ラファエロの没後 500 周年を記念して、ローマのボルゲーゼ美術館は、マクロ X 線蛍光 (MA-XRF) と組み合わせた反射型ハイパースペクトル イメージング(HSI) を利用して、ルネッサンスの傑作「沈着」(バリオーニの墓所) のフルフレームのサブミリ非破壊検査を完了しました。この技術は、有名な絵画に「非侵襲性スペクトルCTスキャン」を施すようなもので、顔料層を貫通して下絵、修正の痕跡、500年以上隠されていた顔料コードを明らかにし、巨匠の創作過程全体を理解できるようにする。 I. ハイパースペクトル イメージングとは何ですか?
ハイパースペクトル イメージングは、簡単に言えば、「イメージング + 分光法」の「2 in 1」です。ただ写真を撮るだけではありません。可視光から短波赤外 (400 ～ 1700 nm) までのすべてのピクセルの完全なスペクトル情報を記録し、通常の写真を詳細な分析に利用できる 3 次元データ キューブに変換します。
この研究で使用された可視-近赤外-短波赤外ハイパースペクトルスキャナーは、文化遺物用に特別に設計されています。非常に高解像度の手押しほうきスキャンを採用しており、照明は狭い領域にのみ集中しているため、絵画へのダメージはほとんどありません。湾曲した木製パネルに直面しても、光学補正により鮮明な画像が保証されます。研究チームは絵画全体を 8 つのセグメントに分けてスキャンし、それらを正確につなぎ合わせて超大規模なスペクトル データを取得し、フルフレームで死角ゼロの分析を実現し、従来の 1 点サンプリングの制限から完全に脱却しました。
ハイパースペクトル イメージングの最大の機能は、肉眼では見えない根底にある情報を確認できることです。主成分分析 (PCA) や最小ノイズ分率 (MNF) などのアルゴリズムを利用してスペクトル データを処理すると、フレーム内の「目に見えないコンテンツ」が 1 つずつ現れます。
背景の空では、予期せず発見されたスペクトル処理が初期の風景を覆いました。もともと輪郭がはっきりしていた木々や植生は、後にラファエロによって柔らかくされて青空に溶け込み、空間がより深く感じられるようになりました。山の形も尖ったものから丸いものに変わりました。中間顔料層のこれらの修飾の痕跡は、従来の赤外線や X 線では捉えることが困難な重要な証拠であり、マスターの組成調整プロセスを直接復元します。
さらに驚くべきは、その根底にあるスケッチです。従来の赤外線リフレクトグラフィーでは、炭素ベースの線しかはっきりと見ることができませんでしたが、ハイパースペクトル イメージングでは、最適な赤外線帯域を選択し、擬似カラー画像を合成することで、より微細な下絵を明確に表示します。男性キャラクターの顔のハッチングや、以前は完全に隠されていた聖母マリアの頬と唇の濃い輪郭が表示されます。これは、ラファエロの下絵がさまざまな素材を使用して複数の段階で完成され、創造的なプロセスが想像よりもはるかに複雑であることを証明しています。
Ⅲ．ハイパースペクトル + XRF が赤色色素コードを解読
ハイパースペクトル イメージングだけでは、色素成分を完全に決定することはできません。 MA-XRF と組み合わせて使用すると、「分子分光法 + 元素分析」の黄金コンビを形成し、この絵画の中核となるレッド コードを正確に解読します。
研究者らは、スペクトル角度マッピング (SAM) を使用して、赤色を 3 種類のスペクトル特性に分類しました。2 種類は赤い湖に対応し、1 種類は朱色に対応します。次に、蛍光X線による元素分布図と相互参照すると、水銀（Hg）のシグナルは朱色の部分にのみ現れ、カリウム（K）のシグナルは赤色の湖を確認し、鉄（Fe）は酸化鉄赤色を除いて赤色とは無関係であることが判明した。
最終的に、それが確認されました。ラファエロは、朱とレッドレーキの 2 つの赤い素材のみを使用し、単層の厚塗り、複層グレージング、朱の上にレッドレーキという 3 つの技術を使用して豊かな層を作成しました。中心人物のグリフォネットのみ「朱色ベース＋赤湖釉」を施し、ステータスを際立たせた。この厳密かつ独創的な色の使い方が初めて完全に明らかになりました。
このテクノロジーとアートの国境を越えた協力は、文化遺物保護におけるハイパースペクトル イメージングの独自の価値、つまり完全に非破壊で、深く浸透し、グローバルに分析し、データのアーカイブ可能性を十分に実証しています。
下絵、層、顔料、修復の痕跡を発掘するためにサンプリングや絵画への損傷を必要とせず、博物館の研究、修復、デジタル保護の標準ツールとなっています。
目に見えない下絵からカバーされた構図、そして正確な顔料配合に至るまで、ハイパースペクトル イメージングによって傑作が創造的なストーリーを「語る」ことができます。それは単なる最先端のテクノロジーではなく、人類の最も貴重な文化遺産を最も穏やかな方法で保護し解読する、美術史と材料科学をつなぐ架け橋です。
