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引言:
4 月20日谷雨節氣之際,我們迎來了第十六個聯合國中文日;緊隨其后的4月23日世界讀書日,則進一步凸顯了文字與閱讀對人類文明的意義。近年來,隨著“中文熱”在全球的持續升溫,國家主席多次強調“掌握一種語言就是掌握了通往一國文化的鑰匙”,倡導通過語言學習推動文明互鑒。漢字作為中華文明的重要載體,其研究價值日益凸顯。
在這一背景下,中文不僅是溝通的橋梁,更是歷史與文化的載體——而如何借助現代科技手段破解古老文字中的文明密碼。然而,許多珍貴的古代文獻因年代久遠、保存環境惡劣,導致文字褪色、污損甚至完全湮沒,傳統手段難以有效提取信息。高光譜成像技術憑借其“圖譜合一”的獨特優勢,正在成為墨書古文字研究領域的革命性工具,為文化遺產保護、歷史文獻研究及數字化存檔提供強有力的技術支撐。
光譜匹配后可見光-近紅外光譜數據
墨書題記部分可見光圖像
高光譜成像技術通過捕捉物體在不同波段的光譜信息,能夠識別人眼無法察覺的細微差異。在古文字研究領域,這一技術展現出獨特優勢:許多古代墨書文字因年代久遠或保存不當,文字褪色、湮沒,傳統RGB成像難以識別。高
光譜成像可通過光譜差異區分墨跡與背景,即使墨色極淡或與紙張顏色接近,也能被精準提
取。
案例:研究團隊利用400-1000nm高光譜相機對一批宋代寫本進行掃描,成功復原了戰國竹簡上被蟲蛀覆蓋的批注文字,為研究宋代文人交流提供了新線索。清代《論道圖》的褪色題跋 ,通過高譜數據+LeNet-5卷積神經網絡識別 ,正確率達70.8%案例:
隱藏文字的發現與提取
部分古籍因后人修改、重裱或疊加書寫,表層文字掩蓋了原始內容。高光譜成像通過穿透性分析(如近紅外波段)可“透視”表層墨跡,分離多層信息。案例:中國佛學院一塊被白色物質涂抹的木板墨書 ,經高譜技術處理后 ,不僅清晰還原了可見部分“承……炎火且……卸背……民人息兵得道” ,還揭示了被遮蓋的文字“系專……農樂且近系有樂”
中國佛學院文物木板墨書-(a)原始木板(b)經過處理后的圖像
墨料成分的非接觸分析
不同朝代、地區的墨料配方差異會反映在光譜特征上。高光譜技術可無損檢測墨跡的光譜曲線,輔助斷代和真偽鑒定。
案例:中國絲綢博物館通過高光譜數據比對,確認一批疑似唐代佛經的用墨與已知唐代樣本光譜高度吻合,為斷代提供了科學依據。
玻璃上不同品牌筆墨跡樣品透過率曲線;(b)紙上不同品牌筆墨跡樣品反射率曲線
高光譜成像技術的核心優勢
相較于傳統多光譜或X射線熒光(XRF)等技術,高光譜成像在古文字研究中具備不可替代的優勢:高分辨率光譜數據:可區分墨跡中微妙的成分差異(如松煙墨vs.油煙墨)。非接觸、無損檢測:避免對脆弱文物造成物理損傷,符合文物保護倫理。
高效大面積掃描:配合推掃式成像系統,可快速完成整卷竹簡或大幅書畫的數字化。
典型設備推薦:
可見-近紅外(VNIR)高光譜成像相機(400-1000nm):適用于大多數紙質、絹本文獻。
短波紅外(SWIR)高光譜成像系統(900-1700nm):對碳基墨跡穿透力更強,適合多層文字分析。
手持式高光譜成像相機:適合野外考古或博物館現場檢測,如敦煌研究院使用的移動式設備。
結語:科技讓文明歷久彌新
從聯合國中文日到世界讀書日,從“漢語熱”到高光譜成像的突破,我們看到的是一條以技術守護文明、以語言連通世界的路徑。當古老的墨書文字在光譜分析中重獲新生,它們不僅是歷史的碎片,更是構建人類命運共同體的文化基石。
長壽佛唐卡
高光譜成像技術正以“無損、精準、高效”的特點,重新定義古文字研究的方式。隨著設備小型化、成本降低,該技術將從學術圈走向更廣泛的市場,助力文物保護、文化傳播乃至商業開發。對于高光譜行業從業者而言,古文字領域不僅是一個高價值應用場景,更是展現技術社會影響力的絕佳窗口。
未來,隨著更多跨界合作的展開,科技與人文的共振必將為全球文明互鑒注入更強動力。萊森光學期待更多機構與企業攜手,讓科技之光繼續照亮文明的記憶。
便攜式高光譜成像系統 iSpecHyper-VS300
全靶面高成像質量光學設計,物鏡接口為標準C-Mount,可根據用戶需求更換物鏡。是一款操作簡單、配置靈活便攜式高光譜成像系統,采用了芯片鍍膜漸變分光內推掃原理,系統集成高性能數據采集與分析處理系統,采用了獨有高光通量分光設計、全靶面高成像質量光學設計,信噪比靈敏度高、大靶面探測器、高像質等特點。廣泛應用于公安刑偵、物證鑒定、精準農林、遙感遙測、 工業檢測、 醫學醫療、采礦勘探等各領域。