下次去博物馆或美术馆时,不妨仔细观察每一幅画。你可能会发现画布表面有裂纹,尤其是年代久远的画作。
你看到的损伤,是辐射能照射画作表面所致;光(可见辐射)会对艺术品造成不可逆的损害。
不过,事情并非无可挽回。我们的最新研究表明,经过优化的智能照明系统能够在保持画作色彩呈现的同时,减少画作损伤。
两难之境
红外线、紫外线和可见辐射对艺术品造成的损害已有充分记录。当光子(一种基本光粒子)被颜料中的色素吸收时,色素分子会跃迁至更高能态。在这种激发态下,分子的化学组成会发生变化。这被称为光化学作用。
从人的视角来看,光化学作用会表现为裂纹、变色或表面硬化。
不出所料,包含红外线和紫外线的日光会严重损害画作。在博物馆中,人们通常使用白炽灯,近些年也使用发光二极管(LED),以减少损害。
然而,一组研究人员发现,无论采用何种照明技术,光都可能导致颜色劣化。梵高著名的《向日葵》中鲜亮的黄色,正因吸收了LED发出的蓝光和绿光而变成深褐色。有关艺术品保护的研究似乎让人觉得,这是一场注定失败的斗争。
当然,你认为最佳的保护方法是完全不见光,这么想是对的。但我们需要光线才能看清画作、欣赏其美。
这让我们陷入两项相互冲突的考量之间:可见度与损害。
优化光照
照明技术本身或许不足以解决这一两难问题。不过,技术的使用方式能够带来改变。
我们解决这一问题的方法基于三个关键事实:
1. 只有被色素吸收时,光才会触发光化学作用
2. 色素的反射因子(即其反射光线的能力)决定了光的吸收量
3. LED等照明设备的光输出(光谱组成和光照强度)可以进行微调。
我们可以测量画作的反射因子,并优化照明以减少光吸收。先前的研究表明,优化光照以减少吸收能够显著降低能耗,同时不会损失视觉体验。与普通白光光源相比,在优化后的光源下,物体看起来同样自然、迷人。
在这项新研究中,我们针对五幅画优化了LED照明,以减少光吸收。我们使用了遗传算法(一种人工智能技术),将光吸收减少了19%至47%。除了有利于保护画作,这种方法还使照明能耗几乎减半。
除了提升可持续性和保护艺术品,画作的色彩质量也是我们优化过程中的另一项考量。我们保持画作的色彩呈现和亮度不变,以免降低人们欣赏艺术品的体验。
这得益于我们视觉系统的一个特性。感光视锥细胞,即视网膜中使人类能够辨别颜色的细胞,对整个可见光谱的敏感程度并不相同。
不同的波长和强度组合,可能在我们的大脑中产生相同的信号。这一认识使我们能够灵活采用不同光源,实现相同的色彩呈现。
这一智能照明系统需要扫描艺术品以获取色彩信息。随后,精密投影系统便会向画作投射经过优化的光线。
这种方法为延长艺术品的寿命提供了解决方案,让《蒙娜丽莎》等举世闻名的作品不必在黑暗中保存。



