Ткань соткана на примитивном станке, подобно тканям, производившимся в Сирии в начале нашей эры. Технически она определяется как саржа. В различных частях ткань неоднородна по своей структуре, отсюда разница в массе и плотности. Кроме того, льняные нити перемешаны с мельчайшими волокнами хлопка.
Полотно имеет размеры 4,34 х 1,1 м. На его лицевой и изнаночной стороне заметны слабые негативные изображения обнаженного мужского тела во весь рост, расположенные симметрично друг к другу, голова к голове. На одной половине плащаницы – образ мужчины со сложенными впереди руками и ровно лежащими ногами; на другой половине – то же тело изображено со спины.
Образ на плащанице не яркий, но достаточно детальный; он дан одним цветом – желтовато-коричневым, разной степени насыщенности. Невооруженным взглядом можно различить черты лица, бороду, волосы, губы, пальцы.
На плащанице имеются следы крови из многочисленных ран на теле. По лбу и по длинным прядям волос как бы сбегают струйки крови. Кровоподтеки от ударов бичей покрывают всю грудь, спину и ноги. На запястьях и на ступнях видны следы, похожие на пятна застывшей крови, вытекшей из ран, оставшихся от гвоздей. В боку большое пятно, возникшее, видимо, из-за глубокой раны, достигшей сердца. Все раны до мельчайших подробностей соответствуют истязаниям, описанным в Евангелии.
Можно предположить, что образ на плащанице появился тогда, когда тело Иисуса Христа, в соответствии с евангельским повествованием, было положено в пещеру. При этом тело Его лежало на одной половине плащаницы, а другая половина, перекинутая через голову, покрывала Его сверху.
В первые две трети ХХ столетия исследования плащаницы ограничивались изучением сделанных с нее фотографий, с каждым разом все более и более качественных. На фотографиях были выявлены детали, которые невозможно различить невооруженным глазом.
В 1900 году профессор сравнительной анатомии Сорбонны Ив Деляж (следует упомянуть о том, что он считал себя атеистом) показал сделанные в 1898 году фотографии Секондо Пиа своему другу Полю Виньону. Вскоре к ним присоединились Рене Кольсон (профессор физики) и Арман Готье (профессор медицины). До 1902 года выполняемая этой группой работа представляла собой просто лабораторное моделирование, так как исследователям не удалось получить разрешение на проведение работ с самой плащаницей. Впрочем, на основании результатов этих исследований также можно было доказать, что Плащаница является подделкой, или, наоборот, получить доказательства ее подлинности.
Виньон попытался сперва нарисовать картину на полотне примерно такого же качества, как и плащаница. Однако сделанный им рисунок всякий раз стирался, если ткань складывали. Тогда Виньон начал экспериментировать с так называемой «теорией отпечатка»: он приклеивал себе бороду, обмазывался красной краской, ложился на стол, а ассистенты прикладывали кусок ткани к его лицу. Результаты этих экспериментов были крайне неудовлетворительными.
Затем Виньон испытал так называемую «проекционную теорию». Исследования показали, что пятна на полотне соответствуют тем частям тела, которые соприкасались с тканью или находились на расстоянии не более 1 см от нее. Их интенсивность находилась в обратной зависимости от расстояния: если оно было больше 1 см, изображение отсутствовало. Виньон предположил, что отпечаток на полотне образовался благодаря испарениям от мертвого тела: из пота на ткань, пропитанную смесью алоэ и оливкового масла, выделился аммиак, следы которого остались на ткани… Однако абсурдность этого предположения вскоре стала очевидной даже его автору.
