Oleari, Remo Reverberi UNIVERSITÀ DI PARMA, DIPARTIMENTO DI FISICA INFM-UNITÀ DI RICERCA DI PARMA Parco Area delle Scienze, 7A – 43100 Parma, www.fis.unipr.it/~fermi cognome@fis.unipr.it 1. Introduzione Gli scanner sono strumenti destinati alla cattura di immagini digitali di soggetti in bianco e nero o a colori, di superficie piana o tridimensionali, di caratteristiche assai diverse. Lo scanner di cui parleremo è concepito per lavorare con soggetti colorati di superficie piana, ma può operare anche in caso di superficie curva se questa si riconduce ad un insieme di immagini parziali di superficie piana. La ripresa di immagini mediante la cattura e la successiva composizione di immagini parziali, è una procedura che si presenta ogni volta che si desidera catturare un’immagine con alta risoluzione spaziale. Il problema non sembra costituire un grave ostacolo. Esistono programmi di mosaicatura in grado di ricostruire in modo soddisfacente tanto le immagini piane quanto le immagini curve. Tuttavia, i programmi funzionano bene solo se le immagini parziali sono riprese con adeguata qualità tecnica. L’esperienza ci ha insegnato che la ricostruzione del mosaico non dà risultati soddisfacenti se le immagini parziali hanno diversa luminosità specialmente nei contorni delle immagini da sovrapporre. Questo implica una corretta misura del fattore di riflessione spettrale, la mancanza di distorsioni spaziali e la stabilità della risposta dello scanner nel tempo. La cura dei dettagli tecnici dello scanner è quindi di fondamentale importanza per ottenere buoni risultati. Di primaria importanza sono il preciso allineamento ottico e meccanico dei componenti dello scanner e la sua taratura spettrale. Per esempio, nel caso della misurazione spettrofotometrica del colore, uno spostamento rigido di 1 nm sulla scala delle lunghezze d’onda comporta una differenza di colore superiore ad un’unità colorimetrica nello spazio CIELAB [1]. Il funzionamento dello scanner ottico spettrofotometrico da noi costruito, è stato descritto in precedenti articoli [2, 3]. L’ultimo di questi [4] appare in altra parte di questo volume. In questo articolo non ci addentreremo nuovamente nella descrizione dei principi di funzionamento dello scanner se non per quanto lo riterremo necessario ai fini della comprensione di ciò che andremo a discutere. Metteremo invece l’accento sugli aspetti tecnici che determinano la qualità delle immagini catturate. 169
2. Generalità Richiamiamo brevemente i principi di funzionamento dello scanner. La catena delle parti di cui è composto un sistema di cattura delle immagini, in particolare uno scanner, è la seguente: 1. Sistema di illuminazione; 2. Scena da riprendere; 3. Obiettivo fotografico; 4. spettrometro; 5. camera digitale; 6. sistema elettronico di elaborazione dei segnali forniti dalla camera digitale, comprendente una scheda di acquisizione, un computer, un programma di acquisizione e un monitor. In Fig. 1 mostriamo la vista schematica delle parti ottiche più significative dello scanner e cioè l’obiettivo, lo spettrometro e il sensore della camera digitale. Questi tre componenti sono accoppiati rigidamente. 170 Fig. 1 – Schema della catena ottica dello scanner per la ripresa di immagini spettrali L’obiettivo del sistema focalizza un’area della scena sul piano della fenditura d’ingresso dello spettrometro, ma solo la luce riflessa dalla striscia coniugata con i punti della fenditura d’ingresso entrerà nello spettrometro. Fig. 2 – Posizione dell’immagine della fenditura d’ingresso sul sensore dovuta alla lunghezza d’onda della luce (asse spaziale). La colonne corrispondono agli spettri della luce riflessa dai pixel della striscia della scena.
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SOCIETÀ ITALIANA DI OTTICA E FOTON
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Proposta di una stazione a camera d
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costruttive. In ambito applicativo
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Scanner ottico iperspettrale per la
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con maniglie e ruote per semplifica
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Infine in Fig. 9 sono riportati i r
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E’ chiaro tuttavia che uno strume
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Per quanto riguarda la precisione d
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Colorimetria multispettrale per la
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