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Reflectance Transformation Imaging (RTI) Investigation of Engraved Chalk Plaques from the Stonehenge Region

Published online by Cambridge University Press:  28 October 2021

Bob Davis
Affiliation:
formerly Wessex Archaeology, Portway House, Old Sarum Park, Salisbury SP4 6EB
Phil Harding
Affiliation:
Wessex Archaeology, Portway House, Old Sarum Park, Salisbury SP4 6EB p.harding@wessexarch.co.uk; m.leivers@wessexarch.co.uk
Matt Leivers
Affiliation:
Wessex Archaeology, Portway House, Old Sarum Park, Salisbury SP4 6EB p.harding@wessexarch.co.uk; m.leivers@wessexarch.co.uk
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Newly discovered and previously documented Late Neolithic chalk plaques from the Stonehenge locality have been subjected to new, non-invasive techniques which allow access to previously unseen elements of archaeological evidence. The application of these methods – involving Reflectance Transformation Imaging (RTI) and Polynomial Texture Mapping (PTM) – has revealed detail of the surface preparation and allowed methods and sequence of the compositions to be unpicked, clarifying their complexities. The results reveal a range of approaches to the compositions, some of which demonstrate planning, order, and intention while others include less systematic, rapidly executed sketches. Investigations of lines and surfaces have been made, supplemented by preliminary studies of replicated test pieces, to examine potential implements used in their creation and remark on plaque biographies and surface attrition following manufacture. Furthermore, detail revealed by RTI provides indications of the orientations in which some of the plaques should be viewed and – in one instance – suggests a ‘reflected’ element that may not be entirely abstract. Results from improved radiocarbon determinations place the plaques in the early part of the 3rd millennium bc which, together with identification of individual motifs, allows the plaques and the designs to be reconsidered within the corpus of Neolithic art in the British Isles.

Résumé

RÉSUMÉ

Examen par Imagerie de Transformation par Réflectivité de plaquettes de craie gravées de la région de Stonehenge, par Bob Davis, Phil Harding et Matt Leivers

Des plaquettes de craie du Néolithique final, récemment découvertes ou déjà documentées, provenant des environs de Stonehenge, ont été soumises à de nouvelles techniques non invasives qui permettent d’observer des traces archéologiques jusqu’ici invisibles. L’application de ces méthodes – impliquant l’Imagerie de Transformation par Réflectivité (ITR) et la Polynomial Texture Mapping (PTM) – a permis de révéler les détails de la préparation de la surface et de démêler les méthodes et les séquences des compositions, précisant ainsi leurs complexités. Les résultats révèlent une variété dans l’exécution des compositions. Certaines attestent une planification, un ordre et une intention, tandis que d’autres comprennent des croquis moins systématiques et rapidement exécutés. Des recherches sur les lignes et les surfaces ont été menées, complétées par l’étude préliminaire de répliques expérimentales, afin d’examiner les outils potentiellement utilisés pour les réaliser, les biographies des plaquettes et l’usure de leurs surfaces après fabrication. En outre, les détails révélés par l’ITR donnent des indications sur l’orientation de certaines plaquettes et, dans un cas, suggèrent un élément «réfléchi» qui n’est peut-être pas entièrement abstrait. Les résultats des déterminations radiocarbone améliorées placent les plaquettes au début du IIIe millénaire avant J.-C., ce qui, avec l’identification des différents motifs, permet de reconsidérer les plaquettes et leurs dessins dans le corpus de l’art néolithique des îles Britanniques.

Zusammenfassung

ZUSAMMENFASSUNG

Die Untersuchung gravierter Kreidetafeln aus der Stonehenge-Region mithilfe von Reflectance Transformation Imaging (RTI), von Bob Davis, Phil Harding und Matt Leivers

Neuartige, nicht-invasive Untersuchungsmethoden wurden sowohl auf neu entdeckte als auch bereits bekannte spätneolithische Kreidetafeln aus der Gegend von Stonehenge angewandt. Diese machen zuvor unerkannte archäologische Informationen zugänglich. Der Einsatz dieser Methoden – einschließlich Reflectance Transformation Imaging (RTI) und Polynomial Texture Mapping (PTM) – lässt Details der Vorbereitung der Oberflächen erkennen und ermöglicht es, die Art und Abfolge der Kompositionen zu entschlüsseln und ihre Komplexität zu klären. Die Ergebnisse zeigen eine Reihe von Ansätzen für die Kompositionen, von denen einige von Planung, Ordnung und Absicht zeugen, während andere weniger systematische, schnell ausgeführte Skizzen einschließen. Um mögliche Werkzeuge zu erschließen, die bei der Herstellung verwendet wurden, und die Biographien der Platten sowie den Oberflächenabrieb zu erschließen, die auf die Herstellung folgten, wurden die Linien und Oberflächen untersucht, ergänzt durch vorläufige Analysen an nachgebildeten Teststücken. Darüber hinaus deuten Details, die durch die RTI-Untersuchung sichtbar wurden, die Ausrichtung an, in der manche der Kreidetafeln betrachtet werden sollen, und in einem Fall lassen sie ein „reflektiertes“ Element erkennen, das nicht gänzlich abstrakt zu sein scheint. Ergebnisse verbesserter C14-Untersuchungen datieren die Platten in das frühe 3. Jahrtausend BC; gemeinsam mit der Identifikation individueller Motive erlaubt dies, die Kreidetafeln und die Muster als Teil des Korpus der neolithischen Kunst der britischen Inseln zu betrachten.

Resumen

RESUMEN

Análisis de imágenes por transformación de reflectancia (RTI) aplicado a la investigación de plaquetas grabadas de caliza de la región de Stonehenge, por Bob Davis, Phil Harding y Matt Leivers

Tanto las plaquetas de caliza del Neolítico Final recién descubiertas como las documentadas previamente en la localidad de Stonehenge han sido analizadas mediante nuevas técnicas, no invasivas, que permiten el reconocimiento de una evidencia arqueológica que previamente no había sido observada. La aplicación de estos métodos – imágenes por transformación de reflectancia (RTI) y el mapeo de texturas polinomiales (PTM) – ha revelado detalles de la preparación de las superficies y ha permitido vislumbrar los métodos y secuencias de las composiciones, mostrando su complejidad. Estos resultados revelan distintas aproximaciones a la elaboración de las composiciones, algunas de las cuales presentan una organización, orden e intención mientras que otras incluyen patrones menos sistemáticos y ejecutados rápidamente. Estas investigaciones se han centrado en los trazos y superficies, complementadas con los estudios preliminares de las piezas replicadas, para examinar el potencial de los útiles empleados en su elaboración y observar la biografía de las plaquetas y desgaste de las superficies posteriores a su manufactura. Además, el detalle revelado por el RTI aporta indicaciones sobre las orientaciones en las que se deben observar algunas de las plaquetas y, en un caso, sugiere un elemento ‘reflejado’ que no puede ser enteramente abstracto. Los resultados aportados por las nuevas determinaciones radiocarbónicas sitúan las plaquetas en la primera mitad del III milenio BC que, junto con la identificación de los motivos individuales, permite que tanto las plaquetas como sus diseños sean considerados dentro del corpus del arte neolítico de las Islas Británicas.

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Type
Research Article
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Copyright
© The Author(s), 2021. Published by Cambridge University Press on behalf of The Prehistoric Society
Figure 0

Fig. 1. Upper faces of all plaques

Figure 1

Fig. 2. Reverse faces of all plaques

Figure 2

Table 1. plaque dimensions

Figure 3

Fig. 3. Plaque 1 showing sequence of carving

Figure 4

Fig. 4. Plaque 1 upper face showing details and features under RTI

Figure 5

Fig. 5. Lower part of Plaque 1 showing (left) raw data under specular enhancement mode with (right) engraved sequence showing selected phases: Fig. 3C (red), 3E (dark blue), 3F (yellow), 3H (green), 3I (light blue), and 3J (orange). Not to scale

Figure 6

Fig. 6. Plaque 1 reverse face showing lozenges and highlighting other lines

Figure 7

Fig. 7. Plaque 2 showing sequence of carving

Figure 8

Fig. 8. Plaque 2 showing underlying surface preparation striae under RTI

Figure 9

Fig. 9. Plaque 4 showing surface decoration under RTI. Not to scale

Figure 10

Fig. 10. Plaque 4 showing sequence of carving

Figure 11

Fig. 11. Comparative evidence of tool types between historic plaques and test plaques. Not to scale

Figure 12

Fig. 12. Evidence of surface attrition on test plaque under RTI, not to scale

Figure 13

Table 2. design attributes

Supplementary material: File

Davis et al. supplementary material

Davis et al. supplementary material

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