Enthüllung der Maltechnik unter der Oberfläche von Vermeers Mädchen mit einem Perlenohrring unter Verwendung von Makro- und Mikroskalenbildern

Leinwandbindung

Die Unterstützung von Mädchen mit einem Perlenohrring ist eine dichte mittelschwere Leinwand mit einer Leinwandbindung, die auf einem Röntgenbild sichtbar ist (Abb. 1). Der durchschnittliche Gewindeabstand der horizontalen Gewinde beträgt 0,68 ± 0,12 mm, was einer Gewindezahl von 14,8 ± 2,7 Gewinden / cm entspricht. Die vertikalen Gewinde haben einen durchschnittlichen Abstand von Mitte zu Mitte von 0,68 ± 0,14 mm, was einer Gewindezahl von 14,6 ± 3,0 Gewinden / cm entspricht, die durch digitale Gewindezählung bestimmt wird. Die Daten aus der computergestützten Leinwandanalyse wurden verwendet, um Karten aus dem digitalisierten Röntgenbild zu erstellen, die Variationen der Leinwandfäden sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung zeigten. Die Fadenabstandskarten zeigen, wie die Dichte der Fäden auf der Leinwand variiert. Wenn die Anzahl der Fäden pro Zentimeter vom Durchschnitt abweicht, wird ihm eine bestimmte Farbe zugewiesen, wodurch eine Art „Barcode“ für das Gemälde entsteht (Abb. 2a, b). Der gleichmäßigere Abstand der horizontalen Fäden im Vergleich zu den breiten Streifen von eng und weit auseinander liegenden Fäden in vertikaler Richtung zeigt an, dass die vertikalen Fäden die Schussfäden und die horizontalen Fäden die Kettfäden sind.

Die Gewindewinkelkarten zeigen Abweichungen im Winkel der Gewinde insbesondere das Höckern an den Rändern (Abb. 2c, d). Die wellenförmigen Verzerrungen haben einen Abstand von ca. 5–7 cm. Sie erstrecken sich auf allen Seiten mehr als 5 cm in die Bildebene, was darauf hinweist, dass es sich um primäre Höcker handelt: Punkte, an denen die verstärkten Kanten der Leinwand vor dem Aufbringen der Grundschicht mit einer Schnur oder einer Schnur auf ein größeres Gerüst geschnürt wurden. Die Schnur könnte festgezogen werden, um die Leinwand während der Dimensionierung der Leinwand und des Aufbringens des Bodens straff zu halten. Zusätzlich gibt es Hinweise auf ein sekundäres Höckern der horizontalen Fäden am oberen Rand des Gemäldes (bei ungefähr x = 12 cm, 24 cm und 35 cm); Diese entsprechen Punkten, an denen die vorgespannte Leinwand an einem kleineren Rahmen (Sieb) befestigt war. Der vertikale Fadenwinkel weist auch Hinweise auf sogenannte „Schussschlangen“ auf: eine Anomalie, die in den Schussfäden auftritt. Dies steht im Einklang mit der Identifizierung der vertikalen Richtung als Schussrichtung aus den Fadenabstandskarten.

Die Fadenzahl aus der kürzlich durchgeführten Leinwandanalyse auf Fadenebene ähnelt den Ergebnissen des Counting Vermeer-Projekts. Durch die Durchführung einer digitalen Fadenzählung an alten Röntgenfilmen von Mädchen mit Perlenohrring (Röntgenaufnahmen vor der Behandlung von 1994, genaues Datum unbekannt) stellten Johnson und Sethares fest, dass die durchschnittliche Fadendichte 14,66 ± 1,46 (horizontal) × 14,50 beträgt ± 1,58 (vertikale) Gewinde / cm. Sie identifizierten Höcker, die sich auf allen vier Seiten mehr als 5 cm in das Gemälde hinein erstreckten, unterschieden jedoch nicht zwischen primären und sekundären Höckern. Darüber hinaus identifizierten sie keine Schussschlangenindikatoren.

Der Diskussionsteil dieses Papiers beschreibt, wie die Leinwand von Mädchen mit einem Perlenohrring in Vermeers Werk passt.

Grundschicht

Eine visuelle Untersuchung der Reste der ursprünglichen Heftränder, die an allen vier Seiten ausgeklappt sind, ergab, dass sie nicht bemalt, sondern nur mit dem hellen, warmen, grauen Grund bedeckt sind. Dies deutet darauf hin, dass der Boden aufgebracht wurde, während sich die Leinwand auf einem großen Rahmen befand, und dann zu einem Sieb mit kleineren Abmessungen bewegt wurde, bevor Vermeer mit dem Malen begann. Auf dem Röntgenbild oder Film zeigen schwache, gekrümmte Striche nahe der Unterkante des Gemäldes, wo der Boden etwas dicker ist. Dies deutet darauf hin, dass der Boden die Konsistenz einer dicken Paste hatte und mit einem gebogenen Grundierungsmesser aufgetragen wurde.

Der Boden von Mädchen mit einem Perlenohrring war etwa 100 um dick (in einer Probe aus die Kante (bis zu 200 µm dick), geschätzt aus den 18 Querschnitten, die im Rahmen dieser Studie erneut untersucht wurden.Die Zusammensetzung des Bodens wurde erstmals im Rahmen von Hermann Kühns 1968er Untersuchung von Pigmenten und Böden in Gemälden von Vermeer untersucht. Mit Lichtmikroskopie und SEM-EDX in den 1990er Jahren analysierte Proben ergaben, dass der Grund des Mädchens aus Kreide, bleiweißen, roten und gelben Eisenoxidpigmenten (Erdpigmenten) und einem sehr feinen dunklen Pigment besteht. Das dunkle Pigment wurde von Groen et al. als „ein wenig sehr feiner Ruß, möglicherweise Lampenschwarz.“ Kühn schlug das Vorhandensein von Umbra, Bleiweiß und Kreide im Boden mittels emissionsspektrographischer Analyse und Lichtmikroskopie eines Querschnitts vom rechten Rand vor. Für die aktuelle Studie wurden die Querschnitte mit SEM-EDX und FIB- erneut analysiert. STEM. Die Analyse von zwei Proben (14 und 34) im Jahr 2018 bestätigte, dass einige der dunklen Partikel im Boden Umbra sind – ein dunkelbraunes Pigment, das Eisenoxid und Manganoxid enthält -, das zuvor von Kühn vorgeschlagen, aber von Groen et al. Nicht gefunden worden war al. SEM-EDX-Analyse dieser dunklen Partikel in Probe 14 detektierte Eisen und Mangan (Ergebnisse nicht gezeigt). Basierend auf den in dieser Studie verwendeten Techniken konnte das Vorhandensein eines sehr feinen Rußes weder bestätigt noch ausgeschlossen werden / p>

Das große Elektronenwechselwirkungsvolumen in der für SEM-EDX verwendeten Massenprobe bedeutet, dass die EDX-Kartenauflösung bestenfalls einige Mikrometer beträgt. Diese Einschränkung wird per Definition aufgehoben, wenn ein Dünnschnitt mit dem Fokussierten hergestellt wird Ionenstrahl (FIB): ein dünnes la Mella wird an einer bestimmten Stelle in einem eingebetteten Querschnitt entfernt und auf eine Membran übertragen (Abb. 3d – g). Mit Hilfe der Raster-Transmissionselektronenmikroskopie (STEM) wird jede Lamelle mit sehr hoher Vergrößerung (hier 20.000-fach) untersucht und die Elemente mit dem EDX-Detektor abgebildet (Abb. 3h). Die Auflösung der Elementkarte liegt nun viel näher an der Größe des Elektronenstrahls, die nominal 2 nm betrug. In der Praxis wird es aufgrund der endlichen Dicke der Probe immer noch eine gewisse Strahlverbreiterung geben, daher schätzen wir die Auflösung der STEM-EDX-Karte auf 5 nm, was der für die Kartierungsdaten verwendeten Pixelgröße entspricht. Die Fähigkeit, die Struktur der Proben auf dieser Längenskala zu untersuchen, ist in Fig. 3h, i gezeigt, wo eine Vielzahl von Merkmalen auf der Sub-100-nm-Skala sichtbar sind, die in den SEM-EDX-Karten nicht aufgelöst werden konnten / p>

Die Hauptkomponenten des Bodens wurden ebenfalls mit FIB-STEM analysiert. Die STEM-EDX-Karte mit einer Vergrößerung von 20.000 × zeigt an, dass der größte Teil des Bodens Kreide ist (in Abb. 3h blau), mit einer geringeren Menge Bleiweiß (in Abb. 3h rot). Die Art und Weise, wie das Bleiweiß die Hohlräume zwischen den großen Kreideteilchen füllt, zeigte, dass die Grundschicht sehr kompakt ist. Die unterschiedliche Partikelgröße des im Boden weißen Bleis mit seiner Verteilung als klumpige Aggregate und kleine Partikel stimmt mit dem Pigment überein, das nach dem sogenannten niederländischen Stapelverfahren hergestellt wurde.

Die Ergebnisse der erneuten Analyse von Querschnitte aus der Grundschicht von Girl with a Pearl Earring fanden Kreide, Bleiweiß und Umbra. Lichtmikroskopie deutet auch auf das Vorhandensein von gelben und roten Erdpigmenten sowie von Ruß hin.

Unterschichten, Umrisse und Pentimente, die durch multispektrale Infrarotreflexionsbildgebung (MS-IRR)

sichtbar gemacht werden Papier, Unterschichten sind definiert als: Farbschichten, die Vermeer in einem vorbereitenden Stadium aufgetragen hat und die vor dem Auftragen der oberen Farbschicht (en) trocknen gelassen wurden. Normalerweise ist eine Unterschicht unter der Oberfläche verborgen, aber in einigen Bereichen wurde sie möglicherweise freigelegt oder von Oberflächenschichten dünn bedeckt. In diesem Zusammenhang werden Konturen als Grenze zwischen verschiedenen Teilen der Komposition definiert, wobei sich eine Farbe einer anderen nähert.

Hochauflösende multispektrale Infrarotreflektographie (MS-IRR) wurde durchgeführt, um eine vollständigere Visualisierung zu erhalten wie die dunklen Unterlagen aufgetragen wurden. MS-IRR (50 µm / Pixel) wurde mit zwei Kamerasystemen durchgeführt, von denen das erste aus einer Si-CCD-Digitalkamera und einem Filter bestand, mit denen die spektrale Empfindlichkeit auf 900–1100 nm eingestellt wurde. In dem resultierenden Bild (Fig. 4b) wurden einige infrarotabsorbierende Pinselstriche unter der Oberfläche sichtbar, jedoch hauptsächlich in Bereichen, in denen die oberen Farbschichten optisch ziemlich dünn sind. Innerhalb des Kopftuchs und der gelben Jacke des Mädchens erscheinen einige Falten in den oberen Farbschichten in der Infrarotfotografie hell, im Gegensatz zu einer infrarotabsorbierenden Farbe der Unterlagen, die dunkel erscheint. Bei den meisten Gemälden bleiben die infrarotabsorbierenden Pinselstriche unter der Oberfläche jedoch teilweise oder vollständig durch die optisch dickere Oberflächenfarbe verdeckt.

Der Spektralbereich wurde auf 2500 nm erweitert, um die Merkmale innerhalb der dunklen Unterschichten besser sichtbar zu machen. Dies wurde unter Verwendung eines InSb-Infrarotkamerasystems mit einer spektralen Empfindlichkeit von 1000 bis 2500 nm durchgeführt, wobei Bilder in drei Spektralbändern (1100–1400 nm, 1500–1800 nm und 1900–2500 nm) und auch bei derselben hohen Auflösung ( 50 μm / Pixel). Der Erfolg dieses Ansatzes beruht zum Teil auf der erhöhten Transparenz von Pigmenten im Spektralbereich von 1000–2500 nm, da die Intensität des Absorptionskoeffizienten elektronischer Übergänge vieler Künstlerpigmente abnimmt. Es beruht auch auf der Abnahme der Lichtstreuung aufgrund des hohen optischen Brechungsindex der Pigmentteilchen. Dies verbessert die Transparenz von Pigmenten wie Bleiweiß, denen elektronische Absorptionsbanden im sichtbaren und infraroten Bereich (400–2500 nm) fehlen. Während traditionell Infrarotreflektografie in einem breiten Spektralband gesammelt wird, haben neuere Forschungen gezeigt, dass das Sammeln von Bildern in engeren Spektralbändern dazu beitragen kann, verschiedene Phasen des Malprozesses zu isolieren: zum Beispiel eine vorzeichnende Zeichnung zu unterscheiden – häufig mit einer Infrarotabsorption angewendet Material – aus den teilweise eingedrungenen Farbschichten. Diese engeren Spektralbänder (3–300 nm) ermöglichen auch die Trennung bestimmter Pigmente innerhalb der Lackschichten. Darüber hinaus kann die hohe räumliche Auflösung vollständige Pinselstriche in der Farbe der unteren Schichten erkennen lassen, wodurch frühe Phasen des Malprozesses identifiziert werden können. Durch räumliches Registrieren dieser MS-IRR-Spektralbilder mit dem Bild des sichtbaren Lichts kann die Beziehung zwischen den Unterschichten und der endgültigen gemalten Zusammensetzung entpackt werden.

Vergleichen des MS-IRR-Bildes von 900 bis 1100 nm (Fig. 4b) mit dem Bild von 1900 bis 2500 nm (Fig. 4c) zeigt erwartungsgemäß die verbesserte Penetration bei längeren Wellenlängen. Die Schwierigkeit bei monochromatischen IRR-Bildern besteht in der Fähigkeit, die Unterschicht von teilweise eingedrungenen oberen Farbschichten zu trennen. Dies kann leichter erreicht werden, indem ein aus MS-IRR-Spektralbildern aufgebautes Falschfarben-Verbundbild mit drei Farbkanälen betrachtet wird, die den letzten drei Spektralbändern entsprechen (Fig. 4d). In diesem Falschfarbenbild stammen Bereiche, die dunkel (schwarz) erscheinen, von Farbe, die in allen drei Spektralbereichen absorbiert, und die farbigen Bereiche stellen Farbschichten dar, deren Reflexionsvermögen zwischen den Infrarotspektralbereichen variiert. Trotz der Tatsache, dass MS-IRR im Allgemeinen Pigmente wie Bleiweiß durchdringen kann, erscheinen einige Bereiche des Mädchens – wie Ohrring, Kragen und Glanzlichter in ihrer Kleidung – in den MS-IRR-Bildern hell, was darauf hinweist, dass sie dick aufgetragen wurden (rot) Pfeile in Abb. 5 und 8).

Das MS-IRR-Falschfarbenbild zeigt dunkle Unterlagen unter Teilen der Jacke und des blauen Kopftuchs des Mädchens sollte im Schatten sein. Unter der rechten Seite des blauen Kopftuchs sind die ausgeprägten Pinselstriche in der Unterschicht, die im Falschfarbendetail in Abb. 5 (grüner Pfeil) dunkel erscheinen, breit und wurden in vage horizontaler Richtung aufgetragen. Ähnlich breite horizontale Pinselstriche wurden unter ihrer gelben Jacke festgestellt (Abb. 6b). Auf der Rückseite ihrer Schulter überlappen sich zwei vertikale Passagen horizontaler Pinselstriche in der Mitte leicht. Die rechte Seite ist dunkler, weil sie mehr Kohlenstoff und / oder Umbra enthält. Die Vorderseite ihrer Jacke, die dem Licht zugewandt ist, weist in einer Unterschicht ähnlich kräftige Pinselstriche auf, obwohl sie eine geringere Intensität aufweisen, da sie weniger infrarotabsorbierende Pigmente enthalten.

Vermeer nahm subtile Änderungen vor oder Anpassungen (Pentimenti) während des Malvorgangs. Wenn die Anfangsphase Ruß enthält, können mithilfe von MS-IRR einige Änderungen festgestellt werden.Vermeer bewegte das Ohr des Mädchens nach oben und malte das Ohrläppchen und den Gehörgang mit einer braunen Farbe neu, die kein Infrarot absorbiert (Abb. 5). Er verschob den Schatten entlang ihrer Kinnlinie, um auch die neue Position des Ohrs aufzunehmen, und streckte die Linie zwischen ihrer Wange und dem Kopftuch in der letzten Malphase aus (gelbe Pfeile in Abb. 5). Er milderte auch die Definition des Nackens des Mädchens. In jedem Auge des Mädchens ist ein kleiner schwarzer Punkt im MS-IRR-Falschfarbenbild sichtbar (Abb. 7). Jeder Punkt ist kleiner und weiter links als die Endposition der Pupille und wird leicht von der weißen Markierung überlappt, die die Reflexion in ihrem Auge erzeugt. Vielleicht wollte Vermeer damit die grobe Platzierung des Schülers oder der Hervorhebung anzeigen, die er später verschob.

Das MS-IRR-Falschfarbenbild zeigt auch überlappende Schichten entlang der Kontur auf der Rückseite ihres Kopftuchs (grüner Pfeil in Abb. 8). Die Kante des gelb geknoteten Stoffes – von oben auf ihrem Kopf bis zum „Schwanz“ des Kopftuchs – wurde auf die Rußunterlage des Hintergrunds gemalt. Es ist unklar, ob dies ein Pentiment ist, um das Kopftuch breiter zu machen, oder ob Vermeer absichtlich wollte, dass die dunkle Farbe leicht sichtbar ist, um einen subtilen Übergang zu schaffen, bei dem das Kopftuch auf den Hintergrund trifft.

MS-IRR enthüllte auch eine weitere Vorbereitungsphase in der Kleidung des Mädchens: schwarze Umrisse, die in kurzen Strichen mit einem feinen Pinsel aufgetragen wurden (Abb. 8). Diese infrarotabsorbierenden Linien wurden bisher nur um Konturen und Falten herum erkannt, normalerweise in der Nähe des Umfangs verschiedenfarbiger Bereiche. Innerhalb des gelben Teils ihres Kopftuchs scheinen die feinen Linien eine „Perlen“ -Qualität zu haben (gelbe Pfeile in Abb. 8), was darauf hindeutet, dass entweder die Farbtröpfchen einer trockenen Schicht darunter widerstanden haben oder sie hätten aufgetragen werden können Verwenden Sie einen Pinsel, der nicht mit Farbe beladen war, damit die Linien über die Oberflächentopologie einer darunter liegenden Ebene „springen“. Sie scheinen sowohl Stofffalten als auch den Umfang der Figur anzuzeigen; Vermeer folgte diesen Linien jedoch nicht immer genau, als er schließlich die letzten Schichten malte. Diese kurzen schwarzen Umrisse sind auch in den MS-IRR-Bildern am linken Rand der gelben Jacke und des gelben Halses des Mädchens sowie in den blauen Teilen ihres Kopftuchs sichtbar. Sie können auch an anderer Stelle im Gemälde vorhanden sein, aber das Vorhandensein anderer infrarotabsorbierender Farben könnte ihre Erkennung behindern. Einige dieser Linien konnten mit dem Hirox 3D-Digitalmikroskop unter starker Vergrößerung sichtbar gemacht werden.

Vermeers Verwendung von Unterlagen zur Modulation von Licht und Schatten in der Jacke des Mädchens

Die gelbe Jacke des Mädchens ist eine Beispiel, wie Vermeer den visuellen Effekt der Unterschicht (en) ausnutzte, um den Unterschied zwischen Licht und Schatten festzustellen. Der Kontrast zwischen dem vorderen (beleuchteten) Objektträger der Jacke und dem hinteren (Schatten) ist auf dem Foto mit sichtbarem Licht erkennbar (Abb. 6a). Auf der Vorderseite der Jacke hat die obere Farbschicht eine undurchsichtige gelbbraune Farbe. Auf dem Rücken des Mädchens und dort, wo die Falten im Stoff im Schatten liegen, reichen die Farbnuancen von grünlich bis bläulich. Dort sind die oberen Farbschichten dünner und durchscheinender, und die unteren Schichten sind durch sie leicht sichtbar.

1994 wurde Mädchen mit einem Perlenohrring im Mauritshuis einer Restaurierungs- und Konservierungsbehandlung unterzogen. Das Entfernen alter Retuschen ergab Unterlagen, die (teilweise) unter der Oberfläche verborgen sein sollten, insbesondere in ihrer Kleidung. Die Restauratoren stellten fest, dass die Unterlage unter ihrer gelben Jacke auf der linken (beleuchteten) Seite heller braun war als auf der rechten (Schatten). Zu einem späteren Zeitpunkt der Behandlung wurden einige der beschädigten Bereiche mit dünner, durchscheinender Farbe retuschiert. vermutlich liegt dies nahe an Vermeers ursprünglicher Absicht. In den mittleren und dunklen Tönen wären die Unterschichten durch die oberen Schichten leicht sichtbar gewesen, um unterschiedliche Farbnuancen bereitzustellen.Unterschiede in der Pigmentzusammensetzung und Dicke der Unterschichten in den Licht- und Schattenteilen der Jacke des Mädchens wurden durch Untersuchung von Proben aus jedem Bereich, die als Querschnitte angebracht waren (siehe unten), geklärt.

Als Teil der 2018 Girl in the Spotlight-Projekt wurde die gesamte Oberfläche des Gemäldes mit dem 3D-Digitalmikroskop mit einer räumlichen Auflösung von 4,4 μm / Pixel (35-fache Vergrößerung) aufgenommen, und bestimmte interessierende Bereiche wurden mit einer Auflösung von 1,1 μm / Pixel (140 ×) aufgenommen ). Bei hoher Vergrößerung sind die Unterschichten manchmal entlang der Ränder von Rissen sichtbar oder dort, wo die obere Farbschicht dünn oder abgerieben ist. In ihrer Jacke auf der linken Seite, wo die obere Farbe hellgelb ist, ist die Unterlage hellbraun (Abb. 9a). Im Gegensatz dazu ist die Unterlage durch die Schatten der Falten und zur Rückseite ihres Kleidungsstücks dunkler (Abb. 9b). Die Untersuchung mit dem 3D-Mikroskop bestätigte, dass die braun-schwarze Unterschicht im Ton variiert. Es zeigte auch, wie Vermeer eine weiche Kontur zwischen der Figur des Mädchens und dem Hintergrund erzeugte.

Unter Vergrößerung entsteht eine Lücke in den oberen Farbschichten von ca. 1–1 Zwischen dem Rand der Figur (Abb. 10d) und dem Hintergrund (Abb. 10a) ist eine Breite von 2 mm sichtbar. Innerhalb dieser Lücke wurde die braune Unterschicht freigelegt (Abb. 10b); es erstreckt sich etwas über die Grenze der Figur hinaus, die Vermeer in den oberen Farbschichten festgelegt hat. Einige der oben genannten feinen schwarzen Umrisse (Linien ungefähr 250 um breit) sind ebenfalls sichtbar (Fig. 10c), obwohl unklar ist, ob die schwarzen Linien vor oder nach der braunen Unterschicht gemalt wurden. Indem Vermeer zuließ, dass sich die braune Unterschicht der Kleidung leicht über den Umfang der Figur hinaus erstreckt und in der Lücke zwischen Figur und Hintergrund sichtbar bleibt, erzeugte Vermeer eine diffuse Kontur, die den Übergang weicher macht.

Chemische Zusammensetzung der Unterlagen des Mädchens Jacke

1994 wurden Proben aus den hellen (Probe 25) und dunklen (Probe 14) Teilen der Jacke des Mädchens entnommen, als Querschnitte montiert und mit Lichtmikroskopie und SEM-EDX untersucht. Diese Proben wurden 2018 mit verschiedenen Analysemethoden, einschließlich Lichtmikroskopie und SEM-EDX, erneut untersucht. Die neuen Ergebnisse aus der Analyse eines Querschnitts aus einer leichten Falte an der Vorderseite der Mädchenjacke (Probe 25) bestätigen die Ergebnisse von Groen et al. . Die dünne (5 um) Unterschicht (Fig. 11a, durch einen Pfeil gekennzeichnet) enthält Bleiweiß, gelbes Ocker, ein braunes Erdpigment und Anthrazitschwarz. Die gelbe Farbe oben enthält Bleiweiß, Ockergelb und etwas Ultramarin (Abb. 11a). Die obere Schicht ist ungefähr 30 um dick und wäre wahrscheinlich undurchsichtig genug gewesen, um die Unterschicht zu bedecken; Das Bleiweiß in der oberen Farbschicht hat jedoch eine Verseifung erfahren, so dass es im Laufe der Zeit vermutlich durchscheinender geworden ist. Dies wird aus dem SEM-EDX-Rückstreubild (Fig. 11b) angenommen, das zeigt, dass die bleiweißen Partikel an der Oberfläche im Gegensatz zu den unterschiedlichen weißen Partikeln im Rest der Schicht amorph sind.

Im Vergleich dazu sind die Proben aus dem Schattenteil des Mädchenjacke hat eine dickere Unterlage: ± 10–12 µm. Die Lichtmikroskopie der Probe 14 zeigte, dass die Unterschicht dunkel ist und ein braunes Erdpigment, einen roten See und schwarze Pigmente enthält (Fig. 3a). Einige der schwarzen Pigmentpartikel konnten aufgrund ihrer typischen Morphologie als Kohleschwarz erkannt werden. Im UV-Bereich weisen die roten Partikel eine rosa Lumineszenz auf, was auf einen organischen See hindeutet. Im UV-Bereich zeigen dünne Linien (in der Größenordnung von 1 um) eine gelbliche Lumineszenz an den Grenzflächen zwischen dem Boden und der Unterschicht sowie der Unterschicht und der Farbschicht (Fig. 3b).Diese nicht pigmentierten Zwischenschichten können das Ergebnis eines von der Farbe abtrennenden Bindemittels oder einer dünnen Schicht sein, die Vermeer absichtlich aufgetragen hat, um die Unterschicht von den darüber und darunter liegenden Schichten zu isolieren. Es wurde versucht, diese Zwischenschichten mittels Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) zu charakterisieren, aber bisher waren sie zu dünn, um identifiziert zu werden. Die deutliche Trennung zwischen den Schichten zeigt, dass Vermeer die Unterlagen trocknen ließ – und möglicherweise eine dünne Zwischenschicht aufgetragen hat -, bevor er die Oberflächenfarbe darauf auftrug.

SEM-EDX-Kartierung der dunklen Unterschicht in Probe 14 identifiziert: Calcium (Ca), Blei (Pb), Eisen (Fe), Schwefel (S), Phosphor (P), Aluminium (Al) und geringe Mengen Natrium (Na) und Kalium (K). Das schwarze Pigment war größtenteils knochenschwarz, aber eine kleine Anzahl von Holzkohlepartikeln (erkennbar an ihrer splitterartigen Morphologie) wurde auch im Rückstreubild identifiziert. FIB-STEM wurde durchgeführt, um die schwarzen Partikel und andere Pigmente in der Unterschicht bei einer höheren Auflösung und Vergrößerung zu charakterisieren. In der Lamelle L09 (Fig. 3i) wurde gefunden, dass die Unterschicht eine feine Aluminiumphase enthielt: möglicherweise ein Aluminiumoxidsubstrat aus dem Seepigment. Die meisten Partikel, die im sichtbaren Licht schwarz erscheinen, sind reich an Kalzium und Phosphor und wurden daher als knochenschwarz identifiziert. Die Kombination aus Lichtmikroskopie, SEM-EDX und FIB-STEM zeigt, dass Vermeer zwei Arten von Schwarzpigmenten in der dunklen Unterlage der Kleidung des Mädchens verwendete: sowohl Holzkohle als auch Knochenschwarz. Überraschenderweise wurde festgestellt, dass einige Partikel in der Unterschicht (in Fig. 3i blau markiert) sowohl Schwefel als auch Calcium zusammen in Anteilen enthalten, die auf Gips hindeuten. Sowohl Gips als auch Kreide sind in der Probe der Unterschicht in ungefähr gleichen Mengen vorhanden.

Die mikroskopische und elementare Analyse der Querschnitte aus den hellen und dunklen Bereichen ihrer Jacke ergab, dass Vermeer die Farbe und Dicke sowohl der Unterschichten als auch der oberen Schichten, abhängig davon, ob der Bereich Licht oder Schatten darstellen sollte. Die letzte Farbschicht in den dunklen Bereichen der Kleidung ist im Vergleich zur beleuchteten Seite etwas dünner und durchscheinender. Die relative Lichtdurchlässigkeit der in der oberen Schicht der dunklen Bereiche verwendeten Pigmente – gelber Ocker, Ultramarin und roter See – ermöglichte es der Unterschicht, leicht sichtbar zu bleiben und einen stärkeren visuellen Effekt zu erzielen als in den hellen Bereichen. Die Unterschichten bleiben (teilweise) in Bereichen mit dünner oder halbtransparenter Farbe sichtbar, wodurch die Schatten einen grünlichen oder bläulichen Farbton erhalten. Der kühle Farbton wird durch Streuung in Blautönen verursacht: der sogenannte trübe Medieneffekt, der auftritt, wenn eine dünne (halb-) durchscheinende Lichtschicht auf eine dunkle Unterschicht aufgetragen wird.