基于光谱分析的彩绘文物照明光源损伤度评价方法

摘要：

光源中的光谱辐射是造成彩绘文物褪色、变色等颜色受损的重要原因,但不同光源的光谱功率分布不同,不同材料对各个波段光谱能量的吸收反射特性各异,导致在相同曝光量下对彩绘文物造成的色彩损伤程度有很大差别,特别是随着光谱构成灵活的LED(light emitting diode)在文物照明中的大量应用,如何对光源进行照明损伤度评价是目前亟待解决的关键问题.本研究在恒温恒湿条件下,以10种不同波段窄带光谱作为实验光源、以17种典型彩绘文物颜料作为实验样本开展累积1440 h的照射实验,以240 h为周期测量样本的CIE L*a*b*色彩参数并转换为色差指标.绘制在10种窄带光谱照射下17种颜料的色差随曝光量变化曲线,基于曲线分析明确不同波段光谱对各类颜料的色彩损伤响应规律,并拟合得到颜料对光谱的响应函数,建立彩绘文物照明光源的光谱损伤度评价公式.研究结果表明:首先,无论在何种波段的光谱照射下,颜料平均色差随着曝光量的增加而增加,但增加幅度越来越小;其次,在相同曝光量下,波长越短的光源对颜料损伤越大,不同峰值波长对颜料色彩的影响比例为447 nm:475 nm:500 nm:519 nm:555 nm:595 nm:624 nm:635 nm:658 nm:733 nm=1.000:1.096:0.816:0.921:0.853:0.777:0.814:0.796:0.706:0.674;第三,基于光谱构成差异的光源损伤度评价公式为D=∫7801380 S(λ)<0.468exp{-[(λ-462.9)/17.75]2}+0.6279exp{-[(λ-535.1)/12.13]2}+0.8135exp{-[(λ-527.7)/463]2}>dλ,当使用光谱仪测得任意光源的相对光谱功率分布函数S(λ)后,将所测数据代入公式便可计算出待测光源的色彩损伤值D,成果可为彩绘文物照明中的光源选择和准入判定提供依据.

关键词：文物照明、可见光谱、无机颜料、色差、光谱损伤度

所属期刊栏目：41

分类号：O433.4(光学)

资助基金：国家自然科学基金;杰出青年科学基金;天津大学北洋青年学者项目

在线出版日期：2021-06-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1886-1890