絲綢類文物制品色彩讀取的研究進展

黃小萃，沈 潔，錢逸寧，張國華

（1.蘇州市職業大學，江蘇 蘇州 215000；2.蘇州絲綢博物館，江蘇 蘇州 215000）

絲綢是中國的文化瑰寶之一，歷史悠久，因其富麗、雅致的特點廣受人們喜愛，在出土的文物紡織品中，相當一部分是絲綢制品，但因基本采用天然染料染色，色彩的保持性有限?？椢锏念伾哂形幕枌傩?，對于研究當時當地的文化具有重要的價值與意義，及時、準確地讀取絲綢文物的色彩變得尤為重要。然而絲綢文物本身的歷史價值與珍稀性，使其不宜被多次觸碰或者直接接觸，這給顏色的測量提出更高的要求。此外，絲綢紋樣的多樣性和復雜性給絲織品色彩的測量帶來更多困難。因此需要對紡織品色彩體系進行追根溯源，以便于更好地梳理現有色彩讀取技術的理論基礎；進一步比較現有色彩讀取技術的進展與差異，有利于篩選更加適合于絲綢文物色彩修復與復制的技術與方法，為絲綢文物的復原以及數字化復制提供更多研究參考。

1 色彩體系

1.1 傳統表色系統

中國傳統色彩主要是“五色體系”，由青、赤、黃、白、黑共五大色系構成，我國古代傳統染料均來自于天然，主要來自于礦物質、植物以及動物等資源，按照來源可分為礦物染料、植物染料以及動物染料[1]。由此許多傳統染料的命名由構成的來源加以描述，例如礦物質染料朱砂、石綠等；有些傳統染料則是植物顏色結合色相描述命名，如梔子黃、櫻桃紅等；還有些以數值排列，如一綠、頭青等?？偟膩碚f，中國傳統色彩色系的分類以及色彩命名具有一定數值附加描述來界定，同時承載著當時當地的人文精神內涵，無法簡單地用色相去描述[2]。對于出土的紡織品文物，一般采用基礎的色名，例如紅、紫、橙、黃、綠、藍等，再加以深、淺、明、暗等修飾詞給予適當的修整。清代的織物，一般保存相對完整，記錄色名依然還用清代的色名，如天青、杏黃等[1]。

1.2 現代表色系統

以現代表色系統為中心的色度學研究，從20 世紀30 年代才開始發展起來，研究內容主要以顏色的表示、測量和計算為主，用特定的參數來定量表示顏色，同時根據相應顏色的相關參數，又可以復制出對應的顏色，從而實現顏色評價的量化，這是色度學研究的核心，與傳統表色系統在本質上也有許多相似之處。主要的表征體系包括孟塞爾顏色體系、CIE1931-XYZ顏色體系以及CIE1976-lab 顏色體系。孟塞爾顏色體系模型的參數主要有色調H、明度V 和彩度C 共3 個因素構成。CIE1931-XYZ 顏色體系用X、Y、Z 作為3個假想三原色，來代表紅、綠、藍三原色。CIE1976-lab由L*（亮度）、a*（偏紅偏綠）、b*（偏黃偏藍）構成[3]。

2 絲綢類文物色彩獲取的意義與難點

2.1 意義

從傳統染色的系統以及命名原則可以知道，色彩應用承載的不僅僅是當時當地的技術發展，更多地承載著當時當地的文化水平、生活習俗等，尤其是一些絲綢的經典紋樣作品，配色及圖案設計精美絕倫，因此色彩的正確獲取對于研究絲綢文物的歷史文化非常重要。同時，在數字化技術推廣的當下，文物的數字化保護得以實現，而顏色的正確表達變得更加具有現實意義。

2.2 難點

2.2.1 出土絲綢文物色彩的復雜性

從文物考古的資料來看，出土現場的絲織物有單一顏色的，但更多的是多種顏色的[4]，或者是不同顏色的絲織物粘連在一起，甚至面料上的染料之間因長期存放或者環境關系，導致染料遷移、沾色等互相影響，尤其是環境的濕度過大、微生物滋生等因素的影響，對于面料上原始顏色影響更大。此外，一些絲綢文物在出土前，處于密閉空間，顏色保存相對較好，但是出土后，由于空氣中氧氣的存在，可能會出現較快的氧化致變色等情況，導致出土絲綢文物色彩的測量難度提升。

2.2.2 陳列絲綢文物珍稀不可被過多直接接觸

蠶絲纖維屬于天然蛋白質纖維，陳列中的絲綢文物制品在受到光、熱、濕度和微生物等外界條件影響下容易出現腐敗變質等現象。例如近些年來發現蘇州絲綢博物館館藏的明清時代的一些絲綢文物產品也逐漸有染料褪色、纖維發黃等衰敗跡象（如圖1 所示）。而一些傳世珍品更是不適宜直接接觸。因此，絲綢文物的顏色獲取難于普通紡織品色彩的讀取。

圖1 絲綢文物局部圖（蘇州絲綢博物館提供）

2.2.3 絲綢紋樣色彩豐富且細小狹窄色塊多

絲綢紋樣種類較多，廣為流傳的有云氣紋、龍鳳紋、瑞草紋、吉祥紋以及梅蘭竹菊等花卉紋[5]。這些絲綢紋樣的用色較多，基本都采用提花組織，會出現許多精細的多色紗組成的色塊部分，這些給色彩的獲取帶來難度。以具體的絲綢文物為例，圖2 中占據顏色面積較大的土黃色部分可以用分光光度儀直接測得，淺藍色部分以及亮黃色部分因有較細紋路的色彩部分，無法用分光光度儀在織物上直接測得，考慮到絲綢文物不可被過多直接接觸以及不能拆分紗線，可能需要結合其他無損的圖像處理技術。

圖2 絲綢文物局部圖（蘇州絲綢博物館提供）

3 絲綢文物色彩獲取方法

針對染色織物或者紗線的色彩讀取方法有很多，一般多采用色卡肉眼進行比對。最新的研究主要集中在現代精密儀器分析手段的利用上，包括分光光度計法檢測技術、多光譜圖像技術、數碼圖像技術等幾個方面。絲綢文物的珍貴性與嬌貴性要求色彩的獲取方式與普通的紡織品不同，故以是否接觸這個核心的要素來對顏色的測量方法進行區分。

3.1 色卡比對—接觸式

色卡測量顏色的主要依據目測，針對不同行業領域有不同的色卡，有食品、紡織品、紙制品等。標準色卡的使用，給絲綢文物的色彩獲取帶來便利，但是色卡對比讀取顏色數值受限于使用人的經驗等主觀因素，且標準色卡基本都印刷于紙質材質之上，與測量載體的構成不同，也可能帶來測量偏差，因此針對于文物材質也在出現差別化、專門化的校準色卡。例如，梁金星等[6]依據敦煌彩繪文物的特征，制作了適用于表征敦煌彩繪藝術品的參考色卡。

在紡織品的生產中，主要采用人工測色方法，人工測色是通過人工依據對色樣卡來測定顏色之間的差別，通常比對樣品和標準色卡上的色差來進行判別。在紡織品顏色測量方面，比如Pantone（潘通）公司便開發有系統完整的紡織色卡。紡織品染色測量時，除了用紙質色卡外，還經常使用的是染織類色卡。最早制作的染織色卡為上海新康顏料號所作，有紗線和面料兩冊。中國絲綢流行色中心制作的真絲綢面料色卡[7]，包含明清時期的色彩。為了更好地表征古代絲綢傳統色彩，許多研究者制作了基于傳統染料的染織類色卡，如韋鸞鸞[8]通過分析現有植物染色織物，制作了200 多種植物染料色卡，用于植物染料織品的染色標準比對。中國絲綢博物館以乾隆年間內務府織染局銷算檔案為基礎，制作了清代乾隆色譜，完成了清代乾隆時期宮廷服飾色彩色卡。

總的來說，絲綢文物的色卡對比依然是目前仍在采用的技術手段。預計在標準化色卡發展的基礎上，專業領域的差別化色卡也將不斷涌現。

3.2 分光光度儀—接觸式

近年來，依賴于現在表色系統建立的計算機測配色系統技術發展較好，在印刷、印染等行業得到廣泛應用。計算機測色配色系統以庫貝爾卡-蒙克（Kubelka-Munk）理論為光學理論依據，開發的主流軟件系統有Datacolor 和X-Rite 等。以計算機測色系統為依托的分光光度儀，是利用光源發射白光照射在被測物體上，其反射光被三棱鏡或光柵分離后由光電偵測并計算成各波長的反射率，以此反射率來計算色值或在三度色彩空間的坐標位置[3]?；谖慕z綢物出土時測色需要以及陳列文物的不便于移動性，便攜式的測色儀更加適合，Datacolor、X-Rite 和Pantone 均有可移動的便攜設備。

用分光光度儀直接接觸于紡織品表面，讀取紡織品的色彩值，結果精確且直觀，與人眼看到的色彩最為接近，但是在處理過小尺寸或多色種紡織品時存在困難，尤其當一些絲綢上的色紗較多，且出現狹窄色塊時，分光光度儀的測量孔徑不一定能夠全部滿足。近年來，X-Rite 分光光度儀也有非接觸式的新產品上市。

3.3 多光譜成像系統—非接觸式

多光譜圖像技術是一種無損的非接觸式色彩讀取方法，是通過多光譜成像系統獲取多通道圖像，其修復質量優于傳統獲取的RGB 圖像[9]，對于文物的顏色具有較好的修復結果。其主要技術優勢在于，可以通過光譜記錄儀器獲取樣品上每個像素的顏色，從而能夠滿足于小尺寸以及多色種的樣品測量[10]。同時，多光譜技術記錄顏色幾乎不受周圍環境尤其是光源的影響，因此在文物藝術品數字化復制中具有較大的應用空間[11]。

朱晨青[12]搭建了多光譜圖像采集系統，對于織物上狹窄的色塊的色彩進行了有效測量。裘柯檳等[13]比較了分光光度法與光譜成像系統在織物色彩測量上的差異性，認為高光譜的成像系統適用范圍更廣。楊海亮等[14]利用多光譜成像系統對印繪紡織品文物上的顏色進行采集，識別了紡織品文物上的紋理組織以及顏色圖案等信息。目前，由于設備昂貴以及技術還不夠成熟的原因，多光譜技術在絲綢文物色彩測量上的實際應用還沒有全面實施。

3.4 數碼采集系統—非接觸式

數碼采集系統是通過機器視覺的方式進行顏色采集，主要會應用到數碼相機、光源、計算機等設備，首先利用數碼相機攝像頭采集物體的圖像，再用軟件對圖像進行分析得到圖像的RGB 顏色空間，將RGB 數值轉換為CIEXYZ，再轉換為CIELab。目前主要的研究點集中在圖像的采集、圖像的顯示以及模型之間的轉換。傅藝揚[15]基于紋理濾波算法對絲綢文物的圖像進行預處理，以此來降低絲綢文物紋樣的復雜性和表面的多結構性。李俞霏等[16]利用中值濾波法、K-means 聚類算法對織物顏色區域進行劃分，確定聚類最佳數目，從而實現了對明代提花織物的色彩提取，獲得更加符合絲綢文物本身的色彩空間系統。楊麗梅[17]通過相機多項式模型與顯示器GOG 模型處理乾隆色譜染色絲織物圖像，以乾隆色卡顏色數據為訓練集，以相機的RAW RGB 為響應值，使用三階多項式模型對相機進行建模，對CIEXYZ 值得到了較好的預測效果。周凱麗[18]利用GOG 模型處理獲得的乾隆色譜圖像，處理后的圖像在顯示設備上顯示的色彩還原效果更好，為文物數字化提供了色彩讀取方面的技術參考。

4 結語

在數字化、智能化技術快速發展的當下，絲綢文物制品的色彩圖案采集技術也在飛速發展，整體趨向于無損、快捷、精準的現實要求。盡管各項技術不斷涌現，但在實際的顏色測量中，仍需要不斷地校準與更新，因此往往采用多種手段聯合的方式進行圖像色彩的采集。絲綢文物是記錄著絲綢歷史、藝術、技術的物質符號，對于絲綢傳統色彩的讀取、保護與應用是絲綢文化活化與創新應用的重要舉措。從色卡到現代測色技術以及智能化手段的不斷更新與應用，帶動著絲綢文物保護的技術水平發展，也推動著傳統文化保護與復興的前進腳步。