DOI: https://doi.org/10.1038/s40494-026-02322-z
تاريخ النشر: 2026-03-04
المؤلف: Costanza Cucci وآخرون
الموضوع الرئيسي: تحليل مواد التراث الثقافي
نظرة عامة
في عام 2020، تزامناً مع الذكرى الخمسمائة لوفاة رافائيل، بدأت غاليري بورغيسي في روما مشروعاً يهدف إلى إعادة تقييم إرث الفنان من خلال طرق تكنولوجية متقدمة. كان نقطة التركيز في هذا المشروع هي “إيداع باغليوني” (1507)، الذي خضع لإعادة فحص شاملة باستخدام تقنيات تصوير غير جراحية، وتحديداً تصوير الانعكاس الطيفي الفائق (HSI) وميكرو-XRF (MA-XRF). هذه التقنيات، التي تم تطبيقها باستخدام ماسحات عالية الدقة، سهلت تحليلات سطحية كاملة على مقياس دون المليمتر.
أدى دمج HSI وMA-XRF إلى نتائج هامة، بما في ذلك توثيق معزز لكل من السطح المرسوم وطبقاته الأساسية، بالإضافة إلى رسم خرائط كيميائية مفصلة. كشفت هذه التحليلات الشاملة عن ميزات تحت الرسم التي لم تُكتشف سابقاً ومرحلة الرسم الوسيطة، مما يوفر رؤى طبقية قيمة حول استخدام الأصباغ الحمراء. بشكل عام، عرض المشروع إمكانيات هذه التقنيات التصويرية المبتكرة لتعميق فهم أساليب رافائيل في الرسم وتقديم تصورات غير مسبوقة للعناصر المرئية والمخفية في عمله.
الطرق
تتناول هذه القسم الطرق المستخدمة في تحليل لوحة رافائيل “دفن المسيح”، مع التركيز على الأهمية التاريخية للرسم والدراسات السابقة والحملات التشخيصية الحديثة. العمل الفني، الذي كلفت به أتالانتا باغليوني في عام 1507، يُعترف به كقطعة محورية في انتقال رافائيل من أسلوبه الفلورنسي إلى الأسلوب الروماني. على مر السنين، تم استخدام تقنيات تشخيصية متنوعة، بما في ذلك التصوير بالأشعة تحت الحمراء، والأشعة السينية، والتحليلات غير الجراحية مثل الفلورية بالأشعة السينية (XRF) وطيف الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FT-IR)، للتحقيق في مواد وتقنيات الرسم. على الرغم من الأبحاث الشاملة، لا تزال هناك شكوك بشأن طرق تطبيق الأصباغ وأصل تكوين اللوحة.
حملات عام 2019 التي استخدمت التصوير الطيفي الفائق (HSI) وMA-XRF عززت بشكل كبير فهم مواد اللوحة. تم إنشاء خرائط عنصرية رئيسية، تكشف عن رؤى حول توزيع الأصباغ مثل الباريوم، والسترونتيوم، والنحاس، والزئبق. على سبيل المثال، وجود الباريوم والسترونتيوم في الطبقات الأساسية اقترح وجود تباينات في المواد التحضيرية المستخدمة. أظهرت تحليل الأصباغ الحمراء تقنية طبقات معقدة، حيث تم تطبيق الزنجفر والبحيرات الحمراء بسمك متفاوت لتحقيق درجات لونية متميزة. خلصت الدراسة إلى أن الألوان الحمراء في اللوحة كانت مشتقة أساساً من الاستخدام الانتقائي للزنجفر وأصباغ البحيرات الحمراء، مع تقنيات طبقات محددة تم استخدامها لإنشاء التأثيرات اللونية المرغوبة.
النتائج
تكشف نتائج الدراسة حول لوحة “إيداع باغليوني” عن رؤى هامة حول الرسومات التحتية من خلال تحليل بيانات التصوير الطيفي الفائق (HSI). باستخدام خوارزميات ضغط البيانات متعددة المتغيرات مثل تحليل المكونات الرئيسية (PCA) ونسبة الضوضاء الدنيا (MNF)، عزز الباحثون رؤية التفاصيل التي كانت مخفية عن العين المجردة. كشفت تحليل PCA في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة المرئية (VNIR) (415-900 نانومتر) عن جوانب مخفية من المنظر الطبيعي، مما يشير إلى أن اللوحة مرت بمراحل تنفيذ متعددة. على سبيل المثال، كشفت التحليلات عن تصوير أكثر تحديداً للنباتات والأشجار في الخلفية، مما يوحي بأن هذه العناصر كانت مرسومة في الأصل بتفاصيل أكبر قبل أن تُخفى لإنشاء تأثيرات جوية.
علاوة على ذلك، أثبتت خوارزمية MNF فعاليتها بشكل خاص في تسليط الضوء على الرسومات التحتية وخصائص التظليل التي لم تتمكن تقنيات التصوير بالأشعة تحت الحمراء التقليدية من اكتشافها. من خلال تحليل نطاقات طيفية مختارة، أظهرت الدراسة أن مواد وتقنيات رسم مختلفة تم استخدامها طوال تطوير اللوحة، مما يشير إلى عملية تحضيرية معقدة. تؤكد النتائج على فائدة HSI وتقنيات تحليل البيانات المتقدمة في الحفاظ على الفن، مما يوفر فهماً أغنى لأساليب ومواد الفنان المستخدمة في إنشاء “إيداع باغليوني”. بشكل عام، توضح الدراسة أن التصميم التحضيري لم يكن حدثاً فردياً بل كان عملية متعددة المراحل تشمل مواد وتقنيات متنوعة.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على الحملة التشخيصية المبتكرة التي أجريت على “دفن باغليوني” لرافائيل إحياءً للذكرى الخمسمائة لوفاة الفنان. باستخدام تقنيات التصوير غير الجراحية المتقدمة، وتحديداً التصوير الطيفي الفائق VNIR-SWIR (HSI) والفلورية بالأشعة السينية ماكرو (MA-XRF)، كانت الدراسة تهدف إلى تعزيز فهم تقنيات ومواد العمل الفني. ساعدت بيانات HSI، التي تغطي نطاق طيفي من 400-1700 نانومتر، في استخراج صور لونية عالية الدقة وتمثيلات بالألوان الزائفة، كاشفة عن تفاصيل مخفية مثل الرسومات التحتية وطبقات الأصباغ التي لم تكن واضحة من خلال الطرق التقليدية. من الجدير بالذكر أن تقنيات تحليل المكونات الرئيسية (PCA) ونسبة الضوضاء الدنيا (MNF) تم استخدامها لكشف التغيرات التركيبية وتعزيز التفاصيل الدقيقة، على التوالي.
قدمت تحليل MA-XRF رسم خرائط عنصرية corroborated تحديدات الأصباغ السابقة بينما قدمت رؤى جديدة حول توزيع العناصر الرئيسية مثل الباريوم (Ba) والسترونتيوم (Sr)، مما أوضح الطبقات التحضيرية للوحة والتصحيحات التي تم إجراؤها أثناء تنفيذها. أثبت دمج بيانات HSI وMA-XRF قيمته بشكل خاص، حيث سمح بفهم شامل لمواد وتقنيات رافائيل، خاصة في دراسة الأصباغ الحمراء. كشفت التحليلات المتقاطعة عن الاستخدام الحصري للزنجفر والبحيرات الحمراء، مما يدل على استراتيجية تطبيق متعمدة. على الرغم من النتائج الهامة، يعترف المؤلفون بأن الكثير من البيانات المكتسبة لا تزال غير مستغلة بشكل كافٍ، مما يشير إلى مجالات بحث إضافية لمعالجة الأسئلة غير المحلولة بشأن هذه التحفة الفنية من عصر النهضة.
DOI: https://doi.org/10.1038/s40494-026-02322-z
Publication Date: 2026-03-04
Author(s): Costanza Cucci et al.
Primary Topic: Cultural Heritage Materials Analysis
Overview
In 2020, coinciding with the 500th anniversary of Raphael’s death, the Borghese Gallery in Rome initiated a project aimed at re-evaluating the artist’s legacy through advanced technological methods. A focal point of this project was the “Baglioni Deposition” (1507), which underwent an extensive re-examination utilizing non-invasive imaging techniques, specifically Reflectance Hyperspectral Imaging (HSI) and macro-XRF (MA-XRF). These techniques, applied with high-precision scanners, facilitated full-surface analyses at a sub-millimetric scale.
The integration of HSI and MA-XRF yielded significant findings, including enhanced documentation of both the painted surface and its underlying layers, as well as detailed chemical mapping. This comprehensive analysis uncovered previously undetected underdrawing features and intermediate painting phases, thereby providing valuable stratigraphic insights into the use of red pigments. Overall, the project showcased the potential of these innovative imaging techniques to deepen the understanding of Raphael’s painting methods and to offer unprecedented visualizations of both the visible and concealed elements of his work.
Methods
The section outlines the methods employed in analyzing Raphael’s altarpiece “Entombment of Christ,” focusing on the painting’s historical significance, previous studies, and recent diagnostic campaigns. The artwork, commissioned by Atalanta Baglioni in 1507, is recognized as a pivotal piece in Raphael’s transition from his Florentine to Roman style. Over the years, various diagnostic techniques, including infrared reflectography, X-ray radiography, and non-invasive analyses like X-ray fluorescence (XRF) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), have been utilized to investigate the painting’s materials and techniques. Despite extensive research, uncertainties remain regarding the application methods of pigments and the painting’s compositional genesis.
The 2019 campaigns employing hyperspectral imaging (HSI) and MA-XRF significantly enhanced the understanding of the painting’s materials. Key elemental maps were generated, revealing insights into the distribution of pigments such as barium, strontium, copper, and mercury. For instance, the presence of barium and strontium in the ground layers suggested variations in the preparatory materials used. The analysis of red pigments indicated a complex layering technique, with vermilion and red lakes applied in varying thicknesses to achieve distinct hues. The study concluded that the red tones in the painting were primarily derived from selective uses of vermilion and red lake pigments, with specific layering techniques employed to create the desired chromatic effects.
Results
The results of the study on the “Baglioni Deposition” painting reveal significant insights into the underdrawings through hyperspectral imaging (HSI) data analysis. Utilizing multivariate data-compression algorithms such as Principal Component Analysis (PCA) and Minimum Noise Fraction (MNF), the researchers enhanced the visibility of details obscured to the naked eye. The PCA analysis in the visible near-infrared (VNIR) range (415-900 nm) uncovered concealed aspects of the landscape, indicating that the painting underwent multiple phases of execution. For instance, the analysis revealed a more defined depiction of vegetation and trees in the background, suggesting that these elements were originally painted with greater detail before being obscured to create atmospheric effects.
Furthermore, the MNF algorithm proved particularly effective in highlighting underdrawings and hatching traits that traditional infrared reflectography could not detect. By analyzing selected spectral bands, the study demonstrated that different drawing materials and techniques were employed throughout the painting’s development, indicating a complex preparatory process. The findings underscore the utility of HSI and advanced data analysis techniques in art conservation, providing a richer understanding of the artistic methods and materials used in the creation of the “Baglioni Deposition.” Overall, the study illustrates that the preparatory design was not a singular event but rather a multi-stage process involving diverse materials and techniques.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the innovative diagnostic campaign conducted on Raphael’s “Baglioni Entombment” in commemoration of the 500th anniversary of the artist’s death. Utilizing advanced non-invasive imaging techniques, specifically VNIR-SWIR reflectance hyperspectral imaging (HSI) and Macro X-ray fluorescence (MA-XRF), the study aimed to enhance the understanding of the altarpiece’s artistic techniques and materials. The HSI data, covering a spectral range of 400-1700 nm, facilitated the extraction of high-resolution colorimetric images and false-color representations, revealing hidden details such as underdrawings and pigment layering that were not discernible through traditional methods. Notably, Principal Component Analysis (PCA) and Minimum Noise Fraction (MNF) techniques were employed to uncover compositional changes and enhance fine details, respectively.
The MA-XRF analysis provided elemental mapping that corroborated previous pigment identifications while offering new insights into the distribution of key elements like barium (Ba) and strontium (Sr), which elucidated the painting’s preparatory layers and corrections made during its execution. The integration of HSI and MA-XRF data proved particularly valuable, as it allowed for a comprehensive understanding of Raphael’s materials and techniques, especially in the study of red pigments. The cross-analysis revealed the exclusive use of vermilion and red lake, indicating a deliberate application strategy. Despite the significant findings, the authors acknowledge that much of the acquired data remains under-exploited, suggesting further research avenues to address unresolved questions regarding this Renaissance masterpiece.