Revelando la técnica pictórica debajo de la superficie de Vermeers Girl with a Pearl Earring utilizando imágenes a macro y microescala

Tejido de lienzo

El soporte de Girl with a Pearl Earring es un lienzo denso de peso medio con un ligamento tafetán, que es visible en una radiografía X (Fig. 1). El espaciado medio de los hilos horizontales es de 0,68 ± 0,12 mm, lo que corresponde a un número de hilos de 14,8 ± 2,7 hilos / cm. Los hilos verticales tienen un espaciado medio de centro a centro de 0,68 ± 0,14 mm, correspondiente a un número de hilos de 14,6 ± 3,0 hilos / cm, según lo determinado por el recuento digital de hilos. Los datos del análisis de lienzo asistido por computadora se utilizaron para hacer mapas a partir de la radiografía X digitalizada, que muestra variaciones en los hilos del lienzo tanto en dirección horizontal como vertical. Los mapas de espaciado de hilos muestran cómo varía la densidad de los hilos a lo largo del lienzo; cuando el número de hilos por centímetro varía del promedio, se le asigna un color específico, creando una especie de «código de barras» para la pintura (Fig. 2a, b). El espaciado más uniforme de los hilos horizontales, en comparación con las franjas anchas de los hilos estrecha y ampliamente espaciados en la dirección vertical, indica que los hilos verticales son los hilos de trama y los hilos horizontales son los hilos de urdimbre.

Los mapas de ángulos de rosca muestran desviaciones en el ángulo de las roscas , especialmente las cúspides alrededor de los bordes (Fig. 2c, d). Las distorsiones en forma de onda están espaciadas aproximadamente entre 5 y 7 cm. Se extienden más de 5 cm en el plano de la imagen en todos los lados, lo que indica que son cúspides primarias: puntos donde los bordes reforzados del lienzo se unieron a un marco más grande con una cuerda o una cuerda antes de aplicar la capa de suelo. La cuerda se puede apretar para mantener el lienzo tenso durante el dimensionamiento del lienzo y la aplicación del suelo. Además, hay evidencia de cúspide secundaria de los hilos horizontales en el borde superior de la pintura (aproximadamente x = 12 cm, 24 cm y 35 cm); estos corresponden a puntos donde la lona preestirada se adjuntó a un marco más pequeño (filtro). El ángulo vertical del hilo también muestra evidencia de las llamadas «serpientes de trama»: una anomalía que ocurre en los hilos de la trama. Esto es consistente con la identificación de la dirección vertical como la dirección de la trama de los mapas de espaciado de hilos.

El recuento de hilos del reciente análisis de lienzo a nivel de hilo es similar a los hallazgos del proyecto Counting Vermeer. Al realizar el recuento de hilos digitales en viejas radiografías X de Girl with a Pearl Earring (radiografías realizadas antes del tratamiento de 1994, fecha exacta desconocida), Johnson y Sethares determinaron que la densidad media del hilo es 14,66 ± 1,46 (horizontal) × 14,50 ± 1,58 (vertical) hilos / cm. Identificaron cúspides que se extendían más de 5 cm en la pintura en los cuatro lados, pero no distinguieron entre cúspides primarias y secundarias. Además, no identificaron indicadores de serpiente de trama.

La sección de discusión de este artículo describe cómo el lienzo de Chica con un pendiente de perla encaja en la obra de Vermeer.

Capa de suelo

El examen visual de los restos de los márgenes de viraje originales, desplegados alrededor de los cuatro lados, mostró que no están pintados, sino que solo están cubiertos con un suelo grisáceo cálido claro. Esto sugiere que el suelo se aplicó mientras el lienzo estaba en un marco grande, luego se movió a un colador con dimensiones más pequeñas antes de que Vermeer comenzara a pintar. En la imagen o película de la radiografía X, los trazos curvos débiles cerca del borde inferior de la pintura muestran dónde el suelo es un poco más grueso; esto sugiere que el suelo tenía la consistencia de una pasta espesa y se aplicó con un cuchillo de imprimación curvo.

Se encontró que el suelo de Chica con un pendiente de perla tenía aproximadamente 100 µm de espesor (en una muestra de el borde, de hasta 200 µm de espesor), estimado a partir de las 18 secciones transversales que fueron reexaminadas como parte de este estudio.La composición del suelo se investigó por primera vez como parte del estudio de 1968 de Hermann Kühn sobre los pigmentos y los suelos en las pinturas de Vermeer. Las muestras analizadas mediante microscopía óptica y SEM-EDX en la década de 1990 encontraron que el fondo de la niña consiste en tiza, pigmentos de óxido de hierro (tierra) blanco, rojo y amarillo de plomo y un pigmento oscuro muy fino. El pigmento oscuro fue descrito por Groen et al. como «un poco de negro de humo muy fino, posiblemente negro de lámpara». Kühn sugirió la presencia de sombra, blanco de plomo y tiza en el suelo mediante análisis espectrográfico de emisión y microscopía óptica de una sección transversal desde el borde derecho. Para el estudio actual, las secciones transversales se volvieron a analizar utilizando SEM-EDX y FIB- STEM. El análisis de 2018 de dos muestras (14 y 34) confirmó que algunas de las partículas oscuras en el suelo son de color ámbar, un pigmento marrón oscuro que contiene óxido de hierro y óxido de manganeso, que Kühn había sugerido anteriormente pero que Groen et al. El análisis SEM-EDX de estas partículas oscuras en la muestra 14 detectó hierro y manganeso (resultados no mostrados). Con base en las técnicas utilizadas en este estudio, no se pudo confirmar ni descartar la presencia de un negro de humo muy fino.

El gran volumen de interacción de electrones en la muestra a granel utilizada para SEM-EDX significa que la resolución del mapa EDX es de unos pocos micrómetros en el mejor de los casos. Esta limitación, por definición, se elimina cuando se prepara una sección delgada con el enfoque haz de iones (FIB): una delgada la mella se retira de una ubicación específica en una sección transversal incrustada y se transfiere a una membrana (Fig. 3d – g). Usando microscopía electrónica de transmisión de barrido (STEM), cada laminilla se examina con un aumento muy alto (aquí, 20.000 ×) y los elementos se mapean con el detector EDX (Fig. 3h). La resolución del mapa de elementos está ahora mucho más cerca del tamaño del haz de electrones, que era nominalmente de 2 nm. En la práctica, todavía habrá algo de ensanchamiento del haz debido al grosor finito de la muestra, por lo que estimamos que la resolución del mapa STEM-EDX es del orden de 5 nm, que es el tamaño de píxel utilizado para los datos de mapeo. La capacidad para sondear la estructura de las muestras a esta escala de longitud se demuestra en la Fig. 3h, i, donde una multitud de características son visibles en la escala por debajo de 100 nm que no fueron posibles de resolver en los mapas SEM-EDX.

Los componentes principales del suelo también se analizaron con FIB-STEM. El mapa STEM-EDX con un aumento de 20.000 × indica que la mayor proporción del suelo es tiza (en azul en la Fig. 3h), con una cantidad menor de blanco de plomo (en rojo en la Fig. 3h). La forma en que el blanco de plomo llena los huecos entre las grandes partículas de tiza mostró que la capa de tierra es muy compacta. El tamaño de partícula variable del blanco de plomo en el suelo, con su distribución como agregados grumosos y partículas pequeñas, es consistente con el pigmento elaborado según el llamado proceso de apilado holandés.

Los resultados del re-análisis de cortes transversales de la capa de suelo de Chica con un pendiente de perla encontraron tiza, blanco plomo y ámbar. Además, la microscopía óptica sugiere la presencia de pigmentos de tierra amarillos y rojos y negro de carbón.

Capas de base, contornos y pentimenti revelados por imágenes de reflectancia infrarroja multiespectral (MS-IRR)

En este papel, las capas base se definen como: capas de pintura que Vermeer aplicó en una etapa preparatoria, que se dejaron secar antes de aplicar la (s) capa (s) superior (s) de pintura. Por lo general, una capa inferior está oculta debajo de la superficie, pero en algunas áreas puede haber quedado expuesta o cubierta finamente por capas superficiales. En este contexto, los contornos se definen como el borde entre diferentes partes de la composición, donde un color se acerca a otro.

Se realizó reflectografía infrarroja multiespectral de alta resolución (MS-IRR) con el fin de obtener una visualización más completa de cómo se aplicaron las capas inferiores oscuras. La MS-IRR (50 µm / píxel) se realizó utilizando dos sistemas de cámara, el primero de los cuales consistía en una cámara digital CCD de Si y un filtro que establecía la sensibilidad espectral en 900-1100 nm. En la imagen resultante (Fig. 4b), se revelaron algunas pinceladas que absorben infrarrojos debajo de la superficie, pero principalmente en áreas donde las capas superiores de pintura son ópticamente bastante delgadas. Dentro del pañuelo y la chaqueta amarilla de la niña, algunos pliegues representados en las capas superiores de pintura aparecen claros en la fotografía infrarroja, en contraste con algunas pinturas que absorben infrarrojos de las capas inferiores que parecen oscuras. Sin embargo, en la mayor parte de la pintura, las pinceladas que absorben infrarrojos debajo de la superficie permanecen parcial o totalmente oscurecidas por la pintura de la superficie ópticamente más gruesa.

El rango espectral se amplió hasta los 2500 nm con el objetivo de hacer más visibles las características dentro de las capas subyacentes oscuras. Esto se hizo usando un sistema de cámara infrarroja InSb con sensibilidad espectral de 1000 a 2500 nm, con imágenes recolectadas en tres bandas espectrales (1100–1400 nm, 1500–1800 nm y 1900–2500 nm) y también con la misma alta resolución ( 50 μm / píxel). El éxito de este enfoque se basa en parte en la mayor transparencia de los pigmentos en la región espectral de 1000-2500 nm, debido a la disminución de la intensidad del coeficiente de absorción de las transiciones electrónicas de los pigmentos de muchos artistas. También se basa en la disminución de la cantidad de luz dispersa debido al alto índice de refracción óptica de las partículas de pigmento. Esto mejora enormemente la transparencia de pigmentos como el blanco de plomo, que carecen de bandas de absorción electrónica en el visible y el infrarrojo (400-2500 nm). Si bien la reflectografía infrarroja tradicionalmente se recopila en una banda espectral amplia, investigaciones recientes han demostrado que la recopilación de imágenes en bandas espectrales más estrechas puede ayudar a aislar diferentes fases del proceso de pintura: por ejemplo, para distinguir un dibujo preparatorio, a menudo aplicado con un absorbente de infrarrojos material: de las capas de pintura parcialmente penetradas. Estas bandas espectrales más estrechas (3-300 nm) también permiten que los pigmentos específicos se separen entre sí dentro de las capas de pintura. Además, la alta resolución espacial puede revelar pinceladas completas en la pintura de las capas inferiores, lo que permite identificar las primeras fases del proceso de pintura. Al registrar espacialmente estas imágenes espectrales MS-IRR con la imagen de luz visible, se puede desempaquetar la relación entre las capas inferiores y la composición pintada final.

Comparando la imagen MS-IRR de 900 a 1100 nm (Fig. 4b) con la imagen de 1900 a 2500 nm (Fig. 4c) muestra la penetración mejorada en longitudes de onda más largas, como se esperaba. La dificultad con las imágenes IRR monocromáticas es la capacidad de separar la capa inferior de las capas superiores de pintura parcialmente penetradas. Esto se puede hacer más fácilmente viendo una imagen compuesta de color falso construida a partir de imágenes espectrales MS-IRR, con tres canales de color correspondientes a las últimas tres bandas espectrales (Fig. 4d). En esta imagen de color falso, las áreas que aparecen oscuras (negras) son de pintura que absorbe en las tres regiones espectrales, y las regiones coloreadas representan capas de pintura cuya reflectancia varía entre las regiones espectrales infrarrojas. A pesar del hecho de que MS-IRR generalmente puede penetrar a través de pigmentos como el blanco plomo, algunas áreas de la niña, como el pendiente, el cuello y los reflejos en su ropa, aparecen claras en las imágenes de MS-IRR, lo que indica que se aplicaron de forma espesa (rojo flechas en las Figs.5 y 8).

La imagen en falso color de MS-IRR revela capas inferiores oscuras debajo de partes de la chaqueta de la niña y el pañuelo azul que son destinado a estar en la sombra. Debajo del lado derecho del pañuelo azul, las pinceladas pronunciadas en la capa inferior, que aparecen oscuras en el detalle de color falso de la Fig. 5 (flecha verde), son amplias y se aplicaron en una dirección vagamente horizontal. Se detectaron pinceladas horizontales anchas similares debajo de su chaqueta amarilla (Fig. 6b). En la parte de atrás de su hombro, dos pasajes verticales de pinceladas horizontales se superponen levemente en el medio; el lado derecho es más oscuro porque contiene más carbono y / o sombra. La parte delantera de su chaqueta que mira hacia la luz tiene pinceladas vigorosas similares en una capa inferior, aunque son más ligeras en intensidad porque contienen menos pigmentos que absorben infrarrojos.

Vermeer hizo cambios sutiles o ajustes (pentimenti) durante el proceso de pintura. Cuando la fase inicial contiene negro de carbón, se pueden detectar algunos cambios utilizando MS-IRR.Vermeer movió la oreja de la niña hacia arriba y volvió a pintar el lóbulo de la oreja y el canal auditivo con una pintura marrón que no absorbe los infrarrojos (Fig. 5). Cambió la sombra a lo largo de la línea de la mandíbula también para adaptarse a la nueva posición de la oreja y enderezó la línea entre la mejilla y el pañuelo en la etapa final de pintura (flechas amarillas en la figura 5). También suavizó la definición de la parte posterior del cuello de la niña. Dentro de cada uno de los ojos de la niña, hay un pequeño punto negro visible en la imagen en falso color de MS-IRR (Fig. 7). Cada punto es más pequeño y está más a la izquierda que la posición final de la pupila, y se superpone ligeramente con el resaltado blanco que crea el reflejo en su ojo. Quizás Vermeer pretendía que estos indicaran la ubicación aproximada de la pupila o el resaltado, que luego cambió.

La imagen de color falso MS-IRR también revela capas superpuestas a lo largo del contorno en la parte posterior de su pañuelo en la cabeza (flecha verde en la Fig. 8). El borde de la tela anudada amarilla, desde la parte superior de su cabeza hasta el final de la «cola» del pañuelo en la cabeza, estaba pintado sobre la capa de fondo negro de carbón. No está claro si se trata de un pentimento para ensanchar el velo, o si Vermeer quiso intencionalmente que la pintura oscura fuera ligeramente visible para crear una transición sutil donde el velo se encuentra con el fondo.

MS-IRR también reveló otra fase preparatoria en la ropa de la Niña: los contornos negros aplicados en pinceladas cortas con un pincel fino (Fig. 8). Estas líneas que absorben infrarrojos hasta ahora solo se han detectado alrededor de contornos y pliegues, generalmente cerca del perímetro de áreas de diferentes colores. Dentro de la parte amarilla de su pañuelo en la cabeza, las líneas finas parecen tener una calidad de rebordear (flechas amarillas en la Fig.8), lo que sugiere que las gotas de pintura han resistido una capa seca debajo de ella, o podrían haber sido aplicadas. usando un pincel que no estaba cargado con pintura, por lo que las líneas saltan a través de la topología de la superficie de una capa debajo. Parecen indicar tanto los pliegues de la tela como el perímetro de la figura; sin embargo, Vermeer no siempre siguió estas líneas con precisión cuando finalmente pintó las capas finales. Estos pequeños contornos negros también son visibles en las imágenes de MS-IRR alrededor del perímetro izquierdo de la chaqueta amarilla y el cuello de la niña, y en las partes azules de su pañuelo en la cabeza. También pueden estar presentes en otras partes de la pintura, pero la presencia de otras pinturas que absorben infrarrojos podría dificultar su detección. Algunas de estas líneas podrían visualizarse con gran aumento con el microscopio digital 3D Hirox.

El uso de capas inferiores de Vermeer para modular la luz y la sombra en la chaqueta de la niña

La chaqueta amarilla de la niña es una ejemplo de cómo Vermeer aprovechó el efecto visual de la (s) capa (s) inferior (es) para establecer la diferencia entre luz y sombra. El contraste entre la diapositiva delantera (iluminada) de la chaqueta y la parte trasera (sombra) es evidente en la fotografía de luz visible (Fig. 6a). En la parte delantera de la chaqueta, la capa superior de pintura tiene un color marrón amarillento opaco. En la espalda de la Niña, y donde los pliegues de la tela quedan en la sombra, los matices de color van del verdoso al azulado. Allí, las capas superiores de pintura son más delgadas y translúcidas, y las capas inferiores son ligeramente visibles a través de ellas.

En 1994, Chica con un pendiente de perla se sometió a un tratamiento de restauración y conservación en Mauritshuis. Al quitarse los retoques antiguos, se revelaron capas inferiores que debían estar (parcialmente) ocultas debajo de la superficie, especialmente en su ropa. Los conservadores notaron que la capa inferior debajo de su chaqueta amarilla era de un marrón más claro en el lado izquierdo (iluminado) que en el derecho (sombra). En una etapa posterior del tratamiento, algunas de las áreas dañadas fueron retocadas con pintura fina y translúcida; presumiblemente esto está cerca de la intención original de Vermeer. En los tonos medios y oscuros, las capas inferiores habrían sido ligeramente visibles a través de las capas superiores para proporcionar diferentes matices de color.Las diferencias en la composición del pigmento y el grosor de las capas inferiores en las partes claras y sombreadas de la chaqueta de la niña se aclararon examinando muestras de cada área, montadas como secciones transversales (ver más abajo).

Como parte del Proyecto Girl in the Spotlight 2018, toda la superficie de la pintura se capturó con el microscopio digital 3D a una resolución espacial de 4,4 μm / píxel (aumento de 35 ×) y se capturaron áreas específicas de interés con una resolución de 1,1 μm / píxel (140 × ). A gran aumento, la (s) capa (s) inferior (es) a veces son visibles a lo largo de los bordes de las grietas, o donde la capa superior de pintura es delgada o desgastada. Dentro de su chaqueta, en el lado izquierdo donde la pintura superior es de color amarillo claro, la capa inferior es de un marrón cálido claro (Fig. 9a). En contraste, las sombras de los pliegues y hacia la parte posterior de su prenda, la capa inferior es más oscura (Fig. 9b). El examen con el microscopio 3D confirmó que la capa inferior marrón-negra varía en tono. También reveló la forma en que Vermeer creó un contorno suave entre la figura de la Niña y el fondo.

Bajo aumento, un espacio en las capas superiores de pintura aproximadamente 1– Se ven 2 mm de ancho entre el borde de la figura (Fig. 10d) y el fondo (Fig. 10a). Dentro de este espacio, la capa inferior marrón se ha dejado expuesta (Fig. 10b); se extiende ligeramente más allá del límite de la figura que Vermeer estableció en las capas superiores de pintura. Algunos de los contornos negros finos antes mencionados (líneas de aproximadamente 250 µm de ancho) también son visibles (Fig. 10c), aunque no está claro si las líneas negras se pintaron antes o después de la capa base marrón. Al permitir que la capa inferior marrón de la ropa se extienda un poco más allá del perímetro de la figura y dejándola visible en el espacio entre la figura y el fondo, Vermeer creó un contorno difuso que suaviza la transición.

Composición química de las capas inferiores de las niñas chaqueta

En 1994, se tomaron muestras de las partes clara (muestra 25) y oscura (muestra 14) de la chaqueta de la niña, se montaron como secciones transversales y se examinaron con microscopía óptica y SEM-EDX. Estas muestras se volvieron a examinar en 2018 utilizando varios métodos analíticos, incluida la microscopía óptica y SEM-EDX. Los nuevos resultados del análisis de una sección transversal de un ligero pliegue en la parte delantera de la chaqueta de la niña (muestra 25) confirman los resultados de Groen et al. . La capa inferior delgada (5 µm) (Fig. 11a, indicada por una flecha) contiene blanco plomo, ocre amarillo, un pigmento tierra marrón y negro carbón. La pintura amarilla en la parte superior contiene blanco plomo, ocre amarillo y algo de ultramar (Fig. 11a). La capa superior tiene aproximadamente 30 µm de grosor y probablemente habría sido lo suficientemente opaca para cubrir la capa inferior; sin embargo, el blanco de plomo en la capa de pintura superior ha sufrido saponificación, por lo que presumiblemente se ha vuelto más translúcido con el tiempo. Esto se presume a partir de la imagen de retrodispersión de SEM-EDX (Fig. 11b), que muestra que las partículas blancas de plomo en la superficie son amorfas, en contraste con las distintas partículas blancas en el resto de la capa.

En comparación, las muestras de la parte sombreada del La chaqueta de niña tiene una capa inferior más gruesa: ± 10–12 µm. La microscopía óptica de la muestra 14 mostró que la capa inferior es oscura y contiene un pigmento de tierra marrón, laca roja y pigmentos negros (Fig. 3a). Algunas de las partículas de pigmento negro podrían reconocerse como negro carbón según su morfología típica. En UV, las partículas rojas exhiben una luminiscencia rosada, lo que sugiere un lago orgánico. En UV, las líneas delgadas (del orden de 1 µm) exhiben una luminiscencia amarillenta en las interfaces entre el suelo y la capa inferior, y la capa inferior y la capa de pintura (Fig. 3b).Estas capas intermedias no pigmentadas pueden ser el resultado de un medio aglutinante que se separa de la pintura, o quizás una capa delgada que Vermeer aplicó deliberadamente para aislar la capa inferior de las capas superiores e inferiores. Se intentó caracterizar estas capas intermedias utilizando espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS), pero hasta ahora han sido demasiado delgadas para identificarlas. La clara separación entre capas muestra que Vermeer dejó secar las capas inferiores, y es posible que haya aplicado una capa intermedia fina, antes de aplicar la pintura de superficie en la parte superior.

Mapeo SEM-EDX de la capa inferior oscura en la muestra 14 identificados: calcio (Ca), plomo (Pb), hierro (Fe), azufre (S), fósforo (P), aluminio (Al) y pequeñas cantidades de sodio (Na) y potasio (K). El pigmento negro era principalmente negro hueso, pero también se identificaron en la imagen de retrodispersión una pequeña cantidad de partículas de carbón (reconocidas por su morfología en forma de astilla). Se realizó FIB-STEM para caracterizar las partículas negras y otros pigmentos en la capa inferior con una mayor resolución y aumento. En la laminilla L09 (Fig. 3i), se encontró que la capa inferior contenía una fina fase de aluminio: posiblemente un sustrato de óxido de aluminio del pigmento de laca. La mayoría de las partículas que aparecen negras en la luz visible son ricas tanto en calcio como en fósforo y, por lo tanto, se identificaron como negras como los huesos. La combinación de microscopía óptica, SEM-EDX y FIB-STEM muestra que Vermeer usó dos tipos de pigmento negro en la capa inferior oscura de la ropa de la niña: tanto carbón como negro hueso. Sorprendentemente, se encontró que algunas partículas en la capa inferior (marcadas en azul en la Fig. 3i) contenían tanto azufre como calcio juntos en proporciones que sugieren yeso. Tanto yeso como tiza están presentes en la muestra de la capa inferior, en cantidades aproximadamente iguales.

Los análisis microscópicos y elementales de secciones transversales de las áreas claras y oscuras de su chaqueta revelaron que Vermeer ajustó el color y grosor de las capas inferiores y superiores, dependiendo de si el área estaba destinada a representar luz o sombra. La capa de pintura final en las áreas oscuras de la ropa es un poco más delgada y más translúcida en comparación con el lado iluminado. La relativa translucidez de los pigmentos utilizados en la capa superior de las áreas oscuras (ocre amarillo, ultramarino y rojo laca) permitió que la capa inferior permaneciera ligeramente visible y proporcionara más efecto visual que en las partes claras. Las capas inferiores permanecen (parcialmente) visibles en áreas de pintura fina o semitranslúcida, dando a las sombras un tono verdoso o azulado. El tono frío es causado por la dispersión de tonos azules: el llamado efecto medio turbio que ocurre cuando se pinta una capa de luz delgada (semi) translúcida sobre una capa inferior oscura.