Fotografia w badaniu dzieł sztuki

Cele fotografii badawczej

Fotografia to "malowanie światłem". Przyjęło się uważać, że jest to "malowanie" światłem, które mogą zobaczyć ludzie, czyli światłem widzialnym. Fotografia jednak może być wykorzystywana do rejestracji obrazów poza granicami widma światła widzialnego dla człowieka. To też będzie "malowanie światłem", aczkolwiek jego efekty będą widoczne dopiero po specjalnej obróbce tak wykonanych fotogramów.

Fotografia badawcza jest właśnie tą dziedziną fotografii, która szeroko wykorzystuje możliwości wykraczania fotografii poza zakres światła widzialnego dla człowieka. Dzieje się tak m.in. dlatego, że analiza dzieł sztuki w świetle widzialnym jest aspektowa. Rejestrujemy obraz, do którego przywykliśmy od dzieciństwa. Aspektowość takiego obrazu zależy od warunków tworzonych przez światło widzialne. Wiele elementów w tym świetle znika obserwatorowi z pola widzenia lub jest po prostu niemożliwa do dostrzeżenia. Np. fotografia w podczerwieni umożliwia ocenę autentyczności i techniki wykonania obrazu. Mikrofotografia dzieł sztuki zapewnia dokładniejszy wgląd np. w późniejsze zmiany, dokonywane z dziełem na przestrzeni wielu lat jego istnienia. Makrofotografia daje możliwość powiększania obrazu o ok. 10x, natomiast mikrofotografia dokonywana za pomocą mikroskopu umożliwia oglądanie i fotografowanie obrazów w powiększeniu nawet 10 000 razy, a w przypadku mikroskopów elektronowych są to wielkości powiększenia rzędu 40 000 razy. Liczby te robią wrażenie. Wciąż szybko zachodzący rozwój fotografii umożliwia powoli fotografowanie na poziomie atomowym i aktualne pozostaje pytanie, czy to jest jeszcze sztuka, czy już zaawansowane metody nauki empirycznej, wykorzystujące jedynie fotografię jako jedną z wielu metod warsztatu badawczego? Przyjrzyjmy się zatem najważniejszym technikom fotograficznym, wykorzystywanym w badaniu dzieł sztuki.

1. Rodzina Najświętszej Panny Marii, fragment skrzydła poliptyku z Domaradza, ok. 1520 rok, zdjęcie w świetle VIS i UV

2. Reflektogram w podczerwieni Portretu weneckiego admirała Tintoretta. Reflektogram ukazuje nakładające się na siebie, dwie twarze. Widzimy jednak tylko zbroję, przez której czerń nie przechodzą promienie podczerwone

3. Chryzantemy, 1908, (Muzeum Okręgowe w Toruniu)

Makrofotografia

W makrofotograficznym fotografowaniu dzieł sztuki używa się zwykle aparatu z możliwością regulacji wyciągu obiektywu o krótkiej ogniskowej. Źródłem światła może być oświetlenie dzienne lub sztuczne białe i ultrafioletowe. Plany makrofotograficzne w fotogramach przedstawiających działa sztuki, wyodrębniają zawsze jakiś ich fragment. Jest to pomocne w lepszym poznaniu techniki dzieła. Pomagają w ocenie jakości poszczególnych fragmentów i ewentualnych fałszerstw. Makrofotografia w badaniu dzieł sztuki służy głównie precyzyjnej ocenie spękań powierzchni farby malarskiej. Spękania w obrazach powstają na skutek wzajemnego oddziaływania materiałów, składających sie na obraz, a posiadających różne współczynniki rozszerzalności. Wywoływane są temperaturą, wilgotnością otoczenia, mechanicznymi czynnikami, wpływającymi na obraz – np. częsta zmiana miejsca ekspozycji, przechowywania, w toku wielu dziesiątek lat historii.

4. Makrofotografia ust i nosa Mony Lizy Leonarda da Vinci

Czasami fałszerstwo obrazu polega na sztucznym postarzenia obrazu poprzez dodanie spękań. Takie sztuczne spękania są zwykle pokrywane dodatkowo grubą warstwą werniksu. Zwykłe dokładne przyglądanie się, nawet okiem uzbrojonym w szkło powiększające, nie jest zbytnio wystarczające do prawidłowej oceny pochodzenia zawerniksowanych spękań. Stosuje się więc metodę makrofotograficzną, na postawie której badacz jest w stanie rozpoznać układy spękań. Spękania sztuczne są bezwładne. Spękania naturalne układają się zgodnie z kierunkiem przebiegu włókien drewna i pociągnięć pędzla. Dodatkowo, makrofotografia jest pomocna w ocenie duktu pędzla, noża i dłuta malarza i renowatora.

Mikrofotografia

Mikrofotografia używa jako obiektywu skomplikowanych układów soczewkowych mikroskopu. Uzyskiwane w taki sposób powiększenia mogą sięgać poziomu wiele dziesiątek tysięcy razy przekraczającego obserwacje gołym okiem. Mikrofotografia bada już nie samą powierzchnię obrazu, lecz strukturę całego dzieła malarskiego. Jej sukces zależy wszelako od profesjonalnego  i trafnego wyboru miejsca badania, a dopiero później od dobrania samych parametrów ekspozycji zdjęcia. Mikrofotografia pozwala również na dokładną ocenę stanu powierzchni obrazu oraz określenie cech werniksu (niewielki stopień powiększenia). Przy powiększeniach większych niż 100x można oceniać szczególne cechy pigmentów, wartość jego rozdrobnienia. Jest to przydatne, ponieważ wiedza o stopniu rozdrobnienia pigmentu ma swoje odniesienie do zmian, jakie zachodziły w technice malarskiej wraz z rozwojem szkół malarskich, okresów historycznych i warsztatów malarzy. Owo rozdrobnienie pigmentu jest podstawą do określania wieku dzieła sztuki. Przypomnijmy, że do końca XIX w. pigmenty rozbijano ręcznie.

5. Tadeo di Bartolo, Madonna. Mikrofotografia fragmentu obrazu, ukazująca jednorodną dla wszystkich plam barwnych, siatkę spękań

Mikrofotografia jest niezbędna również przy ocenie autentyczności sygnatury działa malarskiego. Sygnatura jest autentyczna, jeśli jest poprzecinana spękaniami, występującymi na powierzchni całego działa malarskiego lub jeśli przynajmniej te spękania zachodzą w jakiejś swojej części na sygnaturę. Natomiast jeśli farba sygnatury nawet częściowo wypełnia spękania, jest prawie pewne, że podpis został dodany znacznie później niż czas jego powstawania.
Mikrofotografia jest więc niezbędna w badaniu dzieł sztuki, w określaniu kluczowych parametrów takich jak: data powstania, autentyczność, stan złota na tłach malarstwa gotyckiego itd.

Podczerwień

Promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali od 780 nm do 1 mm, klasyfikowane między światłem widzialnym i falami radiowymi, nosi nazwę promieniowania podczerwonego. Zakres tych fal jest niezwykle szeroki, lecz w fotografii częściej wykorzystuje się tzw. promieniowanie podczerwone bliższe. Dzięki podczerwieni ujawnia się na fotografowanym obrazie to, co niewidzialne. Dzieje się tak, ponieważ pewne substancje przepuszczają promieniowanie podczerwone, inne natomiast je odbijają.
Obrazy malarskie pokrywane są werniksem, mającym zabezpieczyć je przed niekorzystnym wpływem środowiska zewnętrznego. Z czasem, pod wpływem starzenia się werniksu, jego stopień przepuszczalności światła (transparentności) w wielu miejscach maleje, co uniemożliwia obserwacje szczegółów właściwego pokrycia farba obrazu. Z pomocą przychodzi tu podczerwień. Zanim konserwator przystąpi do żmudnego procesu zdejmowania werniksu, zwykle fotografuje obraz w podczerwieni, aby zobaczyć jak układają się szczegóły w ciemniejszych partiach obrazu.

Inne zastosowanie fotografii w podczerwieni polega na pomocy w ocenie czytelności sygnatur obrazów. Gdy np. po namalowaniu obraz został pokryty w toku dziejów grubą warstwą werniksu bądź farby transparentnej, by uzyskać przyjemniejszy wygląd, a werniks postarzał się, tracąc  właściwości przepuszczalne dla światła widzialnego, to jedynym sposobem, by odczytać sygnaturę jest sfotografowanie obrazu w promieniowaniu podczerwonym, które przeniknie bez warstwy nieczytelnego werniksu na powierzchni płótna.
Dzięki fotografii w podczerwieni można także dokonywać skomplikowanych identyfikacji samych pigmentów obrazu bez czasochłonnych analiz chemicznych. Jest to niezbędne w ustalaniu chronologii powstawania poszczególnych warstw dzieła. W promieniowaniu podczerwonym, zarejestrowanie obok siebie paru rodzajów pigmentów niebieskich da wyraźne różnice np. jeśli między nimi będzie błękit kobaltowy. Ta sama fotografia w świetle widzialnym nie pokazałaby żadnych różnic między barwnikami. Metoda ta pozwala ustalić, czy obraz nie był przemalowywany i retuszowany. Istnieją specjalne tablice, przedstawiające wygląd najważniejszych pigmentów w świetle podczerwonym, co umożliwia szybką identyfikację szukanych farb.

7. Fotografia w podczerwieni odsłania to, co jest niewidoczne w zwykłym świetle widzialnym. W tym wypadku pozwala na odczytanie zakrytego podpisu. Szkoła angielska, Portret mężczyzny M de Carcassone

Fotografia w podczerwieni nie jest zbyt skomplikowana technicznie. Trzeba pamiętać, aby, jeśli używamy aparatu analogowego, założyć specjalnie uczulany cyjaninami film i filtr. Jeśli używamy aparatu cyfrowego - stosować odpowiednie filtry, zakładane na obiektyw (np. Cokin - Hitech Infrared).

Fotografia w promieniowaniu ultrafioletowym

Promieniowanie ultrafioletowe jest klasyfikowane jako krótsze od promieniowania widzialnego i dłuższe od promieniowania rentgenowskiego. Zakres długości fali to 10 nm do 400 nm. Ultrafiolet jest nazywany również światłem pozafiolkowym albo światłem Wooda. To promieniowanie silnie wzbudza luminescencję badanych obiektów (osobiście polecam oglądnięcie zdjęć plazmy słonecznej, wykonanych w technice ultrafioletu), co umożliwia ocenę zmian chemicznych na powierzchni werniksu i farb składających się na dzieło malarskie. Dzięki zjawisku fluorescencji stary werniks będzie miał wygląd mleczny lub przezroczysty. Wszelkie, najdrobniejsze zmiany (przemalowania, usunięcia werniksu), ujawnią się w postaci zaciemnień. Jeśli w obrazie UV nie dostrzega się takich artefaktów, oznacza to, że obraz jest w dobrym stanie i nie było dokonywanych na nim zmian przez innych malarzy i konserwatorów w późniejszym okresie. Fluorescencję można wzbudzać w dwojaki sposób: można wykonywać fotografię w świetle ultrafioletowym, czy też obserwować obraz w tym świetle. Co jednak zrobić, gdy na obrazie nie ma werniksu bądź jest go niewiele? W tym wypadku efekty testów w promieniowaniu UV nie są już tak oczywiste. Każdy pigment ma swój własny współczynnik fluorescencji w promieniowaniu UV. Zmiany w obrazie fluorescencyjnym dzieła nie będą już spowodowane ewentualnymi przemalowaniami, a różnicami w składzie chemicznym użytych barwników. Trzeba więc zwracać uwagę na różnice we fluorescencji tych samych barw (np. biel ołowiowa w UV jest ciemniejsza niż biel cynkowa).
Warto jeszcze dodać, że fotografia w promieniowaniu ultrafioletowym umożliwia odtworzenie prawdziwego stanu dzieła sprzed różnych modyfikacji konserwatorskich, pomaga odczytywać stare napisy papirusowe i rękopisy.
Technika fotografii UV również nie jest zbyt skomplikowana. Ważne, aby fotografowany obiekt był oświetlony specjalnym światłem żarówki Wooda (zawiera ona filtr z krzemku baru z 9% tlenkiem niklu), przepuszczającym promieniowanie o długości fali 365 mikrometrów. Dodatkowo, na obiektyw nakręcony ma być filtr odcinający promieniowanie UV.

6. Powiększenie 181-krotne mikropróbki, pobranej z obrazu Portret weneckiego admirała Tintoretta, ukazujące układ warstw malarskich. Na zdjęciu widoczne są: 1. jaśniejsza warstwa zaprawy; 2. ciemniejsza warstwa zaprawy; 3. pojedyncze ziarna czarnego pigmentu; 4. pierwsza warstwa bieli (szeroki kołnierz); 5. cieńsza warstwa bieli (mniejszy kołnierzyk); 6. mieszanina pigmentów (broda admirała); 7. werniks.