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研究人员利用3D打印和深度学习复制画作 人人都能把稀世作品带回家

正规申博开户登入 来源:前瞻网            发布时间:2018-11-29 15:21:38

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(Photo:MIT)

Isabella Stewart Gardner博物馆内悬挂的空画框清晰地提醒人们,这是世界上最大的一起尚未破案的艺术品盗窃案。麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的一个研究小组发明了一种旨在设计画作复制品的新系统,尽管这些原作可能永远无法复原,但他们或许能够提供帮助。

RePaint采用3D打印和深度学习相结合的方法,真实再现了人们喜爱的画作——无论光线条件或位置如何。RePaint可以用来为家庭重做艺术品,保护博物馆里的原件不被磨损,甚至可以帮助公司制作历史作品的印刷品和明信片。

“如果你只是按照一幅画在画廊里的样子复制它的颜色,它在你家里可能会看起来不一样,”Changil Kim说。“我们的系统可以在任何光照条件下工作,这比之前的任何工作都显示出更强的色彩再现能力。”

为了测试RePaint,这个团队复制了一些由一位艺术家创作的油画。研究小组发现,与最先进的物理模型相比,RePaint在为不同的艺术品创建准确的色调方面要精确四倍以上。

此时,复制品只有一张名片那么大,这是由于印刷的时间成本高。未来,该团队希望更先进的商用3D打印机能帮助更有效地制作尺寸更大的画作。

虽然2D打印机最常用来复制画作,但它们只有一组固定的四种墨水(青、洋红色、黄色和黑色)。然而,研究人员发现了一种更好的方法来捕捉更完整的Degas和Dali光谱。他们使用了一种被称为“彩色轮廓”的特殊技术,使用3D打印机和10种不同的透明墨水堆叠成非常薄的一层。他们将这种方法与一种已有几十年历史的半色调技术结合在一起。半色调是由许多彩色小点组成的图像,而不是连续的色调。该团队说,将这些元素结合起来,可以更好地捕捉颜色的细微差别。

随着用色范围的扩大,用什么墨水来作画的问题依然存在。该团队没有使用更费力的物理方法,而是训练了一个深度学习模型来预测不同油墨的最佳组合。一旦系统掌握了这一点,他们可以输入绘画图像,使用该模型来确定在特定区域制作特定绘画应该使用什么颜色。

尽管到目前为止已经取得了一些进展,但该团队表示,在制作出《星夜》(Starry Night)这个令人眼花缭乱的复制品之前,他们还需要做一些改进。例如,机械工程师Mike Foshey说,由于墨水库有限,他们无法完全复制钴蓝等特定颜色。他说,未来他们计划扩展这个墨水库,并创建一个专门用于绘画的油墨选择算法。考虑到表面纹理和反射等方面,他们也希望能够将细节做的更完美,从而达到具体的效果,如光泽和哑光处理。

“近年来,艺术品的价值迅速增长,因此越来越多的艺术品被锁在远离公众视线的仓库里,”Foshey说。“我们正在研发一种技术来扭转这一趋势,并创造出价格低廉、精准、人人都能欣赏的复制品。”

除Kim和Foshey外,参与系统研究的还有:该系统第一作者Liang Shi;麻省理工学院教授Wojciech Matusik;麻省理工学院前博士后Vahid Babaei,现在是Max Planck Institute of Informatics的组长;普林斯顿大学计算机科学教授Szymon Rusinkiewicz;麻省理工前博士后Pitchaya Sitthi-Amorn,现在是泰国曼谷朱拉隆功大学的讲师。

这项工作得到了国家科学基金会的部分支持。

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