Polona/Labs

Trzeci wymiar konserwacji


    Fot. 7. Chromolitografia na papierze maszynowym pokryta warstwą werniksu, naklejona na płytę metalową, zdjęcie mikroskopowe przed konserwacją wykonane w świetle odbitym z użyciem głowicy rotacyjnej (40 ×), fot. M. Momot

    Drogi Czytelniku, postanowiłam podzielić się z Tobą swoimi spostrzeżeniami z codziennej pracy z mikroskopem cyfrowym 3D po pierwszym roku jego użytkowania. Z perspektywy konserwatora dzieł sztuki pracującego w muzeum, które nie posiada pracowni zajmującej się tylko badaniami obiektów muzealnych, obserwacja mikroskopowa stanowi dla nas podstawowe źródło informacji na temat techniki ich wykonania oraz stanu zachowania.

    Czy warto mieć mikroskop 3D?

    Pierwsza odpowiedź, która nasuwa mi się na myśl, to: Oczywiście, że tak! Każdy z użytkowników mikroskopu cyfrowego 3D pewnie odpowie w ten sposób. Ale co to oznacza dla osób, które nie miały z nim styczności? Mikroskop, jaki jest, każdy widzi, więc po co wydawać pieniądze na tego typu sprzęt, skoro można wiele rzeczy zaobserwować również pod „zwykłym” mikroskopem? Czy na pewno, oceńcie sami.

    Fot. 1. Spękania i ubytki warstwy malarskiej na podłożu papierowym, widoczne pod mikroskopem cyfrowym. Strona lewa: zdjęcie wykonane w świetle odbitym (20 ×). Strona prawa: zdjęcie wykonane w świetle odbitym z użyciem głowicy rotacyjnej (20 ×), fot. M. Momot

    Fot. 1. Spękania i ubytki warstwy malarskiej na podłożu papierowym, widoczne pod mikroskopem cyfrowym. Strona lewa: zdjęcie wykonane w świetle odbitym (20 ×). Strona prawa: zdjęcie wykonane w świetle odbitym z użyciem głowicy rotacyjnej (20 ×), fot. M. Momot

    Nowy standard badań

    Sprzęt jednej z firm produkujących mikroskopy cyfrowe 3D, dedykowane między innymi dla konserwacji dzieł sztuki, staje się tak powszechny wśród badaczy, że jego nazwa jest obecnie synonimem dla samego badania. Wykorzystanie tego typu mikroskopu to standard w pracy z obiektami zabytkowymi.

    Mikroskop cyfrowy Hirox RH-2000 będący na wyposażeniu Działu Konserwacji Muzeum Śląskiego w Katowicach został zakupiony pod koniec 2016 roku. Od samego początku planowaliśmy konfiguracje sprzętu pod kątem badań konserwatorskich. Mikroskop jest wyposażony w dwa wymienne obiektywy. Pierwszy z nich, obiektyw zmiennoogniskowy daje powiększenie od 20 × do 160 ×, z możliwością zmiany jego zakresów od 6 × do 320 × przy użyciu adapterów. Jest zaopatrzony dodatkowo w głowicę obrotową, pozwalającą na dookólną obserwację obiektu (bez przesuwania statywu, stolika czy obiektywu) z możliwością nagrywania obrazu i powiększania go bez gubienia obszaru zainteresowania. Głowica posiada system zwierciadeł i wykonując obrót wokół własnej osi, umożliwia nam pełen dostęp do badanego przez nas miejsca (wideo 1.). Dzięki drugiemu z obiektywów, obiektywowi rewolwerowemu, uzyskujemy powiększenia obrazu w zakresie od 35 × do 2 500 ×. Oba z nich są wyposażone w dodatkowe filtry polaryzacyjne.

    Poza samym mikroskopem postanowiliśmy zaopatrzyć się również w obrotowy stolik przedmiotowy, umożliwiający obserwację obiektów i próbek w świetle przechodzącym, wyposażony w adapter polaryzacyjny. Ponadto zakupiliśmy ruchome ramię, które można zamocować do dowolnego blatu oraz półautomatyczny statyw stołowy pozwalający na obserwację płaszczyzny obiektów w osi X i Y (fot. 2). Z zastosowaniem statywów jesteśmy w stanie dokładnie przebadać dowolne miejsce na obiekcie i wykonać jego pełną dokumentację. Dzięki mobilności urządzenia obserwacje możemy przeprowadzać również in situ, na przykład na przestrzeni ekspozycyjnej lub w magazynach zbiorów.

    Fot. 2. Obserwacja powierzchni obiektu pod mikroskopem cyfrowym z zamontowaną głowicą rotacyjną umieszczonym na statywie stołowym, fot. M. Momot

    Fot. 2. Obserwacja powierzchni obiektu pod mikroskopem cyfrowym z zamontowaną głowicą rotacyjną umieszczonym na statywie stołowym, fot. M. Momot

    Przy wyborze mikroskopu cyfrowego istotna była dla nas możliwość obserwacji luminescencji wzbudzonej promieniowaniem UV (fot. 3). Oświetlenie UV LED o długości fali 365 nm, może być zamontowane tylko do obiektywu zmiennoogniskowego, bez możliwości jednoczesnego korzystania z głowicy rotacyjnej.

    Nie bez znaczenia jest również fakt, że mikroskop może być przez nas wykorzystywany podczas wykonywania prac konserwatorskich. To ostatnie jest osiągalne dzięki wideookularom, do których obraz mikroskopowy zostaje przesyłany w czasie rzeczywistym w trakcie zabiegów konserwatorskich (fot. 4).

    Fot. 3. Przykładowe rodzaje oświetlenia wykorzystywane w pracy z mikroskopem. Widok warstwy malarskiej w świetle spolaryzowanym, odbitym oraz luminescencji wzbudzonej promieniowaniem UV, fot. M. Momot

    Fot. 3. Przykładowe rodzaje oświetlenia wykorzystywane w pracy z mikroskopem. Widok warstwy malarskiej w świetle spolaryzowanym, odbitym oraz luminescencji wzbudzonej promieniowaniem UV, fot. M. Momot

    Fot. 4. Przykład zastosowania wideookularów w trakcie prac konserwatorskich, fot. S. Szeląg

    Fot. 4. Przykład zastosowania wideookularów w trakcie prac konserwatorskich, fot. S. Szeląg

    Poza samym sprzętem istotną kwestią przy jego wyborze były dla nas możliwości, które daje nam oprogramowanie. Przy jego użyciu możemy łączyć wiele fotografii wykonanych pod mikroskopem w jeden obraz o wysokiej rozdzielczości (maksymalna rozdzielczość pojedynczej fotografii wynosi 1920 × 1200 pikseli). Synteza głębi umożliwia nam połączenie do 256 warstw w jedną fotografię mikroskopową (fot. 5).

    Fot. 5. Widok mikroskopowy próbki pobranej z obiektu papierowego po wybarwieniu włókien w odczynniku Herzberga, góra: widoczne pojedyncze zdjęcie mikroskopowe (400 ×), strona dół: zdjęcie wykonane z zastosowaniem syntezy głębi, złożone z 14 warstw (400 ×), fot. M. Momot

    Fot. 5. Widok mikroskopowy próbki pobranej z obiektu papierowego po wybarwieniu włókien w odczynniku Herzberga, góra: widoczne pojedyncze zdjęcie mikroskopowe (400 ×), strona dół: zdjęcie wykonane z zastosowaniem syntezy głębi, złożone z 14 warstw (400 ×), fot. M. Momot

    To samo możemy zrobić z profilami 3D, tworząc z wielu pomiarów jedną chmurę punktów z naniesioną na nią teksturą. Oprogramowanie umożliwiające mapowanie 2D i 3D pozwala nam na tworzenie dużych modeli obiektów i łączenie w czasie rzeczywistym obrazów 2D do 225 milionów pikseli i 3D do 100 milionów pikseli. Ponadto oprogramowanie umożliwia nam wykonywanie wszelkiego rodzaju pomiarów, zarówno za zdjęciach, jak i profilach 3D, na przykład mierzenie odległości, powierzchni czy pomiar wysokości dowolnego punktu na siatce (fot. 6).

    Fot. 6. Dokumentacja zniszczeń oraz sposobu montażu okucia z oprawy starodruku – obiekt przed konserwacją. Widoczne zdęcia mikroskopowe (100 × i 200 ×) oraz model 3D okucia wraz z naniesioną siatką kolorów i wymiarami, fot. M. Momot

    Fot. 6. Dokumentacja zniszczeń oraz sposobu montażu okucia z oprawy starodruku – obiekt przed konserwacją. Widoczne zdęcia mikroskopowe (100 × i 200 ×) oraz model 3D okucia wraz z naniesioną siatką kolorów i wymiarami, fot. M. Momot

    Co nam się udało?

    W codziennej pracy korzystamy z mikroskopu cyfrowego głównie w celach badawczych w trakcie prac konserwatorskich oraz przy dokumentacji zniszczeń obiektów, które posiadamy w naszych zbiorach. Ze względu na charakter instytucji, jaką jest Muzeum Śląskie, posiadamy w naszych zbiorach bardzo różnorodne muzealia, między innymi: grafikę i malarstwo dawne, sztukę współczesną, fotografię, obiekty etnograficzne, zbiory archeologiczne, dokumenty i obiekty związane z historią Górnego Śląska, projekty i kostiumy scenograficzne oraz maszyny przemysłowe. Z tego powodu skupiamy się przede wszystkim na dokumentacji i badaniach obiektów, które trafiają do pracowni w celu konserwacji, wykonania opinii konserwatorskiej lub przed wypożyczeniem ich na wystawy zewnętrzne. Bardzo dużą grupę z nich stanowią obiekty na podłożu papierowym.

    Dokumentacja obiektu przed konserwacją, przy użyciu mikroskopu cyfrowego 3D, jest wykonywana dla większości obiektów wytypowanych do pełnej konserwacji. Do tego celu zazwyczaj posługujemy się obiektywem zmiennoogniskowym dającym powiększenie w zakresie od 20 × do 160 × z zamontowaną głowicą obrotową (fot. 7). Obserwacja w różnym oświetleniu również odbywa się przy jego użyciu ale już bez głowicy, tylko z  zamontowanymi na okular filtrami lub adapterami.

    Fot. 7. Chromolitografia na papierze maszynowym pokryta warstwą werniksu, naklejona na płytę metalową, zdjęcie mikroskopowe przed konserwacją wykonane w świetle odbitym z użyciem głowicy rotacyjnej (40 ×), fot. M. Momot

    Fot. 7. Chromolitografia na papierze maszynowym pokryta warstwą werniksu, naklejona na płytę metalową, zdjęcie mikroskopowe przed konserwacją wykonane w świetle odbitym z użyciem głowicy rotacyjnej (40 ×), fot. M. Momot

    Współpraca z instytucjami zajmującymi się badaniami dzieł sztuki, które mogą wykorzystać możliwości mikroskopu, była od samego początku jednym z naszych działań priorytetowych. Ze względu na wysoką cenę urządzenia i ograniczony dostęp do niego na terenie Polski w celach związanych z badaniami dzieł sztuki, chcieliśmy, aby inni badacze również mieli możliwość skorzystania z mikroskopu 3D.

    W ciągu ostatniego roku współpracowaliśmy między innymi z Akademią Sztuk Pięknych w Krakowie oraz z Górnośląskim Oddziałem Stowarzyszenia Naukowego Archeologów Polskich. Dla ASP zajmowaliśmy się badaniami XV-wiecznego szkła witrażowego, natomiast z odziałem SNAP współpracowaliśmy przy miniprojekcie „TraseoSkan3D”, gdzie wykonywaliśmy dokumentację śladów produkcji oraz użytkowania widocznych na metalowych zabytkach archeologicznych pochodzących z epoki brązu (fot. 8).

    Fot. 8. Widok miecza z epoki brązu w formie skanu 3D uzupełniony o fotografie mikroskopowe z widocznymi śladami użytkowania, fot. D. Sych

    Fot. 8. Widok miecza z epoki brązu w formie skanu 3D uzupełniony o fotografie mikroskopowe z widocznymi śladami użytkowania, fot. D. Sych

    Poza współpracą z instytucjami zajmującymi się ochroną i badaniami dzieł sztuki chcieliśmy również zająć się popularyzacją tematyki konserwatorskiej wśród osób odwiedzających Muzeum Śląskie. Noc Muzeów była dla nas pierwszą okazją do zaprezentowania mikroskopu cyfrowego 3D osobom na co dzień nie zajmującym się konserwacją dzieł sztuki, w tym też innym pracownikom naszej instytucji. Spotkania cieszyły się dużym zainteresowaniem, zwłaszcza że w ich trakcie zwiedzający mieli możliwość oglądania pod mikroskopem przedmiotów przyniesionych przez nich do Muzeum (fot. 9).

    Fot. 9. Noc Odkrywców w Muzeum Śląskim. Widok na pracownię konserwacji od strony sklepu muzealnego w trakcie jednej z prezentacji zastosowania mikroskopu cyfrowego 3D, fot. M. Jędrzejowski

    Fot. 9. Noc Odkrywców w Muzeum Śląskim. Widok na pracownię konserwacji od strony sklepu muzealnego w trakcie jednej z prezentacji zastosowania mikroskopu cyfrowego 3D, fot. M. Jędrzejowski

    Nad czym teraz pracujemy?

    Zdecydowanie są sprawy, na których chcemy się bardziej skupić w codziennej pracy z mikroskopem. Jednym z nich jest jego wykorzystanie poza konserwacją dzieł sztuki. Obrazy uzyskane przy użyciu mikroskopu cyfrowego mogą stanowić znakomity materiał uzupełniający do wystaw oraz lekcji edukacyjnych. Wspomniana wcześniej Noc Muzeów jest dowodem na to, że osoby odwiedzające muzea chcą poznać obiekty znajdujące się w ich zbiorach od zupełnie innej strony.

    Planujemy również stworzenie bazy danych dla najcenniejszych i najbardziej wrażliwych zbiorów z naszej kolekcji, zwłaszcza tych znajdujących się na ekspozycji oraz najczęściej wypożyczanych na zewnątrz. Poza zdjęciami mikroskopowymi chcemy umieszczać w niej materiały wideo oraz pomiary, tak aby mieć pełną dokumentację zmian zachodzących w obiektach (fot. 10. i wideo 2.).

    Fot. 10. Dokumentacja zniszczeń obiektów muzealnych – ubytek warstwy malarskiej z widocznym podobraziem oraz skan jego 3D wraz z pomiarami i przekrojem (80 ×), fot. M. Momot

    Fot. 10. Dokumentacja zniszczeń obiektów muzealnych – ubytek warstwy malarskiej z widocznym podobraziem oraz skan jego 3D wraz z pomiarami i przekrojem (80 ×), fot. M. Momot

    Dobry mikroskop nie jest zły

    W ostatnim roku bardzo intensywnie wykorzystywaliśmy mikroskop w naszej codziennej pracy. Z perspektywy konserwatora dzieł sztuki tego typu sprzęt jest nieoceniony. Ilość informacji na temat badanego obiektu, które można dzięki niemu uzyskać bez konieczności pobierania próbek, jest ogromna. Szybkość uzyskania informacji oraz możliwość jej dokumentacji na wiele sposobów pozwala nam zaoszczędzić czas, który możemy wykorzystać na zabiegi konserwatorskie. Dzięki mikroskopowi cyfrowemu 3D mamy możliwość dokładnego poznania obiektów znajdujących się w naszej kolekcji, lepszego przygotowania się do planowanych zabiegów konserwatorskich oraz ich przeprowadzenia w bardziej świadomy i kontrolowany sposób.