오래된 걸작을 찾아서

IDS uEye SE 카메라를 사용한 페인팅 분석

"바위의 처녀"는 레오나르도 다빈치 (Leonardo da Vinci)의 유명한 작품으로 바위 동굴에 있는 그리스도의 자녀, 소년 세인트 존, 천사 유리엘과 함께 성모 마리아를 보여줍니다. 이 그림은 밀라노의 San Francesco Grande 교회를 위해 정교하고 부분적으로 조각된 제단에서 나온 세 가지 패널 중 하나입니다. 런던의 내셔널 갤러리에는 실제로 두 가지 버전 중 하나가 전시되어 있습니다. 이 그림은 이미지 처리 기술을 포함한 최신 검사 방법이 사용되어 현재 빛으로 정교한 복구를 가능하게 합니다. Bruker Nano GmbH Berlin의 M6 JETSTREAM 공간 분해 마이크로 X선 형광 분광계가 결정적인 역할을 했습니다. 가장 작은 페인트 입자를 조사하고 페인트 층의 깊이를 조사했습니다. IDS Imaging Development Systems GmbH의 USB 카메라 2대가 샘플 표면에 필요한 광학 정보를 제공하고 측정 영역에서 분광계의 정확한 위치를 확인합니다.

어플리케이션

훌륭한 걸작도 시간이 지남에 따라 변질되어 그 가치가 훼손될 수 있습니다. 황변 또는 소량의 손상과 같은 색상 변화는 색상의 광채를 흐리게하며 수선이 필요합니다. "바위의 처녀"와 같은 작품은 극도의 세심한 주의가 필요합니다. 복원을 위해 작업자는 도장 기법을 연구하고 도장의 고유성을 파괴하지 않기 위해 사용 된 색상의 화학적 조성을 정확히 알고 있어야합니다. 보존 처리의 타당성과 안전성에 대한 수년간의 연구 끝에, 다빈치의 "바위의 처녀"가 마침내 깨끗하게 복원되었습니다. 1949년에 바른 오일와 방수광택제의 강한 분해로 인해 사진이 점점 어두워지고 "인식할 수"없게 되었기 때문에 관리는 주로 심미적 이유로 진행되었습니다.

페인팅의 분석 검사는 처리를 시작하기 전뿐만 아니라 클리닝 중에 수행되었습니다. 이를 통해 표면 층의 상태, 사용 된 층 구조 및 재료에 대한 귀중한 정보를 수집할 수 있었습니다.원소 조성의 검사는 동시에 색상의 진위성에 대한 정보를 제공합니다. 예를 들어, 훌륭한 예술가들은 시장에서 페인트를 사기도 했지만 기본 색상을 혼합했을 수도 있습니다. 따라서 사용된 색상은 그림의 진위를 나타냅니다. 또한 화가가 정확히 알려지지 않았거나 몇몇 현대 예술가들이 같은 그림에서 작업 한 경우, 붓의 종류와 색상의 선택은 그림의 어느 부분이 누구에게 속하는지를 나타낼 수 있습니다. 따라서 "바위의 처녀"의 두 번째 버전은 아마도 레오나르도 다빈치 (Leonardo da Vinci)에 의해 시작되었고 그의 동료인 Ambrogio de Predis에 의해 계속되었던 것으로 예상됩니다. 분석을 통해 레오나르도 다빈치의 그림 실습에 대한 지식은 크게 확장되고, 문서화가 가능합니다.

이미지 처리를 통한 비파괴 이미지 분석

최첨단 이미지 프로세싱은 이 작업의 복원을 지원합니다. 다빈치의 작품에는 Bruker Nano GmbH의 M6 JETSTREAM 분광기가 사용되었습니다.

IDS 카메라가 장착된 이 시스템은 비침습적이고 비파괴적인 방식으로 색상 구성을 보여줍니다. 넓은 영역의 단일 지점 (100 마이크로 미터 이하)에서 X 선 형광 측정을 수행합니다. 이 정밀한 X-ray 형광 분광법 (micro-XRF)을 사용하면 시료의 원소 조성을 결정할 수 있습니다. 즉, 색상에 존재하는 원소 (중금속, 혈액 안료, 탄소 등)를 정확히 등록 할 수 있습니다. 측정 포인트는 측정 헤드가 움직이는 동안 기록 될 수 있습니다. 이를 통해 매핑이라고하는 빠른 표면 분석이 가능합니다.

IDS uEye SE 카메라를 사용한 페인팅 분석
M6 JETSTREAM은 IDS 카메라를 사용하여 색상 구성을 분석합니다.
IDS uEye SE 카메라를 사용한 페인팅 분석
레오나르도 다빈치의 "바위의 처녀" 분석 과정
© National Gallery London

시간이 지난 후 그림의 변화와 별도로 추가한 부분을 밝힐 수 있으며 필요한 경우 다른 아티스트 간의 안료 사용과 레이어 구조의 차이를 보여줄 수 있습니다.

초점이 맞춰진 X선 빔을 사용하여 그림을 한 점씩 스캔합니다. 각 영역의 안료에 할당 된 원소는 각각 고유한 X-ray 형광 방사선을 방출하며, 이는 분석기에 의해 분광계에 등록됩니다. 이러한 방식으로 전체 페인팅에 대한 화학 정보가 일련의 대조되는 이미지로 수집됩니다.

예를 들어, 그림의 흰색에서 구리 (Cu)가 발견 된 경우 이는 흰색의 구리기반 파란색인 아즈 라이트의 사용을 나타냅니다. 검출된 원소를 기반으로 한 이 기술은 대부분의 안료를 식별 할 수 있습니다. 또한, 분석은 객체의 이력에 대한 정보를 제공하고 일부 비밀을 밝힐 수 있습니다. 표면에 페인트 뒤에 숨겨진 작품은 배경에서 찾을 수 있으며 종종 예술 작품이 마음에 들지 않거나 단순히 캔버스가 필요했기 때문에 잃어버린 예술 작품이 예기치 않게 빛을 발합니다.

IDS uEye SE 카메라를 사용한 페인팅 분석
오른쪽의 아연지도는 버려진 제 1 조성물의 아연 함유 언더 드로잉을 보여줍니다.

자세한 결과

"바위의 처녀 (Virgin of the Rocks)"의 X- 선 형광 분석에서 가장 중요한 새로운 정보는 제 1 이미지 조성물에서 아연-함유 언더-드로잉의 발견이었습니다. 이 그림의 존재는 미리 알려져 있지만 X-ray 형광 분석, 특히 초 분광 이미징과 결합하여 훨씬 더 명확하게 볼 수 있습니다. 특히 흥미로운 변화는 예를 들어 처녀의 옷감 (구리를 함유 한 아조 라이트로 된 하층으로 칠 해짐)과 그리스도 어린이의 얼굴 위치에서 볼 수 있습니다. 원래의 3/4 뷰는 현재 그려진 프로파일로 변경되었습니다 (Pb-Lα 맵에서 볼 수 있음).

IDS uEye SE 카메라를 사용한 페인팅 분석
Cu-Kα, Pb-Lα 및 Pb-Mα 맵은 처녀 망토의 휘장의 변화와 그리스도의 아이의 얼굴 위치를 보여줍니다.

사용 카메라

Bruker Nano GmbH는 IDS 카메라를 M4 TORNADO / TORNADOPLUS 및 M6 JETSTREAM X-ray 형광 분석기에 통합합니다. M4 TORNADO 분광기는 micro-XRF를 사용한 표면 분석 분야의 시장 리더입니다. 스폿 크기는 20 µm이며 주기율표의 모든 원소를 탄소 (옵션) 에서 우라늄까지 분석 할 수 있습니다. 특히 미네랄 샘플의 검사 및 층 두께 분석에 사용됩니다. 800mm x 600mm의 측정 범위와 다양한 설치 옵션을 갖춘 M6 JETSTREAM 모바일 분광계는 더 큰 작품을 검사하는 데 이상적입니다.

각각 1024 x 768 픽셀의 해상도를 가진 두 개의 USB 2 uEye SE 산업용 카메라가 Bruker 소프트웨어에서 샘플 표면을 표시하는 데 사용됩니다. X- 선 형광 측정 전에, 카메라는 소자 구성과 광학 정보를 결합하기 위해 샘플 표면의 이미지를 생성하는데 사용됩니다. 카메라 이미지와 원소 분포에서 겹치는 이미지가 생성됩니다. "비디오 이미지를 요소 분포 이미지는 시각적 연결을 만들어줍니다. USB2 uEye SE 카메라의 속도, 크기 및 인터페이스는 완벽하게 일치했습니다. "라고 Michele Gironda는 설명합니다.

카메라는 또한 라이브 이미지 모드에서 샘플의 원하는 측정 지점 또는 영역에 접근하고 카메라 이미지의 초점을 조정하여 작업 거리를 조정합니다. M6 JETSTREAM 분광계의 측정 헤드에는 미세 초점 X선 튜브와 단계적으로 조정 가능한 스폿 크기가 있는 모세관 광학 장치가 포함되어 있습니다. 최대 100mm/s의 측정 속도가 가능합니다. 형광 스펙트럼은 실리콘 드리프트 검출기(SDD)로 측정됩니다.

IDS uEye SE 카메라를 사용한 페인팅 분석
IDS의 USB 2 uEye SE 산업용 카메라 2 대로 측정 범위를 정확하게 배치 © Bruker Nano GmbH

다목적 카메라는 또한 다양한 하우징 및 보드 레벨 모델과 광범위한 센서 포트폴리오를 특징으로 합니다. IDS Software Suite를 통한 플러그 앤 플레이로 시스템 통합이 간단하고 빠릅니다. 산업 및 비 산업 부문의 어플리케이션 범위는 매우 다양합니다. Bruker Nano GmbH에서 사용하는 USB 2.0 버전 외에도 USB 3.1 Gen 1 또는 GigE 인터페이스 및 GigE Vision® 인터페이스가 있는 모델을 사용할 수 있습니다.

IDS uEye SE 카메라를 사용한 페인팅 분석
IDS의 uEye SE 카메라 제품군

전망

잘못 발린 광택제를 세척하고 제거함으로써 "바위의 처녀"는 Bruker Nano GmbH의 M6 JETSTREAM 마이크로 X-ray 형광 분석기 덕분에 다시 한 번 힘있고, 아름다운 마법을 보여줍니다. 이는 미술 시장에 있어 흔치 않은 기술입니다. 이미지 처리를 통해 회화 및 기타 예술 작품의 분석을 위한 완전히 새로운 관점을 열었습니다. 따라서 Bruker는 micro-XRF 시장의 지속적인 성장과 함께 더 높은 해상도의 이미지 및 요소 분포에 대한 수요가 증가 할 것으로 예상합니다. 박물관이나 실험실에서 색상 구성, 페인팅 기법, 진위 또는 역사적 배경에 관계없이 이 어플리케이션을 사용하여 역사전문가, 작품 복원가 및 연구원은 오래된 걸작품의 예상못한 비밀을 발견할 수 있습니다.