Скрытые шедевры

На левом снимке — перевернутый фрагмент картины французского импрессиониста Эдгара Дега «Портрет женщины» («Portrait de Femme», масло, 1876–1880 гг.) из Национальной галереи Виктории в Мельбурне. На правом снимке — скрытый под ним портрет Эммы Добиньи (настоящее имя Мари Эмма Тюйо), работавшей у художника моделью в 1869–1870 гг. Левое и правое изображения занимают одно и то же место на холсте (это видно по характерному горизонтальному мазку белой краски).

Верхний слой краски «Портрета женщины» остался нетронутым: портрет Эммы Добиньи был воссоздан при помощи метода рентгенофлуоресцентного анализа. Этот метод позволяет установить распределение на полотне некоторых химических элементов (меди, хрома, цинка, мышьяка, ртути, кобальта, железа, марганца) — так называемые карты элеметов. Распределение же цветов восстанавливается исходя из того, в каких пигментах используются эти элементы.

Карты элементов, окрашенные в цвет содержащих их пигментов

Карты элементов, окрашенные в цвет содержащих их пигментов, и восстановленное в цвете скрытое изображение Эммы Добиньи. Фото с сайта huffingtonpost.com.au

Восстановление цвета из набора карт элементов — задача непростая. Каждой карте элемента назначают свой тон (цвет), прозрачность и значение параметра гамма-коррекции. Выбор цвета подразумевает выбор пигмента, которому отвечает карта элемента. Некоторым элементам соответствует только один пигмент: например, ртути — киноварь (HgS), имеющая красный цвет; кобальту скорее всего соответствует пигмент «синий кобальт», или алюминат кобальта(II) CoAl2O4. Однако в большинстве случаев элементу может соответствовать целый набор пигментов: например, медь встречается в зеленых (малахит CuCO3×Cu(OH)2) или синих пигментах (азурит 2CuCO3×Cu(OH)2 и александрийская лазурь CaCuSi4O10). Чтобы правильно соотнести краски и элементы, нужно либо проводить дополнительные исследования, либо использовать знания о возможностях и предпочтениях художника в выборе красок при создании картины. Остальные параметры (прозрачность и значение параметра гамма-коррекции) выбираются так, чтобы изображение, во-первых, было видно, а во-вторых, соответствовало стилистике исполнения мастера.

Карты химических элементов составляют при помощи методов энергодисперсионной рентгенографии и рентгенофлуоресцентного анализа. В обоих случаях необходимо фиксировать число фотонов полезного сигнала и их энергию.

В энергодисперсионной рентгенографии, как и в обычной рентгенографии, роль полезного сигнала выполняет прошедшее сквозь картину рентгеновское излучение. Изображение, полученное в диапазоне энергий рентгеновского излучения, включающего край полосы поглощения выбранного элемента, дает карту его распределения.

В случае рентгенофлуоресцентного анализа полезным сигналом является характеристическое рентгеновское излучение элементов, возбуждение которого происходит под действием внешнего источника рентгеновского излучения. Чтобы получить информацию о пространственном распределении элементов, нужно проводить сканирование в каждой точке картины, а это очень времязатратно; поэтому на помощь приходят всё более совершенные синхротронные источники рентгеновского излучения, позволяющие проводить сканирование с высокой скоростью (~5 мс на пиксель) и разрешением (~0,01 мкм2 на пиксель).

Схема станции рентгенофлуоресцентной микроскопии

Схема станции рентгенофлуоресцентной микроскопии на синхротронном излучении (PETRA III P06, синхротрон DESY, Германия), использующейся для получения карт распределения элементов в скрытых красочных слоях станковой живописи. Из синхротронного излучения, сгенерированного на ондуляторе, монохроматором выделяется рентгеновское излучение нужной энергии. Интенсивность полученного луча регулируется апертурой, и затем он фокусируется зеркалами Киркпатрика-Баэза на исследуемый образец через отверстие в детекторе Maia. Это кремниевый полупроводниковый детектор ионизирующего излучения, работающий в геометрии обратного отражения и фиксирующий число и энергию рентгеновских фотонов с высокой скоростью (5×107 фотонов/с на пиксель) и разрешением (260 эВ на пиксель), что позволяет создавать карты элементов для макрообъектов. Изображение из статьи D. Thurrowgood et al., 2016. A Hidden Portrait by Edgar Degas

Одним из первых методом рентгенофлуоресцентной микроскопии с использованием синхротронного излучения был воссоздан портрет женщины под картиной Ван Гога «Лоскут травы» («Grasgrond», масло, 1887 год, Музей Крёллер-Мюллер). Для восстановления цвета использовали карты распределения сурьмы (отнесена к бледной «неаполитанской желтой» (см. Naples yellow) краске состава Pb2Sb2O7) и ртути (красная киноварь).

Скрытый портрет женщины

Скрытый портрет женщины, восстановленный в цвете, под красочным слоем «Лоскута травы» Ван Гога. Изображение с сайта pubs.acs.org

Многослойность картин, наличие «второго дна» — явление, весьма распространенное в мировой станковой живописи. Исследования скрытых слоев краски неразрушающими методами активно вели и до разработки метода рентгенофлуоресцентной микроскопии. Наибольшее распространение в этой области получила классическая рентгенография. Ее стали использовать для исследования живописи практически сразу после открытия Вильгельмом Рентгеном рентгеновского излучения в 1895 году. Мягкое рентгеновское излучение (< 30 кэВ), проходя сквозь картину, по-разному поглощается и рассеивается (в первую очередь за счет фотоэффекта) на различных ее участках, формируя на детекторе контрастное изображение. Рентгенография позволяет увидеть, как распределены красочные пигменты, содержащие тяжелые элементы, ослабление интенсивности рентгеновского пучка на которых растет с их атомным номером и толщиной красочного слоя. По сути, рентгенография позволяет получить «тень» (негатив) картины, вклад в которую будут давать наиболее толстые красочные слои и слои, содержащие тяжелые элементы. Однако четко различить слои красок и содержащиеся в них элементы между собой метод не позволяет.

Рентгенограмма картины Ван Гога

Рентгенограмма картины Ван Гога «Натюрморт с полевыми цветами и розами» («Stilleven met akkerbloemen en rozen», масло, 1886–1887 гг., Музей Крёллер-Мюллер) позволила обнаружить скрытое изображение сцены борьбы. Красный прямоугольник указывает одну и ту же область на картине и рентгеновском снимке. Изображение из статьи M. Alfeldab, J. A. C. Broekaerta, 2013. Mobile depth profiling and sub-surface imaging techniques for historical paintings — A review

Популярен также метод рефлектометрии в ближнем ИК-диапазоне (с длиной волны 0,7–2,5 мкм). По сути, это просто фотография картины, выполненная в инфракрасном свете. Пигменты в красочных слоях картины будут пропускать, поглощать или отражать инфракрасные лучи иначе, чем видимый свет. Способность инфракрасных лучей проникать сквозь отдельные слои живописи позволяет фиксировать не суммарное изображение красочных слоев (как на рентгенограмме), а лишь некоторые из них. В тех случаях, когда нижележащие слои обладают достаточно высоким коэффициентом отражения для ИК-излучения, а верхние слои живописи оказываются для него достаточно прозрачными, можно обнаружить переделки и авторские изменения композиции, авторский рисунок, скрытые под записями или «исчезнувшие» надписи и подписи.

Портрет женщины

«Портрет женщины» Эдгара Дега в видимом (слева) и инфракрасном свете (справа). Изображение с сайта ngv.vic.gov.au

Однако рентгенография и инфракрасная микроскопия дают слишком мало информации о скрытых изображениях, составе пигментов и их пространственном распределении. А вот рентгенофлуоресцентный анализ в ближайшем будущем позволит нам во всех красках увидеть скрытые пока от нас шедевры мировой живописи.

Изображение с сайта и из статьи D. Thurrowgood et al., 2016. A Hidden Portrait by Edgar Degas.

Алексей Япрынцев


19
Показать комментарии (19)
Свернуть комментарии (19)

  • Юрий Фёдоров  | 29.12.2017 | 07:41 Ответить
    Как же это картинка получается? Тут ведь ещё нужно вычесть краски, находящиеся на внешнем, видимом слое. Да ещё и определить, в каком порядке идут внутренние слои - ведь и там краски ложились одна на другую и накрывали, покрывали и скрывали одна другую.
    В общем, выглядит совершенно невероятным то, что тут описано.
    Ладно ещё "борьба с цветами" (хотя вызывает сомнение то, что выделенный прямоугольник имеет разное соотношение сторон в левом и правом фото и, значит, сцену борьбы - правую фотку - нужно растянуть как раньше широкоэкранное кино на обычном экране смотрелось) и вообще те картинки, где внешнее изображение видно, но первая картинка - оч мистификацией глядится.
    Битва экстрасенсов правдивее.
    Ответить
    • Алексей Япрынцев > Юрий Фёдоров | 29.12.2017 | 13:19 Ответить
      Дело в том, что для первой картинки внешний слой намного тоньше внутреннего (скрытого красочного слоя), и сигнал от него намного менее интенсивный. Скрытый портрет Эммы Добиньи был написан в 1869, а «Портрет женщины» в 1876-1880 г. За время, разделяющее создание этих картин, Дега значительным образом поменял свою палитру (другие краски, а значит и пигменты) и технику, что и сделало возможным увидеть скрытый портрет (нанесенный толсто) в таких деталях под тонко-нанесенным «Портретом женщины». Что касается порядка наложение карт, то он, как и цвет, прозрачность и контраст выбирается на основе знаний о создании картины (например, уши могут быть нарисованы в самом конце, а значит и карты с ними будут последними), а также на соответствии конечного результата представлению искусствоведа о прекрасном.
      Ответить
      • Юрий Фёдоров > Алексей Япрынцев | 29.12.2017 | 20:03 Ответить
        Ещё один выигрыш в лотерею, как со вьюрками дарвинскими случилось недавно))
        А вот с последним Вашим высказыванием согласен полностью. Более того, уверен, что вклад "представления искусствоведа о прекрасном" в данном случае нельзя переоценить, как ни старайся)
        тем более, что многие вещества присутствуют сразу в нескольких разных пигментах, то есть авторы скрытой картины тут наивно не утаили, что некоторые из карт они разделяли на цвета сами как хотели. Ну, то есть, как "попрекраснее" получится)
        Ответить
    • VladNSK > Юрий Фёдоров | 09.01.2018 | 18:11 Ответить
      Федоров написал : "вызывает сомнение то, что выделенный прямоугольник имеет разное соотношение сторон в левом и правом фото и, значит, сцену борьбы - правую фотку - нужно растянуть как раньше широкоэкранное кино на обычном экране смотрелось"

      Ничего растягивать не нужно. Вам нужно просто наклонить свою голову набок.
      Ответить
      • Юрий Фёдоров > VladNSK | 12.01.2018 | 03:00 Ответить
        Ээ.... Кажется мне, Вы несколько увлеклись, в полемическом, так сказать, запале... Того... запутались) Попробуйте линейку приложить. Надеюсь, Вы не станете утверждать, что квадрат от прямоугольника тоже отличается наклоном головы смотрящего?)
        Ответить
  • leonid_ge  | 29.12.2017 | 13:17 Ответить
    По всей вероятности, этот метод позволяет после рентгеновского сканирования увидеть на мониторе компьютера сумму изображений всех слоев: самого нижнего, того что выше и так далее, до внешнего, видимого глазу в обычном световом освещении.

    Далее, используя Фотошоп, можно оставить только изображение нижнего слоя, благо в данном случае обе картины выполненны в совершенно разных цветовых гаммах.
    Ответить
    • Юрий Фёдоров > leonid_ge | 29.12.2017 | 20:00 Ответить
      Именно сумму. И именно поэтому отделить слои друг от друга никакой возможности не дарит этот метод. Другое дело, если вторая картина писана, как удачно случилось, иными красками, чем первая - можно отделить эти внешние слои, слои второй картины. Но этот вариант - просто невероятное везение, трудно поверить, что ни один из элементов таблицы Менделеева не используется в обеих картинах одновременно.
      Ответить
      • leonid_ge > Юрий Фёдоров | 29.12.2017 | 20:04 Ответить
        Возьмите фото двух разных картин, наложите друг на друга. Можно ли будет потом разделить? Скорее всего, да. Можно даже вручную, на Фотошопе. Кропотливая работа, займет несколько дней, но когда речь идет об утраченных шедеврах, оправдана.
        Ответить
        • Юрий Фёдоров > leonid_ge | 30.12.2017 | 03:08 Ответить
          Вы не шутите? Видели ли когда-либо, как работают художники? Краски мешают для получения верного тона, мазки разных цветов накладываются друг на друга, скрывая, покрывая предыдущие и смешиваясь с ними и это все вовсе не в процессе рисования поверх готовой картины. То есть уже в первой картине слоёв может быть просто уйма. У в разных участках количество слоёв совершенно не одинаково. И кто когда рисует ухо вначале или после всего - даже это вовсе не закон и может меняться от картины к картине у одного и того же художника. Это совсем не похоже на фотографию, уверяю Вас. И даже на две фотографии не похоже) Как, кстати говоря, и нисколько не похоже и на работу принтера или типографской машины - в возникновении цвета на холсте отнюдь не так много механистичности и даже одинаковые цвета в одной и той же картине могут возникнуть в результате совершенно различных манипуляций художника.
          И количество, например, меди под этой конкретно розовой деталью может совершенно не совпадать с количеством её под другой розовой деталью, ибо одна из деталей сначала впроцессе письма запросто могла быть зеленой, а вторая желтой.
          Вот если б рисование картины было как детская раскраска - прямо по белому грунту в нужных местах намазать нужной готовой заранее краской - тогда бы, совершенно согласен, отделить верхнюю от нижней легко бы удалось фотошопами и мы бы с Вами запросто могли бы помочь представлять искусствоведам прекрасное.
          Ответить
      • VladNSK > Юрий Фёдоров | 09.01.2018 | 18:16 Ответить
        Юрий Федоров написал: "Именно сумму [ изображений всех слоев]. И именно поэтому отделить слои друг от друга никакой возможности не дарит этот метод."

        Читайте текст внимательнее. Там, в частности, написано следующее: "Способность инфракрасных лучей проникать сквозь отдельные слои живописи позволяет фиксировать не суммарное изображение красочных слоев (как на рентгенограмме), а лишь некоторые из них. В тех случаях, когда нижележащие слои обладают достаточно высоким коэффициентом отражения для ИК-излучения, а верхние слои живописи оказываются для него достаточно прозрачными, можно обнаружить переделки и авторские изменения композиции, авторский рисунок, скрытые под записями или «исчезнувшие» надписи и подписи."
        Ответить
        • Юрий Фёдоров > VladNSK | 10.01.2018 | 03:44 Ответить
          Простите, уважаемый ВладНСК!
          Ваши слова - явно результат невнимательности. И я уверен, что уже опоздал, что Вы перечли статью и уже увидели свою ошибку.
          Ведь приведённый Вами отрывок - вовсе не о том, что тут обсуждается.
          Вы процитировали описание рефлектометрии в ближнем ИК диапазоне. А статья о результатах рентгенофлуоресцентного анализа.
          Рефлектометрия (как и рентгенография) - и это явным образом акцентировано в завершающей статью фразе-абзаце - в статье упомянута именно для того, чтобы подчеркнуть отличие и особенности возможностей рентгенофлуоресценции.

          (Кстати, информация для хозяина ника Эдитор: в статье опечатка. Слово рентгенофлуоресцентного написано без "т" - "ренгенофлуоресцентного". Исправьте, пожалуйста. Прямо при первом же упоминании - во втором абзаце)
          Ответить
  • leonid_ge  | 29.12.2017 | 13:31 Ответить
    Если технологии продолжат развиваться с той же скоростью, скоро сбудется мечта одного голивудского персонажа: "рентгеновские очки", надев которые можно видеть всех людей голыми.
    Ответить
    • Юрий Фёдоров > leonid_ge | 31.12.2017 | 08:04 Ответить
      Да! И если б у музыковедов были такие же материальные стимулы, под слоем, например, ля-мажорной сонаты Моцарта запросто отыскали бы ещё один шедевр музыкальный. С помощью рентгена, электронной микроскопии и/или супер-пупер передовых немузыкальных, исключительно объективных, методов расщепления-размудрения+"представления о прекрасном" тембральных гармоник. Не было бы отбою от шумных публикаций!))
      Ответить
      • leonid_ge > Юрий Фёдоров | 31.12.2017 | 14:06 Ответить
        Все-таки этот ранее скрытый портрет женщины, согласитесь, очень красивый и нежный. Хотя пожалуй несколько странный, если взглянуть на уши. Нежная женщина слегка дьявол.
        Ответить
        • Юрий Фёдоров > leonid_ge | 01.01.2018 | 05:58 Ответить
          Девушка хороша, спору нет! И что портрет там внутри имеется, это тоже несомненно. Сомнительны краски и вообще существенные с точки зрения зрительного восприятия детали - они сделаны искусствоведами и по вкусу искусствоведов, а,кажется мне, для картины это немаловажные "мелочи"))
          а реальный авторский вариант нам может быть продемонстрирован только с помощью машины времени - слетать туда, когда рисовался портрет и сделать фото.
          Если б можно было, искусствоведы бы и вовсе любую новую картину за этого художника написали бы, можно и сюжеты не искать в иных картинах под слоями, а самим придумывать - ведь они так хорошо знают, как Он это сделал бы, и чувство прекрасного у них ого-го!)
          Ответить
          • leonid_ge > Юрий Фёдоров | 01.01.2018 | 16:04 Ответить
            На самом деле ваши сомнения справедливы для всего, что мы знаем о прошлом (вернее думаем, что знаем). Очень может быть, что картины Дега или Ван Гога выглядели в их время по-другому. Вот, например, не так давно вся Сикстинская капелла была в мрачных темных тонах, пока в конце 90-ых ее не отреставрировали и не оказалось, что она необычайно яркая (но верно ли реставраторы воспроизвели оригинальные цвета?) Не исключено, что и мрачно-черная голландская живопись на самом деле не черная, а закоптелая. А наша любимая прекрасная древнегреческая скульптура - она ведь в древнегреческие времена выглядела совершенно иначе и наверняка не понравилась бы никому из современных ее любителей - ведь все статуи были ярко раскрашены, чтобы как можно более походить на живых людей. А европейцы эпохи возрождения, откопав классические статуи, создали целые направления в скульптуре, основанные на ошибочном восприятии древних статуй, и теперь нас восхищают белые мраморные Венеры, которые древних греков и римлян, наверное, бы возмутили.

            Я думаю, что и все наши знания о древних греках и римлянах (а наша цивилизация безусловно считает, что очень хорошо знает, какие они были) отрывочны и ошибочны, я думаю, что если бы мы, как вы говорите, слетали в древнюю Греции на машине времени, мы бы поразилась и ужаснулись. Мы искренне считаем, что много знаем и о динозаврах, но если подумать, мы о них знаем очень мало и они почти наверняка выглядели не так, как их изображают на картинках.

            Так что, возвращаясь к открытой с помощью рентгена картине Дега - чем она, собственно, хуже какого-нибудь откопанного Аполлона, с которого сошла вся краска?

            (Кстати, с Новым годом!)
            Ответить
            • Юрий Фёдоров > leonid_ge | 02.01.2018 | 16:01 Ответить
              Да, мир иллюзорен. А когда людям нужно доказать ценность свою - они реализуют свои идеи, используя свои профнавыки (иначе говоря знания и умения), а если их нет или получается не слишком ценно - то просто смелость и фантазию, иначе говоря нахальство и вранье)).
              И это совсем не так глупо!))

              А что про Аполлона - так Аполлон неплох.
              Но Вы сами уверяете, что он при рождении был крашен.
              А вот если б найденную картинку демонстрировали в виде рентгеновских снимков - это было бы так же честно, как "голый", без краски, Аполлон.

              С Новым годом!
              Пусть нам всегда хватает смелости и фантазии!)
              Ответить
              • VladNSK > Юрий Фёдоров | 09.01.2018 | 19:23 Ответить
                Юрий Федоров написал : "А вот если б найденную картинку демонстрировали в виде рентгеновских снимков - это было бы так же честно, как "голый", без краски, Аполлон."

                И как вам только не лень ломиться в открытые ворота?

                Смотрим на левую часть самой первой картинки и видим там восемь честных рентгеновских снимков (Cu, Cr ... Mn). В статье достаточно понятно написано (на элементарном уровне), как они были получены, причем получены чисто технически, без участия искусствоведов и Фотошопа.

                А справа композиция этих восьми картинок. И тут более или менее понятно, как она была сделана. И да, тут уже поработали искусствоведы, и никто этого и не скрывает.

                Но только не нужно думать, что композиция была нарисована от фонаря. Там не так уже и много вариантов. Грубо говоря, есть восемь элементов, Cu, Cr ... Mn, назначаем каждому элементу свой цвет, а далее уже компьютер всё сам сделает.
                Ответить
                • Юрий Фёдоров > VladNSK | 10.01.2018 | 03:27 Ответить
                  Простите, я даже и не знаю, стоит ли отвечать Вам, уважаемый ВладНСК!
                  Ведь Ваши слова - явно результат невнимательного чтения статьи. И, я почти уверен, что уже опоздал, что Вы перечли статью и уже заметили свою ошибку... Но для порядка приведу цитату: "...в большинстве случаев элементу может соответствовать целый набор пигментов: например, медь встречается в зеленых... или синих пигментах..."
                  Обратите внимание: в большинстве случаев.
                  Так что предложенный Вами алгоритм "назначаем каждому элементу свой цвет, а далее уже компьютер всё сам" - противоречит обсуждаемой статье.
                  Ответить
Написать комментарий
Элементы

© 2005–2025 «Элементы»