Photographie et informatique
Nello Balossino
in . Zaccone, G. M. (2001).
Le due facce della Sindone. Edizioni ODPF. p 97-108
Photographie et informatique
La première photographie
Année 1898 : la technique photographique a atteint un niveau de sophistication tel qu’elle devient un outil indispensable dans les disciplines scientifiques et artistiques. À la grande capacité de description et à la fidélité de reproduction de la réalité s’ajoute la possibilité d’enquêter sur les détails avec un pouvoir discriminant bien supérieur à celui de l’œil humain.
Cette année-là, l’avocat turinois Secondo Pia demande et obtient l’autorisation de réaliser la première photographie du Suaire (fig. 1).
En observant le Suaire, entre les deux lignes de brûlure et les rapiéçages qui parcourent toute sa longueur, on distingue la partie frontale et dorsale de la figure d’un homme.
Les structures anatomiques en relief du visage (pyramide nasale, front, pommettes) se remarquent par leur couleur plus sombre que celle des autres zones. Il en va de même pour le thorax, le dos, les bras et les jambes.
Les taches plus foncées sont dues à des blessures et au sang.
En regardant l’image du Suaire, on perçoit donc la figure d’un homme et les signes de son martyre, mais on ne parvient pas à en tirer les caractéristiques physiognomoniques.
Si l’on s’en approche, la vision d’ensemble se perd et les taches deviennent difficiles à interpréter, même pour celui qui connaît bien le Suaire : la proximité avec le tissu met en effet fortement en évidence le tissage en chevrons, et les empreintes deviennent pratiquement illisibles.
La photographie en noir et blanc de Pia permet pour la première fois de révéler le véritable aspect de l’homme qui a laissé son empreinte sur le Suaire.
Comme on le sait, la photographie repose sur l’action de la lumière sur une émulsion gélatineuse de composés d’argent.
Cette action, appelée aussi impression, provoque des altérations sur l’émulsion selon l’intensité de la lumière reçue.
Il se forme ainsi une image latente, c’est-à-dire une image qui existe mais n’est pas encore visible.
Après les opérations dites de développement, les zones exposées à la lumière noircissent proportionnellement ; l’opération de fixation interrompt ensuite ce processus, dissout les sels d’argent dans les zones non atteintes par la lumière, les rendant claires.
On obtient ainsi un négatif photographique, où les tonalités de lumière sont inversées (ce qui est lumineux devient sombre et inversement), ainsi que la position des parties (la gauche devient la droite et vice versa).
En opérant une nouvelle inversion, c’est-à-dire en projetant la lumière à travers le négatif et en la traitant de façon appropriée, l’image reflète à nouveau la réalité de la luminosité : on obtient le positif photographique.
Dans le négatif du Suaire, le tissu apparaît donc sombre comme pour la plupart des objets, tandis que les zones les plus sombres deviennent claires, et vice versa : on voit en relief l’empreinte corporelle frontale et dorsale, qui apparaît nettement comme si elle était réelle.
L’observation en effet de la figure humaine est facilitée par le contraste et interprétée par le cerveau selon les paramètres de la perception normale : les zones les plus lumineuses apparaissent proches, les plus sombres éloignées ; la perception visuelle s’en trouve améliorée, notamment dans les zones latérales du visage (fig. 2).
La « négativité photographique »
Ce qui découle de ce qui précède, c’est que le Suaire présente une propriété particulière : sa « négativité ».
L’empreinte se comporte comme un négatif photographique : ce n’est qu’en l’inversant sur une pellicule photographique que l’on peut apprécier les aspects somatiques de l’homme du Suaire.
Il faut souligner que le cerveau humain ne parvient pas à interpréter l’information contenue dans une image aux caractéristiques négatives, sauf dans la structure d’ensemble ; cela vaut même lorsqu’il s’agit d’objets ou de personnes connues.
Il est facile de vérifier ce phénomène en regardant un négatif photographique d’une pellicule noir et blanc où l’image d’un sujet connu est imprimée : bien qu’on le connaisse parfaitement, la vision en négatif crée de grandes difficultés d’interprétation.
Ainsi, par exemple, en ce qui concerne le visage du Suaire, on ne parvient pas à comprendre, en le regardant directement, quelles sont ses caractéristiques physiognomoniques ; dans le meilleur des cas, on devine très approximativement une forme ovale, un nez pyramidal allongé, une arcade sourcilière, la présence éventuelle de moustache et de barbe.
Ce n’est qu’en inversant l’image, donc en produisant le négatif photographique du négatif du Suaire, que l’on peut distinguer les traits physionomiques et anthropométriques de l’homme qu’il représente.
Il convient de rappeler que, dans ce processus de transformation, se produit une inversion spatiale, qui échange la gauche avec la droite et vice versa.
Ainsi, par exemple, la tache de sang visible sur le front, qui sur le tissu apparaît à gauche, devient à droite dans le négatif photographique, c’est-à-dire conforme à sa position réelle (fig. 3).
Ce qu’il ressort de tout cela, c’est que l’énorme contribution apportée par la photographie de Pia consiste dans le fait que le négatif photographique du Suaire permet de décoder plus facilement les détails de l’empreinte corporelle, les marques du martyre et les altérations subies par le tissu.
L’avocat Pia ne réussit cependant pas, faute de temps, à réaliser l’agrandissement des détails individuels ; la représentation du visage diffusée à l’époque est en fait un agrandissement de tout le cliché, ce qui rendait inévitablement flous les détails à cause du changement d’échelle.
La découverte de la négativité de l’image du Suaire constitua à l’époque un événement de grande portée et donna naissance à d’intenses recherches interdisciplinaires, centrées sur l’analyse du négatif photographique et de son positif obtenu par tirage.
D’un point de vue interprétatif, la photographie sur papier permet en effet de distinguer avec précision certains détails corporels visibles dans l’image, chose impossible par simple observation directe du tissu.
L’un des premiers et plus importants chercheurs du Suaire fut Paul Vignon, professeur de biologie à l’Institut Catholique de Paris (fig. 4) ; en observant attentivement les photographies de Pia, il avança dès 1902 l’hypothèse selon laquelle l’intensité de l’image du Suaire variait en fonction de la distance entre le tissu et le corps.
Si le corps était proche du tissu, l’image devenait sombre, ce qui signifiait que l’empreinte devait contenir, sous forme de variations d’intensité lumineuse, l’information tridimensionnelle du cadavre qui avait été enveloppé dans le linceul.
L’absence d’outils technologiques adéquats n’a pas permis à Vignon de vérifier son hypothèse : il a fallu attendre plus de quatre-vingts ans pour que cela se réalise.
La photographie d’Enrie
La photographie de Pia révéla la structure détaillée de l’image du Suaire et permit son étude par des experts de disciplines très différentes, mais elle ne possédait pas, à l’époque, les standards modernes de qualité.
Il était donc nécessaire d’avoir de nouvelles photographies de meilleure définition.
Ce fut Giuseppe Enrie, photographe de renommée internationale, qui fut choisi en 1931 pour réaliser une nouvelle campagne photographique du Suaire (fig. 5).
Enrie utilisa une plaque orthochromatique de format 24×30, très sensible aux tons du jaune, et moins sensible au rouge, comme c’est le cas pour les plaques panchromatiques.
Le rouge du sang, par exemple, apparaît donc dans les clichés comme plus sombre que dans la réalité.
Cela explique pourquoi les taches de sang apparaissent plus nettes que dans les photos précédentes, bien que cette particularité ne corresponde pas nécessairement à une perception fidèle des couleurs.
L’agrandissement des détails permet de repérer un très grand nombre d’éléments, parmi lesquels certaines structures corporelles difficiles à voir à l’œil nu, comme les orbites, les doigts, ou des détails de la flagellation.
Enrie eut la possibilité de travailler sans la vitre de protection, avec une bonne quantité de lumière diffuse.
Il réalisa de nombreuses prises de vue, parmi lesquelles plusieurs clichés panoramiques de l’ensemble du Suaire, ainsi que des détails anatomiques et de zones spécifiques du tissu.
Les photographies d’Enrie devinrent les images de référence pendant plus de cinquante ans, utilisées dans tous les milieux d’étude, y compris dans les travaux scientifiques du STURP (Shroud of Turin Research Project) à partir de 1978.
En novembre 1973, le cardinal Pellegrino, archevêque de Turin, donne son accord pour la première ostension télévisée du Suaire ; le but est de faire connaître le linceul à un large public par le biais de la télévision.
L’événement, précédé d’un discours en direct de Paul VI, a un retentissement mondial.
Contrairement à l’usage habituel, le Suaire est exposé non pas à l’horizontale mais à la verticale, afin de mieux permettre l’observation de l’image frontale de l’Homme du Suaire.
On arrive ensuite à l’année 1978, lors de l’ostension organisée pour commémorer le quatrième centenaire de la translation du Suaire de Chambéry à Turin.
À l’issue de cette ostension, en plus des examens menés par des chercheurs internationaux (notamment ceux du STURP – Shroud of Turin Research Project), des photographies macro et micro du recto et du verso du Suaire sont prises (fig. 8).
On utilise pour cela une lumière artificielle, directe ou par transparence, ainsi que des lumières dans les spectres ultraviolet et infrarouge, de la fluorescence, et des radiographies aux rayons X.
Il convient de rappeler en particulier la séquence de trois photographies réalisées par le photographe scientifique Vernon Miller, dont le rendu des détails est remarquable aussi sur le plan chromatique.
En ce qui concerne les clichés réalisés par transparence, avec éclairage par lumière froide et très intense, ceux-ci permettent de faire ressortir le tissage du Suaire, en particulier par contraste avec le tissu de lin d’Olanda cousu sous le Suaire depuis 1534, ainsi que les zones de rapiéçage ou brûlure.
La lumière ultraviolette permet quant à elle de révéler la lumière émise par fluorescence depuis le Suaire, à comparer avec celle acquise par des méthodes classiques.
Ainsi, l’image corporelle n’émet pas de fluorescence, ce qui confirme qu’elle ne résulte pas d’une substance appliquée, comme un pigment ou un colorant.
Les zones riches en sang absorbent aussi fortement les UV, confirmant la présence réelle de sang.
Enfin, les radiographies mettent en évidence certaines particularités structurelles du tissu, ainsi que ses anomalies textiles.
Les photos de Gian Carlo Durante et l’acquisition numérique de l’image
Il faut attendre 1997 pour obtenir de nouvelles photographies en couleur, prises par le photographe Gian Carlo Durante, ainsi que l’acquisition numérique de l’image. Les photographies, dont l’une montre le Suaire entier (fig. 9) et une autre le visage, bien qu’obtenues avec des techniques modernes, ne remplacent pas pour autant la valeur scientifique des clichés d’Enrie. Le discours est différent pour les prises de vues télévisées réalisées avec des instruments de pointe en haute définition (HDTV), qui utilisèrent des caméras et enregistreurs rares en Italie à l’époque.
Le Suaire fut filmé aussi bien en position verticale qu’horizontale, en utilisant divers types d’éclairage. Le résultat du travail ne fut pas destiné à une simple documentation, mais à être mis à disposition pour des études scientifiques ; la technologie fut en effet coûteuse et peu répandue. On réalisa également le documentaire et la vidéo de la « prélecture », permettant une approche valorisée de la vision directe du linceul exposé, comme s’il était observé à travers une loupe grossissante, en lisant l’empreinte corporelle aussi bien que les vicissitudes subies par le Suaire.
On arrive ainsi à l’an 2000, au cours duquel une enquête scientifique de nature double est programmée : photographie classique et acquisition numérique par scannage.
Pour la photographie, fut à nouveau sollicité le photographe Gian Carlo Durante, qui exécuta une cartographie du tissu du Suaire, procédant à des prises de vues à la fois en couleur et en noir et blanc. Le résultat, de très haut niveau, permit de capter des détails d’ensemble ainsi que des détails minuscules du Suaire, invisibles à l’œil nu et qui n’étaient auparavant visibles qu’à très courte distance.
Il s’agit donc d’images dont la qualité, grâce à l’utilisation d’une loupe, permet d’apprécier de très petits résidus, comme par exemple des traces de matière hématique (fig. 10).
Digne d’être mentionné est le détail du visage, au format 1:1, qui, comparé à celui d’Enrie, en dépasse les caractéristiques de précision.
La numérisation de l’image
Le scannage du Suaire, réalisé par les chercheurs de l’IEN Galileo Ferraris de Turin et du Département d’Informatique de l’Université de Turin, a permis la réalisation de certaines parties antérieures de grande valeur (fig. 11). On dispose en effet de la version numérique d’images à haute résolution, permettant donc de mettre en évidence des détails de manière très précise.
Mais l’aspect le plus important lié à ces images est la vérification de l’absence d’empreinte corporelle sur la face postérieure du tissu du Suaire.
Cela a été révélé par l’observation directe à l’écran des images scannées (fig. 12–13).
Le Suaire et l’ordinateur
L’analyse de l’image du Suaire bénéficie d’un avantage indéniable grâce à l’utilisation d’outils informatiques, qui se basent sur des images numériques auxquelles sont appliqués des traitements appropriés ; ceux-ci peuvent être considérés comme des filtres, remplissant des fonctions bien précises.
Dans le cas de l’image du Suaire, les traitements vont de l’élimination des éléments parasites (par exemple des taches dues aux accidents et vicissitudes subies par le tissu) qui altèrent ou masquent le contenu réel de l’image, à l’amélioration qualitative pour faire ressortir les détails, à la mise en évidence du relief présent dans l’image, jusqu’à la reconnaissance de formes qui peuvent apparaître en relation avec des éléments matériels non facilement identifiables sur le tissu.
L’analyse des résultats est étroitement dépendante de la connaissance du Suaire dans ses nombreux aspects interdisciplinaires.
( …)
Les images numériques peuvent ensuite être traitées de manière automatique, dans le but d’améliorer ou de récupérer une information non immédiatement déductible de l’observation de l’image photographique initiale ; tout cela sans introduire aucun artifice ou apport étranger.
Il est également nécessaire de souligner que, bien que le Suaire présente des nuances colorimétriques dans la gamme du jaune paille, les traitements informatiques utilisent principalement des images monochromatiques, représentées par des nuances de gris (incluant le noir et le blanc), leur objectif étant de mettre en valeur le contenu informatif, et non de conserver l’aspect de coloration originelle.
L’étude du Suaire par des outils informatiques commence en 1977 grâce à certains chercheurs américains réunis lors d’un congrès à Albuquerque, au Nouveau-Mexique, pour y conduire leurs recherches. En particulier, les Américains J. Jumper et E. P. Jackson, rattachés à l’U.S. Air Force, mirent en évidence une caractéristique particulière de l’image, qu’ils appelèrent « information tridimensionnelle » ; celle-ci n’existe ni dans la photographie traditionnelle ni dans aucune forme connue de représentation picturale.
Une image normale représente un contenu en deux dimensions, tandis que celle du Suaire possède une profondeur, observable par la variation des niveaux de luminosité, qui dépendent de la distance des détails du corps par rapport à un plan de référence (ici : le tissu lui-même).
Plus les détails anatomiques du corps touchent le tissu, plus l’intensité lumineuse est forte, jusqu’au contact maximal ; et inversement.
Les tons brunâtres visibles sur l’image sont donc nettement plus marqués dans les zones proéminentes de la figure (comme le front ou le nez), et diminuent graduellement jusqu’à disparaître dans la zone des pommettes, sans discontinuité, pour s’annuler complètement dans la région des oreilles.
Une relation mathématique existe donc entre la luminosité et le relief.
Le résultat obtenu par le groupe américain en 1977 présentait toutefois un relief très modeste, qui n’exaltait pas suffisamment l’aspect tridimensionnel du visage et des détails.
Pour tenter d’obtenir de meilleurs résultats, le groupe de recherche dirigé par le professeur Giovanni Tamburelli de l’École polytechnique de Turin entama en 1978 des études de type informatique sur le Suaire, en utilisant un modèle physico-mathématique différent de celui adopté par les Américains (fig. 14).
La formation de l’empreinte sur le Suaire et le traitement informatique
La transformation que nous utilisons pour obtenir l’image tridimensionnelle du visage de l’Homme du Suaire implique une réflexion sur l’origine physique de l’empreinte.
Les phénomènes pris en considération dans les hypothèses historiques et scientifiques sur la formation de l’image peuvent se ramener essentiellement à trois : le contact, l’évaporation et l’irradiation.
Dans le premier cas, on suppose un contact direct entre le tissu et le corps ; dans le second, les vapeurs émanant du cadavre seraient responsables de la formation de l’image ; dans le troisième cas, on pense à une irradiation thermique, à des champs électrostatiques ou à de l’énergie lumineuse.
Chacun de ces phénomènes est défini selon un modèle mathématique précis : si un corps tridimensionnel a laissé son image sur un tissu, il est relativement intuitif de penser que la transformation inverse conduise à retrouver la figure tridimensionnelle.
La transformation adoptée pour obtenir le visage tridimensionnel du Suaire est approximativement linéaire dans sa première phase.
Ce fait suggère que le phénomène physique à prendre en compte doit être proportionnel à la force qui a produit l’image.
La théorie du contact semble alors être la plus conforme à la loi linéaire : le tissu aurait pu toucher tous les points du visage avec une pression d’autant plus forte que le relief était plus élevé.
Il n’est cependant pas exclu que d’autres phénomènes aient aussi contribué à la définition de certains détails très précis présents sur le visage du Suaire.
Le relief obtenu permet d’affirmer que l’information tridimensionnelle est intrinsèque à l’image, et qu’elle est due à un corps qui a été en contact avec le tissu : la définition des détails apparaît frappante tant d’un point de vue humain que scientifique (fig. 15).
On peut donc lire sur le Suaire, grâce aux données fournies par le traitement informatique, presque toutes les tortures subies par l’homme du Suaire, qui se révèlent ensuite comparables à celles décrites dans les Évangiles comme ayant été infligées au Christ.
Le fait que certains détails n’apparaissent qu’après le traitement informatique exclut toute possibilité d’intervention manuelle dans la formation de l’image : il ne peut donc s’agir ni d’une peinture, ni d’un artefact.
Le visage « purifié »
Il faut souligner que la méthodologie mathématique adoptée est la seule à pouvoir démontrer la présence d’une information tridimensionnelle en liant analytiquement le relief à l’intensité de l’empreinte.
On sait qu’il est aussi possible d’obtenir un effet tridimensionnel illusoire en utilisant des filtres qui accentuent les contours, ou en réalisant deux photographies transparentes parfaitement identiques, mais légèrement décalées l’une par rapport à l’autre avec des tons opposés.
Cependant, ces méthodes produisent un artefact optique, agréable en apparence, mais sans aucun rapport réel avec l’information tridimensionnelle authentique.
Il convient également de noter que les nombreuses blessures visibles dans l’image tridimensionnelle du visage altèrent sa beauté et le rendent interprétable comme celui d’un homme relativement âgé.
En revanche, la haute définition de l’image tridimensionnelle permet de percevoir les traits naturels du visage de l’Homme du Suaire.
On peut donc considérer comme « purifié » le visage tridimensionnel, débarrassé des traces de sang, grâce à l’application de filtres appropriés, de manière à obtenir un visage naturel.
Le résultat de ce traitement montre un visage jeune, doux, empreint de sérénité : c’est la seule image tridimensionnelle au monde du visage naturel de l’Homme du Suaire (fig. 16).
Il faut en effet souligner que l’information contenue dans cette image est entièrement présente dans l’image d’origine, car les traitements informatiques n’y ont introduit aucune information nouvelle, mais ont permis de mieux faire ressortir certaines zones précises de l’image, comme le visage ou d’autres parties du corps. Cette représentation est donc très proche de ce que devait être réellement le visage de l’Homme du Suaire, celui qui a subi le martyre de la crucifixion.
En conclusion de ce bref panorama du lien entre photographie et recherche scientifique, il faut noter que l’image du Suaire reste un objet d’étude complexe, qui ouvre encore aujourd’hui de nombreux fronts d’analyse, allant de l’histoire à la physique, de la biologie à l’informatique, de l’iconographie à la théologie.
L’image du Suaire est en effet riche en informations latentes relatives à des structures non encore élucidées, qu’il s’agisse de l’empreinte corporelle, des tissus, ou encore d’éléments associés à des corps étrangers (par exemple des pièces de monnaie, des fleurs, des inscriptions).
Il s’agit donc d’une ressource d’une grande richesse, qui mérite une série d’études rigoureuses, diversifiées par leur type et leur niveau de détail, afin de permettre la comparaison et la discussion des résultats.
📚 Notes bibliographiques
- Enrie, G., La Santa Sindone rivelata dalla fotografia, SEI, Torino, 1933.
- Balossino, N., La ricerca informatica sull’immagine della Sindone, in Elettronica e telecomunicazioni, 1, 1996, pp. 1–11.
- Balossino, N., L’immagine della Sindone, Elledici, Leumann (To) 1997.
- Zaccone, G. M. (a cura di), L’immagine rivelata, Centro Studi Piemontesi, Torino, 1998.