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UV riflesso e in falso colore

Nell’ambito della conservazione dei Beni Culturali e in particolare nello studio delle superfici policrome è noto come le acquisizioni multispettrali e le loro elaborazioni nelle lunghezze d’onda del visibile e delle bande attigue, IR e UV, diano luogo ad una varietà di tecniche non invasive definite in genere col termine di Spettroscopia d’Immagine (IS, Image Spectroscopy) il cui fine è quello di diversificare, localizzare e soprattutto connotare i materiali impiegati.

Una delle tecniche più diffuse e di più immediato utilizzo è quella che va sotto il nome di infrarosso falso colore che restituisce un’immagine tricromatica utilizzando due componenti del visibile e una del vicino infrarosso. Inizialmente la tecnica di ripresa in IR falso colore prevedeva esclusivamente l’uso di una pellicola che doveva essere esposta e trattata secondo particolari criteri. Con l’introduzione della tecnica digitale e l’abbandono ormai totale delle tradizionali tecniche fotografiche speciali su pellicola, si è andata diffondendo la tecnica di acquisizione in IR falso colore digitale che riproduce la stessa formazione dell’immagine su pellicola, tramite la ricombinazione RGB delle bande spettrali del vicino IR fino a 900 nm, del rosso e del verde.

Ovviamente questa tecnica d’indagine è ben lungi dall’essere esaustiva relativamente al riconoscimento dei materiali pittorici in genere. Anzi, l’acquisizione digitale, se condotta con superficialità, può condurre facilmente a errate valutazioni per le numerose variabili che vi si vengono ad aggiungere, in particolare la sensibilità dei CCD e lo spettro di assorbimento dei filtri selezionatori, per indicare alcuni dei problemi che si incontrano per primi. La tecnica richiede infatti una nuova messa a punto e un’ampia ricognizione delle risposte con banche dati di materiali pittorici a composizione nota. In considerazione di quanto detto, ritenendo inoltre che in questo tipo di indagini solo la lettura comparata di più metodiche possa sgombrare il campo da errori, è stata considerata la possibilità di inserire i toni di grigio dell’ultravioletto riflesso nella composizione di un’immagine digitale in RGB, per ottenere un'immagine in falso colore UV, dalla più immediata lettura.

Come accennato, l’infrarosso falso colore garantisce un’ottima selettività soltanto per il riconoscimento di alcuni pigmenti, mentre per altri le differenze cromatiche non sono immediatamente apprezzabili poiché spesso le risposte sono influenzate da variabili non codificate da sistema a sistema. Ad esempio, tra i pigmenti blu, l’indaco e il cobalto appaiono praticamente uguali, come pure lo smaltino e l’oltremare naturale. Tra quelli gialli, il cadmio e il giallo di Napoli sono anch’essi molto simili e poca differenza esiste tra i rossi cadmio, cinabro e minio. Anche per queste ragioni è stata iniziata la sperimentazione utilizzando la banda dell’UV riflesso al fine di discriminare ulteriormente quei pigmenti che non sono sufficientemente differenziati dall’IR falso colore.

La tecnica consiste nell’acquisizione di un’immagine a colori e di un’altra in UV riflesso della stessa superficie dipinta tenendo conto di rispettare lo stesso rapporto dimensionale; successivamente due componenti dell’immagine visibile e di quella in UV riflesso vengono rielaborate e ricomposte in una tricromia RGB puramente convenzionale, ma altamente discriminante. Questo implica, per agilità d’esecuzione, che le riprese siano realizzate sequenzialmente con gli stessi parametri di inquadratura. L’acquisizione dell’UV riflesso può essere eseguita sia mediante pellicola fotografica che tramite fotocamera digitale.

Prima della ricomposizione, le immagini della componente visibile e dell’UV riflesso con le stesse dimensioni, sono state calibrate mediante i riferimenti inseriti, per il visibile con i valori del Colorchecker della Macbeth e per l’UV riflesso mediante i valori degli Spectralon. Questi riferimenti, infatti, garantiscono la formazione di un’immagine digitale normalizzata e riproducibile, anche se ottenuta con strumenti e materiali diversi, condizione fondamentale per una lettura e interpretazione dei risultati.

In considerazione di due diverse possibilità di lettura, una rivolta essenzialmente alla valutazione delle vernici, l’altra al riconoscimento dei pigmenti, sono stati scelti due modi di calibrare le immagini sui riferimenti.

Nel caso della calibrazione dell’UV riflesso, la presenza di vernice non costituisce interferenza nella lettura delle stesure pittoriche e viene evidenziata da sfumature diverse, a seconda dello spessore, con toni di blu più o meno intensi. Questa possibilità, che costituisce una caratteristica peculiare dell’indagine, trova utile applicazione di controllo nella fase di pulitura, permettendo di visualizzare la presenza o meno di vernici sulle aree ancora da pulire o già pulite.

L’impiego di questa tecnica è finalizzata prevalentemente alla caratterizzazione di quei pigmenti non efficacemente risolti dal falso colore infrarosso. I risultati più significativi sono stati individuati in quei pigmenti, come per esempio i bianchi, che si differenziano particolarmente per la loro diversa riflettanza nell’UV, per alcuni pigmenti verdi (per es. verde cobalto chiaro, ossido di cromo, verde smeraldo), gialli (per es. giallo di Napoli, litargirio, giallo di cadmio) e rossi (per es. rosso di cadmio e cinabro), per i quali si riscontrano differenze più evidenti.

Nel ricercare una tecnica complementare all’IR falso colore, è stata volutamente fatta la scelta di un orientamento verso metodiche a basso costo, accessibili cioè a un moderno laboratorio di restauro, sia per il relativo impegno economico, che per la facilità di esecuzione che non richiede professionalità specifiche. Resta comunque l’indicazione di cautela con la quale si devono leggere e interpretare i risultati ottenuti, da valutarsi di volta in volta e soprattutto da confrontarsi con altre tecniche d’indagine non invasiva.