Dùng phần mềm tái tạo lại tranh của Leonardo da Vinci, các nhà nghiên cứu chứng minh thiên tài người Ý không vẽ sai

Năm 2017, một bức tranh sơn dầu có tên Salvator Mundi (Đấng cứu thế) đã được bán với giá 450,3 triệu đô la tại một cuộc đấu giá ở New York; theo một số cách, Salvator Mundi đã trở thành bức tranh đắt giá nhất thế giới sau giao dịch thành công. Người ta tin rằng đây là một trong số ít bức tranh mà Leonardo da Vinci đã vẽ, nhưng nhiều người vẫn còn hoài nghi về nguồn gốc của nó.

Có một bí ẩn khác trong bức tranh: Salvator Mundi mô tả Chúa Jesus cầm một quả cầu pha lê trong tay, tượng trưng cho thiên cầu của thiên đường. Quả cầu trong suốt này sẽ hoạt động như một tấm gương lồi, phóng đại và đảo ngược tấm vải đằng sau nó. Nhưng tấm vải của Chúa Jesus thì không như vậy, nó chỉ bị méo mó đôi chút.

Thiên tài Leonardo da Vinci hiểu rất rõ về sự khúc xạ ánh sáng, ông viết rất nhiều về cách các tia sáng phản chiếu trên các bề mặt khác nhau. Chúng ta phải đặt câu hỏi: Tại sao da Vinci lại vẽ như vậy?

Nhờ nhà nghiên cứu Marco Liang và các đồng nghiệp của ông tại Đại học California, cuối cùng chúng ta đã có câu trả lời. Nhóm các nhà khoa học đã sử dụng phần mềm đồ họa máy tính để tái tạo bức tranh ở dạng 3D, để quan sát cách ánh sáng đi qua quả cầu thủy tinh.

Sau khi phân tích cẩn thận các góc nhìn, nhóm nghiên cứu kết luận rằng quả cầu không được làm bằng vật liệu rắn. Họ chỉ ra rằng bức tranh là một khung mô tả hình ảnh thực tế của một quả cầu thủy tinh rỗng có đường kính 6,8 cm và dày 1,3 mm.

Một chút về công nghệ được sử dụng trong nghiên cứu mới. Kết xuất ngược là một kỹ thuật đồ họa máy tính được sử dụng để tạo ra hình ảnh thực tế bằng cách mô phỏng cách luồng ánh sáng tương tác với các vật thể. Mục tiêu chính là tái tạo chính xác các vật thể trong suốt hoặc bán trong suốt, chẳng hạn như các vật thể làm bằng thủy tinh hoặc nước.

Ban đầu, các nhà nghiên cứu sẽ tạo ra một môi trường 3D của cảnh, bao gồm các cấu trúc và kết cấu của các vật thể được chiếu sáng bằng ánh sáng. Môi trường 3D sẽ được xem từ một góc độ nhất định và sẽ bao gồm một nguồn sáng cụ thể. Thuật toán sẽ theo dõi đường đi của ánh sáng và sẽ vẽ một góc nhìn toàn cảnh về cách ánh sáng lan tỏa trong môi trường, được xem từ một góc độ được xác định trước.

Liang và các đồng nghiệp đã tái tạo phiên bản kỹ thuật số của Salvator Mundi để thấy rõ các chi tiết. “Chúng tôi đã xây dựng một mô hình hình học của cảnh này bằng cách ước tính kích thước cơ thể cũng như các chi tiết của quả cầu thủy tinh và bàn tay cầm nó”, nhóm nghiên cứu cho biết.

So với bàn tay ban đầu, họ ước tính quả cầu có đường kính 6,8 cm, đặt cách cơ thể 25 cm. Nhóm nghiên cứu cũng cải thiện hình dạng của bàn tay để có thể cầm quả cầu thủy tinh một cách nhẹ nhàng, bằng cách sử dụng Maya – một công cụ mô hình hóa và hoạt hình 3D.

Bằng cách phân tích cẩn thận các bóng đổ do nguồn sáng tạo ra, nhóm nghiên cứu kết luận rằng chủ thể của bức tranh được chiếu sáng bằng ánh sáng trực tiếp từ trên cao, đây là hiệu ứng ánh sáng khuếch tán. Họ cũng ước tính khoảng cách giữa điểm nhìn và chủ thể là khoảng 90 cm.

Nhóm nghiên cứu cho biết: “Với bối cảnh kỹ thuật số này, chúng tôi đã kiểm tra xem quả cầu có rắn hay không bằng cách tạo ra hai quả cầu thủy tinh ảo, một quả cầu rắn và một quả cầu rỗng”.

Hình ảnh cắt từ hình ảnh do máy tính tạo ra, trong đó hình ảnh A là một quả cầu thủy tinh đặc và hình ảnh B là một quả cầu rỗng.

Kết quả thật thú vị: Cách duy nhất mà nhóm có thể tạo ra bản sao chính xác của bản gốc là sử dụng một quả cầu rỗng. Hơn nữa, một quả cầu rỗng làm méo hình ảnh phía sau nó theo một cách cụ thể. Ví dụ, nhìn thẳng qua tâm của quả cầu sẽ không làm méo vật thể phía sau nó. Hình ảnh không đi qua tâm sẽ bị méo theo một cách cụ thể, khiến các cạnh của vật thể không thẳng hàng.

Trong bức tranh gốc, trang phục của Chúa Kitô được gấp lại và có năm nếp gấp xuất hiện phía sau quả cầu. Tuy nhiên, có bốn nếp gấp tỏa ra ở phía trên, sau đó hợp nhất thành một khi chúng đi xuống bên dưới tâm của quả cầu thủy tinh. Điều này cho thấy rằng da Vinci có thể hiểu được cách một quả cầu rỗng làm biến dạng hình ảnh.

Sau khi nhóm nghiên cứu thử nghiệm với những quả cầu thủy tinh có độ dày khác nhau, họ kết luận rằng quả cầu thủy tinh không thể dày hơn 1,3 mm.

Phát hiện này đặt ra một câu hỏi khác: Leonardo da Vinci có sở hữu một quả cầu như vậy không? Khi nhìn vào bức tranh, rõ ràng là ông có. Đọc chữ viết tay của da Vinci, chúng ta có thể thấy rằng ông hiểu cách ánh sáng tương tác với các vật thể và cách một quả cầu thủy tinh rỗng làm biến dạng hình ảnh. Bên cạnh đó, những quả cầu thủy tinh rỗng xuất hiện trong nhiều bức tranh đương đại, chưa kể đến việc các nghệ sĩ thời Phục hưng rất giỏi trong việc tái tạo hiệu ứng ánh sáng trong tranh.

Nhóm nghiên cứu kết luận: “Thí nghiệm của chúng tôi cho thấy hình ảnh được tái tạo với hiệu ứng ánh sáng chính xác, chứng tỏ việc tạo ra bức tranh là khả thi với các vật liệu, nguồn sáng và kiến ​​thức khoa học mà Leonardo da Vinci có vào năm 1500.”

Trước đó, Walter Isaacson, một nhà nghiên cứu về tiểu sử của da Vinci, cũng đã đề xuất rằng quả cầu trong tay Chúa Jesus là rỗng. Nhưng chỉ nhờ vào thí nghiệm của nhà nghiên cứu Liang và các đồng nghiệp của ông, chúng ta mới có thể chứng minh được điều đó. Kết luận của các nhà khoa học cũng đã xóa tan nghi ngờ rằng da Vinci đã vẽ sai, và một lần nữa khẳng định rằng kiến ​​thức khoa học của thiên tài thời Phục hưng là vô cùng vững chắc.

Bài nghiên cứu được đăng trên arxiv.org.

Tham khảo MIT Technology Review