Student erzielt Durchbruch bei Herstellung von Fine-Art-Prints

In seiner Master-Arbeit an der Universität des Saarlandes stellt der Informatik-Student Navid Ansari ein Verfahren vor, mit dem man Kunstwerke mit Hilfe handelsüblicher Inkjet-Drucker wesentlich genauer reproduzieren kann.

Kunstdrucke, Giclée- oder Fine-Art-Prints gehören fest zum Repertoire des Inkjet-Drucks. Gleichzeitig dürfte es sich um einen der schwierigsten Bereiche handeln. Denn fast jeder Druckdienstleister kann seine persönliche Horror-Story rund um die Reproduktion eines Kunstwerkes erzählen.

Was Navid Ansari dazu gebracht hat, sich dieses Thema für seine Master-Arbeit am Max-Planck-Institut für Informatik am Saarland Informatics Campus auszusuchen, ist nicht bekannt. Was man aber sicher weiß: Die Arbeit, die auf der SIGGRAPH Asia 2020 erstmals vorgestellt wurde, könnte den Fine-Art-Druck revolutionieren. Denn Ansar entwickelte einen Algorithmus, der den optischen Fingerabdruck eines Gemäldes analysiert, damit man ihn zur exakten Reproduktion nutzen kann.

Spektrale Reproduktion braucht kein Normlicht

Das Verfahren, mit dem sich der Master-Student der Universität des Saarlandes im Rahmen seiner Arbeit einer Forschungsgruppe beschäftigt hat, heißt „Spektrale Reproduktion“.
„Spektrale Reproduktion ist ein Verfahren, das eine exakte spektrale Kopie einer Vorlage erzeugen kann, die genau dieselben optischen Eigenschaften wie das Original aufweist", erklärt Navid Ansari.

„Im Gegensatz zu einer reinen Farbkopie sieht die spektrale Reproduktion eines Gemäldes auch bei unterschiedlicher Beleuchtung genauso aus wie das Original“, ergänzt der Student. Demnach würde also kein Normlicht oder keine spezielle Museums-Beleuchtung mehr notwendig sein, um Drucke exakt so erscheinen zu lassen, wie Künstler die Originale gemalt haben. Als Ausgangsmaterial für seine Forschungen nutzte der Student deshalb Aquarellgemälde von Azadeh Asadi.

Für das neuartige Druckverfahren werden zunächst repräsentative Punkte der Vorlage ermittelt. Diese sogenannten „Core-Sets“ bilden das gesamte Farbspektrum des zu druckenden Bildes ab. Basierend auf diesen „Core-Sets“ berechnet ein Optimierungsalgorithmus, welche Tinten das beste Druckergebnis erzielen werden. Anders als bei bisherigen Verfahren bezieht sich der Algorithmus aber nicht auf die Reflexionswerte der Farben, sondern auf deren Absorptionswerte. Betrachtet wird also, wie viel Licht eine mit der Farbe bedeckte Oberfläche absorbiert. „Diese Umkehrung löst eines der größten Probleme der spektralen Reproduktion, da die Komplexität der Berechnungen drastisch reduziert wird. Damit ist unser Ansatz der erste, der das Problem mit vertretbarem Rechenaufwand lösen kann, auch für größere Farb-Bibliotheken“, so Navid Ansari. Das englischsprachige Paper „Mixed Integer Ink Selection for Spectral Reproduction” mit den technischen Details kann man als PDF kostenlos herunterladen.

Zwölf Tinten sind nicht genug

Mit Hilfe von Ansaris Berechnungen kann man also bestimmen, mit welchen Tinten sich ein Gemälde am besten mit einem Inkjet-Drucker reproduzieren lässt. Dabei zeigt sich rasch, dass selbst die bis zu zwölf Kartuschen, die manche Spezial-Drucker für Fine-Art-Anwendungen bieten, bei weitem nicht ausreichen. Ansari, der für die Publikation mit Omid Alizadeh-Mousavi von der Schweizer Firma Deepsys SA, Vahid Babaei sowie Professor Hans-Peter Seidel zusammenarbeitete, musste die Anzahl der möglichen Tinten auf 43 erhöhen.

„Herkömmliche Tintenstrahldrucker verwenden vorgefertigte Tintenpatronen, die feste optische Eigenschaften haben. Mit einer derart begrenzten Materialauswahl ist eine optimale spektrale Reproduktion nicht möglich. Deshalb mussten wir die Tintenauswahl erweitern", so Navid Ansari. Zum Druck kamen aber marktübliche Inkjet-Drucker zum Einsatz.

Nicht nur für Kunstdrucke interessant

Dank Ansaris grundlegender Arbeit könnten also künftig bedeutende Kunstwerke so genau reproduziert werden, dass diese für Ausstellungen nicht unbedingt ausgeliehen werden müssten.

Ansaris Arbeitsgruppe „Computation, Appearance and Manufacturing“ unter der Leitung des promovierten Informatikers Vahid Babaei beschäftigt sich allerdings vor allem mit modernen Fertigungsmethoden wie 3D-Druck oder Lasermarkierung.

 „Wir erforschen, welche Möglichkeiten in neuen Geräten stecken und entwickeln die Algorithmen, um sie optimal zu nutzen“, erklärt Vahid Babaei. Aufbauend auf den Ergebnissen des Studenten will man deshalb unter anderem erforschen, wie die Konzepte hinter dem neuartigen Optimierungsalgorithmus noch eingesetzt werden können. Ziel ist es beispielsweise, beim 3D-Druck die Materialauswahl zu verbessern.