Daily Archives: 2010年8月12日

蒙娜丽莎的秘密(2)——对油画进行三维体检

《新知客》内部传阅。图片均附有分辨率和版权信息。

尽管目前《蒙娜丽莎》已经受到了最高级别的保护,但是仍然有一块大石头一直悬在罗浮宫博物管的研究馆员心上。前面提到,由于早期保存不当,油画的画板已经发生变形。油画的颜料和清漆层也日益老化,除了发黄之外,还在变脆和开裂。因此,加上底板的变形,颜料脱落的情况危险越来越大。虽然油画已经保存在恒温恒湿的环境中,以防止画板的进一步变形。但是,目前画板具体已经发生了哪些变形、严不严重等等,博物馆的研究馆员都一无所知。

2004年,趁油画准备从方形沙龙搬至万国大厅之际,法国博物馆修复研究中心(Centre de Recherche et de Restauration des musées de France,C2RF)联系了加拿大国家研究委员会(National Research Council Canada,NRC)的研究人员对油画进行身体检查,重点是要了解油画的变形情况——尤其是画板顶缘的那条大裂缝、仔细考察颜料层的开裂情况等。同时,也从艺术史的角度对油画进行考古检查,试图揭示关于这幅油画身世的更多故事。

NRC带领了科学家团队从渥太华来到了巴黎,他们还带来了一个法宝——3D激光扫描仪。借助这个仪器,科学家把油画的高分辨率三维形状数据摄入了电脑。从此,《蒙娜丽莎》就有了一个虚拟3D版本。

3D激光扫描仪是怎么获得真实物体的三维形状数据的呢?

首先,使用激光三角测距技术,可以获得物体表面各点空间位置信息。激光器发出的一束激光遇到物体表面之后,形成一个光斑,它的反射光被摄像头捕获。只要激光器和摄像头的位置和朝向是已知的,就可以根据简单的三角几何关系,确定光斑相对于激光器和摄像头的相对位置。

激光三角测距

激光三角测距(2290 × 1729 无版权保护)

进行三维扫描时,激光在待测物体的表面,每隔一段距离测量一次,就相当于建立了一个覆盖物体表面的网点。只要在一个三维物体的正面、侧面和上面各扫一次,整个物体表面的凹凸数据就以网点的形式全部录入电脑。电脑可以根据这些网点的位置信息,重新构建一个虚拟的三维物体。当然,这些网点越密的话,重构的虚拟物体表面就越光滑。这种3d激光扫描技术已经广泛应用在像《冰河世纪》这样的三维动画电影中。但是用在油画文物上,还是首次。由于《蒙娜丽莎》油画稀世无价,多碰一个手指头都担心不已,对研究造成很大的限制。使用3D激光扫描技术,首先一个好处就是非接触、无损。其次,对一个虚拟版的油画,可以在电脑里面翻来复去地测量,甚至任意切割。而且,这一虚拟3D副本还具有极高的分辨率,可以放大几十倍,检查油画表面的每一个细节。

科学家正在对油画进行3D激光扫描

科学家正在对油画进行3D激光扫描(450 × 600 版权保护 允许非商重用)

NRC的科学家与《蒙娜丽莎》共处了两个晚上,分别扫描了油画的正面、背面和侧面。经过电脑运算所构建的虚拟三维模型由超过3.2亿个多边形组成。也就是说,这个三维模型的分辨率达到了60微米——1毫米的百分之六。

《蒙娜丽莎》的三维虚拟模型

《蒙娜丽莎》的三维虚拟模型(450 × 268 版权保护 允许非商业重用)

不吉利地说,如果真实的《蒙娜丽莎》油画有一天真的毁坏了,在我们人类所创造的数字世界里至少还保存了一个虚拟的三维副本,以供后人进行欣赏。

油画画板的高度图

油画画板的高度图(标尺单位是mm 450 × 592 版权保护 允许非商业重用)


画板的横纵截面

画板的横纵截面(官方视频截图 版权保护 允许非商业重用)

有了这一副本之后,研究人员马上回答了博物馆员关心第一个问题:画板的变形程度如何?通过对油画三维模型的分析,画板表面的高度数据被显示在一个等高图上。就好像地图里的地形图一样。从图中可以看出,整个画板发生了轻微的拱起,最高点位于蒙娜利莎头部的右侧,高度约1 cm左右。这还算是一个令人放心的轻微变形。同时,研究人员没有找到油画哪处有颜料脱落的迹象,这对于已有500多年历史的油画来说可谓大幸。这说明,只要今后能为油画维持一个恒温恒湿的护理环境,它就能够继续保存很长时间。博物馆方面可以放心了。

画板表面的纹路

画板表面的纹路(450 × 664 版权保护 允许非商业重用)

此外,研究人员把油画表面的颜色信息去除,仅仅考察油画的画板形状,揭开了原来被颜色所掩盖了的画板面貌。由画面可见,油画表面的大部分皱折其实是木板本身条纹的反映,而并非表面的颜料由于木板的变形受迫形成的。这又让研究人员再松了一口气。同时,那条从画板顶缘向下延伸了11 cm的裂缝,在画面上也清晰可见。画板上的颜料层仅薄薄地浮现出蒙娜丽莎模糊的轮廓。在蒙娜丽莎左手肘部的缺口,就是1956年的投石事件造成的。此外,在其右手手肘部位又发现了一处修补痕迹。这些信息都是光靠肉眼难以发现的。