畫中有畫：同步加速器如何造福藝術

埃德加·德加的黑衣女性肖像（左，1876-80年，46.2×38.2cm）和被其蓋住的肖像復原圖（右）。（圖片來源：維多利亞美術館/澳大利亞同步加速器實驗室）

埃德加·德加（1834-1917）是法國著名印象派畫家，以描繪夜巴黎的歌與舞最為人知。他的畫作勾起了許多人的迷戀，包括那些以解開名畫蘊含的無數秘密為己任的科學家們。

不少油畫作品是在之前畫到一半甚至畫完的時候重新改成別的作品的（達芬奇的《蒙娜麗莎》下面就蓋著一個早期版本），1876-1880年間，德加筆下一幅黑衣黑帽的女性肖像畫就是其中之一。由於他並沒有在畫新畫之前把畫布重新塗一遍，隨著上層油彩變得越來越透明，自1922年起，人們就注意到下層畫面逐漸浮現出來，在上層肖像的臉上形成了一塊斑（見題圖左側）。

那麼怎樣才能看清這些被埋在最上層的油彩之下的秘密呢？刮掉油彩？那樣會破壞上層的畫作，很可能連下層的畫作都跟著保不住。為了不損傷畫作就能明白和它一樣的作品掩蓋的秘密，科學界一直在探索對重要的繪畫進行無損研究的方法，但一直找不到挖掘畫作全貌的途徑。

如今《科學報告》期刊論文A hidden portrait by Edgar Degas中，維多利亞國家美術館的 David Thurrowgood 和澳大利亞同步加速器實驗室的 David Paterson 帶領的研究隊伍使用X射線熒光成像術（XRF），終於揭開了這幅肖像畫的秘密，製作出了一幅彩色復原圖。

Thurrowgood將畫作放上掃描支架。這項研究的前期準備要持續好很多個星期。（圖片來源：維多利亞美術館/澳大利亞同步加速器實驗室）

傳統的常用的方法有X光成像，普通的X光成像照出了一個倒過來的人臉，但只有大概的輪廓。紅外反射成像也在一定程度上可以幫助揭露更多信息，但它只能較為清晰地展現石墨鉛筆和炭黑顏料的痕迹，不能提供關於其它顏料的信息，因而無法展現秘密畫作的全貌。後來發展出了XRF，研究者們才能了解到畫作包含的更多信息。

肖像（左，虛線標明掃描區域）、普通X光成像圖（中）和紅外反射成像圖（右）。（圖片來源：維多利亞美術館/澳大利亞同步加速器實驗室）

早期XRF的成像速度和精度都比較捉急：梵高有幅畫草地的作品，下面藏著一個肖像。研究人員選取175mm×175mm的區域進行分析，結果掃描足足花了兩天，成品圖解析度卻只有51 PPI。隨著高速掃描XRF的研發，研究者能夠更快地掃描畫作，更全面地收集蘊藏在其中的信息。

Thurrowgood 等人破解這一難題的方法，就是用XRF針對被掩蓋肖像中的多種元素進行快速高精度掃描。原始掃描圖像素達到3160 萬，清晰到可以看出畫家的一絲絲筆觸。掃描完成後，根據各種元素的濃度推斷畫家當時使用的顏料。比如汞和鐵多對應朱紅、赭石這樣的紅色系顏料成分，鈷對應藍色，鉛和鋅可能是鉛白和鋅白，如此等等。

高速掃描XRF針對不同元素的成像結果，在右側圖片上可看到筆觸。（圖片來源：維多利亞美術館/澳大利亞同步加速器實驗室）

除此之外，研究人員還用對鉛、汞等重金屬元素尤其敏感的X射線衍射成像術和拉曼光譜輔助探測含有這些元素的顏料（如鉛白和朱紅）痕迹。最後研究人員整合了這些信息，通過一套自己編寫的軟體，按照當時所使用的顏料和對畫家用色的已有分析，將這些分析結果疊加組合成一張儘可能接近作品原貌的復原圖。

根據掃描結果製作的復原圖。（圖片來源：維多利亞美術館/澳大利亞同步加速器實驗）

經過這些努力，我們發現這是德加之前無人知曉的一張肖像，畫的是他最喜歡的模特Emma Dobigny。這位Dobigny小姐不僅在1869-1870兩年間為德加當模特，還是同時期法國眾多畫家爭相邀請的當紅模特之一。德加對她是如此欣賞，以至於畫她的時候常有不滿意而改作他用的情況。這幅畫會是其中之一嗎？在世界上浩如煙海的畫作中，還有多少會隱藏著這樣那樣的秘密呢？有了高速掃描XRF這樣的技術，我們得以解開一個又一個秘密，一步步向藝術品背後的故事和歷史邁進。

Emma Dobigny肖像（埃德加·德加，1869年，私人收藏）（圖片來源：WikiArt,org）

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