перила, лестницы и заборы, на станках и своими руками по эскизам
Главная • Статьи • История художественной ковки как ремесла, особенности горячего и холодного метода обработки металлов
07.09.2018
Содержание
Задача любого интерьера – подчеркнуть индивидуальность владельца жилья. Для этого используют различные дизайнерские приемы, экспериментируют с фактурой и цветом, подбирают мебель и другие элементы декора. Особое место среди способов декорирования занимают изделия, выполненные в технике художественной ковки.
Что такое художественная ковка
Художественная ковка – это особая технология изготовления бытовых и декоративных изделий из металла. С ее помощью украшают входные двери, ворота, мебель, светильники и другие предметы домашнего интерьера. Отличительная черта художественной ковки: наличие декоративных элементов. К ним относят силуэты животных, птиц, растений и сложные узоры. Несмотря на высокую стоимость, уникальные изделия из металла остаются популярными на протяжении нескольких веков.
Для художественной обработки металла используют горячую и холодную ковку. Технология обработки металла не отличается от обычной ковки, но требует более тонкой работы.Вот такие шедевры получаются, если ковкой занимается настоящий мастер
Этапы обработки металла
- Термообработка материалов. Это – предварительный этап работы, во время которого металл разогревают до нужной температуры. Нагревание происходит в горне или индукционной печи. Время нагрева зависит от типа металла. Также к процессу термообработки относят охлаждение, отпуск и закалку металла.
- Ковка. Процесс изготовления деталей. Во время ковки мастер задает материалу нужную форму, используя различные приемы. Процесс термообработки и ковки может многократно повторятся, поскольку заготовка быстро остывает и теряет необходимую для работы температуру.
- Сборка. В процессе сборки детали соединяются друг с другом в единое изделие. Самый простой тип сборки – сварка. В месте сварки детали разогревают и соединяют друг с другом: разогретый металл моментально сцепляется и застывает. Также возможна сборка с использованием клепок и хомутов.
- Декорирование. При простой ковке кузнец завершают работу шлифовкой изделия, придавая его поверхности отражающие свойства и нужную текстуру. При художественной ковке могут использоваться дополнительные приемы: травление и чеканка. Травление – это нанесение на поверхность изделия химических веществ, которые вступают в реакцию с металлом и придают ему оригинальную окраску. Чеканка – нанесение орнамента с помощью.
Приемы горячей обработки металла
Для придания металлическим деталям нужной формы, мастер использует различные варианты обработки:
В художественной ковке также может использоваться пробивка: создание отверстий для формирования узора или соединения деталей. Но благодаря современным технологиям пробивка часто заменяется сверлением.Работа с металлом в кузне сложна и опасна — возможны и травмы, и пожары
Холодная ковка: ограниченность элементов и разнообразие изделий
Метод холодной ковки, по мнению историков, впервые появился в Междуречье и Египте около 6 лет назад. Он не требует больших знаний или особых инструментов. По сути, холодная ковка – это сгибание прутьев. Поэтому она, в основном, используется для создания решеток, оград, заборов, калиток, ворот, лестниц и перил.
Самое сложное в холодной ковке – это соединить прутья при помощи сварочного аппарата. А сама работа по изменению формы железных прутьев может осуществляться как на самодельных устройствах (гнутик, улитка, волна и глобус), так и на профессиональных станках. Один из самых популярных станков для холодной ковки – это Ажур-Мини завода Ажурсталь.
Преимущество холодной ковки в том, что инструменты можно сделать своими руками. Разве что реле придется покупатьС помощью метода холодной ковки детали можно:
К ее преимуществам относятся:
Недостатки метода:
Виды художественной ковки
Ковка бывает двух видов: свободная и в штампах. Штамп – это специальная заготовка, которая задает форму будущему изделию. Стенки штампа не дают разогретой массе металла расползаться и деформироваться. Штамповка – более простой, почти автоматический вид ковки, который часто применяется в массовом производстве. Он позволяет выполнить много изделий одинаковой формы за короткий промежуток времени. Для индивидуальных заказов используют свободную ковку.
При свободной ковке материал обрабатывается двумя способами: вручную и с помощью оборудования. Этот процесс требует профессионализма и высокой степени концентрации. Основные инструменты мастера при ручной ковке: молот и кувалда. Машинная ковка выполняется на ковочной машине, с использованием молота и гидравлического пресса. При нагревании кристаллы разрушаются, структура металла становится мелкозернистой и уплотняется.
Большинство студий, салонов и мастерских производят изделия на заказ. Это позволяет дополнить эскиз нужными элементами и получить диван или лестницу, подходящие именно под ваш интерьер. Да и качество эксклюзивных изделий выше, чем у продающихся в магазинах.Эксклюзивные, сделанные на заказ кованые розы. Товары подобного качества в обычном магазине не купишь
Используемые металлы
Для художественной ковки используют чистые металлы и различные виды сплавов. К ним относятся:
- Бронза. Это – искусственно созданный материал, созданный из сплава меди и олова. Бронза твердая, но податливая при обработке, ее структура позволяет имитировать другие металлы.
- Латунь. Желтый метал, внешним видом напоминает золото. Изготавливается путем соединения меди и цинка. Латунь можно покрывать лаком, окрашивать, придавать любую фактуру.
- Медь. В основном, из этого материала изготавливают кровли и вытяжки. Медь отличает красивый красно-коричневый цвет: с помощью полировки ей можно придавать разные оттенки. Также популярны декоративные изделия из меди: кубки, рамы и украшения.
- Чугун. Получается из сплава железа и углерода. Из него делают массивные изделия: заборы, винтовые лестницы. Чугун – податливый материал, его можно покрыть патиной и получить любой требуемый цвет: от черного до золотистого.
- Сталь. Это – универсальный материал, из которого можно изготовить любое изделие вплоть до швейной иголки. Для получения стали железо соединяют с углеродом – получившийся сплав мягкий и пластичный при нагревании, а при застывании становится прочным.
- Вороненая сталь. Для получения этого материала сталь окунают в масло и обжигают. В процессе остывания формируется защитная пленка, которая предохраняет металл от коррозии. Из вороненой стали можно делать тонкие кружевные изделия: резные ставни и оградки.
- Нержавеющая сталь. Ее создают, соединяя железо с хромом, никелем и титаном. Нержавеющая сталь – прочный материал, которому сложно придать фактуру. Чаще всего ее шлифуют и слегка полируют, чтобы получить матовую поверхность.
- Цинк. При полировке дает большое разнообразие оттенков. Подходит для массивных наружных изделий.
- Титан. Отличается благородным темным оттенком и хорошей отражаемостью. Титановая мебель идеально подходит современному стилю хай-тек.
- Цинкотитан. Материал, требующий терпения: механической обработке подается с трудом, но с помощью химического травления можно получить красивую фактуру.
- Золото. Очень мягкий и податливый материал, славящийся своей высокой стоимостью. Из золота изготавливают миниатюрные изделия, чаще всего – ювелирные украшения. Популярно также золотое напыление: изделие из более дешевого металла сверху покрывают тонкой золотой пленкой.
- Серебро. Металл с самыми высокими отражающими свойствами. В древности из серебра делали зеркала, для современного декора часто заказывают серебряные рамы, подносы, кубки, отделку для мебели.
Независимо от типа выбранного металла, изделие, созданное путем художественной ковки, будет выглядеть красиво и дорого. Металлические детали интерьера подчеркивают статус хозяина жилища и создают неповторимую атмосферу.
Стол, изготовленный из бронзы. Каждая деталь выкована с любовьюВарианты применения
Самое популярное изделие из металла: кованые ворота и ограды. Массивные или узорчатые, из чистого металла или сплава – они смотрятся одинаково изыскано и элегантно. Но кованые изделия – не просто украшение интерьера. Выполненные из металла ставни, перила лестницы декоративные калитки и балконы способны выдерживать высокую нагрузку, резкие перепады температур и воздействие стихий.
К нефункциональным формам интерьерных элементов можно отнести ротонды, оградки для клумб, фигурки растений и животных. Они украсят любой сад и подчеркнут его индивидуальность.
Возможность придать изделию любую форму позволяет создать конструкции любой сложности – благодаря этому художественная ковка остается самым популярным способом украшения дома.Ворота, сделанные в форме дракона, привлекут внимание гостей и вызовут зависть соседей
Интересные факты
Пик развития художественной ковки как отдельного искусства пришелся на 6-8 века н.э. Чтобы стать мастером, будущие кузнецы начинали обучение в раннем детстве. Вначале подмастерье только наблюдал и помогал кузнецу: подавал инструменты, следил за печью, подносил воду и дрова. Постепенно ученика допускали к простой работе: подготовке металла и ковке маленьких несложных элементов. Спустя 5-6 лет обучения молодой кузнец уже мог самостоятельно изготовить различные виды изделий: от дверных ручек до распашных кованых ворот.
Весь процесс ковки производился вручную. Опытный мастер мог определить тип металла, изучив слом изделия и тип выбиваемой искры. Температура тоже определялась по внешнему виду: ориентируясь на цвет раскаленной детали, мастер безошибочно определял, в какой момент она разогревается до требуемой температуры.
Особой популярностью пользовались кованые изделия, выполненные по индивидуальному заказу. В период с 13 по 15 век н. э. богатые вельможи любили украшать свои поместья коваными оградами, воротами, оконными решетками и различными предметами внутреннего интерьера. Многие изделия сохранились до наших времен, и являются культурным достижением нации.
Гефест — древнегреческий бог огня и кузнечного делаФотогалереи
Ворота и калитки
Семейная монограмма на воротах превратит обычный дом в родовое гнездо Ворота, сделанные по эскизу клиента. Просто, но со вкусом Красивые ворота можно сделать и для гаража Красота в каждой детали — именно поэтому художественная ковка так популярна Простые элементы создают прекрасную композицию Жар-птица на воротах — русские сказки в современном миреЗаборы и ограды
Красота в простоте. За таким забором может скрываться и деревенская изба, и трехэтажный коттедж Каменный постамент и забор, будто «вросший» в него, создают единую композицию Розы из железа ничуть не уступают по красоте растущим рядом тюльпанам. Кузнец-профессионал может вдохнуть жизнь в бездушный металл! Вроде ничем не примечательная ограда. Но даже она в чем-то красива Переплетение листьев и цветы-бутоны. Мастер потрудился на славу Тонкие ветви, будто живые, оплетают забор. Композиция кажется хрупкой, но простоит векаЛестницы и перила
Удивительная красота! Правильно подобранные цвета создают впечатление игры света и тени Мало кто разглядит здесь цветок с четырьмя лепестками, но красоту узора оценят все Лестница и люстра созданы одним кузнецом и потому идеально сочетаются между собой Узоры, линии, цветы. Просто, изящно и красиво Очень необычный узор. Причудливые кованые элементы перил Кованая лестница дополняет собой интерьер. И кажется, что она вместе с креслом — единое целое. Здесь работа дизайнера не менее важна, чем качество ковкиВНИМАНИЕ!!! ИНТЕРНЕТ — АКЦИЯ ► | ||
РУЧНАЯ КОВКА МЕТАЛЛА ОТ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КУЗНЕЧНЫХ МАСТЕРОВ! | ||
Главная/ FAQ/ Вызвать мастера/ Цены/ Каталоги
Нужна консультация? Есть вопросы?
Фотокаталог «Кованые ворота»НОВЫЙ КАТАЛОГ!! Фотокаталог «Откатные ворота»Фотокаталог «Рулонные ворота»НОВЫЙ КАТАЛОГ!! Фотокаталог «Секционные гаражные ворота»Фотокаталог «Секционные промышленные ворота»Фотокаталог «Кованые калитки»НОВЫЙ КАТАЛОГ!! Каталог эскизов (NEW!) «Кованые ворота и калитки»Фотокаталог «Кованые козырьки»Фотокаталог «Кованые навесы»НОВЫЙ КАТАЛОГ!! Каталог эскизов (NEW!) «Кованые козырьки и навесы»Фотокаталог «Кованые лестницы»Фотокаталог «Кованые лестничные ограждения»Фотокаталог «Кованые лестничные перила»НОВЫЙ КАТАЛОГ!! Каталог эскизов (NEW!) «Кованые перила лестниц и решетки»Фотокаталог «Кованые решетки на окна»Фотокаталог «Металлические ставни на окна»Фотокаталог «Кованые изделия для дома»НОВЫЙ КАТАЛОГ!! Каталог эскизов (NEW!) «Кованые изделия для интерьера и экстерьера дома»Фотокаталог «Художественные кованные элементы для сада»Фотокаталог «Кованые фонари»Фотокаталог «Кованые фонарные столбы»НОВЫЙ КАТАЛОГ С ЦЕНАМИ! Фотокаталог «Мангалы, жаровни, печи из металла»Фотокаталог «Кованые садовые беседки»Фотокаталог «Кованые садовые мостики»Фотокаталог «Кованые лавочкиФотокаталог «Кованые урны для мусора»Фотокаталог «Кованые парковочные столбики»Фотокаталог «Кованые кровати»Фотокаталог «Кованые банкетки»Фотокаталог «Кованые диваны»Фотокаталог «Кованые этажерки»Фотокаталог «Кованые кресла»Фотокаталог «Кованые обувницы»Фотокаталог «Кованые напольные подставки»Фотокаталог «Кованые настенные подставки»Фотокаталог «Кованые универсальные подставки»Фотокаталог «Кованые полки»Фотокаталог «Кованые пуфики»Фотокаталог «Кованые трюмо»Фотокаталог «Кованые тумбочки»Фотокаталог «Кованые зеркала»Фотокаталог «Кованые подсвечники»Фотокаталог «Кованые столы»Фотокаталог «Кованые стулья»Фотокаталог «Кованые вешалки»Фотокаталог «Кованые мебельные наборы»Фотокаталог «Кованые цветочницыФотокаталог «Кованые заборы и ограды»НОВЫЙ КАТАЛОГ!! Каталог эскизов (NEW!) «Кованые заборы и ограждения»Фотокаталог «Кованые цветочницы»Фотокаталог «Кованые газонные ограждения»Фотокаталог «Кованые ритуальные ограды»Фотокаталог «Сварные ритуальные ограды»НОВЫЙ КАТАЛОГ!! Каталог эскизов (NEW!) «Кованые ритуальные ограды (холодная ковка)»Фотокаталог «Кованые ритуальные цветники»Фотокаталог «Кованые надгробные кресты»НОВЫЙ КАТАЛОГ!! Каталог эскизов (NEW!) «Кованые ритуальные кресты (холодная ковка)»Фотокаталог «Кованые ритуальные лавочки»НОВЫЙ КАТАЛОГ!! Каталог эскизов (NEW!) «Кованые ритуальные скамейки (холодная ковка)»Фотокаталог «Кованые ритуальные столики»НОВЫЙ КАТАЛОГ!! Каталог эскизов (NEW!) «Кованые ритуальные столики (холодная ковка)»Фотокаталог «Кованые люстры»Фотокаталог «Кованые светильники»Фотокаталог «Кованые каминные решетки»Фотокаталог «Кованые каминные наборы»Фотокаталог «Кованые арки и фигурыФотокаталог «Кованые мангалы»
МЫ ПРОФЕССИОНАЛЫ! БЕСПЛАТНЫЙ ЗВОНОК ЗВОНИТЕ! | ||
ФОТОКАТАЛОГ КОВАНЫЕ СВАРНЫЕ ИЗДЕЛИЯ.
Высококвалифицированные мастера нашей компании на выбор клиента могут качественно на самом высоком уровне мастерства выполнить любые виды металлической продукции с применением традиционно русской горячей и холодной декоративной ковкой: шашлычницы оградки крыльцо перголы качели бра вензель канделябр подсвечник торшер трюмо банкетки флюгер подсвешник металлическая мебель металлические кровати дымники флюгарки мебель для сада мебель для дачи вазоны архитектурные формы трельяж металлические шкафы садово парковая мебель шпалеры косоуры и тд . Изготавливаем на заказ изделия с декоративной и художественной ковкой. Работаем с регионами, доставка в города: Брянск, Киселевск, Вологда, Ейск, Чистополь и др. Сложности с выбором? Нужна консультация по »холодной» и »горячей» ковке? ЗВОНИТЕ, ПОМОЖЕМ! | ||
Художественная ручная ковка металла | Декоративная кузнечная ковка металла | Дизайнерская ручная ковка металла | ||
ФОТОКАТАЛОГ КОВАНЫЕ СВАРНЫЕ ИЗДЕЛИЯ | ||
Русская кузница ❖ Профессиональные Русские мастера ❖ Дизайнерская ковка ❖Доставка и установка всей нашей продукции по Москве и Московской области — 7 дней в неделю ❖ © 1995-2023 All Rights Reserved «Кузнечная мастерская * ДКОВКА» • г. Москва |
Арт -подделки и премиум -фотографии High Res Pictures
- Creative
- Редакционная статья
- Видео
Лучший матч
новейшие
Старейшины
Самый популярный
Любое датер. диапазон дат
Без лицензионных отчислений
С защитой прав
RF and RM
цифровой портрет:вид сбоку — художественная подделка стоковые картинки, фотографии и изображения без уплаты роялтиискусственный интеллект — художественная подделка стоковые картинки, фотографии без уплаты роялти и изображенияКузнец-художник, работающий в своей кузнице, создающий ворота-дерево — художественная подделка стоковые картинки, роялти-фри бесплатные фото и изображениятворческая картина потрясающего зеркала, отражающего красивые альпийские горы во время заката. — художественная подделка: стоковые фотографии, фотографии и изображения без уплаты роялти; блошиный рынок; — художественная подделка: стоковые фотографии, фотографии и изображения без уплаты роялти; — художественная подделка стоковые картинки, фотографии и изображения без уплаты роялтиnft — художественная подделка стоковые картинки, фотографии и изображения без уплаты роялти абстрактная турбулентная сфера — художественная подделка стоковые фотографии, фотографии без уплаты роялти и изображениябанановые листья зеленая природа. — художественная подделка стоковые картинки, фотографии и изображения без уплаты роялтиабстрактное мышление цифровая голова концепция иллюстрация — художественная подделка стоковые картинки, фотографии без уплаты роялти и изображения — художественная подделка стоковые картинки, фото и изображения без лицензионных отчисленийцветочное оформление — художественная подделка стоковые картинки, фото и изображения без лицензионных платежейземной шар в космосе с мультяшными травяными континентами и светящейся атмосферой — художественная подделка стоковые картинки, фото и изображения без лицензионных платежейабстрактная композиция дизайна объект — художественная подделка стоковые фотографии, фотографии и изображения без лицензионных платежей. Футуристическая световая искра, светящаяся квадратной формой в красивом закатном небе. — художественная подделка стоковых изображений, фотографий и изображений без лицензионных платежейтворческая картина огромного зеркала, отражающего красивую долину Гранд-Каньон во время заката. — художественная подделка стоковых изображений, фотографий и изображений без лицензионных отчислениймечтательный красочный вид на большой каньон с насыщенными цветами и большим солнцем. — подделка искусства — художественная подделка стоковые картинки, фотографии и изображения без лицензионных отчисленийбумажные бабочки Бесплатные фото и изображенияпортрет красивой женщины с блестками на лице — художественная подделка стоковые фотографии, фото и изображения без лицензионных платежейВид с воздуха, показывающий инсталляцию искусственного леса, созданную группой художников в рамках фестиваля Virada Sustentavel на возвышении.. .abstract цветок фрактальный фиолетово-желтый светящийся на черном фоне — художественная подделка стоковые фотографии, роялти-фри ee photos & imagesцифровое лицо — художественная подделка стоковые иллюстрацииДжоконда (иллюстрация копия) — художественная подделка стоковые иллюстрациикузнец в своей мастерской кует свое новое творение. — художественная подделка стоковые картинки, фотографии и изображения без уплаты роялти абстрактное мышление концепция цифровой головы два поколения иллюстрация — художественная подделка стоковые картинки, фотографии и изображения без уплаты роялти & images Фреска с изображением искусственного архитектурного декора и фигуры женщины из дома Фабия Руфа, Помпеи, Кампания. Римская цивилизация, 1-й… абстрактная композиция объекта дизайна — художественная подделка стоковых изображений, фотографий и изображений без лицензионных платежей, футуристический цифровой рендеринг с сюрреалистическим кибер-пейзажем и большим солнцем. — подделка искусства фото и изображения без уплаты роялтиженщина маникюр — художественная подделка стоковые картинки, фото и изображения без уплаты роялтиai манипуляции с изображениями — художественная подделка стоковые картинки, фотографии без уплаты роялти и изображениячеловеческая голова с искусственным интеллектом — художественная подделка стоковые картинки, фото и изображения без уплаты роялтиискусственный интеллект мозг — художественная подделка стоковые картинки, фотографии и изображения без лицензионных платежей, кузнечный художник, кузнечная студия, лаборатория — художественная подделка — художественная подделка стоковые картинки, фотографии без уплаты роялти и изображениякраска женского лица, акриловая краска — художественная подделка стоковые картинки, фотографии и изображения без уплаты роялти фон. — художественная подделка: стоковые фотографии, фотографии и изображения без лицензионных платежей, красочные градиентные сферы на абстрактном фоне. — художественная подделка стоковые картинки, фотографии и изображения без лицензионных отчисленийкрасный кот — художественная подделка стоковые иллюстрацииманикюр для ногтей — гелевые ногти — художественная подделка бесплатные фото и изображениятеория левого/правого мозга — художественная подделка стоковые иллюстрациигольф-клуб железная голова на розовом фоне — художественная подделка фигурное искусство, сделанное ребенком и поднесенное к летнему небу — художественная подделка стоковые картинки, фотографии и изображения без уплаты роялтиабстрактная композиция объекта дизайна — художественная подделка стоковые картинки, фотографии и изображения без уплаты роялти格綫條構成的大腦 — художественная подделка: стоковые фотографии, фотографии и изображения без уплаты роялти — искусственный интеллект — художественная подделка: стоковые фотографии, фотографии и изображения без уплаты роялти 93Этот ИИ может распознать подделку произведений искусства
Анализ картины Леонардо да Винчи «Спаситель мира» требовал разделения изображения с высоким разрешением всей картины
на набор перекрывающихся квадратных плиток. Но только те плитки, которые содержали достаточную визуальную информацию, такие как
, описанные здесь, были введены в классификатор нейронной сети автора.
Звук, должно быть, был оглушительным — все эти пробки от шампанского вылетали из Christie’s , британского аукционного дома, 15 ноября 2017 года. Портрет Иисуса, известный как Salvator Mundi (с латыни «спаситель мира») была продана на аукционе Christie’s в Нью-Йорке за 450,3 миллиона долларов США, что сделало ее самой дорогой картиной, когда-либо переходившей из рук в руки.
Но даже когда молоток упал, настойчивый хор сомневающихся выразил скептицизм. Это действительно было нарисовано Леонардо да Винчи , выдающийся мастер эпохи Возрождения, как определила группа экспертов шестью годами ранее? Чуть более 50 лет назад мужчина из Луизианы купил картину в Лондоне всего за 45 фунтов стерлингов. И до повторного открытия Спаситель мира , ни одна картина Леонардо не была обнаружена с 1909 года.
Некоторые из сомневающихся экспертов усомнились в происхождении произведения — исторических отчетах о продажах и передачах — и отметили, что сильно поврежденная картина подверглась обширной реставрации. Другие видели скорее руку одного из многочисленных протеже Леонардо, чем работу самого мастера.
Можно ли установить подлинность произведения искусства на фоне противоречивых мнений экспертов и неполных доказательств? Научные измерения могут установить возраст картины и выявить подповерхностные детали, но они не могут напрямую идентифицировать ее создателя. Это требует тонких суждений о стиле и технике, которые, казалось бы, могут дать только искусствоведы. На самом деле эта задача хорошо подходит для компьютерного анализа, особенно с помощью нейронных сетей — компьютерных алгоритмов, которые превосходно изучают закономерности. Сверточные нейронные сети (CNN), предназначенные для анализа изображений, успешно используются в широком спектре приложений, включая распознавание лиц и помощь в управлении беспилотными автомобилями. Почему бы также не использовать их для аутентификации произведений искусства?
Автор применил свою нейронную сеть к этой картине Рембрандта [вверху], ранее приписываемой ему [в центре] и «Спасителю мира» Леонардо [внизу]. Горячие цвета показывают области, которые классификатор определил с высокой вероятностью как нарисованные художником, связанным с произведением. КАРТЫ ВЕРОЯТНОСТИ: СТИВЕН И АНДРЕА ФРАНК
Это то, о чем я спросил свою жену, Андреа М. Франк, профессионального куратора художественных изображений, в 2018 году. Хотя большую часть своей карьеры я проработал юристом по интеллектуальной собственности, мое пристрастие к онлайн-образованию недавно вылилось в получение диплома о высшем образовании. в искусственном интеллекте от Колумбийский университет . Андреа подумывал об уходе на пенсию. Итак, вместе мы приняли этот новый вызов.
Мы начали с , рассматривая препятствия для анализа картин с помощью нейронных сетей, и сразу определили самые большие из них. Во-первых, это огромный размер: изображение картины с высоким разрешением слишком велико для обычной CNN. Но изображениям меньшего размера, подходящего размера для CNN, может не хватать информации для поддержки необходимой дискриминации. Другое препятствие — это цифры. Нейронным сетям требуются тысячи обучающих образцов, намного больше, чем количество картин, которые даже самый плодовитый художник мог бы создать за всю жизнь. Неудивительно, что компьютеры мало способствовали разрешению споров о подлинности картин.
Проблема размера не уникальна для художественных изображений. Оцифрованные биоптаты, которые патологоанатомы исследуют для диагностики рака и других состояний, также содержат огромное количество пикселей. Медицинские исследователи сделали эти изображения доступными для CNN, разбив их на гораздо более мелкие фрагменты — например, на квадратные плитки. Это также может помочь решить проблему с числами: вы можете создать очень много обучающих плиток из одного изображения, особенно если вы позволите им перекрываться по вертикали и горизонтали. Конечно, большая часть информации в каждой плитке будет избыточной, но оказывается, что это менее важно, чем наличие большого количества плиток. Часто при обучении нейронной сети количество — это качество .
Мы подумали, что если бы этот подход мог работать для искусства, следующей проблемой было бы определение того, какие тайлы использовать. Salvator Mundi имеет области, богатые графической информацией, а также фоновые области, которые не представляют большого визуального интереса. Для целей обучения эти области с низкой информативностью, по-видимому, не имеют большого значения — или, что еще хуже, если им не хватает характеристик авторской подписи, потому что Леонардо потратил на них мало времени, или если многие художники склонны изображать простые области фона неразличимыми, обучение, основанное на этих регионы могут ввести CNN в заблуждение. В этом случае пострадает его способность проводить значимые различия.
Нам нужен был какой-то критерий, который помог бы нам идентифицировать визуально выделяющиеся фрагменты, которые компьютер мог бы применять автоматически и последовательно. Я думал, что теория информации может предложить решение или, по крайней мере, указать путь. Глаза Андреа начали стекленеть, когда я начал математику. Но Клод Шеннон , пионер в этой области, был гонщиком на одноколесном велосипеде, создателем огнеметных труб и ракетных фрисби. Насколько плохо это может быть?
Одним из оплотов теории информации является понятие энтропия . Когда большинство людей думают об энтропии, если они вообще об этом думают, они представляют себе вещи, разлетающиеся в беспорядке. Однако Шеннон думал об этом с точки зрения того, насколько эффективно вы можете передавать информацию по проводам. Чем больше избыточности содержится в сообщении, тем легче его сжать и тем меньшая пропускная способность требуется для его отправки. Сообщения, которые могут быть сильно сжаты, имеют низкую энтропию. Сообщения с высокой энтропией, с другой стороны, не могут быть сжаты настолько, потому что они обладают большей уникальностью, большей непредсказуемостью, большим беспорядком.
Клод Шеннон, пионер теории информации, был гонщиком на одноколесном велосипеде, создателем огнеметных труб и летающих тарелок с ракетным двигателем.
Изображения, как и сообщения, несут информацию, и их энтропия аналогичным образом указывает на их уровень сложности. Полностью белое (или полностью черное) изображение имеет нулевую энтропию — совершенно излишне записывать какое-то огромное количество единиц или нулей, когда вы с таким же успехом могли бы просто сказать «все черное» или «все белое». Хотя визуально шахматная доска кажется более загруженной, чем одна диагональная полоса, на самом деле она не намного сложнее в смысле предсказуемости, а это означает, что она имеет лишь немного больше энтропии. Однако натюрморт обладает гораздо большей энтропией, чем любой из них.
Но было бы ошибкой думать, что энтропия указывает на количество информации в изображении — даже очень маленькие изображения могут иметь высокую энтропию. Скорее, энтропия отражает разнообразие графической информации. Мне, как половине команды, у которой нет аллергии на математику, пришло в голову, что мы могли бы исключить плитки с низкой энтропией в наших усилиях по устранению фона и других визуально монотонных областей.
Мы начали наше приключение с портретов голландского мастера Rembrandt (Rembrandt Harmenszoon van Rijn), работа которого была предметом многовековых споров об атрибуции. Для обучения CNN идентификации настоящих Рембрандтов явно потребуется набор данных, который включает некоторые картины Рембрандта и некоторые другие. Но сборка этого набора данных представляла собой загадку.
Если бы мы выбрали 50 портретов Рембрандта и 50 портретов других художников, выбранных случайным образом, мы могли бы обучить систему отличать Рембрандта от, скажем, Пабло Пикассо , но не из учеников и почитателей Рембрандта (тем более фальсификаторов). Но если бы все изображения, не относящиеся к Рембрандту, в нашем обучающем наборе выглядели бы слишком похожими на Рембрандта, CNN бы подогнался. То есть, он не будет обобщать дальше своего обучения. Итак, Андреа приступила к работе по составлению набора данных с не-Рембрандтовскими записями, начиная от тех, которые были очень близки к работам Рембрандта, до тех, которые напоминали о Рембрандте, но легко отличались от настоящих.
Затем нам нужно было сделать несколько дополнительных выборов. Если бы мы собирались разбить картины Рембрандта на плитки и оставить только те, у которых достаточно высокая энтропия, то каким должно быть наше отсечение по энтропии? Я подозревал, что плитка должна иметь по крайней мере столько же энтропии, как и все изображение, чтобы она могла надежно вносить вклад в классификацию. Эта догадка, подтвердившаяся на практике, связывает порог энтропии с характером картины, который, очевидно, будет варьироваться от одной работы к другой. И это высокая планка — обычно менее 15 процентов плиток соответствуют требованиям. Но если это приведет к слишком малому количеству, мы можем увеличить перекрытие между соседними тайлами, чтобы получить достаточное количество тайлов для учебных целей.
Области с низкой вероятностью однозначно не сигнализируют о работе другой руки. Они могут быть результатом смелого, нестандартного эксперимента художника или даже просто неудачного дня.
Результаты этого выбора, основанного на энтропии, интуитивно понятны — действительно, плитки, которые проходят проверку, — это те, которые вы, вероятно, выбрали бы сами. Как правило, они фиксируют черты, на которые полагаются эксперты при оценке авторства картины. В случае Salvator Mundi , выбранные плитки покрывают лицо Иисуса, боковые кудри и благословляющую руку — те самые атрибуты, которые наиболее яростно оспаривались учеными, обсуждающими авторство картины.
Следующим соображением был размер плитки. Обычно используемые CNN, работающие на стандартном оборудовании, могут удобно обрабатывать изображения размером от 100 × 100 пикселей до 600 × 600 пикселей. Мы поняли, что использование маленьких плиток ограничит анализ мелкими деталями, в то время как использование больших плиток может привести к чрезмерной подгонке CNN к обучающим данным. Но только путем обучения и тестирования мы смогли определить оптимальный размер плитки для конкретного художника. Для портретов Рембрандта наша система работала лучше всего, используя плитки размером 450 × 450 пикселей — размер лица объекта — со всеми изображениями, масштабированными до одинакового разрешения.
Мы также обнаружили, что простые конструкции CNN работают лучше, чем более сложные (и более распространенные). Поэтому мы остановились на использовании CNN всего с пятью слоями. Хорошо подобранный набор данных Андреа состоял из 76 изображений картин Рембрандта и других художников, которые мы перетасовали четырьмя различными способами в отдельные наборы из 51 обучающего и 25 тестовых изображений. Это позволило нам «перекрестно проверить» наши результаты, чтобы обеспечить согласованность всего набора данных. Наш пятислойный CNN научился отличать Рембрандта от его учеников, подражателей и других портретистов с точностью более 90 процентов.
Вдохновленные этим успехом , мы причудливо назвали наш доблестный маленький CNN «A-Eye» и использовали его для работы над пейзажами, нарисованными другим голландским гением, Винсентом Ван Гогом . Мы выбрали Ван Гога, потому что его работы сильно отличаются от работ Рембрандта — скорее эмоциональные, чем продуманные, его мазки смелые и выразительные. На этот раз наш набор данных состоял из 152 картин Ван Гога и других картин, которые мы разделили четырьмя различными способами на наборы из 100 обучающих и 52 тестовых изображений.
A-Eye хорошо зарекомендовал себя в работе Ван Гога, снова добившись высокой точности на наших тестовых наборах, но только с гораздо меньшими плитками. У лучших исполнителей было всего 100 x 100 пикселей, размером с мазок. Кажется, что масштаб «подписи» работы художника — размер отличительного элемента, облегчающий точную классификацию на основе CNN, — специфичен для этого художника, по крайней мере, в рамках такого жанра, как портреты или пейзажи.
Как именно CNN находит ключевые детали — что она «видит», когда делает прогноз, — установить нелегко. Деловая часть CNN (фактически ее средняя часть) представляет собой последовательность сверточных слоев, которые постепенно разбивают изображение на детали, которые каким-то непостижимым образом производят классификацию. Черный ящик нашего инструмента — хорошо известная проблема с искусственными нейронными сетями, особенно с теми, которые анализируют изображения. Что мы знаем, так это то, что при правильном обучении на тайлах нужного размера CNN надежно оценивает вероятность того, что область холста, соответствующая каждому тайлу, была нарисована художником. И мы можем классифицировать картину в целом на основе вероятностей, определенных для различных отдельных плиток, которые ее охватывают — проще всего, найдя их общее среднее значение.
Чтобы более подробно рассмотреть прогнозы по изображению, мы можем назначить вероятность, связанную с плиткой, для каждого из содержащихся в ней пикселей. Обычно более чем одна плитка перехватывает пиксель, поэтому мы можем усреднить соответствующие вероятности на уровне плитки, чтобы определить значение, присваиваемое этому пикселю. В результате получается карта вероятностей, показывающая области, которые с большей или меньшей вероятностью были нарисованы художником.
Распределение вероятностей по холсту может быть поучительным, особенно для художников, о которых известно (или подозревается), что они работали с помощниками, или для тех, чьи картины были повреждены, а затем восстановлены. Портрет Рембрандта его жены Саскии ван Эйленбург, например, имеет области сомнения на нашей карте вероятностей, особенно в лице и фоне. Это согласуется с мнением исследователей Рембрандта о том, что эти области были позже закрашены кем-то другим, а не Рембрандтом.
Какими бы наводящими на размышления ни были такие результаты, области с низкой вероятностью однозначно не сигнализируют о работе другой руки. Они могут быть результатом смелого, нестандартного эксперимента художника или даже просто неудачного дня. Или, может быть, некоторые из этих областей возникают из-за простых ошибок классификации. Ведь ни одна система не идеальна.
Мы проверили нашу систему, оценив 10 работ Рембрандта и Ван Гога, которые стали предметом жарких споров об атрибуции среди экспертов. Во всех случаях, кроме одного, наши классификации соответствовали текущему консенсусу ученых. Ободренные таким образом, мы чувствовали себя готовыми к гораздо более серьезной задаче оценки Salvator Mundi — Я говорю больше, потому что количество картин, однозначно приписываемых Леонардо, очень мало (менее 20).
В конечном счете, мы смогли получить правдоподобную классификацию на уровне плитки и создать наглядную карту вероятностей. Наши результаты ставят под сомнение авторство Леонардо предыстории и благословляющей руки Спаситель мира . Это согласуется с обширной реставрацией картины, которая включала полную перекраску фона. И, как уже отмечалось, эксперты резко расходятся во мнениях по поводу того, кто нарисовал благословляющую руку.
Покупатель, который заплатил 450 миллионов долларов США за Salvator Mundi в 2017 году, был анонимным, и текущее местонахождение картины неизвестно. Но в некоторых сообщениях говорится, что теперь он живет на суперъяхте Serene наследного принца Саудовской Аравии Мухаммеда бин Салмана. МАНДЕЛЬ НГАН/AFP GETTY IMAGES
Установив определенную степень доверия к нашему подходу, мы лелеем одно экстравагантное стремление. Это касается единственного случая, когда наша система отклоняется от сегодняшнего консенсуса по атрибуции, — картины под названием Человек в золотом шлеме . Давно любимый как особенно яркий Рембрандт, он был деатрибутирован его владельцем, Государственным музеем в Берлине, в 1985 году. Ученые музея сослались на несоответствия в обращении с краской, заключив, что они не соответствуют известному способу работы Рембрандта.
Теперь считающийся работой неизвестного художника «Круг Рембрандта», его блеск значительно поблек в общественном сознании, если не на впечатляющем шлеме мрачного солдата. Но наша нейронная сеть строго классифицирует картину как Рембрандта (возможно, с небольшой доработкой или помощью). Более того, наши общие результаты предостерегают от того, чтобы основывать атрибуции Рембрандта на мелких поверхностных особенностях, потому что сужение нашего анализа CNN до таких особенностей делает его предсказания не лучше, чем предположение. Мы надеемся, что однажды вопрос о понижении в должности старого воина будет пересмотрен.
Энтропия изображения — универсальный помощник. Он может идентифицировать части сложного изображения, которые лучше всего соответствуют целому, делая даже самые большие изображения, включая медицинские изображения [см. «От картин до патологии» выше], поддающимися компьютерному анализу и классификации. Благодаря упрощению обучения и уменьшению потребности в больших наборах данных небольшие CNN теперь могут работать выше своего веса.
Эта статья появляется в сентябрьском печатном выпуске 2021 г. как «Современное состояние дел».
Портрет портретных сыщиков
СТИВЕН И АНДРЕА ФРАНК
В 2011 году Марк Андриссен написал знаменитую фразу о том, что программное обеспечение пожирает мир. В настоящее время земной шар поглощает особый тип программного обеспечения: глубокое обучение, которое позволяет машинам решать задачи, которые совсем недавно казались немыслимыми для компьютера, включая вождение автомобиля и постановку медицинских диагнозов. Приготовьтесь добавить к этому списку еще одну удивительную возможность — распознавать поддельные картины.
То, что компьютер может помочь экспертам аутентифицировать произведения искусства, является результатом усилий команды мужа и жены, Стивена и Андреа Франк, которые разработали сверточную нейронную сеть, которая может оценивать вероятность того, что картина или даже части картины были нарисован предполагаемым создателем. Недавно они применили эту нейронную сеть для оценки подлинности картины Леонардо да Винчи. Спаситель мира , проданный на аукционе Christie’s в 2017 году за 450 миллионов долларов США, что сделало его самой дорогой картиной из когда-либо проданных.
То, что Стивен взял на себя задачу создать нейронную сеть, которая могла бы аутентифицировать произведения искусства, особенно удивительно, учитывая, что он не специалист по информатике, а юрист. Но в 2012 году, после прохождения EdX Введение в электронику , он обнаружил, что не может перестать посещать такие онлайн-курсы.