Fotografia konserwatorska służy dokumentacji stanu zachowania danego dzieła sztuki. Zdjęcia powinny dawać możliwość zapoznania się z wyglądem dzieła przed podjęciem prac konserwatorskich, jak również umożliwiać prześledzenie całego procesu konserwacji.

W ciągu ostatnich kilku lat bardzo prężnie rozwijają się badania nad technikami nieniszczącymi. Konserwatorzy korzystają z radarów, kamer termowizyjnych i aparatów ultradźwiękowych, aby zaobserwować to, czego nie można dostrzec nieuzbrojonym okiem.   Wstępne badania dzieł sztuki prowadzone są także w oparciu o fotografie w podczerwieni, ultrafiolecie oraz o zdjęcia rentgenowskie.

 

Kolorowa podczerwień

 

Fotografia w podczerwieni wykorzystuje zjawiska pochłaniania, odbijania oraz emisji promieniowania podczerwonego. Dzięki zróżnicowaniu poszczególnych pigmentów pod względem zdolności absorpcji i odbicia fal elektromagnetycznych można je wstępnie zidentyfikować na podstawie fotografii. Podczerwień pozwala również na fotografowanie głębiej położonych warstw obrazu, umożliwiając tym samym analizę procesu twórczego.[1] Zaleca się zatem wykonanie tego typu zdjęć przez usunięciem werniksu. [2] Niektóre pigmenty, np. błękit kobaltowy można zidentyfikować na podstawie wyglądu w podczerwieni bez analizy składu chemicznego substancji.[3] Zieleń hiszpańska odbija promieniowanie niebieskie i zielone oraz pochłania zakresy czerwieni i podczerwieni. Natomiast zieleń kobaltowa odbija fale z zakresu błękitu, zieleni i podczerwieni oraz absorbuje całe spektrum światła czerwonego. Po odcięciu promieniowania niebieskiego, tj. usunięciu barwy dopełniającej, uzyskamy wyraźny efekt zróżnicowania barwnego. Zieleń hiszpańska zostanie zarejestrowana jako kolor błękitny, natomiast zieleń kobaltowa przyjmie barwę Magenty (purpury).[4] Dzięki oprogramowaniu do kolorymetrii możliwe jest wstępne oznaczenie pigmentów nawet jeśli tworzą one mieszaninę.[5]

 

Tabela identyfikacji pigmentów na podstawie kolorowej podczerwieni.[6]

Pigment	„Fałszywy kolor” rejestrowany w kolorowej podczerwieni.
Zieleń chromowa	Purpura
Zieleń szmaragdowa	Purpura
Zieleń kobaltowa	Purpura
Malachit	Niebieski
Zieleń hiszpańska	Niebieski
Żywiczan miedzi	Niebieski
Zieleń szwajnfurcka	Niebieski
Cynober	Żółty
Minia	Żółty
Czerwień kadmowa	Żółty
Czerwień żelazowa	Brunatno zielony
Czerwienie organiczne	Żółty, pomarańczowy, pomarańczowo brunatny
Błękit pruski	Błękit
Azuryt	Niebieski
Smalta	czerwony
Ultramaryna	czerwony
Błękit kobaltowy	czerwony
indygo	czerwony
Ceruleum	purpurowy
Ochra	zielonobrunatny
Sjena	zielonobrunatny
Żółcień marsowa	zielonobrunatny
Aurypigment	jasnozielony
Realgar	jasnozielony
Żółcień neapolitańska	jasnozielony
Masykot	Różowo fioletowo brązowy
Złoto mozaikowe	brązowofioletowy
Żółcien kadmowa	bladożółty
Żółcień barytowa	bladożółty
Żółcień strontowa	bladożółty
Żółcień cynkowa	bladożółty
Żółcień chromowa	bladożółty
Umbra naturalna	brunatny
Umbra palona	brunatny
Brunat kaselski	brunatny

 

Fotografie w podczerwieni wykonuje się aparatami analogowymi na kliszach przeznaczonych wyłącznie do tego typu zdjęć. Należy jednak pamiętać, że materiały uczulone na podczerwień zachowują swoje własności przez pół roku, jeśli są uczulone na fale o długości nie przekraczającej 0,8 μm, albo przez trzy miesiące, jeśli są uczulone na dalszą podczerwień.[7] Co więcej muszą być zakładane i wyjmowane z aparatu w całkowitej ciemności. Na obiektyw zakłada się dodatkowo odpowiednie filtry. Dr Rogóż zaleca użycie filtru Kodak Wratten 12[8] z filmem Kodak Ektachrome Infrared EIR.[9]

Istnieją także aparaty cyfrowe, które pozwalają na wykonanie zdjęć w podczerwieni i ultrafiolecie. W 2006r. w sprzedaży znalazła się lustrzanka Fujifilm FinePix S3 Pro UV IR[10], a w 2007r. firma Fujifilm wypuściła udoskonalony model Finepix IS Pro[11]. W tym samym roku miał premierą cyfrowy aparat kompaktowy Fujifilm FinePix IS-1, który umożliwia fotografowanie w podczerwieni.[12]

Do oświetlenie używa się lamp błyskowych lub halogenowych.

 

Reflektografia w podczerwieni

 

Reflektografia w podczerwieni obrazuje odbite promieniowanie podczerwone o długości fali od 07 do 2,5 μm.[13] Zdjęcia wykonane przy zastosowaniu tej techniki pozwalają na określenie obszarów ingerencji konserwatorów w powierzchnie malarską. Dzięki reflektografii możliwe jest fotografowanie powierzchni ukrytych za pociemniałym werniksem, zabrudzeniami i laserunkami.[14] Reflektografia daje również możliwość wstępnej identyfikacji pigmentów. Należy jednak wziąć pod uwagę fakt, że rodzaj zastosowanego spoiwa wpływa na zdolność absorpcji promieniowania podczerwonego. Przykładowo spoiwa wodne charakteryzują się większym stopniem pochłaniania niż spoiwa tłuste.[15]

Promienie podczerwone pochłaniane są prawie całkowicie przez następujące pigmenty: azuryt, umbra palona, umbra naturalna, zieleń chromowa, zieleń Scheelego, błękit pruski itp. Natomiast prawie całkowicie nie absorbują ich takie pigmenty jak smalta, czerwień kadmowa, żółcień chromowa, biel ołowiowa, biel cynkowa itp.[16]

Metoda reflektograficzna zapewnie dobre rezultaty w przypadku fotografowania rysunków wykonanych za pomocą węgla, grafitu lub sztyftu ołowiowego ze względu na wysoki kontrast z zaprawą, jednak zupełnie nie sprawdza się w przypadku rysunków kredkami, inkaustem albo atramentem. [17] Również rysunki wykonane kredą bądź bielą ołowiową na tle ciemnej zaprawy nie zostaną poprawnie zobrazowane w podczerwieni.[18]

Zdjęcia reflektografii wykonuje się specjalistycznym aparatem cyfrowym lub aparatem analogowym z założonym czarnobiałym filmem do fotografii w podczerwieni. Do klisz tego rodzaju zaliczane są między innymi: Maco IR 820c[19], Kodak High Speed Infrared 925[20], Konica 750 Infrared.[21], Rolei Infrared[22], Ilford SFX 200[23].Konieczne jest także zastosowanie odpowiedniego filtra. Musi on być tak dobrany do filmu, aby nie odcinały zakresu fal podczerwonych, na które klisza jest uczulona . Przykładowo dla filmu Kodak Speed Infrared zalecane jest użycie filtru Kodak Wratten 87C o granicznej długości fali 780nm, a dla Konica 750 Infrared filtru 87, dla którego graniczna długość fali wynosi 740nm.[24]

Do oświetlenia dzieła wykorzystuje się fotograficzne lampy błyskowe oraz lampy wolframowe i halogenowe.[25]

 

Reflektografia w ultrafiolecie

 

Fotografia w ultrafiolecie pozwala określić obszary na powierzchni malowidła, które zostały przemalowane, retuszowane bądź na których prowadzano prace konserwatorskie. Umożliwia również dokładniejsze zobrazowanie faktury obrazu[26] bądź rozróżnienie pigmentów, których barwa nie wykazuje różnic w zakresie promieniowania widzialnego[27]. Przykładowo biel ołowiowa i srebrzysta w ultrafiolecie są o wiele ciemniejsze niż biel cynkowa.[28]

Na zdjęciach obrazów wykonanych w ultrafiolecie w postaci ciemnych plam widoczne są wszelkie zmiany takie jak usunięcie części werniksu[29] lub przemalowania partii obrazu.[30]

Do fotografowania w ultrafiolecie stosuje się na ogół aparaty analogowe[31] choć można również skorzystać z aparatów cyfrowych o których była mowa wcześniej. Niezbędne jest zastosowanie specjalnych materiałów światłoczułych uczulonych na nadfiolet. Zalecane jest również korzystanie z obiektywów, które są skorygowane pod kątem wykonywania zdjęć tego typu. Przykładem takiej optyki są obiektyw Nikkor 55/4 UV i 55/2 UV[32], Nikkor 105/4,5 UV[33], UV-Sonnar Zeiss, Quarz Anastigmat Zeiss oraz Quarz Texar Astro.[34]

 

Na klasyczny obiektyw należy założyć filtr przepuszczający promieniowanie nadfioletowe. Najpopularniejszy jest filtr Wratten 18A.[35] Trzeba jednak wziąć pod uwagę, że szkło soczewek przepuszcza promienie UV o długości fali od 320 do 400nm, a zastosowanie drogiej optyki kwarcowej pozwala obniżyć próg czułości detekcji do 250nm.[36]

Do oświetlenia wykorzystywane są na ogół lampy rtęciowe z filtrem Wooda.[37] Można również używać lamp halogenowych z nałożonym filtrem, który nie przepuszcza promieniowania widzialnego i podczerwieni. Niestety stosowanie filtrów negatywnie wpływa na siłę natężenia odbitego promieniowania. Problem ten można jednak ominąć wykorzystując diody luminescencyjne. Emitują one promieniowanie o długości fali od 365 do 400nm. [38]

W fotografii mikroskopowej wykonuje się zdjęcia przedmiotów oświetlone ultrafioletem. Ten rodzaj oświetlenia pozwala na zwiększenie zdolności rozdzielczej obiektywów, ale wymaga wykorzystania szkła kwarcowego.[39]

 

Fluorescencja w ultrafiolecie

 

Badania fluorescencji pozwalają na zobrazowanie ingerencji konserwatorskich w powierzchnię obrazu. Rysują się one na tle jaśniejszej fluorescencji oryginalnej warstwy obrazu w postaci ciemnych plam. Szczególnie dobrze widoczne są retusze dokonane na przestrzeni ostatnich stu lat. Z czasem bowiem zmniejsza się kontrast między fluorescencją powierzchni malarskiej a przemalunkami.[40]

Fluorescencja pozwala również na określenie napraw i sklejeń w przypadku przedmiotów szklanych. Obserwacja fluorescencji zabytkowego szkła w zakresie UV A[41] oraz UV C[42] pozwala na zidentyfikowanie pewnych rodzajów szkła. Dotyczy to głównie szkła, w którym zawarte są zwiazki uranu lub ołowiu. Obserwacje te przydatne są też w badaniach technologicznych oraz do identyfikacji falsyfikatów. Dla niektórych grup szkieł pozwalają też ocenić potencjalną podatność na wystąpienie crizzlingu.[43]

Zjawisko fluorescencji pod wpływem promieniowania V pozwala również na odróżnienie dawnych dzieł od współczesnych kopii, gdyż świeżo obrobiony marmur, wapień i alabaster cechują się słabą luminescencją a stary papier wykazuje barwę białą, żółtą lub szarą podczas gdy papier współczesny przyjmuje odcień jasnego błękitu. Fluorescencja drewna ulega z czasem wzmocnieniu. Drewno szlakowane przybiera odcień pomarańczowy.[44]

Różnice fluorescencji pozwalają też na wstępną identyfikację pigmentów malarskich gdyż substancje zawarte w warstwie malarskiej w różnym stopniu pochłaniają lub odbijają ultrafiolet. Trzeba jednak pamiętać, że charakterystyka fluorescencji danej substancji jest związana z rodzajem spoiwa.[45]

 

Identyfikacja spoiw malarskich na podstawie różnic fluorescencji w promieniowaniu UV.[46]

Spoiwo	Natężenie fluorescencji	Zabarwienie
Olej lniany, makowy, pokost	Średnie	żółte
Tempera jajowa	Słabe	Jasnobłękitne
Kazeina	Brak	brak
Guma arabska	Brak	brak
Żywice naturalne (damara, mastyks)	Silne	Żółtozielone
Szelak	Silne	żółtobrązowe
Materiały syntetyczne	Bardzo słabe	Chłodne niebieskie
Mowilith, paraloid, plexisol	Brak	brak

 

Kolor promieniowania fluorescencyjnego zależy od wewnętrznej budowy danej substancji i pozwala na zidentyfikowanie niektórych związków chemicznych. Pigmenty zawarte w temperach wykazują na ogół słabszą fluorescencję niż te zawarte w farbach olejnych.[47]

 

Identyfikacja pigmentów na podstawie różnic fluorescencji.[48]

Pigment[49]	Zabarwienie fluorescencji	Właściwości
Biel cynkowa	cytrynowe
Biel ołowiowa	jasnobłękitne	Wzmacnianie luminescencję spoiwa.
Biel tytanowa	brak
Pigmenty kadmowe	Żółte, pomarańczowe, czerwone
Kraplak	czerwone
Błękit kobaltowy i manganowy, ultramaryna, fiolet kobaltowy	brak	Wzmacnianie luminescencję spoiwa.
Azuryt, malachit, grynszpan, żywiczan miedzi, ochra, sjena, umbra.	Brak	Wygaszanie fluorescencji spoiwa.
Realgar, aurypigment	Brak	Fluorescencja pigmentów występuje wyłącznie w temperze jajowej i przyjmuje zabarwienie żółte.

 

 

 

W studio, w którym wykonuje się zdjęcia fluorescencji w ultrafiolecie należy wyłączyć wszystkie typowe lampy fotograficzne. [50] Wykorzystywane są natomiast lampy kwarcowe i rtęciowe zaopatrzone w filtr srebrny[51] lub wykonany z kryształów chlorku potasu lub bromku potasu z domieszką ołowiu oraz talu.[52] Fotografie wykonywane są aparatem analogowym z kliszą o dużej czułości, przeznaczoną do fotografowania w świetle dziennym. Dr Rogóż zaleca stosowanie filmów: Kodak Gold 400[53], Ektapress Plus 400 Professional i Fujichrome RHP 400.[54] Istnieje również możliwość wykonywania tego typu zdjęć za pomocą aparatów cyfrowych. Ich niewątpliwą zaletą jest możliwość skrócenia czasu ekspozycji do kilku sekund oraz prosta korekcja tonalności obrazu.[55]

Przy fotografowaniu w promieniowaniu UV konieczne jest również założenie na obiektyw specjalistycznego filtra. Filtr ten przepuszcza zakres światła widzialnego fluorescencji, jednak stanowi barierę dla odbitego od powierzchni promieniowania ultrafioletowego.[56]Zalecane jest użycie filtrów Wratten 2E, 2A i 2B, które absorbują promieniowanie odpowiednio poniżej 415nm, 405nm i 390nm.[57]

Zdjęcia rentgenowskie

 

 

Promieniowanie rentgenowskie jest wykorzystywane w fotografii ze względu na wzbudzanie fluorescencji niektórych substancji i zdolność do przenikania przez nie transparentne materie uzależnionej od składu chemicznego oraz wielkości warstwy.[58] Zdjęcia rentgenowskie wykonuje się w celu udokumentowania stanu zachowania całości dzieła. Poszczególne warstwy obrazu i podobrazie są zobrazowane na błonie w ten sposób, że niemożliwe jest ich oddzielenie od siebie. Zobrazowane zostaje usłojenie drewna lub splot płótna, kolejne warstwy malarskie. Na ogół dobrze widoczne są białe rysunki, podczas gdy rysunki w kolorze czarnym pozostają niedostrzegalne. Niewidoczna jest również złota folia przykryta warstwą farby.[59] Zdjęcia rentgenowskie obrazów wykonuje się także w celu uzyskania informacji o składzie chemicznym. Wyraźnie widoczne są metale ciężkie zawarte w niektórych pigmentach, np. bieli ołowiowej, cynobrze lub żółci cynowo ołowiowej. W postaci jasnych plam ukazane są fragmenty obrazu zamalowane przy pomocy pigmentów, które mają dużą zdolność pochłaniania promieniowania X lub tworzą grubą warstwę. Postać czarnych plam przybierają ubytki.[60] Rentgen umożliwia także określenie przemalowanych fragmentów obrazów oraz zakażeń biologicznych.[61] Rendgenodefektoskopia jest metodą pozwalającą na wykrycie szczelin i pęknięć we wnętrzu metalowych odlewów.[62]

Do zdjęć rentgenowskich wykorzystuje się materiały światłoczułe oblane z obu stron specjalną emulsją fotograficzną. Dla skrócenia czasu ekspozycji stosuje się ekrany wzmacniające. Dzieła sztuki fotografuje się w promieniach o długości fali od 0,04 nm do 0,1 nm.[63] Kliszę do zdjęć RTG należy umieścić za fotografowanym obiektem ponieważ siła wiązki promieniowania ulega różnemu osłabieniu w zależności od rodzaju i grubości materiału przez który została przepuszczona.[64] Bardzo przeźroczyste są znaczki, banknoty, rysunki, malowidła na tekturze, kartonie, płótnie. Średnio przeźroczyste są malowidła na desce, rzeźby drewniane, ceramika, mumie. Słabo przeźroczyste są malowidła na bardzo grubej desce, rzeźby z metalu. Bardzo słabo przeźroczyste są rzeźby z marmuru[65]

W przypadku fotografowania obrazu zalecane jest umieszczenie kliszy w jak najmniejszej odległości od lica obrazu.[66] Obraz rentgenowski rzeźby zawsze będzie się charakteryzował nierównomiernością powiększenia.[67]

Wadą fotografowania w promieniach RTG są zmiany chemiczne i fizyczne prześwietlanych dzieł sztuki, które następują pod wpływem promieniowania jonizującego .[68]

 

Fluorografia

 

Fluorografia stosowana jest głównie w przypadku wykonywania fotografii ceramiki i przedmiotów z kamienia. Pozwala na otrzymanie zdjęcia zarysów obiektów niewyraźnych.

Fotografowany przedmiot należy pokryć siarczkiem cynku aktywowanego miedzią, zawieszonym w glicerynie. Do oświetlenia należy wykorzystać źródło światła emitujące promieniowanie ultrafioletowe o długości fali ok. 360nm.[69]

 

 

Fotomikrografia[70]

 

Fotografie wykonywane przy pomocy mikroskopu są istotnym elementem dokumentacji dzieł sztuki. Niewielkie powiększenia umożliwiają ocenę stanu powierzchni obrazu i werniksu. Powiększenia rzędu stu razy pozwalają na określenie stopnia rozdrobnienia pigmentu i stwierdzenie jego cech charakterystycznych, co jest pomocne przy datowaniu dzieła.[71]

Jednym z elementów orzekania o autentyczności dzieła jest sprawdzenie sygnatury obecnej na obrazie. Mikrofotografia pozwala na stwierdzenie, czy podpis jest pokryty siatką pęknięć typową dla całości obrazu, czy też został później domalowany.

Aby wykonać zdjęcie fotomikrograficzne należy zamocować aparat na mikroskopie przy użyciu specjalnego łącznika lub skorzystać z nasadki fotograficznej, która składa się z obejmy, systemu nastawiania ostrości i kamery właściwej.[72]

Do fotomikrografii stosuje się obiektywy planachromatyczne. Obiektywy apochromatyczne można stosować o ile preparat oświetli się światłem monochromatycznym. Achromaty wymagają zastosowania żółtych lub żółtozielonych filtrów. Krzywiznę pola obrazu występującą w tych dwóch typach obiektywów koryguje się stosując ujemne okulary projekcyjne, tzw. homale i togale.[73]

W mikroskopach z reguły stosuje się oświetlenie wg zasady Köhlera. Dzięki temu całe pole obserwacji może być oświetlone równomiernie.[74]Gdy zastosowane oświetlenie jest niewystarczające można skorzystać z lampy fotograficznej o dużej mocy.

 

Endoskopia i boreskopia

 

Miniaturyzacja soczewek i dostępność techniki światłowodowej pozwala na fotografowanie z bardzo niewielkich odległości. Fotografowie mogą korzystać z endoskopów i znacznie od nich tańszych boreskopów, które są podłączane do aparatu za pomocą specjalnego uchwytu. Jakość obrazu jest słabsza niż przy korzystaniu ze standardowej optyki, ale niewielka soczewka pozwala na uzyskanie dużej głębii ostrości i wykonywanie zdjęć trudnodostępnych fragmentów dzieł lub zabytków.[75]