Diapositiva 1

1
The role of Science and Technology for
Preservation of World Cultural Heritage
Maurizio Seracini
CISA3
Center of Interdisciplinary Science for Art
Architecture and Archaeology
at CALIT2
Robert S.Craine Sasafras Springs Nature
Preserve Athens Texas
April 6 2009
2
CISA3Center of Interdisciplinary Science for
Art Architecture and ArchaeologyEngineering
for Conservation of Cultural Heritage
Prof. Maurizio Seracini Director

• Created in February 2007 projects
  underway
• Search for Leonardo da Vincis Battle of
  Anghiari
• Laser scanning in Palazzo Vecchio (above right)
• HIPerSpace reconstruction at Calit2 (right)
• Diagnostic survey of the Palazzo Medici
• Started scanning in early May 2008
• 3-year project with Province of Florence
• Digital Clinical Chart Project
• Ongoing at SD Museum of Art
• Digital Archaeology Atlas of the Holy Land

Prof. Falko Kuester
Prof. Tom Levy
3
Radiography
Leonardo da Vinci Annunciazione Galleria degli
Uffizi 1989
Raffaello La Madonna della seggiola Opificio
delle Pietre Dure Florence 1984
4
Diagnostic Survey on Leonardos Annunciation
December 2006
March 1989
5
Ultraviolet Color Fluorescence
Raphael The Pregnant Lady detail
6
Ultraviolet Fluorescence
Raphael La Gravida Galleria Palatina Florence
7
Objective Evaluation of the Results of a
Restoration
BOTTICELLI Primavera
8
(No Transcript)
9
Ultraviolet Fluorescence
Before Restoration
After Restoration
10
Leonardo Da Vinci Last Supper after Restoration
11
Leonardo da Vinci Last Supper -
Photomacrography before restauration
12
Leonardo Last Supper Detail
Pseudo Color Infrared Image
13
IR Vidicon 2.2. µm Reflectography

• Introduced by Dr. J.R.J.van Aperen de Boer in
  the early 70 the Lead Sulfide IR Vidicon tube
  camera has a IR spectral response up to 2.2. µm

Infrared Reflectogram
14
X-Ray Radiography
Raphael Lady with the Unicorn Galleria
Borghese Rome
Raphael Lady with the Unicorn Detail Galleria
Borghese Rome
15
Raphael Lady with the Unicorn detail Galleria
Borghese Rome
X-Ray Radiography
CISA3 Confidential please do not print
publish or distribute
16
Leonardo Da Vinci Mona Lisa (detail)
Ultraviolet Fluorescence
17
Leonardo Mona Lisa Infrared Reflectogram
18
Leonardo Da Vinci Mona Lisa
Infrared Reflectogram
19
Leonardo Da Vinci Annunciation - Uffizi Gallery
Florence
20
Pseudo color Infrared Image
21
Pseudo color Infrared image
IR Reflectogram
Leonardo Da Vinci Annunciation detail of the
Madonnas robe
22
Da VincisFingerprints
X-Ray Radiography - Details
Leonardo Da Vinci Baptism of Christ
Leonardo Da Vinci The Annunciation
23
(No Transcript)
24
Raphael Lady with the Unicorn Detail
Raphael Lady with the Unicorn Detail
UV Fluorescence
Raphael Lady with the Unicorn Detail
Radiography
25
MULTISPECTRAL DIAGNOSTIC IMAGING
Visible light
UV Fluorescence
IR Reflectogram
Pseudo Color IR
26
Recto
Leonardo Da Vinci Adoration of the Magi -
Uffizi Gallery Florence
Recto misure
243 cm
246 cm
27
Luce strutturata foto lavoro
3D MODELLING WITH STRUCTURED LIGHT
Instrument used OPTO 3D-Ranger (OPTONET)
Recto 23 x 18 414 acquisitionsVerso 23 x 18
414 acquisitionsBordi (23 x 4) (18 x 4)
164 acquisitions
23
Total 992
acquisitions
18
28
3D MODELLING WITH STRUCTURED LIGHT OPTICAL SCANNER
Back of the panel
Mesh-mappa cromatica
A
B
3D view of enlarged point displacements
A
B
D
C
D
C
29
Riflettografia
Mosaic of 2400 IR Reflectograms
Infrared Reflectography Investigation of
Leonardo Adoration of Magi Uffizi Gallery
Storage Room
30
Thermo Imaging in Architecture
Image acquisition and thermal analysis
31
The role of Science and Technology for
Preservation of World Cultural Heritage
Beyond the Visible in ARCHITECTURE
CISA3
Center of Interdisciplinary Science for Art
Architecture and Archaeology
at CALIT2
32
TERMOGRAFIA
FLIR Systems ThermaCAM SC3000
FLIR TERMACAM SC3000 DATI TECNICI Caratteristic
he delle immagini Campo visivo/minima distanza
focale 20 x 15/0.4 m Frequenza delle immagini
50 Hz/60 Hz non interlacciato (standard) Risoluzio
ne spaziale (IFOV) 1.1 mrad Sensibilità termica
20 mK _at_ 30C Zoom elettronico 1-4 volte
continuo   Rilevatore Tipo GaAs Quantum Well
Infrared Photodetector (QWIP) 320 x 240
pixels Banda spettrale fra 8 e 9
micron Raffreddamento del rilevatore
Stirling   Presentazione delle immagini Video
Output RS170 EIA/NTSC o CCIR/PAL composito e
S-video Video Output digitale 14-bit
33
Termogramma
Palazzo Della Ragione Piazza della Signoria
34
Timpano
Termogramma
35
BERNARDO BELLOTTO Piazza della Signoria
(Budapest Museo di Belle Arti)
36
Termogramma
37
Immagine termografica
Dettaglio di muratura sotto il pannello destro
della parete est del Salone dei Cinquecento
38
Tamponamenti di aperture preesistenti
Sottotracce
Immagine termografica
Cortile della Dogana Parete Est
Termogramma
39
Cortile della Dogana Parete Est
40
Palazzo Vecchio -Cortile di Michelozzo veduta
da piano terra verso nord
41
Localizzazione delle finestre dellimpianto
arnolfiano (1299)
Parete sud del cortile di Michelozzo -
Termogramma
42
Parete sud del cortile di Michelozzo - Immagine
al visibile
Parete sud del cortile di Michelozzo - Immagine
termografica
43
Ricerca della scala del Cronaca (1507)
Veduta della nicchia sulla parete est del cortile
di Michelozzo e dellingresso al cortile della
Dogana
44
Immagine termografica del lato destro della
parete Est del Cortile di Michelozzo
Nicchia nella parete est del cortile di Michelozzo
45
Immagine termografica della muratura della nicchia
Nicchia sulla parete est del cortile di Michelozzo
46
Stanza del Gonfalone
Scala del Cronaca
Sala proiezioni
47
Scale del Vasari
Scale del Cronaca
Salone dei 500
Salone dei 500
Salone dei 500
Planimetria dello stato attuale
Planimetria dello stato attuale con la
sovrapposizione della scala del Cronaca
48
Posizionamento della scala del Cronaca
Particolare del modello 3D dello stato attuale
con la sovrapposizione della scala del Cronaca
(in rosso)
Particolare del modello 3D dello stato attuale
49
Palazzo VecchioSala dei GigliParete Est
Affreschi del Ghirlandaio
Canne fumarie
Immagine termografica
50
Palazzo VecchioSala dei GigliParete Sud
Termogramma
Canna fumaria
Portale
51
Palazzo VecchioSala delle Udienze Parete Est
Affreschi del Salviati
52
Palazzo VecchioSala delle Udienze Parete Est
Affreschi del Salviati
Lesioni passanti
Lesioni non passanti
Capichiave
Tiranti
Termogramma
53
Palazzo VecchioSala delle Udienze Parete Est
Affreschi del Salviati
Immagine termografica
54
Palazzo VecchioSala de DuecentoParete Est
Finestre arnolfiane
Termogramma
55
Palazzo VecchioSala de DuecentoParete Est
Termogramma
56
Veduta del Salone dei Cinquecento verso la parete
nord
57
A destra in rosso possiamo vedere le murature
che sono state sottoposte ad indagine
termografica. Il riquadro in verde invece
indica a quale zona si riferiscono le immagini
sottostanti.
Palazzo Vecchio Primo piano
Salone Estremità sud della parete est
58
Salone dei 500 Controparete ovest
Porzione di arco di una delle quattro finestre
della Sala Grande
Termografia sopra la porta di ingresso al Salone
in cui si distingue una porzione di arco di una
delle finestre della Sala Grande
59
Controparete Ovest del Salone dei 500 verso le
scale di Vasari .
Dettaglio della figura precedente con
levidenziazione della porzione di arco tagliato
dalla scala del Tasso
60
Finestra della parete ovest della Sala Grande
tagliata dalla scala del Tasso (1549-1550) Dal
modello è possibile notare come la rampa della
scala abbia interrotto la continuità della
finestra.
Schema con levidenziazione della Scala del
Tasso rispetto alle finestre della Sala Grande
61
Salone dei 500 Parete Ovest
Posizionamento della finestra facente parte
dellarredo della Sala Grande
62
Salone dei 500 Parete Ovest
63
Parete Ovest Posizionamento delle finestre della
Sala Grande
Parete Ovest Termogramma
64
Sala Grande Parete Ovest
Rendering del posizionamento delle quattro
finestre della parete Ovest della sala Grande
65
Salone dei 500 Parete Ovest Affreschi del
Vasari Presa della Fortezza di Stampace a Pisa
Filari in pietra
Archi di scarico in mattoni
Termogramma
66
(No Transcript)
67
Salone dei 500 Parete Est
Termogramma della Parete Est
68
Interventi del Vasari dal 1563
Immagine termografica della parete Ovest
Immagine termografica della parete Est
69
Interventi del Vasari dal 1563
2 FASE
1 FASE
4 FASE
3 FASE
70
Modello 3D della Sala Grande nel 1507 (in rosso )
e le successive trasformazioni architettoniche
(in blu)
71
Immagine termografica
72
Monumental Buildings
Michelozzo Courtyard East side Palazzo Vecchio
73
Thermogram
Michelozzo Courtyard East side Palazzo Vecchio
74
Monumental Buildings
Thermogram
Della Ragione Palace Piazza della Signoria
Florence
75
Thermogram
76
BERNARDO BELLOTTO Piazza della Signoria
Florence (Budapest Museum of Fine Arts)
77
(No Transcript)
78
Immagine termografica
79
Modern Structures
Thermogram
80
I
Studio del microclima
ndagini termografiche nella Chiesa di S. Antonino
a Ragusa Ibla
La visualizzazione della distribuzione
superficiale della temperatura sulle pareti
interne della chiesa rappresentata con fasce
termiche di diversi colori ci permette di
localizzare delle evidenti disomogeneità tra la
parte bassa e la parte alta delle pareti. Questa
disomogeneità si caratterizza in almeno quattro
fasce termiche con una escursione massima tra
quella a temperatura più bassa e quella più calda
di 2.6 C. La distribuzione e la forma delle
suddette fasce termiche fa desumere che la causa
sia da ricondurre a fenomeni di umidità di
risalita.Dove maggiore è lumidità a carico della
muratura minore è la temperatura superficiale.
.
Planimetria
Immagine termografica in falsi colori
Immagine a luce visibile della zona absidale
81
The role of Science and Technology for
Preservation of World Cultural Heritage
The search for the lost Leonardos mural The
Battle of Anghiari
CISA3
Center of Interdisciplinary Science for Art
Architecture and Archaeology
at CALIT2
82
PalazzoVecchio
Hall of the 500
83
1975-77
Search for theBattle of Anghiari
Final report
84
1975-77 - Progetto di ricerca per la Battaglia
di Anghiari Indagini ad Ultrasuoni
sulle pitture murali del Vasari nel Salone dei
500
85
Hall of the 500 in Palazzo Vecchio Florence
Veduta del Salone dei Cinquecento verso la parete
nord
86
Tavola Doria Anonimo del XVI secolo pittura
ad olio su tavola 86x116cm. Collezione privata
87
Is this a clue

• CERCA TROVA SEEK AND YE SHALL FIND

88
1975-77 - Progetto di ricerca per la Battaglia
di Anghiari
Rimanenze di due pavimentazioni rinvenute sotto
il pavimento della Tribuna
Salone dei 500 Lato Nord - Tribuna
89
Research Project for the Battle of Anghiari
3D Architecture Survey with Laser Scanner
Piazza della Signoria West side of Palazzo
Vecchio
Hall of the 500
90
3D Rendering of the Hall of the 500
Research Project for the Battle of Anghiari
Two billion points collected 5 of rendered
data shown
91
Thermo Imaging of the Hall of the500
Thermogram of the East Wall
Hall of the 500 Palazzo Vecchio East Wall
92
Research Project for the Battle of Anghiari
2 PHASE
1 PHASE
3 PHASE
4 PHASE
93
3D model of the Great Hall in 1507 (in red) and
today (in light blue)
94
Walk through the Sala Grande at the time when
Leonardo began to paint The Battle of Anghiari
95
Radar Scanning
Search for air gaps inside the walls of the Hall
of the 500
2
1
3
4
5
Interferometric Antenna 7-13
GHz
96
Color code of the Radar signal strenght

very weak veak

medium

high
very high
Radar scanning of the Walls of the Hall of the500
RADAR MAPS
Hall of the 500 Palazzo Vecchio East Wall
97
Radar scanning of the Hall of the 500
Brick wall
Possible location of Leonardos Battle of Anghiari
Radar map The red line indicate a strong signal
generated at a depth of 15/18 cm inside the wall
(a possible air gap)
Air gap
Radar Tomography generated at a depth of 15/18 cm
inside the wall
Vasaris Mural
98
NAA
CISA3 Center of
Interdisciplinary Science for Art
Architecture and Archaeology at
CALIT2
FINAL PHASE OF THE RESEARCH
Research and development of
a portable instrument to perform
Neutrons Backscattering Prompt Gamma Neutron
Activation Analysis Short pulses of neutrons
penetrate an object and interact with the
nuclei of the chemical elements in the object.
From the nuclear interactions each chemical
element emits characteristic gamma-rays that
are the fingerprints of each element.
99
Leonardos mural (Hydrogen)
Neutron source
Thermal neutrons detector
Vasari brick Wall
Fast neutrons
Stone wall
Thermal neutrons
100
Neutron techniques SENNA neutron in gamma out
n

101
Hall of the 500 Palazzo Vecchio East Wall
102
Mapping Lead and Cupper (pigments)
Mapping Hydrogen (Linseed Oil Gesso Pitch
Mapping Sulphur (Gesso)
Leonardos Ground Layer
Leonardos Ground Layer
Leonardos Mural
Leonardos Mural
April 2009 DUNBID
June July 2009 SENNA
103
Copy of the Battle of Anghiari Anonymus from
XVI century. Prints and Drawings Department
Uffizi gallery
104
Copy of the Battle of Anghiari Anonymus from
XVI century. Prints and Drawings Department
Uffizi gallery
Infrared Reflectogram
105
Digital Clinical Chart of a Work of Art
XYZ Scanner for multispectral image and
noninvasive chemical analysis An on going project
in association with the San Diego Museum of Art
and the Timken Gallery
106
(No Transcript)
107
Multispectral Diagnostics Imaging
108
(No Transcript)
109
(No Transcript)
110
Virtual Exibition
111
(No Transcript)
112
Digital Archaeology Atlas of the Holy Land
Distance rings from selected Early Bronze I
period sites on the Madaba Plain Jordan
calculated over a digital elevation model
Project query result from the main JADIS-Google
Earth search . The Google Earth mashup is
created by utilizing PHP to build a dynamic
mashup from information stored in the MySQL
database.
113
(No Transcript)
114
GIS Archaeology Data (14C dates) plotted in 3D
StarCAVE environment Research Public Outreach
CISA3 Confidential please do not print
publish or distribute
115
Selected Projects - Architecture

• Palazzo Medici Riccardi Architectural/Art
  Historical analysis (Florence)
• Visualization/3D Modeling/Thermography/Laser
  Scanning

Michelozzo - Palazzo Medici (1444-1460)
116
Palazzo Medici Laser Scanner 3D Model
117
House of Amerigo Vespucci Florence
118
Multispectral satellite and UAV (unmanned
aerial vehicle) search for Archaeological Sites
Sahara Desert USGS/FLAGSTAFF.AZ.JPL Radar Image
showing old river beds through the desert sand
119
Multispectral satellite and UAV (unmanned aerial
vehicle) search for Archaeological Sites
Nasa pseudo color Nir (near Infrared) satellite
image of Arizona fire on June 2003. Unburned
vegetation still rich in Chlorophyll turns red.
120
Multispectral satellite and UAV (unmanned aerial
vehicle) search for Archaeological Sites
Nasa satelllite Image Giza Pyramids
121
CISA3 Center of Interdisciplinary Science for
Art Architecture and Archaeology at CALIT2
NEW PROFESSIONAL FIGURE CONSERVATION
ENGINEER for CULTURAL HERITAGE
122
Salone dei 500 Parete Ovest Affreschi del
Vasari Rotta dei Pisani a Torre San Vincenzo
123
Salone dei 500 Parete Ovest Affreschi del
Vasari Massimiliano toglie lassedio a
Livorno
124
Center of Interdisciplinary Science for Art
Architecture and Archaeology CISA3
University of
California San Diego http//cisa3.calit2.net

Director Maurizio Seracini