Многофункциональный сканер большой площади для рентгенофлуоресцентной и отражательной визуализации и его применение к азиатскому искусству

Заглядывая под поверхность произведений искусства

Многие исторические картины хранят истории прямо под поверхностью — ранние наброски, переработанная бумага, реставрационные вмешательства и тонкие цветовые решения, невидимые невооружённым глазом. В этой статье описывается, как учёные из Национального музея азиатского искусства создали большой гибкий сканирующий комплекс, который позволяет аккуратно исследовать крупные и хрупкие произведения, не вывозя их за пределы хранилища и не беря образцы. На примере известной японской ширмы, украшенной расписными веерами, команда демонстрирует, как их сканер выявляет пигменты, скрытые рисунки и прошлые реставрации — все элементы, которые вместе рассказывают полную историю жизни произведения.

Индивидуальный сканер, построенный вокруг произведения

Обычные научные камеры и рентгеновские приборы обычно рассчитаны на небольшие объекты — монеты или лабораторные образцы. Крупные произведения — настенные картины или длинные свитки — трудно перемещать и часто их нужно держать в плоскости, что затрудняет детальный анализ. Чтобы решить эту проблему, авторы спроектировали настенную моторизованную направляющую систему, способную перемещаться на 4,5 метра по горизонтали и 1 метр по вертикали. Подвижная каретка скользит по этим рельсам и может принимать разные «головки», такие как блок для рентгенофлуоресценции или камера для отражательной съёмки. Поскольку рама сканера открыта, а не закрыта в короба, кураторы могут сдвигать под неё очень широкие панели или ширмы. Одна и та же платформа движения обслуживает несколько типов визуализации, что экономит место, деньги и время на настройку.

Видеть элементы и цвета, не касаясь краски

Первым основным инструментом, установленным на сканере, стала система рентгеновской флуоресценции (РФ). Когда рентгеновский пучок попадает на картину, разные химические элементы в пигментах испускают характерные сигналы, которые фиксирует детектор. Делая остановки в тысячах точек по сетке, система создаёт «карты элементов», показывающие, где на произведении встречаются ртуть, свинец, медь, серебро, золото и другие элементы. На ширме с веерами эти карты подтвердили применение листового золота и золотой краски в волнах и украшениях, серебряные детали в одежде и пейзажах, а также классические красные и оранжевые пигменты, такие как киноварь и красный свинец. Тонкие закономерности — например следы серебра, потемневшего до сульфида серебра, или необычные смеси железа и меди в коричневых участках — помогают идентифицировать как оригинальные материалы, так и последующие ретуши.

Использование невидимого света для выявления скрытых рисунков

Второй ключевой инструмент — камера, регистрирующая отражённый свет в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне, а также отдельная камера для коротковолнового инфракрасного диапазона на коммерческой системе. Эти камеры фиксируют сотни узких цветовых полос, далеко выходящих за пределы восприятия человеческого глаза. Перемещая сканер плавным «push-broom» ходом, система собирает подробные объёмные изображения, которые можно обработать для выделения конкретных пигментов и подрисовок. На одной панели веера изображения в коротковолновом ИК выделили бледный набросок здания и фигуры — возможно, монаха — чётко, хотя в обычном свете они едва заметны. В других местах ИК-отпечатки показали различия между чернилами и серебряными волнами, выявили ретушь повреждённого серебра и подтвердили пигменты, такие как азурит, медеподобные зелёные (подобные малахиту), белая скорлупа, а также смеси, дающие розовые одежды или бледно-голубые тона.

Отслеживание жизни и ремонтов японской ширмы

Просматривая веер за веером, комбинированные методы раскрыли, как ширма была изготовлена и изменялась со временем. Хотя общая палитра соответствует тому, что известно по другим произведениям раннего периода Эдо, сканер зафиксировал вариации, указывающие на разные типы бумаги, происхождение пигментов и последующие консервационные работы. Например, опорная бумага одного веера имеет значительно более низкие уровни определённых элементов, что намекает на иное происхождение. Рентгеновские карты выявили ртуть от красных штемпелей, скрытых в подкладочных бумагах деревянной панели, а не в видимой краске. Изображения в коротковолновом ИК даже показали символы, написанные на бумагах, повторно использованных за лицевыми сторонами вееров, которые стали видны только когда реставрационная команда позже подняла веера. Эти находки демонстрируют, как художники и реставраторы перерабатывали материалы и как конструктивные слои под краской влияют на то, что сегодня видят учёные.

Почему это важно для музеев и публики

Авторы приходят к выводу, что универсальный сканер с открытой архитектурой может преобразить подход музеев к изучению крупных произведений. Совмещая рентген и разные виды инфракрасной съёмки на единой движущейся платформе, исследователи могут получать богатые высокоразрешающиеся данные при минимальной манипуляции хрупкими объектами. Исследование японской ширмы демонстрирует, что такие неинвазивные инструменты способны подтвердить традиционные пигменты, обнаружить тонкие различия между панелями и выявить скрытые рисунки, надписи и повторно использованные бумаги, углубляющие наше понимание истории произведения. Для посетителей музеев и любителей искусства это означает более точные рассказы о том, как создавались, изменялись и сохранялись шедевры — и во многих случаях захватывающие открытия изображений и отметин, которые долгое время не предполагалось показывать публике.

Цитирование: 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

Ключевые слова: реставрация произведений искусства, гиперспектральная визуализация, рентгеновская флуоресценция, японская живопись, наука о культурном наследии