看到多光譜攝影技術(shù)，有人就會問起與普通相機的區(qū)別是什么，多光譜攝影技術(shù)到底能拍攝出什么樣的照片。今天讓我們一起了解一下多光譜攝影技術(shù)及在紡織品文物中的應(yīng)用，或許你也可以利用這種無損可視化的方法來解決遇到的難題呢。
目前彩色相機拍攝的光學(xué)元件中只包含了紅綠藍(lán)三色光學(xué)頻譜波段的信息，所以我們一般看到的彩色照片是這三種顏色組合產(chǎn)生的彩色圖像，稱為RGB圖像。如果在相機中增加更多可以過濾頻譜波段的濾波片，那么就可以組裝成多光譜相機了。數(shù)碼相機僅能記錄RGB圖像，無法呈現(xiàn)在不可見光條件下肉眼難以見到的內(nèi)容，而多光譜成像技術(shù)將攝入光源經(jīng)濾波片過濾，利用不同光譜下物體的吸收和反射的程度不一致來采集得到多張不同的成像圖像，通過成像光譜儀的濾波片記錄被檢驗物體在一定光譜范圍內(nèi)密集均勻分布的多個窄波段單色光的反射、吸收及激發(fā)熒光圖像，然后對這些圖像進行細(xì)節(jié)增強和特征提取，找出不同細(xì)節(jié)（圖1）。
圖1 多光譜成像原理圖
多光譜影像包含了被檢物體在多幅等間隔波長位置的窄波段單色光亮度分布影像，實現(xiàn)所需波長范圍的圖像，成像儀里小小的濾波片可以讓我們看到肉眼無法看到的一些圖像信息。比如在一些老舊的書籍中，墨水書寫的字跡會隨著時間不斷褪色而無法辨認(rèn)，使用不同光譜照射消褪字跡，字跡的反射光到達(dá)多光譜相機后隨即被分離為多種光譜，經(jīng)計算機提取并放大這些光譜的差異并輸出圖像，這些消失的文字即刻重現(xiàn)。敦煌莫高窟壁畫世界聞名，壁畫到底采用什么顏料繪制，研究者借助多光譜技術(shù)識別所用的顏料種類，如第98窟南壁東起第三身女供養(yǎng)人經(jīng)多光譜識別后，發(fā)現(xiàn)壁畫采用了青金石、密陀僧、氯銅礦、朱砂、鉛丹等礦物顏料。
圖2 第98窟南壁東起第三身女供養(yǎng)人及多光譜圖像[1]
除了壁畫，一些紡織品文物上的墨書，是最直接的歷史證明，往往由于自然老化或者被污染物覆蓋難以識別，如何在不破壞文物的情況下顯示原本內(nèi)容變得尤為重要，多光譜攝影技術(shù)讓文物訴說原本精彩真實的故事，將更“真”的一面呈現(xiàn)。以一件明朝正德八年的何鑒誥命為例（圖3），說說多光譜的具體使用方法和效果。
圖3 現(xiàn)存的何鑒誥命（兩段）
誥命又稱誥書，是中國封建社會皇帝下達(dá)命令的一種圣旨，主要為皇帝對臣僚或賜予官階或授贈榮譽的憑證文書。何鑒誥命現(xiàn)藏于浙江新昌縣文管會。該誥命為青灰、杏黃、米黃三色織綾，底織云鶴圖案，但現(xiàn)存的誥命已分為二段，共長325cm、寬30cm。第一段首端為青灰色，上織首尾相錯的龍紋，兩龍之間織有篆體“奉天誥命”四字，相接的杏黃色綾上，用館閣體書寫誥命內(nèi)容，從“奉天承運皇帝制曰……”起，敘述職掌兵部責(zé)任的重大，以及當(dāng)時已被封為“太子太保兵部尚書”何鑒的事跡。第二段首端也為青灰色綾，內(nèi)容為尚書何鑒的任職履歷，從初任的宜興知縣起至太子太保兵部尚書的今職，共有十五任職銜，但是由于年代久遠(yuǎn)，加之背景顏色較深，其中一些墨書字跡用肉眼識別較為困難（圖4）。接著杏黃色綾上寫的是何鑒已故妻子石氏有“從夫之義”，從贈夫人的原封誥加贈為一品夫人，最后一節(jié)的米黃色綾上寫“正德八年二月十二日”的簽發(fā)日期，上印“制誥之寶”玉璽圖章。
圖4 十五任職銜的局部墨書字跡
采用SPECTROCAM?多光譜成像系統(tǒng)對誥命的十五任職銜墨書進行拍攝。在拍攝過程中，利用8個標(biāo)準(zhǔn)濾波片（表1），并配合系統(tǒng)軟件模擬運算提取圖像信息。其中濾波片（PF）1—6為可見光波段，濾波片（PF）7和8包含不可見的紅外光波段。白熾燈作為外部光源。
表1 標(biāo)準(zhǔn)濾波片的中心波長和譜帶寬度
十五任職銜位置的圖案顏色種類較多（黃色圖案、紅色印章、綠色襯底），這些顏色經(jīng)過不同濾波片仍有反射，呈現(xiàn)出的圖像中仍就存在這些顏色的灰度圖像（圖5（a,b）），墨書字跡圖像輸出不夠清晰，而在濾波片（PF）7和8的條件下拍攝出了清晰的墨書字跡（圖6（a,b））。
a：PF4條件下的圖像
b：PF6條件下的圖像
圖5 可見光濾光條件下的局部圖像
a：PF7條件下的圖像
b：PF8條件下的圖像
圖6 紅外光波段濾光條件下的局部圖像[2]
經(jīng)過多光譜拍攝與釋讀，十五任職銜內(nèi)容為：“初任直隸常州府宜興縣知縣；二任山西道監(jiān)察禦史；三任河南府知府；四任山東布政司左參政；五任四川布政司右布政使；六任本司左布政使；七任都察院右副都禦史；八任刑部右侍郎；九任本部左侍郎；十任本部左侍郎兼都察院左僉都禦史；十一任南京兵部尚書；十二任刑部尚書；十三任兵部尚書；十四任太子少保兵部尚書；十五任今職?！?br>
多光譜攝影技術(shù)已經(jīng)在文物現(xiàn)狀調(diào)查及顏色記錄研究中的應(yīng)用也越來越廣泛,對文物的現(xiàn)存色彩、局部病害表現(xiàn)特征、顏料組成能做科學(xué)、翔實的無損調(diào)查記錄，彌補了相機在正?？梢姽庾V下拍攝的不足，可以實現(xiàn)對文物色彩及病害信息及時記錄，掌握文物現(xiàn)狀調(diào)查的第一手資料。
參考文獻:
[1]國家文物局.萬年永寶—中國館藏文物保護成果[M].北京：科學(xué)出版社,2021
[2]楊海亮,周旸,劉劍,俞國璋. 多光譜攝影技術(shù)在印繪紡織品文物信息提取中的應(yīng)用——以正德八年誥命為例[J]. 文物保護與考古科學(xué), 2017, 29(02):33-37
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