Инженеры из Тайланда и США научились печатать на 3D-принтере репродукции картин с высокой точностью воспроизведения оригинала. Метод основывается на печати множества слоёв с разными цветными чернилами. Благодаря этой технологии, можно добиться максимально близкого к оригиналу цвета каждого фрагмента картины.

Репродукции картин обычно создают с использованием высокоточных сканеров и принтеров. Однако такая техника не позволяет делать репродукцию полностью идентичной оригиналу. Обычно обычно распространенные принтеры печатают всего четырьмя цветами (CMYK), из-за чего точность цветопередачи снижается. Также принтеры создают колориметрическое, а не спектральное воспроизведение цвета оригинала, из-за чего напечатанная картина близка к оригинальной лишь при определенном эталонном освещении.

Новый способ создания репродукции разделён на несколько этапов. Для начала нужно создать качественный скан оригинала, после чего происходит расчёт параметров трёхмерной печати, а затем начинается сама печать. Для получения достоверной информации о цветах на исходнике специалисты создали специальную сканирующую камеру. Она состоит из подложки для картины, расположенной над ней мультиспектральной камеры и расположенных по бокам светодиодных подсвечивающих панелей. Во время сканирования 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 и в итоге объединяет их в единый снимок, в котором каждому пикселю соответствует 31 спектральное значение.

Распечатанные образцы цвета для калибровки и схема установки для сканирования Liand Shi et al. / SIGGRAPH Asia 2018

Чтобы воспроизвести отсканированное изображение, инженеры использовали 3D-принтер, который печатает множеством различных чернил. Цвет задаётся комбинацией тонких напечатанных слоёв, которые выполнены разноцветными материалами, а для плавного изменения цвета используется классический метод создания полутонового изображения.

Специалисты разработали две нейросети, одна из которых предсказывает спектр массива слоев из разных материалов. Инженеры обучили её на напечатанной пластине с множеством квадратов размером в миллиметр, состоящим из разных комбинаций слоев. После обучения первой сети её использовали для обучения второй нейросети, которая выполняет обратную задачу – предсказывает оптимальное расположение слоев из разных материалов для предоставленного ей изображения.

Сравнение CMYK-печати, оригинальной картины и предложенного метода при разном освещении Liand Shi et al. / SIGGRAPH Asia 2018

Когда слои созданы, начинается печать. Для этого использовался созданный в 2015 году в Массачусетском технологическом институте 3D-принтер MultiFab, который способен печатать одновременно пятью материалами. Для него было создано 9 цветных и два вида белых чернил. Печать таким методом охватывает 79 процентов цветового пространства sRGB. Эксперимент показал, что такой метод позволяет добиться гораздо более качественной передачи цвета, чем печать с помощью CMYK-принтера.

Нашли ошибку в тексте?
Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter