丝绸类文物制品色彩读取的研究进展

黄小萃，沈 洁，钱逸宁，张国华

（1.苏州市职业大学，江苏 苏州 215000；2.苏州丝绸博物馆，江苏 苏州 215000）

丝绸是中国的文化瑰宝之一，历史悠久，因其富丽、雅致的特点广受人们喜爱，在出土的文物纺织品中，相当一部分是丝绸制品，但因基本采用天然染料染色，色彩的保持性有限。织物的颜色具有文化符号属性，对于研究当时当地的文化具有重要的价值与意义，及时、准确地读取丝绸文物的色彩变得尤为重要。然而丝绸文物本身的历史价值与珍稀性，使其不宜被多次触碰或者直接接触，这给颜色的测量提出更高的要求。此外，丝绸纹样的多样性和复杂性给丝织品色彩的测量带来更多困难。因此需要对纺织品色彩体系进行追根溯源，以便于更好地梳理现有色彩读取技术的理论基础；进一步比较现有色彩读取技术的进展与差异，有利于筛选更加适合于丝绸文物色彩修复与复制的技术与方法，为丝绸文物的复原以及数字化复制提供更多研究参考。

1 色彩体系

1.1 传统表色系统

中国传统色彩主要是“五色体系”，由青、赤、黄、白、黑共五大色系构成，我国古代传统染料均来自于天然，主要来自于矿物质、植物以及动物等资源，按照来源可分为矿物染料、植物染料以及动物染料[1]。由此许多传统染料的命名由构成的来源加以描述，例如矿物质染料朱砂、石绿等；有些传统染料则是植物颜色结合色相描述命名，如栀子黄、樱桃红等；还有些以数值排列，如一绿、头青等。总的来说，中国传统色彩色系的分类以及色彩命名具有一定数值附加描述来界定，同时承载着当时当地的人文精神内涵，无法简单地用色相去描述[2]。对于出土的纺织品文物，一般采用基础的色名，例如红、紫、橙、黄、绿、蓝等，再加以深、浅、明、暗等修饰词给予适当的修整。清代的织物，一般保存相对完整，记录色名依然还用清代的色名，如天青、杏黄等[1]。

1.2 现代表色系统

以现代表色系统为中心的色度学研究，从20 世纪30 年代才开始发展起来，研究内容主要以颜色的表示、测量和计算为主，用特定的参数来定量表示颜色，同时根据相应颜色的相关参数，又可以复制出对应的颜色，从而实现颜色评价的量化，这是色度学研究的核心，与传统表色系统在本质上也有许多相似之处。主要的表征体系包括孟塞尔颜色体系、CIE1931-XYZ颜色体系以及CIE1976-lab 颜色体系。孟塞尔颜色体系模型的参数主要有色调H、明度V 和彩度C 共3 个因素构成。CIE1931-XYZ 颜色体系用X、Y、Z 作为3个假想三原色，来代表红、绿、蓝三原色。CIE1976-lab由L*（亮度）、a*（偏红偏绿）、b*（偏黄偏蓝）构成[3]。

2 丝绸类文物色彩获取的意义与难点

2.1 意义

从传统染色的系统以及命名原则可以知道，色彩应用承载的不仅仅是当时当地的技术发展，更多地承载着当时当地的文化水平、生活习俗等，尤其是一些丝绸的经典纹样作品，配色及图案设计精美绝伦，因此色彩的正确获取对于研究丝绸文物的历史文化非常重要。同时，在数字化技术推广的当下，文物的数字化保护得以实现，而颜色的正确表达变得更加具有现实意义。

2.2 难点

2.2.1 出土丝绸文物色彩的复杂性

从文物考古的资料来看，出土现场的丝织物有单一颜色的，但更多的是多种颜色的[4]，或者是不同颜色的丝织物粘连在一起，甚至面料上的染料之间因长期存放或者环境关系，导致染料迁移、沾色等互相影响，尤其是环境的湿度过大、微生物滋生等因素的影响，对于面料上原始颜色影响更大。此外，一些丝绸文物在出土前，处于密闭空间，颜色保存相对较好，但是出土后，由于空气中氧气的存在，可能会出现较快的氧化致变色等情况，导致出土丝绸文物色彩的测量难度提升。

2.2.2 陈列丝绸文物珍稀不可被过多直接接触

蚕丝纤维属于天然蛋白质纤维，陈列中的丝绸文物制品在受到光、热、湿度和微生物等外界条件影响下容易出现腐败变质等现象。例如近些年来发现苏州丝绸博物馆馆藏的明清时代的一些丝绸文物产品也逐渐有染料褪色、纤维发黄等衰败迹象（如图1 所示）。而一些传世珍品更是不适宜直接接触。因此，丝绸文物的颜色获取难于普通纺织品色彩的读取。

图1 丝绸文物局部图（苏州丝绸博物馆提供）

2.2.3 丝绸纹样色彩丰富且细小狭窄色块多

丝绸纹样种类较多，广为流传的有云气纹、龙凤纹、瑞草纹、吉祥纹以及梅兰竹菊等花卉纹[5]。这些丝绸纹样的用色较多，基本都采用提花组织，会出现许多精细的多色纱组成的色块部分，这些给色彩的获取带来难度。以具体的丝绸文物为例，图2 中占据颜色面积较大的土黄色部分可以用分光光度仪直接测得，浅蓝色部分以及亮黄色部分因有较细纹路的色彩部分，无法用分光光度仪在织物上直接测得，考虑到丝绸文物不可被过多直接接触以及不能拆分纱线，可能需要结合其他无损的图像处理技术。

图2 丝绸文物局部图（苏州丝绸博物馆提供）

3 丝绸文物色彩获取方法

针对染色织物或者纱线的色彩读取方法有很多，一般多采用色卡肉眼进行比对。最新的研究主要集中在现代精密仪器分析手段的利用上，包括分光光度计法检测技术、多光谱图像技术、数码图像技术等几个方面。丝绸文物的珍贵性与娇贵性要求色彩的获取方式与普通的纺织品不同，故以是否接触这个核心的要素来对颜色的测量方法进行区分。

3.1 色卡比对—接触式

色卡测量颜色的主要依据目测，针对不同行业领域有不同的色卡，有食品、纺织品、纸制品等。标准色卡的使用，给丝绸文物的色彩获取带来便利，但是色卡对比读取颜色数值受限于使用人的经验等主观因素，且标准色卡基本都印刷于纸质材质之上，与测量载体的构成不同，也可能带来测量偏差，因此针对于文物材质也在出现差别化、专门化的校准色卡。例如，梁金星等[6]依据敦煌彩绘文物的特征，制作了适用于表征敦煌彩绘艺术品的参考色卡。

在纺织品的生产中，主要采用人工测色方法，人工测色是通过人工依据对色样卡来测定颜色之间的差别，通常比对样品和标准色卡上的色差来进行判别。在纺织品颜色测量方面，比如Pantone（潘通）公司便开发有系统完整的纺织色卡。纺织品染色测量时，除了用纸质色卡外，还经常使用的是染织类色卡。最早制作的染织色卡为上海新康颜料号所作，有纱线和面料两册。中国丝绸流行色中心制作的真丝绸面料色卡[7]，包含明清时期的色彩。为了更好地表征古代丝绸传统色彩，许多研究者制作了基于传统染料的染织类色卡，如韦鸾鸾[8]通过分析现有植物染色织物，制作了200 多种植物染料色卡，用于植物染料织品的染色标准比对。中国丝绸博物馆以乾隆年间内务府织染局销算档案为基础，制作了清代乾隆色谱，完成了清代乾隆时期宫廷服饰色彩色卡。

总的来说，丝绸文物的色卡对比依然是目前仍在采用的技术手段。预计在标准化色卡发展的基础上，专业领域的差别化色卡也将不断涌现。

3.2 分光光度仪—接触式

近年来，依赖于现在表色系统建立的计算机测配色系统技术发展较好，在印刷、印染等行业得到广泛应用。计算机测色配色系统以库贝尔卡-蒙克（Kubelka-Munk）理论为光学理论依据，开发的主流软件系统有Datacolor 和X-Rite 等。以计算机测色系统为依托的分光光度仪，是利用光源发射白光照射在被测物体上，其反射光被三棱镜或光栅分离后由光电侦测并计算成各波长的反射率，以此反射率来计算色值或在三度色彩空间的坐标位置[3]。基于文丝绸物出土时测色需要以及陈列文物的不便于移动性，便携式的测色仪更加适合，Datacolor、X-Rite 和Pantone 均有可移动的便携设备。

用分光光度仪直接接触于纺织品表面，读取纺织品的色彩值，结果精确且直观，与人眼看到的色彩最为接近，但是在处理过小尺寸或多色种纺织品时存在困难，尤其当一些丝绸上的色纱较多，且出现狭窄色块时，分光光度仪的测量孔径不一定能够全部满足。近年来，X-Rite 分光光度仪也有非接触式的新产品上市。

3.3 多光谱成像系统—非接触式

多光谱图像技术是一种无损的非接触式色彩读取方法，是通过多光谱成像系统获取多通道图像，其修复质量优于传统获取的RGB 图像[9]，对于文物的颜色具有较好的修复结果。其主要技术优势在于，可以通过光谱记录仪器获取样品上每个像素的颜色，从而能够满足于小尺寸以及多色种的样品测量[10]。同时，多光谱技术记录颜色几乎不受周围环境尤其是光源的影响，因此在文物艺术品数字化复制中具有较大的应用空间[11]。

朱晨青[12]搭建了多光谱图像采集系统，对于织物上狭窄的色块的色彩进行了有效测量。裘柯槟等[13]比较了分光光度法与光谱成像系统在织物色彩测量上的差异性，认为高光谱的成像系统适用范围更广。杨海亮等[14]利用多光谱成像系统对印绘纺织品文物上的颜色进行采集，识别了纺织品文物上的纹理组织以及颜色图案等信息。目前，由于设备昂贵以及技术还不够成熟的原因，多光谱技术在丝绸文物色彩测量上的实际应用还没有全面实施。

3.4 数码采集系统—非接触式

数码采集系统是通过机器视觉的方式进行颜色采集，主要会应用到数码相机、光源、计算机等设备，首先利用数码相机摄像头采集物体的图像，再用软件对图像进行分析得到图像的RGB 颜色空间，将RGB 数值转换为CIEXYZ，再转换为CIELab。目前主要的研究点集中在图像的采集、图像的显示以及模型之间的转换。傅艺扬[15]基于纹理滤波算法对丝绸文物的图像进行预处理，以此来降低丝绸文物纹样的复杂性和表面的多结构性。李俞霏等[16]利用中值滤波法、K-means 聚类算法对织物颜色区域进行划分，确定聚类最佳数目，从而实现了对明代提花织物的色彩提取，获得更加符合丝绸文物本身的色彩空间系统。杨丽梅[17]通过相机多项式模型与显示器GOG 模型处理乾隆色谱染色丝织物图像，以乾隆色卡颜色数据为训练集，以相机的RAW RGB 为响应值，使用三阶多项式模型对相机进行建模，对CIEXYZ 值得到了较好的预测效果。周凯丽[18]利用GOG 模型处理获得的乾隆色谱图像，处理后的图像在显示设备上显示的色彩还原效果更好，为文物数字化提供了色彩读取方面的技术参考。

4 结语

在数字化、智能化技术快速发展的当下，丝绸文物制品的色彩图案采集技术也在飞速发展，整体趋向于无损、快捷、精准的现实要求。尽管各项技术不断涌现，但在实际的颜色测量中，仍需要不断地校准与更新，因此往往采用多种手段联合的方式进行图像色彩的采集。丝绸文物是记录着丝绸历史、艺术、技术的物质符号，对于丝绸传统色彩的读取、保护与应用是丝绸文化活化与创新应用的重要举措。从色卡到现代测色技术以及智能化手段的不断更新与应用，带动着丝绸文物保护的技术水平发展，也推动着传统文化保护与复兴的前进脚步。