18世纪西班牙塞维利亚San Telmo壁画色彩衰变建模与原态计算研究

推荐：针对18世纪西班牙San Telmo宫殿壁画色彩衰变问题，研究人员通过161个VIS-NIR反射光谱和13个样本的电子显微分析，结合数学建模量化了有机介质降解导致的色偏，证实冷色调更易受老化影响，为文化遗产虚拟修复提供了非侵入性技术支撑。

　　

18世纪西班牙塞维利亚San Telmo宫殿的壁画《圣母荣光》历经三个世纪的风化，其色彩因有机介质降解和烛烟污染发生了显著改变。这种色偏现象在文化遗产保护领域尤为棘手，尤其是冷色调区域出现明显的棕化现象。如何在不破坏原作的前提下精准还原原始色彩，成为横跨艺术史与材料科学的重大挑战。

安达卢西亚历史遗产研究所（IAPH）的研究团队创新性地将光纤可见光-近红外反射光谱（FORS）技术与数学建模相结合，对壁画进行了系统性分析。通过采集161个光学光谱数据和13个样本的扫描电镜（SEM）及傅里叶变换红外光谱（FTIR）数据，研究人员不仅揭示了颜料层与有机介质的相互作用机制，更构建出色彩衰变定量模型。相关成果发表于《Dyes and Pigments》，为文化遗产的"数字修复"提供了新范式。

关键技术包括：1）使用ASD Terraspec便携式分光光度计获取350-2500 nm范围的反射光谱；2）通过SEM-EDX和微区ATR-FTIR分析样本的化学成分；3）基于CIE 1931标准建立色彩坐标校正模型；4）采用Colour-Science Package软件处理光谱数据。

研究结果方面：

1. 绘画材料与技术：鉴定出铅白（Pb₃(CO₃)₂(OH)₂）、朱砂（HgS）、钴玻璃颜料（smalt）等 Baroque时期典型材料，发现颜料层普遍采用"粗颗粒底层+细颗粒表层"的双层结构（70-100 μm+45-60 μm）。

2. 色彩衰变机制：证实色变主要源于蛋白-油性混合介质的黄化，而钴玻璃颜料边界出现的棕变（K/Co元素迁移所致）加剧了蓝绿色区的色偏。白铅参照区的反射光谱显示，短波长区（400-500 nm）光吸收增加18.45%。

3. 校正模型效果：经数学修正后，冷色调区显著改善——蓝色主波长从575 nm移至500 nm以下，绿色区纯度提升；而暖色调（红/黄）因与老化色相近，校正幅度较小。所有颜色亮度（Y值）平均提升15-20%。

4. 感知差异验证：校正前后色坐标在xy平面上的距离（ΔE 2D=0.023-0.029）超出麦克亚当椭圆4倍以上，证实色变已达到人眼可辨程度。

这项研究的意义在于：首次通过VIS-NIR反射光谱的非侵入数据实现了壁画原色的高精度推算，其建立的"双参考系"模型（以白铅为介质衰变参照、以钴玻璃为颜料老化参照）为复杂衰变场景提供了普适性解决方案。更值得关注的是，研究揭示的15%亮度损失规律，为评估巴洛克时期壁画的历史真实性提供了量化标尺。未来，该技术框架可扩展应用于其他受有机介质老化困扰的文化遗产，推动保护工作从"经验修复"迈向"数据驱动修复"的新阶段。