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leyu app:给文物“拍CT”的人 ——走近西安光机所文明光谱研讨团队

发布时间:2021-08-31 13:06:34 来源:leyu乐鱼app 作者:leyuapp

  “熟睡三千年,再醒惊全国。”本年3月,一次性“上新” 500余件重要文物的三星堆遗址再次招引了世人的重视。

  “咱们参加了此次三星堆遗址开掘前的高光谱需求调研和考古专用高光谱成像扫描体系研发、开掘进程中的坑内文物及填土层的接连光谱数据收集、出土文物第一时刻光谱成像收集等作业,并协作考古开掘、文物维护与修正部分,展开多运用需求下的研讨作业,助力三星堆遗址考古取得新进展。”8月25日,西安光机所光谱成像技能实验室文明光谱研讨团队成员、助理研讨员唐兴佳向记者介绍。

  到现在,团队已取得3号坑坑内红外高光谱数据、4号坑坑内分层扫描高光谱数据、出土金面具的5号坑坑内红外高光谱数据、6号坑木匣红外高光谱数据以及8号坑土壤断层红外高光谱数据等,并得到开始的数据剖析成果。“咱们获取的唯一高光谱成像数据及相关剖析成果,为考古人员研讨三星堆遗址祭祀坑构成进程以及对不同文物的维护与修正供给了重要数据和技能支撑。”唐兴佳说。

  西安光机所文明光谱研讨团队在考古与文物维护相关数字化技能研讨范畴沉淀颇深,除了用于三星堆考古的原位高光谱扫描成像技能,还展开了针对书画艺术品判定的高狷介光谱收集剖析体系研讨、针对唐墓岩画维护与修正的高光谱收集剖析体系研讨等作业。

  “2020年11月底,团队接到四川相关单位的约请,参加三星堆遗址考古作业。可是时刻很严重,要在1周内完结体系的定制化规划、装置、调试作业。”唐兴佳说,“咱们用1天时刻进行了考古开掘现场的勘测和需求收集,连夜回来西安,对高光谱成像扫描体系进行规划。随后,咱们将设备所用组件邮寄到四川考古现场进行现场拼装调试,克服了时刻紧的困难,经过接连多天的连夜作业,赶在规则期限内顺利完结了装置和调试。”

  唐兴佳介绍,西安光机所文明光谱研讨团队为三星堆考古专门研发了低照度考古高光谱成像扫描体系,可完成对坑内文物的原位低照度接连高光谱成像扫描。

  “不同物质吸收光和反射光的强度不同,所以不同物质会呈现出各自共同的光谱特征,体系对遗址外表不同物质发生的不同特征的肉眼不行见或不行辨光谱信息进行捕捉,并用图谱指纹加以区别,显现在电脑屏幕上,这样遗址外表上不同物质的散布状况就一望而知。”唐兴佳说。

  凭借高光谱成像扫描体系,研讨人员能够对三星堆考古现场的文物进行原位接连扫描勘探,就像给文物做CT相同,经过原料分类,对金器、象牙等文物的散布状况进行记载,拿到第一手数据,树立文物图谱数据库,为后期文物修正与维护供给协助。一起,运用图画增强、拓扑建模等技能,研讨人员还能对文物进行深入研讨,从考古视点动身,开掘其背面的故事。

  “以4号祭祀坑为例,最上面一层是焚烧的灰烬层,灰烬层下面有文物。经过光谱成像技能对灰烬层进行研讨,研讨人员能够剖分出灰烬是焚烧后倒进去的,仍是直接在坑内焚烧构成的,这对了解古人祭祀的行为特征具有重要意义。”唐兴佳说。

  比较人工辨认或许传统扫描仪器,西安光机所文明光谱研讨团队的高光谱成像扫描体系优势显着,能够运用移动或许固定的方法对文物进行扫描,其自主开发的具有高分辨率的光谱成像仪能高效获取文物图谱信息,并经过数据剖析软件,进行文物数据拼接和校对,以及对文物外表的躲藏信息和原料信息进行开掘,并树立数据库。一起,体系的扫描作业方法和选用的定制光源,对文物没有损伤,可保证文物在开掘进程中的安全。

  “从2020年12月到本年5月,咱们团队有8个人常驻三星堆开掘现场,实施两班倒,在开掘现场、三星堆博物馆和文保基地等轮番作业。特别是在开掘现场原位获取坑内文物的光谱成像数据信息,第一时刻供给给考古研讨人员,为文物的现场维护决议计划、开掘组织供给协助,并为后续文物维护修正记载最原始状况的光谱数据。”唐兴佳说。

  除了三星堆考古专用高光谱成像扫描体系,西安光机所文明光谱研讨团队还研发了唐墓岩画高光谱收集剖析体系,展开了唐朝名相韩休墓室岩画高光谱数字化研讨作业。

  “2014年,省考古研讨院和陕历博联合对韩休墓进行抢救性开掘。在对墓中岩画进行揭取之前,咱们在开掘现场用高光谱成像仪对悉数岩画画面内容进行了高保真记载,并进行了剖析研讨。”唐兴佳说。

  据介绍,在高光谱图画中,每一幅图画都显现同一场景的不同波长的图画,尤其是人眼调查不到的信息。科研人员在对韩休墓岩画的研讨中发现,因为近红外至短波红外波段的光关于颜料具有必定的穿透才能,高光谱图画获取到了岩画表层的反常信息,然后“看到”了一些此前并未发现的隐秘。

  “以韩休墓出土的岩画《乐舞图》为例,左边地毯前的男人能够模糊发现有改动的痕迹,经过对高光谱图画的进一步剖析发现,左边地毯前的男人处原先画了一个小孩,后来被修正成了大人。”唐兴佳说。在《乐舞图》中,相似的涂抹痕迹还被发现在右侧地毯,此处有一处疑似被涂抹掉的兔子。

  为什么宰相墓的岩画中会有涂抹?原先的小孩和后来的成人有什么关系?高光谱成像仪发现的隐秘让科研与考古人员感到反常振奋,这也成了维护韩休墓岩画本体之外更深层次的研讨课题。

  除此之外,高光谱图画还可为岩画修正供给技能支撑。“当光照射在颜料上时,不同波长的光的反射率是不同的。具有不同元素组成和分子结构的物质,其光谱反射率曲线是有差异的。因而,咱们能够依据高光谱图画中不同的光谱反射率来精确辨认岩画运用的颜料原料,用于辅导后期修正作业。”唐兴佳说。

  在唐墓岩画高光谱收集剖析体系的基础上,西安光机所文明光谱研讨团队研发了书画艺术品高狷介光谱收集剖析体系。这套体系像“火眼金睛”相同,能够用于辨别书画艺术品的真伪。

  研讨团队和陕文投集团协作,展开了我国近现代书画图谱判定剖析研讨作业。两边要点对书画出入库一致性检测、近现代典型书画判定技能开发等进行研讨,规划开发了相关软件和硬件,并在齐白石、陆俨少、张大千等近现代书画作品上完结了测验验证,取得了较好的运用效果。

  “赝品无法做到资料、技法与真画完全一致,必定会露出破绽。咱们从书画作品的部分细节、光谱指纹以及大局风格三方面下手,对其印章、题款、画作墨彩、笔法等进行图谱剖析,并归纳书画作品的颜料、原料辨认成果,经过智能核算,完成辨别书画作品的真伪、时代、作者等信息的意图。”唐兴佳说。

  此外,文明光谱研讨团队还屡次与秦始皇兵马俑博物馆进行技能交流,讨论高光谱成像技能在兵马俑开掘与维护修正中的运用。“多年来,咱们团队首要从事文明光谱研讨作业,对文明光谱研讨在考古和文物维护范畴的多学科穿插交融的重要性深有体会。尽管咱们的作业侧重于专业技能,可是了解前史、地舆、生物、环境等常识,并把握怎么运用不同光电与理化技能手段,关于促进文明与科技交融研讨十分重要。”唐兴佳说。

  “高光谱成像技能已经在文物维护范畴有了开始运用,其在文物维护与修正、现场考古等范畴具有必定技能优势和宽广远景,可是从实验室到开掘现场运用还有较长的路要走,咱们希望能持续做好科研作业,摸清规则,让高光谱成像技能发挥更大效果。”西安光机所文明光谱研讨团队负责人、副研讨员张朋昌说。(记者 霍强)