Een veelzijdige scanner voor grote oppervlakken voor röntgenfluorescentie- en reflectantiebeeldvorming en de toepassing ervan op Aziatische kunst

Onder het oppervlak van kunst kijken

Veel historische schilderijen verbergen verhalen net onder het oppervlak — eerdere schetsen, hergebruikt papier, reparaties en subtiele kleurkeuzes die met het blote oog onzichtbaar zijn. Dit artikel beschrijft hoe onderzoekers van het National Museum of Asian Art een grote, flexibele scansysteem bouwden dat voorzichtig grote, kwetsbare kunstwerken kan onderzoeken zonder ze uit de locatie te hoeven halen of monsters te nemen. Aan de hand van een beroemd Japans vouwscherm met geschilderde waaiers als proefobject toont het team hoe hun scanner pigmenten, verborgen tekeningen en eerdere restauraties kan onthullen die samen het volledige levensverhaal van een kunstwerk vertellen.

Een aangepaste scanner rondom het kunstwerk gebouwd

Conventionele wetenschappelijke camera’s en röntgenapparaten zijn meestal ontworpen voor kleine objecten, zoals munten of laboratoriummonsters. Grote kunstwerken — zoals muurgrote schilderingen of lange handrollen — zijn lastig te verplaatsen en moeten vaak vlak blijven liggen, wat gedetailleerde analyse bemoeilijkt. Om dit op te lossen ontwierpen de auteurs een wandgemonteerd, gemotoriseerd railsysteem dat 4,5 meter horizontaal en 1 meter verticaal kan bewegen. Een beweegbare kar glijdt langs deze rails en kan verschillende “koppen” opnemen, zoals een röntgenfluorescentie-eenheid of een reflectantiebeeldcamera. Omdat het frame van de scanner open is in plaats van omsloten, kunnen conservatoren zeer brede panelen of schermen eronder schuiven. Hetzelfde bewegingsplatform dient meerdere soorten beeldvorming, wat ruimte, geld en opbouwtijd bespaart.

Elementen en kleuren zien zonder het schilderij aan te raken

Het eerste belangrijke instrument dat aan de scanner is bevestigd is een röntgenfluorescentie (XRF)-systeem. Wanneer de röntgenbundel het schilderij raakt, zenden verschillende chemische elementen in de pigmenten karakteristieke signalen uit die door een detector worden opgevangen. Door op duizenden punten in een raster te pauzeren, creëert het systeem “elementkaarten” die laten zien waar kwik, lood, koper, zilver, goud en andere elementen over het kunstwerk voorkomen. In het waaierscherm bevestigden deze kaarten schelpgoud en bladgoud in de golven en decoraties, zilveren details in kleding en landschappen, en klassieke rode en oranje pigmenten zoals vermiljoen en rood lood. Subtiele patronen — zoals sporen van zilver die zijn donkerder geworden tot zilversulfide, of ongewone mengsels van ijzer en koper in bruine delen — helpen zowel originele materialen als latere retouches te identificeren.

Onzichtbaar licht gebruiken om verborgen ontwerpen bloot te leggen

Het tweede belangrijke instrument is een camera die gereflecteerd licht opneemt van zichtbaar tot nabij-infrarood, gevolgd door een aparte kortegolf-infraroodcamera op een commercieel systeem. Deze camera’s leggen honderden smalle kleurbanden vast, ver voorbij wat het menselijk oog kan waarnemen. Door de scanner in een soepele “push-broom”-baan te bewegen, bouwt het systeem gedetailleerde afbeeldingscubes op die kunnen worden verwerkt om specifieke pigmenten en ondertekeningen te benadrukken. Op één waaierscherm maakte kortegolf-infraroodbeelden een vage schets van een gebouw en een figuur — mogelijk een monnik — duidelijk zichtbaar, hoewel ze in normaal licht nauwelijks te zien zijn. In andere gebieden toonden infraroodsignaturen verschillen tussen inkt en zilvergolven, onthulden retouches van beschadigd zilver en bevestigden pigmenten zoals azuriet, kopergroenen vergelijkbaar met malachiet, schelpenwit en mengsels die roze kleding of bleke blauwtinten creëren.

De levensloop en reparaties van een Japans scherm reconstrueren

Per waaier bekeken onthulden de gecombineerde technieken hoe het scherm gemaakt en in de loop der tijd veranderd is. Hoewel het algemene palet overeenkomt met wat bekend is van andere vroege Edo-periode schilderijen, detecteerde de scanner variaties die wijzen op verschillende papieren, pigmentbronnen en latere conserveringswerkzaamheden. Zo heeft het draagpapier van één waaier veel lagere niveaus van bepaalde elementen, wat op een andere herkomst duidt. Röntgenkaarten brachten kwik aan het licht van rode inktstempels die verborgen waren in de voeringpapieren van het houten paneel, niet in de zichtbare verf. Kortegolf-infraroodbeeldvorming toonde zelfs tekens die op papier waren geschreven en hergebruikt achter de waaiergezichten, pas zichtbaar toen het conserveringsteam later de waaiers hief. Deze bevindingen laten zien hoe kunstenaars en restauratoren materialen hergebruikten en hoe structurele lagen onder de verf beïnvloeden wat wetenschappers vandaag kunnen waarnemen.

Waarom dit belangrijk is voor musea en het publiek

De studie concludeert dat een veelzijdige scanner met open architectuur kan transformeren hoe musea grote kunstwerken bestuderen. Door röntgen- en verschillende vormen van infraroodbeeldvorming op een enkel bewegend platform te combineren, kunnen onderzoekers rijke, hoge-resolutie data verzamelen met minimale hantering van kwetsbare objecten. De casestudy van het Japanse waaierscherm toont aan dat dergelijke niet-invasieve instrumenten traditionele pigmenten kunnen bevestigen, subtiele verschillen tussen panelen kunnen opsporen en verborgen tekeningen, schrift en hergebruikt papier kunnen blootleggen die ons begrip van de geschiedenis van een kunstwerk verdiepen. Voor museumbezoekers en kunstliefhebbers betekent dit nauwkeurigere verhalen over hoe meesterwerken zijn gemaakt, aangepast en bewaard — en in veel gevallen de opwindende ontdekking van beelden en merktekens die nooit hadden moeten worden gezien.

Bronvermelding: Clarke, M.L. A multi-purpose large area scanner for x-ray fluorescence and reflectance imaging and its application to Asian art. npj Herit. Sci. 14, 242 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02449-z

Trefwoorden: kunstconservatie, hyperspectrale beeldvorming, röntgenfluorescentie, Japanse schilderkunst, wetenschap van cultureel erfgoed