revelando a técnica de pintura sob a superfície de Girl with a Pearl Earring de Vermeer usando imagens em macro e microescala

Tecido de tela

O suporte de Girl with a Pearl Earring é uma tela densa de peso médio com uma trama simples, que é visível na radiografia X (fig. 1). O espaçamento médio entre os fios horizontais é de 0,68 ± 0,12 mm, correspondendo a um número de fios de 14,8 ± 2,7 fios / cm. Os fios verticais têm um espaçamento médio entre centros de 0,68 ± 0,14 mm, correspondendo a um número de fios de 14,6 ± 3,0 fios / cm, conforme determinado pela contagem digital de fios. Os dados da análise da tela assistida por computador foram usados para fazer mapas da radiografia digitalizada, mostrando variações nos fios da tela nas direções horizontal e vertical. Os mapas de espaçamento dos fios mostram como a densidade dos fios varia na tela; quando o número de fios por centímetro varia da média, é atribuída uma cor específica, criando uma espécie de código de barras para a pintura (Fig. 2a, b). O espaçamento mais uniforme dos fios horizontais, em comparação com as faixas largas de fios próximos e muito espaçados na direção vertical, indica que os fios verticais são os fios de trama e os fios horizontais são os fios de urdidura.

Os mapas do ângulo da rosca mostram desvios no ângulo das roscas , especialmente as cúspides nas bordas (Fig. 2c, d). As distorções em forma de onda são espaçadas aproximadamente 5–7 cm. Eles se estendem por mais de 5 cm no plano do quadro em todos os lados, indicando que são cúspides primárias: pontos onde as bordas reforçadas da tela foram amarradas em uma estrutura maior usando corda ou barbante antes da camada de solo ser aplicada. A corda pode ser apertada para manter a tela esticada durante o dimensionamento da tela e a aplicação do solo. Além disso, há evidências de cúspides secundárias dos fios horizontais na borda superior da pintura (em aproximadamente x = 12 cm, 24 cm e 35 cm); estes correspondem a pontos onde a tela pré-esticada foi fixada a uma estrutura menor (filtro). O ângulo do fio vertical também exibe evidências das chamadas “cobras de trama”: uma anomalia que ocorre nos fios de trama. Isso é consistente com a identificação da direção vertical como a direção da trama nos mapas de espaçamento do fio.

A contagem de fios da análise recente da tela no nível do fio é semelhante às descobertas do projeto Contando Vermeer. Ao realizar a contagem digital de fios em filmes antigos de radiografia de Girl with a Pearl Earring (radiografias feitas antes do tratamento de 1994, data precisa desconhecida), Johnson e Sethares determinaram que a densidade média dos fios é 14,66 ± 1,46 (horizontal) × 14,50 ± 1,58 fios (verticais) / cm. Eles identificaram cúspides estendendo-se por mais de 5 cm na pintura em todos os quatro lados, mas não fizeram distinção entre cúspides primárias e secundárias. Além disso, eles não identificaram indicadores de cobra de trama.

A seção de discussão deste documento descreve como a tela de Garota com um brinco de pérola se encaixa na obra de Vermeer.

Camada de solo

O exame visual dos restos das margens de travamento originais – dobradas em todos os quatro lados – mostrou que não estão pintadas, mas apenas cobertas com o fundo cinza claro e quente. Isso sugere que o solo foi aplicado enquanto a tela estava em uma grande estrutura, depois movido para uma peneira com dimensões menores antes de Vermeer começar a pintar. Na imagem ou filme da radiografia X, traços suaves e curvos perto da borda inferior da pintura mostram onde o solo é ligeiramente mais espesso; isso sugere que o solo tinha a consistência de uma pasta espessa e foi aplicado com uma faca de primer curva.

O solo de Garota com um brinco de pérola tinha cerca de 100 µm de espessura (em uma amostra de borda, com até 200 µm de espessura), estimada a partir de 18 seções transversais que foram reexaminadas como parte deste estudo.A composição do solo foi investigada pela primeira vez como parte da pesquisa de Hermann Kühn de 1968 sobre pigmentos e solos em pinturas de Vermeer. Amostras analisadas usando microscopia de luz e SEM-EDX na década de 1990 descobriram que o solo da Garota consiste em giz, pigmentos de óxido de ferro branco, vermelho e amarelo (terra) e um pigmento escuro muito fino. O pigmento escuro foi descrito por Groen et al. como “um pouco de negro de fumo muito fino, possivelmente negro de lâmpada”. Kühn sugeriu a presença de umber, branco de chumbo e giz no solo usando análise espectrográfica de emissão e microscopia de luz de uma seção transversal da borda direita. Para o estudo atual, as seções transversais foram reanalisadas usando SEM-EDX e FIB- STEM. A análise de 2018 de duas amostras (14 e 34) confirmou que algumas das partículas escuras no solo são âmbar – um pigmento marrom escuro contendo óxido de ferro e óxido de manganês – que havia sido sugerido anteriormente por Kühn, mas não encontrado por Groen et al. A análise SEM-EDX dessas partículas escuras na amostra 14 detectou ferro e manganês (resultados não mostrados). Com base nas técnicas utilizadas neste estudo, a presença de um negro de fumo muito fino não pôde ser confirmada nem descartada. / p>

O grande volume de interação de elétrons na amostra geral usada para SEM-EDX significa que a resolução do mapa EDX é de alguns micrômetros, no máximo. Essa limitação é, por definição, removida quando uma seção delgada é preparada com o feixe de íons (FIB): a thin la mella é removido de um local específico em uma seção transversal embutida e transferido para uma membrana (Fig. 3d – g). Usando microscopia eletrônica de transmissão de varredura (STEM), cada lamela é examinada com uma ampliação muito alta (aqui 20.000 ×) e os elementos são mapeados com o detector EDX (Fig. 3h). A resolução do mapa de elementos está agora muito mais próxima do tamanho do feixe de elétrons, que era nominalmente de 2 nm. Na prática, ainda haverá algum alargamento do feixe devido à espessura finita da amostra, então estimamos que a resolução do mapa STEM-EDX seja da ordem de 5 nm, que é o tamanho do pixel usado para os dados de mapeamento. A capacidade de sondar a estrutura das amostras nesta escala de comprimento é demonstrada na Fig. 3h, i, onde uma infinidade de características são visíveis na escala sub-100 nm que não foram possíveis de resolver nos mapas SEM-EDX.

Os principais componentes do solo também foram analisados com FIB-STEM. O mapa STEM-EDX com uma ampliação de 20.000 × indica que a maior proporção do solo é de giz (em azul na Fig. 3h), com uma quantidade menor de branco de chumbo (em vermelho na Fig. 3h). A maneira como o branco de chumbo preenche os vazios entre as grandes partículas de giz mostrou que a camada do solo é muito compacta. O tamanho variável das partículas do branco de chumbo no solo, com sua distribuição como agregados irregulares e pequenas partículas, é consistente com o pigmento feito de acordo com o chamado processo de empilhamento holandês.

Os resultados da reanálise de seções transversais da camada do solo de Garota com Brinco de Pérola encontraram giz, branco de chumbo e cor de âmbar. Além disso, a microscopia de luz sugere a presença de pigmentos de terra amarela e vermelha e negro de fumo.

Subcamadas, contornos e pentimentos revelados por imagem de refletância infravermelha multiespectral (MS-IRR)

Neste papel, as camadas inferiores são definidas como: camadas de tinta que a Vermeer aplicou em um estágio preparatório, que foram deixadas para secar antes da (s) camada (s) superior (es) de tinta serem aplicadas. Normalmente, uma camada inferior fica escondida sob a superfície, mas em algumas áreas pode ter ficado exposta ou coberta por camadas superficiais. Neste contexto, os contornos são definidos como a fronteira entre as diferentes partes da composição, onde uma cor se aproxima da outra.

A reflectografia infravermelha multiespectral de alta resolução (MS-IRR) foi realizada de forma a obter uma visualização mais completa de como as camadas escuras foram aplicadas. O MS-IRR (50 µm / pixel) foi feito usando dois sistemas de câmeras, o primeiro dos quais consistia em uma câmera digital Si CCD e um filtro que ajustava a sensibilidade espectral para 900-1100 nm. Na imagem resultante (Fig. 4b), algumas pinceladas de absorção de infravermelho abaixo da superfície foram reveladas, mas principalmente em áreas onde as camadas de tinta superiores são opticamente muito finas. Dentro do lenço de cabeça e da jaqueta amarela da Garota, algumas dobras representadas nas camadas de tinta superiores aparecem claras na fotografia infravermelha, em contraste com algumas tintas que absorvem infravermelho das camadas subjacentes, que parecem escuras. No entanto, na maior parte da pintura, as pinceladas de absorção de infravermelho abaixo da superfície permanecem parcialmente ou totalmente obscurecidas pela tinta de superfície opticamente mais espessa.

O intervalo espectral foi estendido para 2500 nm com o objetivo de tornar as feições dentro das camadas escuras mais visíveis. Isso foi feito usando um sistema de câmera infravermelha InSb com sensibilidade espectral de 1000 a 2500 nm, com imagens coletadas em três bandas espectrais (1100–1400 nm, 1500–1800 nm e 1900–2500 nm) e também na mesma alta resolução ( 50 μm / pixel). O sucesso dessa abordagem depende em parte do aumento da transparência dos pigmentos na região espectral de 1000–2500 nm, devido à diminuição na intensidade do coeficiente de absorção das transições eletrônicas dos pigmentos de muitos artistas. Também depende da diminuição da quantidade de espalhamento de luz devido ao alto índice de refração óptica das partículas de pigmento. Isso melhora muito a transparência de pigmentos como o branco de chumbo, que não possui bandas de absorção eletrônica no visível e infravermelho (400–2500 nm). Embora a reflectografia infravermelha tradicional seja coletada em uma ampla banda espectral, pesquisas recentes mostraram que a coleta de imagens em bandas espectrais mais estreitas pode ajudar a isolar diferentes fases do processo de pintura: por exemplo, para distinguir um desenho preparatório – muitas vezes aplicado com um absorvedor de infravermelho material – das camadas de tinta parcialmente penetradas. Essas bandas espectrais mais estreitas (3–300 nm) também permitem que pigmentos específicos sejam separados uns dos outros dentro das camadas de tinta. Além disso, a alta resolução espacial pode revelar pinceladas completas na pintura das camadas inferiores, possibilitando a identificação de fases iniciais do processo de pintura. Ao registrar espacialmente essas imagens espectrais MS-IRR com a imagem de luz visível, a relação entre as camadas inferiores e a composição pintada final pode ser descompactada.

Comparando a imagem MS-IRR de 900 a 1100 nm (Fig. 4b) com a imagem de 1900 a 2500 nm (Fig. 4c) mostra a penetração melhorada em comprimentos de onda mais longos, como esperado. A dificuldade com imagens IRR monocromáticas é a capacidade de separar a camada inferior das camadas de tinta superiores parcialmente penetradas. Isso pode ser feito mais facilmente visualizando uma imagem composta de cores falsas construída a partir de imagens espectrais MS-IRR, com três canais de cores correspondendo às últimas três bandas espectrais (Fig. 4d). Nessa imagem de cor falsa, as áreas que aparecem escuras (preto) são de tinta que é absorvida em todas as três regiões espectrais e as regiões coloridas representam camadas de tinta cuja refletância varia entre as regiões espectrais de infravermelho. Apesar do fato de que MS-IRR geralmente pode penetrar através de pigmentos como o branco de chumbo, algumas áreas da garota – como seu brinco, colar e destaques em sua roupa – aparecem claras nas imagens de MS-IRR, indicando que foram aplicadas densamente (vermelho setas nas Figs. 5 e 8).

A imagem em cores falsas do MS-IRR revela subcamadas escuras sob partes da jaqueta da menina e lenço azul que são destinado a estar na sombra. Abaixo do lado direito do lenço azul, as pinceladas pronunciadas na camada inferior – que parecem escuras no detalhe de cor falsa na Fig. 5 (seta verde) – são largas e foram aplicadas em uma direção vagamente horizontal. Pinceladas horizontais largas semelhantes foram detectadas sob sua jaqueta amarela (Fig. 6b). Na parte de trás de seu ombro, duas passagens verticais de pinceladas horizontais se sobrepõem ligeiramente no meio; o lado direito é mais escuro porque contém mais carbono e / ou âmbar. A frente de sua jaqueta voltada para a luz tem pinceladas vigorosas semelhantes em uma camada inferior, embora sejam mais leves em intensidade porque contêm menos pigmentos de absorção de infravermelho.

Vermeer fez mudanças sutis ou ajustes (pentimenti) durante o processo de pintura. Onde a fase inicial contém negro de fumo, algumas alterações podem ser detectadas usando MS-IRR.Vermeer mudou a orelha da menina para cima e repintou o lóbulo da orelha e o canal auditivo com uma tinta marrom que não absorve o infravermelho (Fig. 5). Ele mudou a sombra ao longo de sua mandíbula também para acomodar a nova posição da orelha, e endireitou a linha entre sua bochecha e o lenço na fase final da pintura (setas amarelas na Fig. 5). Ele também suavizou a definição da nuca da garota. Dentro de cada um dos olhos da menina, há um pequeno ponto preto visível na imagem de cor falsa de MS-IRR (Fig. 7). Cada ponto é menor e mais à esquerda do que a posição final da pupila e é ligeiramente sobreposto pelo destaque branco que cria o reflexo em seu olho. Talvez Vermeer pretendesse que eles indicassem o posicionamento aproximado da pupila ou destaque, que ele mais tarde mudou.

A imagem de cor falsa MS-IRR também revela camadas sobrepostas ao longo do contorno na parte de trás do lenço de cabeça (seta verde na Fig. 8). A borda do tecido com nós amarelos – do topo de sua cabeça ao longo da cauda do lenço de cabeça – foi pintada em cima da camada de carbono preta do fundo. Não está claro se isso é um pentimento para tornar o lenço de cabeça mais largo ou se Vermeer intencionalmente queria que a tinta escura fosse ligeiramente visível, a fim de criar uma transição sutil onde o lenço de cabeça encontrasse o fundo.

MS-IRR também revelou outra fase preparatória na roupa das meninas: contornos pretos aplicados em pinceladas curtas com um pincel fino (Fig. 8). Essas linhas de absorção de infravermelho até agora só foram detectadas em torno de contornos e dobras, geralmente perto do perímetro de áreas coloridas diferentes. Dentro da parte amarela de seu lenço de cabeça, as linhas finas parecem ter uma qualidade frisada (setas amarelas na Fig. 8), sugerindo que as gotas de tinta resistiram a uma camada seca abaixo dela ou poderiam ter sido aplicadas usando um pincel que não foi carregado com tinta, para que as linhas saltem na topologia da superfície de uma camada abaixo. Eles parecem indicar dobras no tecido e o perímetro da figura; no entanto, Vermeer nem sempre seguiu essas linhas precisamente quando pintou as camadas finais. Esses contornos pretos curtos também são visíveis nas imagens de MS-IRR ao redor do perímetro esquerdo da jaqueta amarela e pescoço da garota, e nas partes azuis de seu lenço de cabeça. Eles também podem estar presentes em outras partes da pintura, mas a presença de outras tintas que absorvem infravermelho podem dificultar sua detecção. Algumas dessas linhas podem ser visualizadas em alta ampliação com o microscópio digital Hirox 3D.

O uso de underlayers de Vermeer para modular luz e sombra na jaqueta da garota

A jaqueta amarela da garota é uma exemplo de como a Vermeer explorou o efeito visual da (s) camada (s) para estabelecer a diferença entre luz e sombra. O contraste entre o slide frontal (iluminado) da jaqueta e as costas (sombra) é aparente na fotografia de luz visível (Fig. 6a). Na frente da jaqueta, a camada superior de tinta tem uma cor amarelo-marrom opaca. Nas costas da garota, e onde as dobras do tecido são sombreadas, as nuances de cor variam do esverdeado ao azulado. Lá, as camadas superiores de tinta são mais finas e translúcidas, e as camadas inferiores são ligeiramente visíveis através delas.

Em 1994, Garota com Brinco de Pérola passou por um tratamento de restauração e conservação no Mauritshuis. A remoção de retoques antigos revelou subcamadas que deveriam ser (parcialmente) escondidas sob a superfície, especialmente em suas roupas. Os conservadores notaram que a camada de baixo de sua jaqueta amarela era marrom mais clara no lado esquerdo (iluminado) do que no direito (sombra). Em um estágio posterior do tratamento, algumas das áreas danificadas foram retocadas com tinta translúcida fina; presumivelmente, isso está próximo da intenção original da Vermeer. Nos tons médios e escuros, as camadas subjacentes seriam ligeiramente visíveis através das camadas superiores para fornecer diferentes nuances de cor.As diferenças na composição do pigmento e na espessura das camadas inferiores nas partes de luz e sombra da jaqueta da menina foram esclarecidas examinando amostras de cada área, montadas como seções transversais (veja abaixo).

Como parte do 2018 Projeto Girl in the Spotlight, toda a superfície da pintura foi capturada com o microscópio digital 3D a uma resolução espacial de 4,4 μm / pixel (ampliação de 35 ×) e áreas específicas de interesse foram capturadas a 1,1 μm / resolução de pixel (140 × ) Em alta ampliação, a (s) camada (s) de base às vezes são visíveis ao longo das bordas das rachaduras ou onde a camada superior de tinta é fina ou desgastada. Dentro de sua jaqueta, no lado esquerdo, onde a tinta superior é de cor amarela clara, a camada de baixo é de um marrom quente claro (Fig. 9a). Em contraste, nas sombras das dobras e na parte de trás da roupa, a camada de baixo é mais escura (Fig. 9b). O exame com o microscópio 3D confirmou que a camada inferior marrom-preta varia em tom. Também revelou a maneira como Vermeer criou um contorno suave entre a figura da Menina e o fundo.

Sob ampliação, uma lacuna nas camadas de tinta superiores aproximadamente 1– 2 mm de largura é visível entre a borda da figura (Fig. 10d) e o fundo (Fig. 10a). Dentro desta lacuna, a camada inferior marrom foi deixada exposta (Fig. 10b); ela se estende um pouco além do limite da figura que Vermeer estabeleceu nas camadas superiores de tinta. Alguns dos contornos pretos finos acima mencionados (linhas de aproximadamente 250 µm de largura) também são visíveis (Fig. 10c), embora não esteja claro se as linhas pretas foram pintadas antes ou depois da subcamada marrom. Ao permitir que a camada inferior marrom da roupa se estenda um pouco além do perímetro da figura e deixando-a visível na lacuna entre a figura e o fundo, Vermeer criou um contorno difuso que suaviza a transição.

Composição química das camadas de baixo das meninas jaqueta

Em 1994, as amostras foram retiradas das partes claras (amostra 25) e escuras (amostra 14) da jaqueta da garota, montadas em cortes transversais e examinadas com microscopia de luz e SEM-EDX. Essas amostras foram reexaminadas em 2018 usando vários métodos analíticos, incluindo microscopia de luz e SEM-EDX. Os novos resultados da análise de uma seção transversal de uma dobra leve na frente da jaqueta da menina (amostra 25) confirmam os resultados de Groen et al. . A camada inferior fina (5 µm) (Fig. 11a, indicada por uma seta) contém branco de chumbo, ocre amarelo, um pigmento de terra marrom e preto de carvão. A tinta amarela no topo contém chumbo branco, amarelo ocre e um pouco de ultramar (Fig. 11a). A camada superior tem aproximadamente 30 µm de espessura e provavelmente seria opaca o suficiente para cobrir a camada inferior; no entanto, o branco de chumbo na camada de tinta superior sofreu saponificação, portanto, presumivelmente, tornou-se mais translúcido com o tempo. Isso é presumido a partir da imagem retroespalhada do SEM-EDX (Fig. 11b), que mostra que as partículas brancas de chumbo na superfície são amorfas, em contraste com as partículas brancas distintas no resto da camada.

Em comparação, as amostras da parte da sombra do O casaco da menina tem uma camada inferior mais grossa: ± 10–12 µm. A microscopia de luz da amostra 14 mostrou que a camada inferior é escura e contém um pigmento terra marrom, lago vermelho e pigmentos pretos (Fig. 3a). Algumas das partículas de pigmento preto podem ser reconhecidas como negro de carvão com base em sua morfologia típica. Em UV, as partículas vermelhas exibem uma luminescência rosa, sugerindo um lago orgânico. Em UV, linhas finas (da ordem de 1 µm) exibem uma luminescência amarelada nas interfaces entre o solo e a camada inferior e a camada inferior e a camada de tinta (Fig. 3b).Essas camadas intermediárias não pigmentadas podem ser o resultado da separação do meio de ligação da tinta, ou talvez uma camada fina que a Vermeer aplicou deliberadamente para isolar a camada inferior das camadas acima e abaixo dela. Foi feita uma tentativa de caracterizar essas camadas intermediárias usando espectrometria de massa de íons secundários (SIMS), mas até agora, eles têm sido muito finos para serem identificados. A separação distinta entre as camadas mostra que a Vermeer deixou as camadas de baixo para secar – e pode ter aplicado uma camada intermediária fina – antes de aplicar a tinta de superfície no topo.

Mapeamento SEM-EDX da camada de baixo escura na amostra 14 identificados: cálcio (Ca), chumbo (Pb), ferro (Fe), enxofre (S), fósforo (P), alumínio (Al) e pequenas quantidades de sódio (Na) e potássio (K). O pigmento preto era principalmente preto osso, mas um pequeno número de partículas de carvão (reconhecidas por sua morfologia semelhante a lascas) também foram identificadas na imagem retroespalhada. FIB-STEM foi realizado para caracterizar as partículas pretas e outros pigmentos na camada inferior em uma resolução e ampliação maiores. Na lamela L09 (Fig. 3i), a camada inferior contém uma fase de alumínio fina: possivelmente um substrato de óxido de alumínio do pigmento do lago. A maioria das partículas que aparecem pretas na luz visível são ricas em cálcio e fósforo e, portanto, foram identificadas como negras. A combinação de microscopia de luz, SEM-EDX e FIB-STEM mostra que a Vermeer usou dois tipos de pigmento preto na camada inferior escura das roupas da menina: carvão e preto osso. Surpreendentemente, algumas partículas na camada inferior (marcadas em azul na Fig. 3i) continham enxofre e cálcio juntos em proporções que sugerem gesso. Tanto o gesso quanto o giz estão presentes na amostra da camada inferior, em quantidades aproximadamente iguais.

As análises microscópicas e elementares das seções transversais das áreas claras e escuras de sua jaqueta revelaram que Vermeer ajustou a cor e espessura das camadas inferiores e superiores, dependendo se a área foi projetada para representar luz ou sombra. A camada de tinta final nas áreas escuras da roupa é ligeiramente mais fina e mais translúcida em comparação com o lado iluminado. A translucidez relativa dos pigmentos usados na camada superior das áreas escuras – ocre amarelo, ultramarino e lago vermelho – permitiu que a camada inferior permanecesse ligeiramente visível e fornecesse mais efeito visual do que nas partes claras. As camadas inferiores permanecem (parcialmente) visíveis em áreas de tinta fina ou semitranslúcida, dando às sombras uma tonalidade esverdeada ou azulada. A tonalidade fria é causada pela dispersão em tons de azul: o chamado efeito médio turvo que ocorre quando uma camada de luz (semi-) translúcida fina é pintada sobre uma camada inferior escura.