这是一个星期五的早晨，在芝加哥艺术学院的绘画保护办公室。我被带过安检，带到一间储藏室。这是海绵。我抬起头:高耸的黑色哑光墙壁与视线之外的某个地方的黑色天花板相遇，我只能勉强看清头顶上的舞台灯光。我把视线转向我周围的墙壁。各种尺寸的滚动木画架在折叠的三脚架中间站岗。一排排的校准目标、海报大小的棋盘图案和明亮的白纸排列在架子上。我的眼睛刚刚开始适应黑暗，这时一位管理员推着手推车，突然看到巴勃罗·毕加索(Pablo Picasso)那副得意扬扬的不对称画作一个农牧神的音乐家在我面前。

它比我想象的要小，大概只有精装书的一页那么大。实际上，它出自一本精装书，画在1947年版彼特拉克十四行诗的扉页对面。这幅画描绘了一个牧神——一个神话中的酷似山羊的生物——周围是树叶，演奏着一种类似于双尾单簧管的aulos。这幅画采用了柔和的灰蓝色和深橄榄绿色调，但通过连续的黑色线条保持了一种动态的动感，界定了羊怪的特征。18luck手机客户端下载这幅画的边缘闪烁着明亮的蓝色，与肖像的灰色色调形成对比，暗示了毕加索的突出之处，以及我来研究它的原因。这些意想不到的颜色让保护人员注意到了一幅隐藏的毕加索画作，据信这幅画是农牧之神的花瓶。作为一名文化遗产科学家，我的工作就是识别并绘制毕加索在这幅画的每一层所使用的颜料。

我对扎恩的工作来到了我的同事的其他发现的脚跟艺术科学研究中心隐藏的杰作在许多毕加索的绘画下。这些调查结果表明，Picasso在画布上纳入了帆布上的已预先存在的形状，并经常进行改变，例如在蓝色时期（1901-1904）绘画LaMiséreuseAccropie（1902）中绘画的绘画。有关毕加索绘画中每个层的信息揭示了他的创作过程。我对Faun的工作继续努力了解毕加索的技术和他画的潜在的构成。

在最简单的形式中，涂料有两个组成部分:粘合剂和颜料。粘合剂是把颜料粘在一起，防止它在画布或支架上扩散太多。颜料的不透明度和颜色来自于颜料成分，这是我研究的。颜料可以是任何一种你能想象到的颜色，并表现出各种各样的化学性质，这种化学多样性使它们成为研究不同类型成像的理想材料。

成像是文化遗产科学家的面包和黄油，因为它是对象的非侵入性 - 我们可以在没有损坏或改变它的情况下密切研究对象。在我来到艺术学院之前，科学家在保护实验室收集了Faun的X射线荧光（XRF）地图。当X射线在颜料中脱掉原子时，它们迫使原子重新擦拭其电子，在该过程中脱离独特的能量信号。通过调整这些信号的探测器，我们可以识别激发X射线的哪种原子。XRF对无机颜料最有用，因为它们含有金属铜，铁，锡，铅和铬，例如 - 用大量电子擦拭。XRF对有机染料 - 碳，氧气和氮气中的元素不太有用 - 因为这些原子具有更少的电子来重新排列并产生重叠的特征。扫描绘画后，科学家们生成了灰度地图，显示了绘画每个区域中的元素的分布。

然而，XRF并没有给我们整个图片，因为它只告诉我们哪种元素在颜料中 - 也就是说，它并没有告诉我们存在的分子。这是油漆世界的重要区别。具有类似元素化妆的姐妹颜料可能具有不同的分子布置，并且出现不同的颜色。红色铅和铅白色，因为他们的名字表明，两者都包含铅，并且会产生相同的XRF信号，而是由于其不同的组成而具有不同的颜色。

我的工作是探讨这些分子配置，精确地识别绘画中存在的颜料。为此，我使用高光谱成像。颜料中的原子粘合在一起，并且当这些粘合时吸收恰到好的颜色，它们像微观弹簧一样振动。债券是挑剔的，它们吸收的光的颜色和它们反映的颜色。通过在颜料上闪光的闪光，我收集像素状的频谱，显示颜色吸收或反射的颜色。光谱指纹对每种材料是独一无二的，可以区分姐妹着色剂，如铅白色和红色引线。高光谱成像通过在绘画图像中的每个像素处收集这些光谱指纹来获得其“超级”前缀。这种技术的结果是XRF等涂料的地图，但是该时间分子指纹定义每个区域而不是存在的金属原子的类型。

回到黑暗的试车室，收集高光谱图像并不需要很长时间。这个相机大约有一盒纸巾那么大，安装在可以水平滑动的轨道上。一旦我们有了安全的摄像机和校准，我们将一个白色的LED灯照射在油画上，并关掉头顶的灯，以防止任何杂散的光污染结果。镜头在画面前面沿着轨迹移动，几乎察觉不到。15分钟在黑暗中静静地过去了，扫视结束了。这种相对较短的扫描时间与XRF相比，后者需要几个小时才能收集完整的扫描结果。高光谱成像的速度是这项技术吸引文物保护人员的部分原因。对于绘画来说，更短的成像时间意味着更少的光照，而高光谱成像还有一个额外的好处，那就是它在低亮度下也能很好地工作，这对物体的威胁最小。

高光谱成像的真正挑战是一个15分钟的扫描可以产生大量的数据。我们在每个像素上测量240种波长或颜色的反射。高清晰度图像的分辨率通常为1280 x 720像素。计算一下，这意味着我们有998,400个像素需要获取。我们最终得到了数百万个数据点，所以我们求助于计算机算法将数据分类为可管理的组。我们直接从Facebook的开发人员那里借用了一个关键算法，他们使用类似的代码来分类图片和简化搜索结果。当应用到我们的数据时，该算法将像素按颜色地图上的岛屿分类。例如，它将大部分绿色像素聚集在一个颜色空间区域中，与蓝色像素分开。在此基础上，我们提取这些简化颜色组的光谱指纹，并使用已知颜料库对其进行匹配，从而鉴定毕加索使用的颜料。

在艺术学院扫描这幅画只是研究农牧之神长达数月的过程中的一小部分;真正的数据处理工作始于校园实验室。我的大部分时间都花在了笔记本电脑上，试图解读与我正在学习的艺术一样抽象的数据表示。我和毕加索的故事到此为止了，暂时如此。尽管我们比以往任何时候都更接近了解毕加索在《农牧之神》的许多改动中所使用的画作，但我们仍然需要几个月的时间才能确定确切的身份。

艺术归因

农牧之乐，1947，(327 x 502毫米;多萝西·布劳德爱丁堡赠予哈里·b·和贝西·k·布劳德纪念收藏;©2018巴勃罗·毕加索遗产/艺术家权利协会(ARS)，纽约

LaMiséreuseAccropie，1902，Pablo Picasso，帆布油（101.3 x 66厘米），艺术馆的安大略省，多伦多©Picasso Estate，Sodrac（2017）