تطبيق مفتوح المصدر لمقارنة الصور الرقمية لمراقبة التشوه الناتج عن الرطوبة في اللوحات القماشية مع تقييم مقياسي

لماذا تتحرك جدران المتحف بهدوء

عندما تتجول في صالة عرض، تبدو اللوحات ساكنة تمامًا. ومع ذلك، كل تغيير في الحرارة والرطوبة يجعل القماش يتنفس—ينتفخ ويضمر، ويتراكم ببطء إجهاد قد يؤدي إلى تشققات أو تمزقات. تستكشف هذه الدراسة طريقة منخفضة التكلفة وغير تلامسية لمراقبة تلك الحركات الدقيقة في الوقت الحقيقي، مما يمنح أمناء التراث أداة جديدة لحماية الأعمال الفنية دون لمسها.

كيف يؤثر الهواء والماء على اللوحات

تمتص وتطلق العديد من المواد في اللوحة—عناصر الإطار الخشبي، القماش، الغراء والطبقات الأولية الطباشيرية—الماء الموجود في الهواء. مع ارتفاع الرطوبة، عادةً ما تنتفخ؛ ومع انخفاضها، تنكمش وقد تصبح هشة. ونظرًا لأن كل طبقة تستجيب بشكل مختلف، يتكون ضغط داخلي غير مرئي ودفع بين الطبقات. على مر السنين، قد يسبب ذلك أشكالًا مألوفة من التلف: انطباق الطلاء، أنماط تشقق دقيقة، أو حتى انقسامات في البنية. ويضيف القماش تعقيدًا آخر: عند رطوبة شديدة الارتفاع، قد ينكمش فعليًا بدلًا من أن يتمدد، لذا فإن التنبؤ بما سيحدث بعيد عن البساطة.

مراقبة جفاف القماش بكسل واحد في كل مرة

لالتقاط هذه الحركات الدقيقة، أنشأ الباحثون لوحات قماشية نموذجية صغيرة شبيهة بالعديد من اللوحات الحقيقية: قماش قطني مشدود على قضبان خشبية ومغطى بطبقة تحضير (جيسو). رشّوا نمطًا ناعمًا مرقطًا أسود وأبيض على السطح، ثم عرّضوا اللوحات لهواء ساخن شديد الرطوبة قبل نقلها إلى غرفة باردة وجافة. باستخدام كاميرا رقمية استهلاكية عادية مثبتة على حامل ثلاثي القوائم، أخذوا سلاسل سريعة من الصور بينما كانت اللوحات تجف.

تحويل الأنماط إلى خريطة تشوه

جوهر الطريقة هو حزمة برمجية مجانية ومفتوحة المصدر تسمى Ncorr، التي تنفذ مقارنة الصور الرقمية. ببساطة، يقسم البرنامج كل صورة إلى العديد من الرقع المربعة الصغيرة ويتتبع كيف يتحرك كل رقعة من صورة إلى أخرى مع تحرك القماش. من هذه التحركات البسيطة يعيد بناء خريطة كاملة للتمدد والانضغاط عبر السطح بأكمله. ضبط الفريق التحليل بعناية وقيموا الضوضاء الحتمية الناجمة عن الكاميرا والمعالجة، ليحددوا مدى صغر الحركة الحقيقية التي يمكنهم التمييز بينها بثقة عن التقلبات العشوائية.

ما كشفته الأقمشة أثناء جفافها

عندما كان القماش مستلقيًا أثناء الجفاف، انكمش بشدة عند الحواف حيث كان مشدودًا بالإطار الخشبي، بينما تصرف المركز بشكل مختلف، مظهرًا أنماطًا من الانكماش والتمدد الطفيف. أكد ذلك أن الإطار يشكل بشدة كيفية حركة النسيج، مركّزًا التمدد قرب حواف التثبيت والانضغاط تجاه الوسط. عندما تم تعليق نفس النوع من القماش بشكل عمودي، ظهر تأثير جديد: وزن الماء الممتص جذب إلى الأسفل، فانبسط الجزء السفلي أكثر بينما أظهر الجزء العلوي تمددًا نسبيًا. بعبارة أخرى، يمكن أن يكون للجاذبية العاملة على الرطوبة الممتصة أهمية مساوية للإطار عند تحديد أماكن تراكم الإجهاد.

قياس حركات دقيقة لكنها مهمة

طرح الباحثون أيضًا سؤالًا عمليًا محوريًا: هل الحركات التي يرونها كبيرة بما يكفي للارتباط بالضرر الحقيقي؟ من خلال تحليل نسبة الإشارة إلى الضوضاء في قياساتهم، أظهروا أن التجهيز يمكنه اكتشاف إجهادات تبلغ نحو أربعة أعشار بالمئة بثبات—وهي قيمة أدنى بكثير من المستويات التي تُعرف عندها الطبقات الهشة مثل الجيسو أو بعض خلطات الطلاء بأنها تبدأ بالتشقّق أو التشوه بشكل دائم. يعني هذا أن الطريقة قادرة على رصد اتجاهات مقلقة قبل ظهور تلف مرئي، بالرغم من أنها تستخدم كاميرا قياسية بدل معدات علمية مكلفة.

ما يعنيه هذا لرعاية الأعمال الفنية

لغير المتخصص، الخلاصة هي أن اللوحات المتحفية ليست أشياء خاملة؛ إنها تعيد تشكيل نفسها بشكل طفيف مع كل فترة رطبة أو جافة. تُظهر هذه الدراسة أنه بمعدات ميسورة وبرمجيات مفتوحة، يمكن لأمناء التراث الآن رسم خرائط هذه التغيرات عبر لوحة كاملة، وتحديد البقع الأكثر عرضة للخطر، واختبار استجابة القطع الفردية لظروف مناخية مقترحة. على المدى الطويل، يمكن لهذا النوع من المراقبة الرقيقة القائمة على الصور أن يساعد المتاحف على تحقيق توازن بين احتياجات الحفظ الصارمة وضوابط بيئية أكثر مرونة واستدامة، مما يحافظ على سلامة الأعمال الفنية مع تقليل التكاليف واستهلاك الطاقة.

الاستشهاد: Liao, YW., Gibson, A. & Grau-Bové, J. Open-source digital image correlation application for monitoring humidity-induced deformation in canvas paintings with metrological evaluation. npj Herit. Sci. 14, 207 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02415-9

الكلمات المفتاحية: اللوحات القماشية, أضرار الرطوبة, مقارنة الصور الرقمية, ترميم الأعمال الفنية, علم التراث