Archives de catégorie : Microtopography

3D Print, 3D SURFACE IMAGING, Billets, Microtopography, OBJECT STUDY

SOUTENANCE DE THESE M.PAGE

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Marine Page

LNE-Cnam, C2RMF, Océ PLT
soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés

Création d’objets mats : optimisation d’un procédé d’impression en relief en termes d’apparence

le mercredi 19 décembre 2018 à 9h30
Conservatoire National des Arts et Métiers, 292 rue Saint-Martin, 75003 Paris, Amphithéâtre Fabry-Pérot

devant un jury composé de :
Madame Annick Razet (Pr., Cnam) Directrice de thèse
Madame Anne Blayo (Dr., INP Pagora) Rapporteur
Monsieur Lionel Simonot (Dr., Université de Poitiers) Rapporteur
Monsieur Marc Himbert (Pr., Cnam) Examinateur
Madame Christine Andraud (Pr., MNHN) Examinatrice
Monsieur Frédéric Du Burck (Pr., Université Paris XIII) Examinateur
Madame Clotilde Boust (Dr., C2RMF) Co-encadrante
Madame Maria Ortiz (Dr., Océ PLT) Co-encadrante
Monsieur François Bridey (Conservateur, Musée du Louvre) Invité
Monsieur Gaël Obein (Dr., Cnam) Co-encadrant, invité

Résumé :
L’impression 2.5D est une technologie à mi-chemin entre l’impression couleur traditionnelle, à laquelle elle emprunte son procédé et la qualité de reproduction des couleurs, et
l’impression 3D qui crée des reliefs et des formes. Par ses qualités visuelles, elle pourrait permettre la reproduction réaliste de multiples surfaces, mais un frein s’oppose à cette
perspective : les encres brillent. En modulant la rugosité des surfaces imprimées à l’échelle du micromètre, en fréquence et en
amplitude, nous avons réussi à réduire et contrôler le brillant des encres. Des stratégies d’impression différentes ont été proposées et étudiées pour diminuer l’effet scintillant et permettre l’impression d’une couche couleur mate : la création d’un espace à cinq dimensions dans lequel le brillant et la couleur sont modélisés aboutit à l’uniformisation des niveaux de
brillant colorés. Les protocoles d’impression développés ont ensuite été appliqués à des cas concrets issus de la conservation – restauration du patrimoine. Plusieurs exemples distincts sont présentés, qui abordent un point particulier sur lequel l’impression 2.5D est pertinente: comblement de lacune, création de répliques réalistes, intérêt de l’aspect visuel mat pour la lisibilité des œuvres.


Abstract:
2.5D printing is between traditional color printing, for the process and its visual quality, and 3D printing, which makes forms and reliefs by ink superposition. Because of its properties, 2.5D printing could allow the realistic reproduction of objects and surfaces, but inks are too glossy.
To reduce and control this glossy aspect of inks, we modulate the roughness of the printed layers, at the micro-scale, both in frequency and amplitude. Influence of parameters was
measured, and different strategies were suggested to reduce sparkle and to allow the creation of matte colored layers: by constituting a 5D space where gloss and color are modeled, we
can make gloss level of colored surfaces uniform.
Several case studies form the Conservation of Cultural Heritage were considered, where 2.5D printing could help the curator, the conservator or the archivist. We studied in particular the
issues of the the gap filling on an archaeological object, the realistic reproduction of surfaces, and the creation of matte objects for readability.

Publications:

Phd manuscript : https://theses.hal.science/tel-01986508

Article Electronic imaging 2017 “Appearance reproduction for cultural heritage application: from surface acquisition to realistic 2,5D printing” https://copa.hypotheses.org/1013

Article 4th CIE Expert Symposium on Colour and Visual Appearance, Prague 2016 “3D surface acquisition: comparison of two micro topographic equipments when measuring materials of culturale heritage” https://copa.hypotheses.org/1070

Preprint : Gloss management in additive printing: going to matte.

Preprint : Color management of matte surfaces in additive printing

 

 

 

 

3D Print, 3D SURFACE IMAGING, Billets, In ENGLISH, Microtopography

ARTICLE : 3D SURFACE ACQUISITION: COMPARISON OF TWO MICROTOPOGRAPHIC EQUIPMENTS WHEN MEASURING MATERIALS OF CULTURAL HERITAGE

4th CIE Expert Symposium on Colour and Visual Appearance, Prague 2016 http://www.cie.co.at/publications/proceedings-4th-cie-expert-symposium-colour-and-visual-appearance-6-7-september-2016

Page, M.J. (1,2,3) , Boust, C. (2) , Mélard, N. (2) , Robcis, D. (2) , Obein, G. (3)
1) Océ Print Logic Technologies, Créteil, FRANCE
2) Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France, Paris, FRANCE
3) Conservatoire National des Arts et Métiers, Saint-Denis, FRANCE

roughness measures with Hirox microscope

Abstract
Surfaces of materials from cultural heritage are exceptionally varied as patina, varnish, wear or scratches are added intentionally or with time to the base material, whether it is wood, marble, stucco, or brass. Measuring their texture provides a lot of information to curators but it constitutes a challenging task for the engineer. The present study focuses on the question of texture acquisition by means of two optical micro-topographic instruments. As those
instruments deeply differ in their working principle, it is necessary to check if results are comparable in terms of roughness. Moreover, in order to define the space of materials they are able to record, the study highlighted how the global appearance of an object interferes
with the measurement of its surface relief, because of the design of the utilized instruments.


Keywords: Optical metrology, 3D, Appearance, Roughness, Cultural heritage, Scientific techniques in conservation and restoration

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3D Print, 3D SURFACE IMAGING, Billets, In ENGLISH, Microtopography

Appearance Reproduction for Cultural Heritage Applications: from Surface Acquisition to Realistic 2.5D Printing

Article de la thèse de Marine Page, publié à Electronic Imaging 2017 (http://www.imaging.org/site/IST/IST/Conferences/EI/Symposium_Overview.aspx)

M. Page 1,2,3 , C. Boust 1 , G. Obein 3 , M. Ortiz 2 , A. Razet 3

1 Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France
2 Océ Print Logic Technologies
3 Conservatoire National des Arts et Métiers

Abstract
2.5D printing is a technology which creates surface relief by
superimposing successive layers of inks. The question of the
characterization of heights obtained with this technique brings us
to consider new metrics and mathematical ways to represent the
influence of diverse printing parameters on the obtained relief,
possibly used to compensate the defaults of the system.
Our method takes over the classical Modulation Transfer
Function (MTF) approach and adapts it to a vertical modulation
instead of considering the (x, y) plane, introducing then a Height
Modulation Transfer Function (HMTF). Characterization charts
are composed of lines patterns printed at different heights,
frequencies and droplet levels. Prints are scanned with a
chromatic confocal sensor and resulting topographies are
analyzed to extract the HMTF. By analogy with traditional MTF
methods, results – consisting of the measurement of the deviation
between the digital input and the analog output – allow to evaluate
the quality of our printer and to compensate it by setting up a
retro-action loop.
The method, here presented in the case of the 2.5D printing
prototype, can be extended to regular 3D printing techniques.

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3D SURFACE IMAGING, Billets, Microtopography, OBJECT STUDY

Du calque à la microtopographie – Historique de l’étude de l’art gravé à travers le site de La Marche

 L’étude de gravures sur plaquettes a, dés le début, posé des  problèmes variés. Les superpositions de plusieurs figuration, le mélange entre diverses traces et l’état de conservation rendent le déchiffrement et l’analyse très délicat. A travers le temps différentes techniques d’analyse adaptées à cette problématique ont émergés. Elles permettent ainsi des études de plus en plus fines des gravures. L’application de l’étude microtopographique par microrugosimètre à l’étude des plaquettes  gravées de La Marche montre l’intérêt que peut avoir une utilisation ciblée de ce moyen pour l’analyse stylistique, technologique et fonctionnelle de la gravure sur pierre.Les relevés microtopographiques nous livrent de nouveau éléments qui contribuent considérablement à la compréhension des gravures et des autres traces et ainsi à l’interprétation de cet art et son contexte dans le site.

figure-5-humainiii-rt-plaquette

Image 2,5d d’une plaquette gravée obtenue par Microrugosimètre (pas x/y 10um), travaux: Jean Airvaux et Nicolas Mélard (2001)

 

figure-6-humainiii-visu-article

Postraitement et analyse des données 2,5d. Extraction de profils, mesures, schémas en bloc maillé,  travaux:  Nicolas Mélard (2001)

Mélard, N. “Du calque à la microtopographie – Historique de l’étude de l’art gravé à travers le site de La
Marche.” In Actes du colloque du centenaire de la BSPF. Septembre 2004 (in press). Avignon

 

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