专栏名称: 科技日报

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今日小寒：似留芳意入新年

科技日报 · 公众号 · 科技自媒体 · 2025-01-05 08:08

主要观点总结

文章介绍了小寒节气与梅花的关系，以及高光谱成像技术在文物保护领域的应用。通过高光谱相机，我们可以获取紫外、可见光、红外等多个波段的光信号，揭示文物隐藏的信息，深入研究古代绘画的技法、颜料和文化内涵。高光谱技术还可以透视画作表面的污渍和发霉情况，探测颜料底下的墨线信息，并准确快速识别颜料、染料、纸张的种类。随着科技的发展，高光谱扫描技术将在文物研究领域发挥更大的作用。

关键观点总结

关键观点1: 小寒节气与梅花的关系

梅花自小寒时初绽，为寒冷天地增添色彩，一直是文人画家喜爱的题材。

关键观点2: 高光谱成像技术在文物保护领域的应用

高光谱相机如同为文物量身定制的“科技之眼”，可以透视画作表面的污渍和发霉情况，探测颜料底下的墨线信息，准确快速识别颜料、染料、纸张的种类。此外，高光谱技术还能帮助我们了解画作的底稿内容及其与最终呈现效果之间的差异，为文物保护修复提供参考依据。

关键观点3: 高光谱技术的发展与应用

近年来，故宫博物院与中国科学院空天信息创新研究院联合开发了大幅面高光谱扫描系统，提高了高光谱扫描的效率，实现了大幅面画作的高光谱信息采集。随着科技的发展，高光谱扫描技术将在文物研究领域发挥更大的作用，未来研究人员将建立更加完善的文物高光谱数据库，开发更加成熟的数据处理流程。

正文

1月5日我们迎来了小寒节气。“葵影便移长至日，梅花先趁小寒开”。梅花自小寒时初绽，暗香疏影，为寥落寒冷的天地增添了几分色彩。

由于梅花具有凌霜傲雪、不畏严寒独自开的个性；再加上其色泽清丽雅致，枝干造型又颇具艺术特色，一直是文人画家喜爱的题材。

这幅清代画家汪士慎创作的《梅花图》，绘一株生机盎然的梅树，盛开的梅花洁白无瑕，交错的枝干扶摇向上，表现了梅作为花中君子具有“不恋世间佳丽地，独上寒山称骄子”的高逸之气。

原图来源：故宫博物院官网

人眼只能接收可见光波段的电磁信号，但是利用高光谱成像技术，可以获取紫外、可见光、红外等多个波段的光信号，揭示人眼不可见的隐藏信息。高光谱相机就像是为文物量身定制的“科技之眼”。通过这项技术，我们不仅能够更好地保护文物，还可以深入研究古代绘画的技法、颜料和文化内涵，让古画“开口说话”。

这双“科技之眼”能透视。当画作表面存在污渍、发霉等情况时，通过扫描以及后续的数据处理，我们可以清晰地看到污渍下原本的图案，从而帮助文物保护修复人员更好地复原作品。

此外，古人作画时有时会先用黑线勾勒底稿，然后再上色，但这些底稿和线条会被颜色覆盖。利用高光谱中的近红外波段信号可以穿透大部分矿物颜料，探测到颜料底下的墨线信息，使我们能够清楚地了解画作的底稿内容及其与最终呈现效果之间的差异，有助于研究人员深入理解画面风格、解读绘画工艺，并为修复时的补绘提供参考依据。

利用高光谱扫描数据进行信号增强，显现污染物下壁画图案。中国文物保护技术协会供图

除了透视，这双“科技之眼”还能准确快速地识别颜料、染料、纸张的种类。不同颜料反射出的光谱各不相同，通过扫描得出的光谱信息可以直接判断出画师当时使用了哪些颜料，甚至混合调配出来的颜色以及颜料浓度都可以被准确分辨出来。

高光谱技术在文物保护领域得到了越来越广泛的应用，该项技术也在不断地发展，近年来故宫博物院与中国科学院空天信息创新研究院联合开发了大幅面高光谱扫描系统，进一步提高了高光谱扫描的效率，实现了2米×2米的最大扫描范围，能够对整幅画作实现高光谱信息的采集。

大幅面高光谱扫描系统。中国文物保护技术协会供图

随着科技的不断发展，高光谱扫描技术将会在文物研究领域发挥更大的作用。未来，研究人员将会建立更加完善的文物高光谱数据库，开发更加成熟的数据处理流程，让科技的力量更好地守护我们的文化遗产。

来源：科技日报

设计：杨凯

记者：李梦一

学术支持：中国文物保护技术协会

编辑：刘义阳

审核：张爽