集成反射高光谱成像与宏观XRF：对拉斐尔杰作《巴里奥尼下葬图》进行全表面无损分析

透视文艺复兴杰作之下

站在拉斐尔那幅富有戏剧性的《巴里奥尼下葬图》前的观众看到的是一件完整的文艺复兴杰作。但在可见油彩之下，隐藏着描绘草图、修正痕迹和精细色彩效果的世界，这些元素共同塑造了最终画面。本研究展示了博物馆科学家如何在不取下一点样本的情况下，利用先进成像工具在每一平方厘米范围内以彩色与化学细节“X光化”地探查这一看不见的世界。

用于古画的高科技相机

过去十年间，主要博物馆开始采用新的“化学成像”方法，这些方法能扫描整幅画，而不是只检测若干微小点位。在本项目中，为纪念拉斐尔逝世500周年，研究者在罗马波尔盖塞美术馆对《巴里奥尼下葬图》同时使用了两种此类工具：反射高光谱成像与宏观X射线荧光。高光谱成像为画面每一个像素记录了人眼看不见的数百个波段颜色，从紫色到短波红外。宏观X射线荧光则绘制出铅、铜、汞、钾等化学元素在颜料层中的分布位置。两套系统安装在精密扫描仪上，在展板上往复扫描，构建出巨大的三维数据块，使表面上的每一点都拥有自己的光谱与元素“指纹”。

发现隐蔽的底稿与早期构思

由于不同的描绘材料和颜料对光的反射与吸收各有特征，高光谱数据可以经过处理以显露普通摄影无法看见的细节。研究团队运用主成分分析与最小噪声分数等数学工具，生成了增强的灰度图与伪彩色图像，放大了绘层之间细微的差异。这些视图证实了先前的线索：拉斐尔曾在画面中心绘有一位额外的女性形象，后来被去除；它们还揭示了远景更为清晰、细节更丰富的版本——树木分明、山势不同，暗示拉斐尔在后期为获得更具氛围感的效果而对背景进行了柔化与简化。一些面部和布褶周围细密的叉状底描线仅在这些处理图像中显现，表明构图经过多阶段演变，使用了不同的工具和墨材，而非一次性、单一的草图完成。

逐像素解读绘画的化学构成

宏观X射线荧光扫描补充了一个互补信息层：关键元素在整件作品中的分布。钡和锶的分布图突显了石膏基底和木板接缝处旧填料的差异，甚至提示准备层的部分曾在某一时点被重新处理。铅的分布图显示了铅白的广泛存在，并澄清了轮廓上的细微变化，类似一幅非常清晰的X射线透视片。铜的分布描绘出天空、风景和衣纹中的蓝绿颜料，而硅和钾则指示了拉长石或含玻璃添加剂的使用。汞与铁的分布帮助区分红色、黄色与褐色颜料，锰则标示出晚期修复而非原始绘层。所有这些化学影像共同构成了拉斐尔材料使用的详尽地图，并显示了他如何通过这些材料来塑造光感、色彩与深度。

解读拉斐尔的红色

其中最引人注目的结果之一来自对构图中红色段落的聚焦，尤其是鲜红的格里福内托（Grifonetto）形象。通过将红色区域的高光谱分类与汞和钾的分布图相结合，研究者得以区分致密的红色矿物颜料辰砂（朱砂）与由染料制成的透明有机“红湖”颜料。数据表明拉斐尔几乎完全依赖这两种红色。辰砂在选定区域提供了强烈、不透明的色彩，而红湖则以薄层或厚层方式施加，有时覆于辰砂之上以产生多层色调与发光效果。这种细致的层叠在不同衣纹之间存在差异，显示出拉斐尔在控制色温、深度与重点时采取了有意的策略，而非对红色采用简单统一的配方。

这对艺术与修复的意义

对非专业读者而言，本研究传达的信息是：像《巴里奥尼下葬图》这样的绘画并非静止不变的图像，而是一件具有悠长创作与修复历史的复杂物质对象。通过融合高光谱成像与宏观X射线荧光，科学家现在可以在无需剥离颜料或切取样本的情况下，以非凡的细节同时探查作品的表面与隐蔽层。该方法已澄清拉斐尔如何构思与修改构图、他选择了哪些材料，以及他如何用有限的几种颜料堆叠出富有光泽的色彩。随着研究者继续挖掘这些庞大数据集，他们将细化我们对拉斐尔技法的理解，并为修复人员提供精确的指导，以便为后代保护这件文艺复兴重要祭坛画。

引用: Cucci, C., Picollo, M., Stefani, L. et al. Integrated reflectance hyperspectral imaging and macro-XRF for a full-surface non-invasive analysis of Raphael’s masterpiece “Baglioni Deposition”. npj Herit. Sci. 14, 134 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02322-z

关键词: 拉斐尔, 高光谱成像, 宏观 XRF, 艺术保护, 文艺复兴绘画