Odsłanianie malarskiej techniki pod powierzchnią dziewczyny Vermeera z perłą za pomocą obrazowania w makroskali i mikroskali

Płótno

Wsparcie dziewczyny z perłą jest gęste płótno o średniej gramaturze o splocie płóciennym, które jest widoczne na zdjęciu rentgenowskim (ryc. 1). Średni odstęp między nitkami poziomymi wynosi 0,68 ± 0,12 mm, co odpowiada liczbie nitek 14,8 ± 2,7 nitek / cm. Gwinty pionowe mają średni odstęp od środka do środka wynoszący 0,68 ± 0,14 mm, co odpowiada liczbie nitek 14,6 ± 3,0 zwojów / cm, jak określono za pomocą cyfrowego zliczania nici. Dane z analizy płótna wspomaganego komputerowo zostały wykorzystane do sporządzenia map ze zdigitalizowanego radiogramu rentgenowskiego, pokazujących zmiany nitek płótna zarówno w kierunku poziomym, jak i pionowym. Mapy odstępów między nitkami pokazują, jak gęstość nitek zmienia się na płótnie; gdy liczba nitek na centymetr różni się od średniej, przypisywany jest określony kolor, tworząc swoisty „kod kreskowy” dla obrazu (rys. 2a, b). Bardziej równomierne rozstawienie poziomych nitek, w porównaniu z szerokimi pasmami blisko i szeroko rozstawionych nitek w kierunku pionowym, wskazuje, że pionowe nitki są nitkami wątku, a poziome nitkami są nitkami osnowy.

Mapy kątów gwintu pokazują odchylenia kąta gwintu , zwłaszcza guzki wokół krawędzi (ryc. 2c, d). Zniekształcenia w kształcie fali są oddalone od siebie o około 5–7 cm. Wchodzą na więcej niż 5 cm w płaszczyznę obrazu ze wszystkich stron, co wskazuje, że są pierwotnymi nacięciami: punktami, w których wzmocnione krawędzie płótna zostały splecione z większą konstrukcją za pomocą sznurka lub sznurka przed nałożeniem warstwy podkładowej. Sznurek można napiąć, aby płótno było napięte podczas wymiarowania płótna i nakładania podłoża. Dodatkowo widoczne są wtórne zerwanie się poziomych nitek na górnej krawędzi obrazu (w przybliżeniu x = 12 cm, 24 cm i 35 cm); odpowiadają one punktom, w których wstępnie rozciągnięte płótno zostało przymocowane do mniejszej ramy (sitka). Pionowy kąt nitki również wykazuje oznaki tak zwanych „węży wątkowych”: anomalii występującej w nitkach wątku. Jest to zgodne z identyfikacją kierunku pionowego jako kierunku wątku na podstawie map odstępów między nitkami.

Liczba nitek z ostatniej analizy płótna na poziomie nici jest podobna do wyników projektu Counting Vermeer. Wykonując cyfrowe liczenie nici na starych zdjęciach rentgenowskich Dziewczyny z perłą (zdjęcia rentgenowskie wykonane przed zabiegiem w 1994 roku, dokładna data nieznana), Johnson i Sethares ustalili, że średnia gęstość nici wynosi 14,66 ± 1,46 (poziomo) × 14,50 ± 1,58 (pionowe) nici / cm. Zidentyfikowali nacięcia sięgające więcej niż 5 cm w głąb obrazu ze wszystkich czterech stron, ale nie rozróżnili między nacięciami pierwotnymi i wtórnymi. Ponadto nie zidentyfikowali wskaźników wątku węża.

Część dyskusyjna tego artykułu opisuje, w jaki sposób płótno Dziewczyna z perłą pasuje do twórczości Vermeera.

Warstwa podłoża

Wizualne oględziny pozostałości po oryginalnych krawędziach klejenia – rozłożonych ze wszystkich czterech stron – wykazały, że nie są one pomalowane, a jedynie pokryte jasnym ciepłym szarawym podłożem. Sugeruje to, że podłoże zostało nałożone, gdy płótno znajdowało się na dużej ramie, a następnie przeniesione do sitka o mniejszych wymiarach, zanim Vermeer zaczął malować. Na zdjęciu rentgenowskim lub filmie słabe zakrzywione pociągnięcia w pobliżu dolnej krawędzi obrazu pokazują, gdzie podłoże jest nieco grubsze; sugeruje to, że podłoże miało konsystencję gęstej pasty i zostało nałożone zakrzywionym nożem do podkładu.

Podłoże dziewczyny z perłą okazało się mieć około 100 µm grubości (w jednej próbce z krawędź o grubości do 200 µm), oszacowaną na podstawie 18 przekrojów poprzecznych, które zostały ponownie zbadane w ramach tego badania.Skład podłoża został po raz pierwszy zbadany w ramach przeglądu pigmentów i podłoża w obrazach Vermeera przeprowadzonego przez Hermanna Kühna w 1968 roku. Próbki analizowane za pomocą mikroskopii świetlnej i SEM-EDX w latach 90.XX wieku wykazały, że podłoże Girl składa się z kredy, ołowianych białych, czerwonych i żółtych pigmentów tlenku żelaza (ziemi) oraz bardzo drobnego ciemnego pigmentu. Ciemny pigment został opisany przez Groena i in. jako „bardzo drobna sadza, prawdopodobnie czerń lampowa”. Kühn zasugerował obecność umbry, bieli ołowiowej i kredy w glebie, wykorzystując analizę spektrograficzną emisyjną i mikroskopię świetlną przekroju poprzecznego z prawej krawędzi. Na potrzeby obecnych badań przekroje poprzeczne ponownie analizowano za pomocą SEM-EDX i FIB STEM. Analiza dwóch próbek (14 i 34) z 2018 r. Potwierdziła, że niektóre z ciemnych cząstek w ziemi to umbra – ciemnobrązowy pigment zawierający tlenek żelaza i tlenek manganu – co wcześniej sugerował Kühn, ale nie zostało znalezione przez Groen et al. Analiza SEM-EDX tych ciemnych cząstek w próbce 14 wykryła żelazo i mangan (wyniki nieprzedstawione) Na podstawie technik zastosowanych w tym badaniu nie można było ani potwierdzić, ani wykluczyć obecności bardzo drobnej sadzy. / p>

Duża objętość interakcji elektronów w próbce zbiorczej używanej do SEM-EDX oznacza, że rozdzielczość mapy EDX wynosi w najlepszym przypadku kilka mikrometrów. To ograniczenie jest z definicji zniesione, gdy cienka sekcja jest przygotowywana z wiązka jonów (FIB): cienka la mella jest usuwana z określonego miejsca w zatopionym przekroju i przenoszona na membranę (ryc. 3d – g). Za pomocą skaningowej transmisyjnej mikroskopii elektronowej (STEM) każdą blaszkę bada się przy bardzo dużym powiększeniu (tutaj 20 000 ×), a elementy mapuje się za pomocą detektora EDX (rys. 3h). Rozdzielczość mapy elementów jest teraz znacznie bliższa rozmiarowi wiązki elektronów, która nominalnie wynosiła 2 nm. W praktyce nadal będzie pewne poszerzenie wiązki ze względu na skończoną grubość próbki, więc szacujemy rozdzielczość mapy STEM-EDX na około 5 nm, co jest wielkością piksela używaną do mapowania danych. Możliwość badania struktury próbek w tej skali długości przedstawia rys. 3h, i, na którym w skali poniżej 100 nm widać wiele cech, których nie można było rozdzielić na mapach SEM-EDX.

Główne komponenty podłoża zostały również przeanalizowane za pomocą FIB-STEM. Mapa STEM-EDX przy powiększeniu 20 000 × wskazuje, że największą część podłoża stanowi kreda (na niebiesko na ryc. 3h), a mniej o ołowiowej bieli (na czerwono na ryc. 3h). Sposób, w jaki biel ołowiana wypełnia puste przestrzenie między dużymi cząsteczkami kredy, pokazał, że warstwa podłoża jest bardzo zwarta. Zmienna wielkość cząstek bieli ołowiowej w gruncie, z jej rozkładem w postaci grudkowatych agregatów i małych cząstek, jest zgodna z pigmentem wytworzonym zgodnie z tak zwanym holenderskim procesem stosowym.

Wyniki ponownej analizy przekroje z warstwy gruntu Dziewczyna z perłą znaleziono kredę, ołów biel i umbr. Również mikroskopia świetlna wskazuje na obecność żółtych i czerwonych pigmentów ziemnych oraz sadzy.

Podkłady, kontury i pentimenti ujawnione przez wielospektralne obrazowanie odbicia w podczerwieni (MS-IRR)

W tym papier, podkłady definiuje się jako: warstwy malarskie nałożone przez firmę Vermeer na etapie przygotowawczym, które pozostawiono do wyschnięcia przed nałożeniem górnej warstwy (warstw) farby. Zwykle warstwa spodnia jest ukryta pod powierzchnią, ale w niektórych obszarach mogła zostać odsłonięta lub cienko pokryta warstwami powierzchniowymi. W tym kontekście kontury definiuje się jako granicę między różnymi częściami kompozycji, gdzie jeden kolor zbliża się do drugiego.

Wielospektralna refleksografia w podczerwieni o wysokiej rozdzielczości (MS-IRR) została wykonana w celu uzyskania pełniejszej wizualizacji. tego, jak zastosowano ciemne podkłady. MS-IRR (50 µm / piksel) wykonano za pomocą dwóch systemów kamer, z których pierwszy składał się z kamery cyfrowej Si CCD i filtra, który ustawiał czułość widmową na 900–1100 nm. Na otrzymanym obrazie (rys. 4b) pod powierzchnią widoczne są ślady pędzla pochłaniające promieniowanie podczerwone, ale głównie w obszarach, w których wierzchnie warstwy farby są optycznie dość cienkie. W chuście dziewczynki i żółtej kurtce niektóre fałdy przedstawione w górnych warstwach farby wydają się jasne w fotografii w podczerwieni, w przeciwieństwie do niektórych farb podkładowych pochłaniających podczerwień, które wydają się ciemne. Jednak na większości obrazów pochłaniające podczerwień pociągnięcia pędzla pod powierzchnią pozostają częściowo lub całkowicie zasłonięte przez optycznie grubszą farbę powierzchniową.

Zakres widmowy został rozszerzony do 2500 nm w celu uczynienia cech w ciemnych warstwach bardziej widocznymi. Dokonano tego za pomocą systemu kamer na podczerwień InSb o czułości widmowej od 1000 do 2500 nm, z obrazami zebranymi w trzech pasmach widmowych (1100–1400 nm, 1500–1800 nm i 1900–2500 nm), a także w tej samej wysokiej rozdzielczości ( 50 μm / piksel). Sukces tego podejścia polega po części na zwiększonej przezroczystości pigmentów w obszarze widmowym 1000–2500 nm, dzięki zmniejszeniu intensywności współczynnika absorpcji przejść elektronowych pigmentów wielu artystów. Polega również na zmniejszeniu ilości rozpraszania światła dzięki wysokiemu optycznemu współczynnikowi załamania światła cząstek pigmentu. To znacznie poprawia przezroczystość pigmentów, takich jak biel ołowiowa, którym brakuje jakichkolwiek elektronicznych pasm absorpcyjnych w zakresie widzialnym i podczerwonym (400–2500 nm). Podczas gdy tradycyjnie reflektografia w podczerwieni jest gromadzona w jednym szerokim paśmie widmowym, ostatnie badania wykazały, że zbieranie obrazów w węższych pasmach widmowych może pomóc w wyodrębnieniu różnych faz procesu malowania: na przykład w celu odróżnienia rysunku przygotowawczego – często stosowanego z pochłaniającą podczerwień materiał – z częściowo spenetrowanych warstw lakieru. Te węższe pasma widmowe (3–300 nm) pozwalają również na oddzielenie od siebie określonych pigmentów w warstwach farby. Ponadto wysoka rozdzielczość przestrzenna może ujawnić pełne pociągnięcia pędzla w farbie dolnych warstw, umożliwiając identyfikację wczesnych faz procesu malowania. Rejestrując przestrzennie te obrazy widmowe MS-IRR z obrazem w świetle widzialnym, można rozpakować związek między warstwami podkładowymi a końcową malowaną kompozycją.

Porównanie obrazu MS-IRR od 900 do 1100 nm (ryc. 4b) z obrazem od 1900 do 2500 nm (Rys. 4c), zgodnie z oczekiwaniami, pokazuje lepszą penetrację przy dłuższych długościach fal. Trudność w przypadku monochromatycznych obrazów IRR polega na możliwości oddzielenia warstwy spodniej od częściowo spenetrowanej górnej warstwy lakieru. Można to łatwiej zrobić oglądając fałszywy obraz złożony z obrazów widmowych MS-IRR, z trzema kanałami koloru odpowiadającymi trzem ostatnim pasmom widmowym (Rys. 4d). Na tym fałszywie kolorowym obrazie obszary, które wydają się ciemne (czarne) pochodzą z farby, która pochłania wszystkie trzy obszary widmowe, a kolorowe obszary reprezentują warstwy farby, których współczynnik odbicia różni się między obszarami widma w podczerwieni. Pomimo faktu, że MS-IRR może generalnie przenikać przez pigmenty, takie jak biel ołowiu, niektóre obszary dziewczyny – takie jak jej kolczyk, kołnierz i pasemka na jej ubraniu – wydają się jasne na obrazach MS-IRR, co wskazuje, że zostały nałożone grubo (czerwony strzałki na rys. 5 i 8).

Obraz w fałszywym kolorze MS-IRR ukazuje ciemne warstwy podkładowe pod częściami kurtki i niebieskiej chusty dziewczyny, które są miał być w cieniu. Pod prawą stroną niebieskiej chusty wyraźne pociągnięcia pędzla w warstwie spodniej – które wydają się ciemne w fałszywym kolorze na ryc. 5 (zielona strzałka) – są szerokie i zostały nałożone w nieco poziomym kierunku. Podobne szerokie poziome pociągnięcia pędzlem wykryto pod żółtą kurtką (ryc. 6b). Z tyłu jej ramienia dwa pionowe ruchy poziomych pociągnięć pędzla zachodzą na siebie lekko pośrodku; prawa strona jest ciemniejsza, ponieważ zawiera więcej węgla i / lub umbry. Przód jej kurtki skierowany w stronę światła ma podobnie energiczne pociągnięcia pędzla w warstwie spodniej, chociaż są one jaśniejsze, ponieważ zawierają mniej pigmentów pochłaniających podczerwień.

Vermeer dokonał subtelnych zmian lub korekty (pentimenti) podczas procesu malowania. Tam, gdzie faza początkowa zawiera sadzę, pewne zmiany można wykryć za pomocą MS-IRR.Vermeer podniósł ucho dziewczyny do góry i przemalował płatek ucha i kanał słuchowy brązową farbą, która nie pochłania podczerwieni (ryc. 5). Przesunął cień wzdłuż linii szczęki, aby dopasować się do nowej pozycji ucha i wyprostował linię między jej policzkiem a chustą na ostatnim etapie malowania (żółte strzałki na ryc. 5). Złagodził także definicję karku Dziewczyny. W każdym z oczu dziewczynki widoczna jest mała czarna kropka na fałszywym obrazie MS-IRR (ryc. 7). Każda kropka jest mniejsza i bardziej na lewo od końcowej pozycji źrenicy i jest lekko zakryta przez białe podświetlenie, które tworzy odbicie w jej oku. Być może Vermeer zamierzał to zrobić, aby wskazać zgrubne położenie źrenicy lub podświetlenia, które później przesunął.

Obraz z fałszywym kolorem MS-IRR ujawnia również zachodzące na siebie warstwy wzdłuż konturu z tyłu chusty (zielona strzałka na ryc. 8). Krawędź żółtej tkanej tkaniny – od czubka głowy aż do „ogona” chusty – była pomalowana na wierzchu czarnego podkładu tła. Nie jest jasne, czy jest to pentiment, aby poszerzyć chustę, czy też Vermeer celowo chciał, aby ciemna farba była lekko widoczna, aby stworzyć subtelne przejście, w którym chusta styka się z tłem.

MS-IRR ujawniła również kolejną fazę przygotowawczą odzieży dziewczynki: czarne kontury nakładane krótkimi pociągnięciami cienkim pędzelkiem (rys. 8). Te pochłaniające podczerwień linie były do tej pory wykrywane tylko wokół konturów i fałdów, zwykle w pobliżu obwodu obszarów o różnych kolorach. W żółtej części chusty drobne linie wydają się mieć charakter „ zroszony (żółte strzałki na ryc. 8), co sugeruje, że albo kropelki farby oparły się wyschniętej warstwie pod nią, albo mogły zostać nałożone używając pędzla, który nie był załadowany farbą, więc linie „przeskakują” w topologii powierzchni warstwy znajdującej się pod spodem. Wydają się wskazywać zarówno fałdy tkaniny, jak i obwód figury; Jednak Vermeer nie zawsze dokładnie trzymał się tych linii, kiedy ostatecznie malował ostatnie warstwy. Te krótkie czarne kontury są również widoczne na obrazach MS-IRR wokół lewego obwodu żółtej marynarki i szyi dziewczynki oraz w niebieskich częściach jej chusty. Mogą być również obecne w innym miejscu obrazu, ale obecność innych farb pochłaniających podczerwień może utrudniać ich wykrycie. Niektóre z tych linii można było zwizualizować w dużym powiększeniu za pomocą cyfrowego mikroskopu Hirox 3D.

Zastosowanie podkładów Vermeera do modulowania światła i cienia w kurtce dziewczynki

Żółta kurtka dziewczyny to przykład tego, jak firma Vermeer wykorzystała efekt wizualny warstwy (y) podkładowej (ych) do ustalenia różnicy między światłem a cieniem. Kontrast między przednim (oświetlonym) szkiełkiem kurtki a tylnym (cieniem) jest widoczny na fotografii w świetle widzialnym (Rys. 6a). Na przodzie kurtki górna warstwa lakieru ma nieprzezroczysty żółto-brązowy kolor. Na plecach Dziewczyny i tam, gdzie fałdy tkaniny są w cieniu, niuanse kolorów wahają się od zielonkawego do niebieskawego. Tam górne warstwy farby są cieńsze i bardziej prześwitujące, a dolne są przez nie lekko widoczne.

W 1994 roku Dziewczyna z perłą przeszła renowację i konserwację w Mauritshuis. Usunięcie starych retuszów ujawniło podkłady, które miały być (częściowo) ukryte pod powierzchnią, zwłaszcza w jej ubraniu. Konserwatorzy zauważyli, że warstwa spodnia pod jej żółtą kurtką była jaśniej brązowa po lewej (oświetlonej) stronie niż po prawej (cień). W późniejszym etapie zabiegu część uszkodzonych obszarów wyretuszowano cienką, półprzezroczystą farbą; przypuszczalnie jest to bliskie pierwotnemu zamysłowi Vermeera. W odcieniach pośrednich i ciemnych podkłady byłyby lekko widoczne przez górne warstwy, aby zapewnić różne niuanse kolorystyczne.Różnice w składzie pigmentu i grubości warstw podkładowych w jasnych i zacienionych częściach kurtki dziewczyny zostały wyjaśnione przez zbadanie próbek z każdego obszaru, zamontowanych jako przekroje (patrz poniżej).

W ramach 2018 Girl in the Spotlight, cała powierzchnia obrazu została uchwycona mikroskopem cyfrowym 3D z rozdzielczością przestrzenną 4,4 μm / piksel (powiększenie 35 ×), a określone obszary zainteresowania zostały uchwycone z rozdzielczością 1,1 μm / piksel (140 × ). Przy dużym powiększeniu warstwa (y) dolna (e) są czasami widoczne wzdłuż krawędzi pęknięć lub tam, gdzie górna warstwa farby jest cienka lub starta. W jej kurtce, po lewej stronie, gdzie górna farba jest jasnożółta, warstwa spodnia jest jasnobrązowa (Rys. 9a). W przeciwieństwie do cieni fałd i z tyłu ubrania, warstwa spodnia jest ciemniejsza (ryc. 9b). Badanie mikroskopem 3D potwierdziło, że brązowo-czarna warstwa spodnia różni się odcieniem. Ujawnił także sposób, w jaki Vermeer stworzył miękki kontur między postacią Dziewczyny a tłem.

Pod powiększeniem „przerwa” w górnych warstwach lakieru około 1– Pomiędzy krawędzią rysunku (rys. 10d) a tłem (rys. 10a) widoczna jest szerokość 2 mm. W tej szczelinie brązowy podkład został odsłonięty (rys. 10b); rozciąga się nieco poza granice figury, którą Vermeer założył w górnych warstwach farby. Niektóre z wyżej wymienionych cienkich czarnych konturów (linie o szerokości około 250 µm) są również widoczne (rys. 10c), chociaż nie jest jasne, czy czarne linie zostały pomalowane przed, czy po brązowej warstwie spodniej. Pozwalając brązowej warstwie odzieży wystawać nieco poza obwód sylwetki i pozostawiając ją widoczną w szczelinie między postacią a tłem, Vermeer stworzył rozmyty kontur, który zmiękcza przejście.

Skład chemiczny podkładów dziewczyny kurtka

W 1994 roku pobrano próbki z jasnych (próbka 25) i ciemnych (próbka 14) części kurtki dziewczyny, zamontowano je w przekrojach i zbadano pod mikroskopem świetlnym i SEM-EDX. Próbki te zostały ponownie zbadane w 2018 roku przy użyciu kilku metod analitycznych, w tym mikroskopii świetlnej i SEM-EDX. Nowe wyniki analizy przekroju poprzecznego lekkiego fałdu z przodu kurtki dziewczynki (próbka 25) potwierdzają wyniki Groena i wsp. . Cienka (5 µm) warstwa spodnia (ryc. 11a, zaznaczona strzałką) zawiera ołowiową biel, żółtą ochrę, brązowy pigment ziemny i czarny węgiel drzewny. Żółta farba na wierzchu zawiera biel ołowiu, żółtą ochrę i trochę ultramaryny (ryc. 11a). Górna warstwa ma grubość około 30 µm i prawdopodobnie byłaby dostatecznie nieprzezroczysta, aby pokryć warstwę spodnią; jednak biel ołowiowa w górnej warstwie farby została zmydlona, więc przypuszczalnie z czasem stała się bardziej przezroczysta. Przypuszcza się to na podstawie obrazu rozpraszania wstecznego SEM-EDX (ryc. 11b), który pokazuje, że ołowiowe białe cząstki na powierzchni są amorficzne, w przeciwieństwie do wyraźnych białych cząstek w pozostałej części warstwy.

Dla porównania próbki z zacienionej części Kurtka dziewczęca ma grubszą warstwę spodnią: ± 10–12 µm. Mikroskopia świetlna próbki 14 wykazała, że warstwa spodnia jest ciemna i zawiera brązowy pigment ziemi, czerwone jezioro i czarne pigmenty (ryc. 3a). Niektóre z cząstek czarnego pigmentu można było rozpoznać jako czarne jak węgiel drzewny na podstawie ich typowej morfologii. W UV czerwone cząsteczki wykazują różową luminescencję, co sugeruje organiczne jezioro. W promieniowaniu UV cienkie linie (rzędu 1 µm) wykazują żółtawą luminescencję na styku podłoża i podkładu oraz podkładu i warstwy farby (rys. 3b).Te niepigmentowane międzywarstwy mogą być wynikiem oddzielenia się medium wiążącego od farby lub być może cienkiej warstwy, którą firma Vermeer celowo nałożyła w celu odizolowania warstwy spodniej od warstw znajdujących się powyżej i poniżej. Podjęto próbę scharakteryzowania tych międzywarstw za pomocą spektrometrii mas jonów wtórnych (SIMS), ale jak dotąd były one zbyt cienkie, aby je zidentyfikować. Wyraźna separacja między warstwami pokazuje, że Vermeer pozostawił podkłady do wyschnięcia – i mógł nałożyć cienką warstwę pośrednią – przed nałożeniem farby powierzchniowej na wierzch.

Mapowanie SEM-EDX ciemnej warstwy podkładowej w próbce 14 zidentyfikowane: wapń (Ca), ołów (Pb), żelazo (Fe), siarka (S), fosfor (P), glin (Al) oraz niewielkie ilości sodu (Na) i potasu (K). Czarny pigment był w większości czarny jak kość, ale niewielka liczba cząstek węgla drzewnego (rozpoznawanych przez ich morfologię przypominającą odłamki) została również zidentyfikowana na obrazie rozproszenia wstecznego. FIB-STEM wykonano w celu scharakteryzowania czarnych cząstek i innych pigmentów w warstwie spodniej przy wyższej rozdzielczości i powiększeniu. W lameli L09 (rys. 3i) stwierdzono, że warstwa spodnia zawiera drobnoziarnistą fazę glinu: prawdopodobnie podłoże z tlenku glinu z pigmentu lakowego. Większość cząstek, które wydają się czarne w świetle widzialnym, jest bogatych zarówno w wapń, jak i fosfor, dlatego zostały zidentyfikowane jako czarne kości. Połączenie mikroskopii świetlnej, SEM-EDX i FIB-STEM pokazuje, że Vermeer użył dwóch rodzajów czarnego pigmentu w ciemnej warstwie spodniej ubrania dziewczynki: zarówno grafitowej, jak i czarnej jak kość. Nieoczekiwanie stwierdzono, że niektóre cząstki w warstwie spodniej (oznaczone na niebiesko na ryc. 3i) zawierają razem zarówno siarkę, jak i wapń w proporcjach sugerujących gips. Zarówno gips, jak i kreda są obecne w próbce warstwy spodniej, w mniej więcej równych ilościach.

Analiza mikroskopowa i elementarna przekrojów z jasnych i ciemnych obszarów kurtki ujawniła, że Vermeer dostosował kolor i grubość zarówno podkładów, jak i górnych warstw w zależności od tego, czy obszar miał przedstawiać światło, czy cień. Ostateczna warstwa farby w ciemnych obszarach odzieży jest nieco cieńsza i bardziej przeświecająca w porównaniu do strony oświetlonej. Względna przezroczystość pigmentów zastosowanych w górnej warstwie ciemnych obszarów – żółtej ochry, ultramaryny i czerwonego jeziora – sprawiła, że warstwa spodnia pozostała lekko widoczna i zapewniła więcej efektu wizualnego niż w częściach jasnych. Podkłady pozostają (częściowo) widoczne w obszarach cienkiej lub półprzezroczystej farby, nadając cieniom zielonkawy lub niebieskawy odcień. Chłodny odcień jest spowodowany rozproszeniem o niebieskim odcieniu: tak zwanym efektem mętnego ośrodka, który występuje, gdy cienka (pół) półprzezroczysta warstwa światła jest malowana na wierzchu ciemnej warstwy spodniej.