館藏壁畫(huà)保護(hù)中紫外熒光成像技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

□張靖研 任亞云/文

館藏壁畫(huà)是我國(guó)重要的歷史文物和文化遺產(chǎn)，其具有較高的歷史文化和科學(xué)藝術(shù)價(jià)值，對(duì)于我們探索歷史文明具有重要的作用和意義。但由于大部分館藏壁畫(huà)制作材料較為脆弱，且保存年代久遠(yuǎn)，容易發(fā)生褪色、錯(cuò)位、缺失、地杖層酥粉、畫(huà)面層污染等問(wèn)題，從而影響其保護(hù)利用價(jià)值?；诖?，本文結(jié)合筆者博物館相關(guān)實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，主要對(duì)館藏壁畫(huà)保護(hù)中紫外熒光成像技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值展開(kāi)探討，希望能夠?yàn)轲^藏壁畫(huà)修復(fù)、保護(hù)和利用工作提供一定的參考。

壁畫(huà)作為我國(guó)重要的歷史文物，其主要是指繪制在歷史建筑物天花板、墻壁、石壁的圖畫(huà)，或者是先行繪畫(huà)于紙張布帛等載體上，然后在張貼、拓印、臨摹到墻壁上的圖畫(huà)。出于對(duì)歷史文物的保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用考慮，當(dāng)壁畫(huà)載體（建筑物）出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定或者周圍環(huán)境威脅到壁畫(huà)安全時(shí)，便需要相應(yīng)的工作人員、技術(shù)人員將壁畫(huà)揭取轉(zhuǎn)移到新的載體或保存環(huán)境中，通常的做法是存放到博物館進(jìn)行陳列、展覽，這便是館藏壁畫(huà)的由來(lái)。因此，館藏壁畫(huà)一般主要來(lái)自于考古發(fā)掘而出的墓葬壁畫(huà)以及揭取搬遷的殿堂壁畫(huà)和石窟壁畫(huà)，也有一部分來(lái)自于文物市場(chǎng)或個(gè)人捐贈(zèng)，在來(lái)源上并不復(fù)雜。但由于古代壁畫(huà)的制作材料（主要為石灰層地杖、泥質(zhì)或石質(zhì)）大多較為脆弱，在揭取、運(yùn)輸、加固修復(fù)、保護(hù)利用等環(huán)節(jié)很容易出現(xiàn)畫(huà)面層破壞或地杖層破損等問(wèn)題，在館藏壁畫(huà)修復(fù)和保護(hù)利用之前，需要我們對(duì)其保存現(xiàn)狀進(jìn)行全面調(diào)查[1]。而光學(xué)調(diào)查法由于具有無(wú)需采樣、不介入、不接觸、對(duì)文物無(wú)破壞等優(yōu)勢(shì)，常被應(yīng)用到館藏壁畫(huà)保護(hù)修復(fù)中，紫外熒光成像技術(shù)更是較為先進(jìn)和常用的一種，這也是我們對(duì)其展開(kāi)探討和分析的重要原因。

1 館藏壁畫(huà)保護(hù)與光學(xué)調(diào)查法的概述

1.1 館藏壁畫(huà)主要病害及保護(hù)修復(fù)

館藏壁畫(huà)的主要病害一般來(lái)源于兩個(gè)方面：一方面，壁畫(huà)在原來(lái)載體、原位上時(shí)受自然環(huán)境因素的影響，被歲月、風(fēng)雨、陽(yáng)光、地下水等侵蝕，從而產(chǎn)生畫(huà)面顏料褪色、畫(huà)面圖案剝落、地杖層酥粉、裂縫、錯(cuò)位、缺失等問(wèn)題；另一層面，來(lái)自于現(xiàn)實(shí)中人為、技術(shù)以及管理等因素的影響，導(dǎo)致館藏壁畫(huà)在揭取、加固修復(fù)或保存利用等過(guò)程中出現(xiàn)了畫(huà)面層破壞或污染、地杖層酥粉，甚至更為嚴(yán)重的斷裂、錯(cuò)位、破損等問(wèn)題。其實(shí)，無(wú)論哪個(gè)方面產(chǎn)生的問(wèn)題，對(duì)館藏壁畫(huà)的保護(hù)利用和歷史文化價(jià)值都會(huì)帶來(lái)不可逆的損失，嚴(yán)重的還會(huì)直接導(dǎo)致館藏壁畫(huà)失去保存和利用價(jià)值。因此，為確保館藏壁畫(huà)的保存利用價(jià)值，我們要在館藏壁畫(huà)清理和保護(hù)修復(fù)之前，全面調(diào)查壁畫(huà)的保存狀況、病害原因、修復(fù)歷史以及損壞程度等，然后才能針對(duì)性采取有效的保護(hù)修復(fù)方案，從而更好地修復(fù)、保護(hù)利用及傳承發(fā)揚(yáng)館藏壁畫(huà)。

1.2 光學(xué)調(diào)查法在館藏壁畫(huà)保護(hù)修復(fù)中的應(yīng)用及發(fā)展

一般而言，壁畫(huà)從原位揭取下來(lái)后會(huì)進(jìn)行修復(fù)加固，在此過(guò)程中會(huì)使用多種粘結(jié)劑、加固劑和修復(fù)材料，進(jìn)入博物館之后，我們需要先行對(duì)這些加固修復(fù)材料進(jìn)行調(diào)查分析，以徹底查清壁畫(huà)病害狀況及原因，同時(shí)科學(xué)評(píng)估這些材料的加固修復(fù)效果，以便于對(duì)館藏壁畫(huà)實(shí)施更好的保護(hù)和利用。而光學(xué)調(diào)查法則是調(diào)查壁畫(huà)病害及加固修復(fù)情況較為常用的科學(xué)方法，其不僅具有無(wú)接觸、無(wú)介入、無(wú)破壞等優(yōu)勢(shì)，且能夠高度還原和分析壁畫(huà)病害及加固修復(fù)情況，可謂是目前最科學(xué)、高效的調(diào)查方式[2]。在光學(xué)調(diào)查法應(yīng)用于館藏壁畫(huà)調(diào)查的早期，X光照相、紅外成像以及斜射光照相等光學(xué)影響技術(shù)應(yīng)用到較為普遍，但隨著技術(shù)的快速發(fā)展，紫外熒光成像技術(shù)以及多光譜技術(shù)等更加先進(jìn)的光學(xué)成像技術(shù)開(kāi)始廣泛應(yīng)用到文物調(diào)查及加固修復(fù)中來(lái)。

2 紫外熒光成像技術(shù)的工作原理

紫外熒光成像技術(shù)應(yīng)當(dāng)先從物質(zhì)吸收紫外線的規(guī)律說(shuō)起，一般情況下可以吸收可見(jiàn)光的物質(zhì)在紫外區(qū)也能夠吸收，且通常很少能通過(guò)紫外區(qū)；但如果是不吸收可見(jiàn)光的物質(zhì)，其在紫外區(qū)的表現(xiàn)可能是吸收、也可能是透明的，而且相對(duì)于紅外線來(lái)說(shuō)，紫外光的穿透力較弱，大多能夠反映物質(zhì)的表面特征、特性。而這種物質(zhì)在紫外光線照射下所產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象，統(tǒng)稱為紫外光致發(fā)光。在具體使用過(guò)程中，我們可以通過(guò)攝像技術(shù)對(duì)紫外光致發(fā)光的亮度分布情況進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄，這種技術(shù)則被稱之為紫外光致發(fā)光攝像。但無(wú)論是紫外光還是紅外光導(dǎo)致的發(fā)光現(xiàn)象，其在發(fā)光時(shí)間上均有長(zhǎng)短之分，根據(jù)時(shí)間長(zhǎng)短又可以將其分為光致熒光和磷光，通常情況下，紫外線照射下的物體，都會(huì)存在熒光與磷光共存在的現(xiàn)象，所以針對(duì)這兩種紫外光致發(fā)光現(xiàn)象并沒(méi)有明確的劃分，一般將紫外光致發(fā)光攝像統(tǒng)一稱之為為紫外熒光攝像。

2.1 紫外熒光成像簡(jiǎn)介

紫外熒光成像應(yīng)用到館藏壁畫(huà)調(diào)查中，一般采用紫外熒光照相的方式，其具體指的是采用紫外光線對(duì)被拍照物體進(jìn)行照射，通過(guò)記錄物體所輻射出的可見(jiàn)熒光亮度，以圖像的方式展現(xiàn)不同程度的影調(diào)或色調(diào)分布情況。一般而言，不同的物質(zhì)在紫外光線激發(fā)下，會(huì)在不同的光區(qū)發(fā)射出熒光（短波紫外區(qū)、長(zhǎng)波紫外區(qū)或近紅外區(qū)等），而且其輻射出熒光強(qiáng)度和能力有一定的差異，所以我們可以通過(guò)數(shù)碼照相的方式將其具體的記錄下來(lái)，這便是紫外熒光成像的主要原理[3]。比如，部分物質(zhì)在可見(jiàn)光照射下可能色調(diào)、影像、光亮強(qiáng)度沒(méi)有明顯的區(qū)別，但它們?cè)谧贤夤饩€照射下可能顯示出不同的熒光，并且它們?cè)谧贤鉄晒庹障嘀袝?huì)顯示出較大的熒光亮度反差，而這種差別正是我們?cè)陴^藏壁畫(huà)材料進(jìn)行調(diào)查、鑒別中所需要的。

2.2 激發(fā)照明技術(shù)

在紫外熒光成像過(guò)程中，長(zhǎng)波或短波紫外線都能夠激發(fā)物體發(fā)射熒光，部分物質(zhì)可能在長(zhǎng)波紫外線照射下熒光較強(qiáng)，部分物質(zhì)則可能在短波紫外線下熒光較強(qiáng)，在紫外熒光攝影時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)物質(zhì)的熒光發(fā)射特性選擇合適的紫外激發(fā)波段，這便是紫外激發(fā)照明技術(shù)。而且紫外激發(fā)照明時(shí)一般要求均勻照明，以便于使物體各個(gè)部分都能受到均勻強(qiáng)度的照射，同時(shí)光源還要盡可能貼近被照射物體，以提升激發(fā)照射的強(qiáng)度。此外，在應(yīng)用紫外線激發(fā)物體發(fā)射熒光時(shí)，應(yīng)盡量選擇不漏光的攝影室，期間還要關(guān)閉室內(nèi)所有可見(jiàn)光源，必要時(shí)還應(yīng)該在紫外燈前增加大型的紫外濾色片，以吸收紫外燈輻射出的有害可見(jiàn)光。

2.3 數(shù)碼紫外熒光成像

早期的紫外熒光照相技術(shù)主要由傳統(tǒng)照相機(jī)、感光片、紫外光源以及激發(fā)濾光鏡、吸收濾光鏡等設(shè)施組成。在這種技術(shù)設(shè)施下進(jìn)行操作，不僅十分繁瑣，且曝光率極高，往往難以取得想要的拍攝效果。而數(shù)碼相機(jī)問(wèn)世之后，以上問(wèn)題便迎刃而解，數(shù)碼相機(jī)感官范圍在400～1200mm之間，其對(duì)短波紫外線不感光，所以在拍攝過(guò)程中無(wú)需擔(dān)心反射的紫外線干擾成像，而且數(shù)碼相機(jī)具備的實(shí)時(shí)拍照和實(shí)時(shí)觀察功能，能夠科學(xué)利用系列曝光方法，以便于及時(shí)調(diào)整接受波段、激發(fā)波段和曝光量，并最終大大提升拍攝成功率以及館藏壁畫(huà)調(diào)查工作效率。

3 館藏壁畫(huà)保護(hù)中紫外熒光成像技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用

由于在館藏壁畫(huà)調(diào)查修復(fù)保護(hù)中，我們需要鑒定分析的物質(zhì)、區(qū)域、病害及原因等均非常多，而紫外熒光激發(fā)照明和成像技術(shù)恰好能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)物質(zhì)和區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確、高效、同步的調(diào)查、分析和鑒定。因此，紫外熒光成像技術(shù)在館藏壁畫(huà)原有物質(zhì)、修復(fù)材料、病害原因、受損程度等多個(gè)方面均有較高的應(yīng)用價(jià)值。

3.1 確定館藏壁畫(huà)的殘損程度

紫外熒光成像技術(shù)應(yīng)用到館藏壁畫(huà)調(diào)查分析中，均是在同步情況下進(jìn)行拍攝，所以拍攝出的同一張影像在不同波段的成像也具有相同的空間位置，而這些不同波段形成的影像，在進(jìn)行正射影像校準(zhǔn)時(shí)均可以采用同一組拍攝和所激發(fā)出熒光的相關(guān)參數(shù)。而且，紫外熒光正射影像與彩色影像正射影像的制作過(guò)程是相同的，兩者之間可以進(jìn)行同位對(duì)比參照，由此也可以判定雙方之間的不同之處。比如，我們?cè)賹?duì)早期修復(fù)加固過(guò)的館藏壁畫(huà)進(jìn)行紫外熒光照相時(shí)，如果該壁畫(huà)整體或局部發(fā)出藍(lán)白色的熒光，這說(shuō)明該壁畫(huà)地杖層在揭取和修復(fù)過(guò)程中進(jìn)行過(guò)加固，而新出土的壁畫(huà)或所制作的空白模擬樣品則不會(huì)透發(fā)出白色、黃白色或藍(lán)白色熒光，究其根本原因在于這些白色熒光亮點(diǎn)主要是修復(fù)中采用的乳膠所激發(fā)。而我們通過(guò)確定這些白色或藍(lán)白色熒光的范圍、明亮程度后，則可以判定館藏壁畫(huà)的受損區(qū)域和大小程度。

3.2 鑒別館藏壁畫(huà)早期的修補(bǔ)痕跡以及殘缺區(qū)域

在館藏壁畫(huà)修復(fù)、加固和封護(hù)保存過(guò)程中，對(duì)壁畫(huà)修補(bǔ)痕跡和殘缺區(qū)域進(jìn)行調(diào)查和鑒別是必不可少的環(huán)節(jié)，只有先行確定壁畫(huà)具體狀況后，才能開(kāi)展一系列后續(xù)工作。畢竟隨著時(shí)間的流逝，對(duì)館藏壁畫(huà)的修復(fù)次數(shù)不斷增加，尤其是在20世紀(jì)60年代揭取而來(lái)的壁畫(huà)，當(dāng)時(shí)的修復(fù)、加固和封護(hù)技術(shù)并不成熟，且缺少相應(yīng)的修復(fù)記錄檔案，在一般情況下很難確定修復(fù)痕跡和具體的殘缺區(qū)域。但是通過(guò)紫外熒光攝像技術(shù)，可以快速、準(zhǔn)確的區(qū)分出修補(bǔ)區(qū)域，并鑒別出當(dāng)時(shí)修復(fù)所用的材料[4]。比如，國(guó)內(nèi)某博物館收藏的一幅唐代托盤(pán)仕女圖壁畫(huà)，出土和揭取時(shí)便破損嚴(yán)重，20世紀(jì)70年代就進(jìn)行了全面修復(fù)，到2005年又對(duì)其支撐體進(jìn)行了更換，并再次進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)主要用料為AC33乳液和石灰膏、沙子等。因此，在紫外熒光成像技術(shù)下，其修補(bǔ)區(qū)域顯示出明顯的紫色，而早期地杖修復(fù)時(shí)使用的材料主要為骨膠、桃膠等加固劑，這些材料在紫外線照射下顯示出黃白色的可見(jiàn)熒光。該仕女圖壁畫(huà)前后兩次修復(fù)所用材料明顯不同，在紫外熒光成像技術(shù)下也顯示明顯的不同，這對(duì)于我們進(jìn)一步修復(fù)保護(hù)壁畫(huà)并建立圖像檔案具有重要的作用和意義。

3.3 調(diào)查與評(píng)估館藏壁畫(huà)的加固封護(hù)情況

目前，我國(guó)博物館中收藏和保存的壁畫(huà)大多在保護(hù)性發(fā)掘的情況下揭取而來(lái)，且收藏和保存時(shí)間一般都在二三十年以上，多是20世紀(jì)搶救來(lái)的文物。針對(duì)這些年限久遠(yuǎn)的壁畫(huà)藏品，調(diào)查其當(dāng)時(shí)的封護(hù)情況和現(xiàn)存狀況，是我們對(duì)其進(jìn)行再次修復(fù)的先決性條件，也是評(píng)估其加固封護(hù)效果的重要措施。一般而言，采用紫外熒光成像技術(shù)，可以清晰地看出是否對(duì)畫(huà)面和顏料層進(jìn)行過(guò)加固封護(hù)[5]。比如，陜西歷史博物館20世紀(jì)50年代收藏的一幅唐代植物壁畫(huà)，在紫外熒光成像技術(shù)下拍攝出的照片顯示壁畫(huà)墨線比較淡，且畫(huà)面層和顏料層顯示出明顯的黃白色熒光，這說(shuō)明壁畫(huà)表面是進(jìn)行過(guò)加固封護(hù)的，且可能使用的是明膠、桃膠之類的材料，這也是早期館藏壁畫(huà)加固封護(hù)較為常用的材料。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，紫外熒光成像技術(shù)是一種非破壞性的光學(xué)調(diào)查方法，其在館藏壁畫(huà)調(diào)查診斷中具有十分廣闊的應(yīng)用前景。尤其是在館藏壁畫(huà)殘損程度鑒定、加固封護(hù)情況調(diào)查以及壁畫(huà)修補(bǔ)痕跡鑒別等領(lǐng)域，其應(yīng)用價(jià)值極高。因此，紫外熒光成像技術(shù)能夠?yàn)轲^藏壁畫(huà)的修復(fù)、保護(hù)和利用提供科學(xué)、有力的支撐，這也是我們?cè)陴^藏壁畫(huà)修復(fù)保護(hù)中必須加強(qiáng)和深入研究的一項(xiàng)重要技術(shù)。■

引用

[1] 王佳,霍曉彤,楊文宗.館藏壁畫(huà)表面污染物的激光清洗初步研究[J].文物保護(hù)與考古科學(xué),2020,32(1):61-69.

[2] 王文華.館藏壁畫(huà)的保護(hù)[J].東方收藏,2021(15):55-56.

[3] 王佳.傳承與發(fā)展——陜西歷史博物館館藏壁畫(huà)保護(hù)修復(fù)的探索之路[J].文物天地,2019(10):62-65.

[4] 趙慧群.古陶瓷保護(hù)修復(fù)科技中的紫外燈熒光檢測(cè)技術(shù)[J].文物天地,2022(5):135-141.

[5] 馬清林,馬瑞文.館藏文物保護(hù)修復(fù)的新特點(diǎn):強(qiáng)化科技分析與價(jià)值保全[J].文物天地,2022(6):4-6.