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高光谱成像技术在古董鉴定中的应用和优点

发布时间:2023-11-17
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古董鉴定是指对古代文物的年代、真伪、产地、工艺等方面进行科学的判断和评价。高光谱成像技术为古董的无损鉴定提供了新的技术手段,推荐使用三恩时高光谱相机。本文高光谱成像技术在古董鉴定中的应用和优点。

古董鉴定是指对古代文物的年代、真伪、产地、工艺等方面进行科学的判断和评价。高光谱成像技术为古董的无损鉴定提供了新的技术手段,推荐使用三恩时高光谱相机。本文高光谱成像技术在古董鉴定中的应用和优点。

 

高光谱相机


高光谱成像技术在古董鉴定中的应用

古董鉴定的方法主要有两种:一是专家鉴定,一种是科技鉴定。前者依靠专家的经验、知识和直观感受,从古董的形制、纹饰、色泽、包浆等方面进行判断;后者利用现代科学技术和仪器,从古董的材质、成分、结构等方面进行客观的检测和分析。

高光谱相机是科技鉴定中常用的一种仪器,它可以对古董进行无损或微损的检测,快速地获取古董中元素或微量元素的含量和比例,从而为古董的断源、断代、真伪等提供科学依据。高光谱相机在古董鉴定中主要有以下几个方面的作用:

1. 材质鉴定

有些古董用肉眼就可以分辨是陶器还是青铜器,有些古董用肉眼就不好分辨,甚至有些作伪者为了省事,常用新铜(黄铜)制作赝品,选好后涂以假锈色包浆,或腐蚀后埋入地下,使人看不出器物材质。这时候就需要用光谱仪来进行材质鉴定,通过测量古董中各种元素的含量和比例,可以确定其材质和合金成分。

(1)汝官瓷与仿汝瓷::虽然现代仿汝瓷可以以假乱真,但成分上有区别,

X荧光光谱图是不一样的,有的仿汝瓷含锌量高,有的仿汝瓷含锶量高,古代的成分含量现代人是烧不出来的。

(2)蚁鼻钱:蚁鼻钱是先秦楚国的货币,又叫鬼脸钱,由于是春秋战国时期的,很多考古学家就理所当然地认为是青铜器,经过X荧光高光谱相机的分析,虽然也是铜锡铅合金,但有的含铅量达70%~80%,有的含锡量达68%,含铜量超过50%的,17个样品中只有3枚,这说明蚁鼻钱的配料没有统一的规定,将它归纳到青铜类显然是不妥的。

2. 真伪鉴定

真的与假的,虽然在外表上一样,但在成分上存在着很大的区别。真品的成分是受到当时的矿料、工艺、环境等多种因素的影响,而假品的成分则是受到作伪者的意图、技术、材料等有限因素的制约。因此,通过高光谱相机测量古董中的特征“指纹”元素,可以有效地区分真伪。

(1)汉代白金三品:有人认为汉代白金三品是银的,有人认为是锡铅合金,有人还从合金的组成上推断是锡,经X荧光高光谱相机的分析,结果是铅。

(2)古画:古代用的颜料与现代的是不一样的,美国曾对迭戈在1658年画的奥地利的玛丽安娜皇后的油画进行鉴定,用X荧光光谱分析了画中的白色颜料,用的是铅白和石膏,证明此画是真的,因为1870年以后油画的白色颜料只用钛白。

3. 断源断代鉴定

同一类型的古物,各朝代在制作工艺和配料上是不一样的,反映到成分上是有区别的,可以利用高光谱相机测量古董中元素或微量元素含量的变化规律,从而进行文物的断源断代鉴定。这对于研究古代文化交流和发展有重要意义。

(1)铜镜:汉代普遍使用高锡含铅的青铜镜,唐代在青铜镜中大量加入铅,宋代青铜镜中含铅量极高,达30%以上,并开始加入锌,元以后大量使用白铜镜,明中期后使用黄铜镜,通过X荧光光谱分析就可以推断它们的年代。


(2)骨骼:在恒定的自然环境中,实物自身的变化如果是有规律的,也可以作为时代的标尺。骨骼中的铀(U)含量是随时间的增长而增加,用X荧光光谱测定骸骨中的含铀量,就可以确定其时代。

4. 产地及矿料来源分析

文物通过高光谱相机测量可知其成分,经聚类分析和其他方法的旁证,可确定其产地及其矿料来源。这可为研究先民迁移路线和各种文化之间的关系提供有意义的信息。

(1)尼罗河流域的古陶器:德国的拉德肯(Rathgen)实验室用X荧光光谱分析了尼罗河流域的古陶器,发现一般低质产品各地都有出产,而高质量产品,则来自位于尼罗河中部地底比斯几个中心产地。

(2)高光谱成像技术:高光谱成像技术是一种利用高高光谱相机对文物进行连续的二维或三维扫描,获取文物的空间和光谱信息的技术。高光谱成像技术可以对文物的表面和内部进行无损或微损的检测,获取文物的颜色、纹理、材质、成分、结构等信息,为文物的鉴定、保护和修复提供全面的数据支持。

(2.1)壁画:高光谱成像技术可以对壁画进行全景扫描,获取壁画的色彩、颜料、涂层、修复痕迹等信息,为壁画的保护方案制定和效果评估提供依据。高光谱成像技术还可以对壁画进行多光谱增强处理,使得原来隐蔽或模糊的图像得以清晰呈现,为壁画的艺术欣赏和文化研究提供新的视角。

(2.2)玉器:高光谱成像技术可以对玉器进行表面和内部扫描,获取玉器的色泽、纹理、透明度、杂质、裂纹等信息,为玉器的鉴定、修复和展示提供数据支持。高光谱成像技术还可以对玉器进行多光谱分析,识别玉器中的矿物成分和微量元素,从而判断玉器的产地和年代。

 

高光谱


高光谱成像技术在古董鉴定中的优势

1. 无损或微损

高光谱成像技术不需要对古董进行切割、打磨或取样等破坏性操作,只需要将古董放置在扫描平台上,就可以获取古董的全方位信息,保护了古董的完整性和价值。

2. 快速且全面

高光谱成像技术可以在几分钟内完成对古董的扫描,获取古董的空间和光谱信息,而不需要使用多种仪器进行分别检测。高光谱成像技术还可以对古董进行三维重建,生成古董的立体模型,方便古董的观察和分析。

3. 精确且可视化

高光谱成像技术可以获取古董中每个像素点的连续光谱曲线,反映出古董中元素或微量元素的含量和比例,从而识别出古董的材质和成分。高光谱成像技术还可以将古董中不同颜料或材质的分布范围以不同颜色显示出来,形成一幅彩色图像,增加了古董鉴定的直观性和可视化效果。

 


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