藝術(shù)品修復(fù)需要穩(wěn)定的雙手和敏銳的眼光。幾個(gè)世紀(jì)以來，修復(fù)師們通過識(shí)別需要修補(bǔ)的區(qū)域，然后調(diào)配精確的色調(diào)進(jìn)行局部填補(bǔ)來完成畫作修復(fù)。通常，一幅畫可能包含數(shù)千個(gè)需要單獨(dú)處理的微小區(qū)域，修復(fù)工作可能耗時(shí)數(shù)周甚至超過十年。
近年來，數(shù)字修復(fù)工具為創(chuàng)建原始畫作的虛擬修復(fù)版本提供了新途徑。這些工具利用計(jì)算機(jī)視覺、圖像識(shí)別和色彩匹配技術(shù)，能夠相對快速地生成畫作的“數(shù)字化修復(fù)”版本。然而，直到現(xiàn)在，數(shù)字修復(fù)仍無法直接應(yīng)用于原作。
在《自然》雜志發(fā)表的一篇論文中，麻省理工學(xué)院機(jī)械工程研究生亞歷克斯·卡奇金提出了一種新方法，可以將數(shù)字修復(fù)直接應(yīng)用于原始畫作。修復(fù)內(nèi)容被打印在超薄聚合物薄膜上，形成一種可對齊并附著于原作的“蒙版”，且易于移除?？ㄆ娼鸨硎?，蒙版的數(shù)字文件可以保存下來，供未來的修復(fù)師參考，以了解畫作修復(fù)的具體細(xì)節(jié)。
“由于保留了所用蒙版的數(shù)字記錄，一百年后，當(dāng)其他人處理這幅畫時(shí)，他們將非常清楚地知道當(dāng)時(shí)做了什么修復(fù)工作，”卡奇金說，“這在文物保護(hù)史上是從未有過的?！?/p>
作為演示，他將這種方法應(yīng)用于一幅嚴(yán)重受損的15世紀(jì)油畫。該方法自動(dòng)識(shí)別出5,612個(gè)需要修復(fù)的區(qū)域，并使用57,314種不同顏色進(jìn)行填補(bǔ)。整個(gè)過程僅耗時(shí)3.5小時(shí)，據(jù)他估計(jì)，這比傳統(tǒng)修復(fù)方法快了約66倍。
卡奇金承認(rèn)，與任何修復(fù)項(xiàng)目一樣，這種方法也涉及倫理問題，即修復(fù)后的版本是否能恰當(dāng)體現(xiàn)藝術(shù)家的原始風(fēng)格和意圖。他強(qiáng)調(diào)，新方法的應(yīng)用需要與熟悉畫作歷史和背景的修復(fù)師共同商討。
“許多受損藝術(shù)品被存放在倉庫中，可能永遠(yuǎn)無法展出，”卡奇金說，“希望這種新方法能讓更多藝術(shù)品重見天日，這將是我最大的欣慰?！?/p>
數(shù)字連接
這項(xiàng)修復(fù)技術(shù)最初源于一個(gè)業(yè)余項(xiàng)目。2021年，卡奇金在前往麻省理工學(xué)院攻讀機(jī)械工程博士學(xué)位途中，沿東海岸自駕旅行，并特意參觀了多家藝術(shù)畫廊。
“我從小就對藝術(shù)充滿興趣，”卡奇金說，他平時(shí)會(huì)用傳統(tǒng)手繪技術(shù)修復(fù)畫作作為愛好。在參觀畫廊時(shí)，他意識(shí)到展出的作品只是館藏的一小部分，許多藝術(shù)品因老化或損壞而被存放起來，需要大量時(shí)間進(jìn)行修復(fù)。
“修復(fù)畫作很有趣，坐下來填補(bǔ)細(xì)節(jié)是一個(gè)愉快的夜晚，”卡奇金說，“但這個(gè)過程非常緩慢?！?/p>
他了解到，數(shù)字工具可以顯著加快修復(fù)速度。研究人員開發(fā)的人工智能算法能夠快速處理大量數(shù)據(jù)，通過學(xué)習(xí)視覺數(shù)據(jù)中的關(guān)聯(lián)，生成與藝術(shù)家風(fēng)格或時(shí)代特征高度吻合的數(shù)字化修復(fù)版本。然而，這些數(shù)字修復(fù)通常只能以虛擬形式展示或單獨(dú)打印，無法直接用于原作修復(fù)。
“這讓我思考：如果我們能先數(shù)字化修復(fù)畫作，再將結(jié)果物理化呈現(xiàn)，就能解決傳統(tǒng)手工修復(fù)的許多痛點(diǎn)?！笨ㄆ娼鹫f。
“對齊與修復(fù)”
在這項(xiàng)新研究中，卡奇金開發(fā)了一種將數(shù)字修復(fù)直接應(yīng)用于原作的方法。他使用了一幅15世紀(jì)的油畫作為實(shí)驗(yàn)對象，這幅畫是他剛到麻省理工學(xué)院時(shí)獲得的。新方法首先采用傳統(tǒng)技術(shù)清潔畫作，并清除過去的修復(fù)痕跡。
“這幅畫已有近600年歷史，經(jīng)歷過多次修復(fù)，”他說，“這次清理掉了大量覆蓋層，以還原畫作原始狀態(tài)?！?/p>
清潔完成后，他對畫作進(jìn)行了掃描，包括顏料褪色或剝落的區(qū)域。隨后，他利用現(xiàn)有的人工智能算法分析掃描結(jié)果，生成畫作原始狀態(tài)的虛擬版本。
接著，卡奇金開發(fā)了一款軟件，繪制出原作需要填補(bǔ)的區(qū)域及所需顏色的精確圖譜。這張圖譜被轉(zhuǎn)化為實(shí)體雙層蒙版，打印在聚合物薄膜上。第一層為彩色墨水，第二層為相同圖案的白色墨水。
“為了完整呈現(xiàn)色彩，需要同時(shí)使用白色和彩色墨水，”卡奇金解釋道，“如果兩層未對齊，效果會(huì)非常明顯。因此，我還開發(fā)了一些基于人類色彩感知的計(jì)算工具，以確定實(shí)際可修復(fù)的最小區(qū)域?！?/p>
卡奇金使用高精度商用噴墨打印機(jī)打印蒙版的兩層，手工對齊后通過傳統(tǒng)清漆噴霧固定在原作上。這種薄膜材料可以用文物保護(hù)級溶劑輕松溶解，便于修復(fù)師隨時(shí)查看原始受損狀態(tài)。蒙版的數(shù)字文件也可保存為修復(fù)記錄的詳細(xì)檔案。
對于實(shí)驗(yàn)畫作，該方法僅用幾小時(shí)就填補(bǔ)了數(shù)千處缺損。“幾年前，我修復(fù)一幅巴洛克風(fēng)格的意大利畫作，缺損數(shù)量相當(dāng)，花了九個(gè)月的業(yè)余時(shí)間，”他回憶道，“缺損越多，這種方法的優(yōu)勢越明顯。”
他估計(jì)，新方法的速度比傳統(tǒng)手繪修復(fù)快幾個(gè)數(shù)量級。但他強(qiáng)調(diào)，如果這種方法被廣泛采用，修復(fù)師必須參與每個(gè)步驟，以確保最終作品符合藝術(shù)家的風(fēng)格和意圖。
“我們需要深入探討這一過程中涉及的倫理挑戰(zhàn)，確保其應(yīng)用方式符合文物保護(hù)原則，”他說，“我們正在建立一個(gè)方法開發(fā)框架。隨著更多人的參與，未來會(huì)出現(xiàn)更精確的修復(fù)技術(shù)。”
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