作者单位
摘要
天津大学建筑学院, 天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室, 天津 300072
馆藏丝绢文物具有极高的历史价值和艺术价值, 但是丝绢材料却极易在展陈照明过程中发生开裂和脆化。 由于红紫外光对于文物照明没有贡献, 因此实现丝绢文物有效照明保护的基础, 是找到评价可见光对于丝绢材料照明损伤度的有效方法。 机械损伤是丝绢文物最主要的光化学损伤形式, 本质上是其内部的分子结构发生了改变, 而常用的色差法和拉曼光谱法均因自身局限性无法有效测取丝绢文物的微观结构。 研究表明红外光谱法适用于测取丝绢文物的微观变化, 且光谱中表征酪氨酸和结晶度的特征信号能够有效反映紫外光对于丝心蛋白结构和性质的影响, 但是两者表征可见光对于丝绢材料照明损伤度的有效性目前仍有待明确。 通过十种窄带光源的辐照实验得到了丝绢文物的光老化样品, 并基于样品的红外光谱分析定义了酪氨酸指数TFTIR和结晶度指数CFTIR两种损伤评价参数。 在使用TFTIR和CFTIR描述可见光对于丝绢样品照明损伤规律的基础上, 进一步分析了两者表征丝绢材料对可见光波长λ和曝光量Q耦合响应的性能。 对Q与TFTIR的相关性分析结果表明: 除595 nm辐照组外(Sig<0.05), Q对TFTIR均无显著影响(Sig>0.05), 说明TFTIR不适合表征丝绢的光照响应度。 对Q与CFTIR的相关性分析结果表明: Q对CFTIR有显著影响(Sig<0.01)且两者相关性很强(|Pearson|>0.9), 说明CFTIR能够有效表征丝绢材料对于Q的响应特性。 对Q与CFTIR的线性回归分析结果表明: 两者虽不适合建立线性回归模型(R2<0.8), 但Q对于CFTIR具有解释性(Sig<0.05); λ对CFTIR的影响有差异但没有突变, 说明CFTIR具有表征丝绢材料对于λ响应特性的潜力。 根据上述分析结论, 使用多项式拟合构建了基于CFTIR的丝绢光照响应度函数f(λ, Q), 拟合评价参数表明该式具有良好的解释性(确定性系数R2>0.8, 误差平方和SSE与均方根误差RMSE均趋于0)。 最终提出了丝绢文物的照明损伤度模型D=∫780380S(λ)f(λ, Q)dλ并选取典型展陈照明光源对其进行了验证, 配对样本T检验的结果(Sig>0.05)表明该模型能够准确计算丝绢文物的照明损伤度。 该研究能够为馆藏丝绢文物的照明损伤评价、 光源损伤判定和照明标准制定提供有效的帮助。
丝绢文物 照明损伤 红外光谱 结晶度指数 评价模型 Silk cultural relics Lighting damage Infrared spectrum Crystallinity index Evaluation model 
光谱学与光谱分析
2023, 43(12): 3930
作者单位
摘要
天津大学建筑学院, 天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室, 天津 300072
丝质文物是博物馆内的重要藏品之一, 具有极高的文化、 艺术、 历史价值。 作为一种性质不稳定的蛋白质有机构成材料, 丝质文物极易受到光学辐射而发生泛黄等色彩损伤, 尤其是在Light Emitting Diode(LED)得到广泛应用的博物馆光环境中。 如何针对馆藏丝质文物色彩损伤进行科学评估是本研究要解决的主要问题。 色差评估法是分析博物馆照明对文物色彩损伤的有效手段, 但是存在相应的局限性, 无法对色彩损伤的诱导期进行评估。 由于文物发生色彩损伤的根本原因在于材料内部分子结构发生光化学反应, 理论上说, 从微观分子层面研究的拉曼光谱法能够更加科学地评估丝质文物色彩损伤。 本研究将拉曼光谱引入博物馆照明领域, 对比色差评估结果验证拉曼光谱色彩损伤评估的可行性和科学性。 通过构成四基色LED的450, 510, 583和650 nm四种窄带光对丝质样品开展长周期照射实验, 分别以CIE L*a*b*色差和拉曼光谱作为评估指标, 计算得到基于两种评估方法的不同窄带光对丝质文物的色彩相对损伤系数, 分别为450 nm:510 nm:583 nm:650 nm=1.00:0.63:0.48:0.32和450 nm:510 nm:583 nm:650 nm=1.00:0.69:0.47:0.27。 结果一方面表明, 两种方法得到的四种窄带光对丝质文物的色彩损伤趋势是一致的, 即450 nm>510 nm>583 nm>650 nm, 波长越短对丝质文物的色彩损伤程度越大, 说明拉曼光谱是一种能够量化评估丝质文物色彩损伤的可行方法; 另一方面表明, 基于拉曼参数计算的色彩相对损伤系数的比例差异更大。 丝质样品的老化过程中存在诱导期。 色差法难以分析丝质样品诱导期的色彩变化, 而拉曼光谱分析则可灵敏地检测出相应的分子结构变化, 包括诱导期。 因此, 拉曼光谱法能够对丝质文物的色彩损伤进行更加科学地评估。 同时, 研究得到的构成LED光谱的四种窄带光对丝质文物色彩相对损伤系数, 可以为这类光源在丝质文物照明中的损伤度评估和博物馆准入评估提供依据。
博物馆照明 丝质文物 色彩损伤 色差 拉曼光谱 Museum lighting Light emitting diode Cultural heritages with silk Color damage Color difference Raman spectroscopy Light Emitting Diode 
光谱学与光谱分析
2021, 41(8): 2474
作者单位
摘要
天津大学建筑学院, 天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室, 天津 300072
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1 440 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=∫780380S(λ)〈0.468exp{-[(λ-462.9)/17.75]2}+0.6279exp{-[(λ-535.1)/12.13]2}+0.813 5exp{-[(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。
文物照明 可见光谱 无机颜料 色差 光谱损伤度 Cultural relics lighting Visible spectrum Inorganic pigments Color difference Spectrum damage 
光谱学与光谱分析
2021, 41(6): 1886
作者单位
摘要
1 天津大学 建筑学院, 天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室, 天津 300072
2 重庆大学 建筑城规学院, 重庆 400044
为得到博物馆照明光源对中国传统淡彩绘画的色彩影响规律, 并确定不同类型中国传统淡彩绘画的最低损害光源, 以3种博物馆典型照明光源作为实验光源, 分组照射中国传统淡彩绘画模型试件, 对模型试件的CIE LAB色度数据进行周期性测量。基于实验数据计算不同周期色差变化值, 并绘制色差随曝光量的周期性衰变曲线。进而对色差值变化数据进行回归分析, 拟合得到不同光源对4种淡彩绘画颜料的相对影响函数公式, 提出不同光源对各类型淡彩绘画的相对影响系数。结果表明: 3种照明光源对工笔淡彩绘画的影响系数为K金卤灯∶K卤钨灯∶KWLED=1.00∶0.92∶0.84; 对小青绿淡彩绘画的影响系数为K金卤灯∶K卤钨灯∶KWLED=2.05∶1.71∶1.65; 对水墨淡彩绘画的影响系数为K金卤灯∶K卤钨灯∶KWLED=1.17∶0.94∶0.91。在淡彩绘画照明保护性照明光源选择时, 应选择RYGB型WLED光源。
中国传统绘画 色彩衰变 光照保护 Chinese traditional painting WLED WLED color decay illumination protection 
发光学报
2018, 39(5): 723
作者单位
摘要
天津大学 建筑学院, 天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室, 天津 300072
为得到构成白光LED光谱的主要单色光对中国传统淡彩绘画色彩的影响规律, 确定不同波长单色光对绘画色彩的量化损伤程度, 进而根据研究结果得到最低损伤白光LED的光谱功率分布, 以构成白光LED光谱的4种主要单色光作为实验光源, 分组照射中国传统淡彩绘画模型试件。在每个照射周期后, 对试件的色彩参数进行检测, 根据检测数据绘制主波长、兴奋纯度、亮度3个参数随总曝光量积累的衰变曲线, 基于曲线分析得到各种淡彩绘画颜料在光照下的色彩衰变规律, 并根据实验数据计算得到4种单色光对绘画色彩主波长的影响关系为482 nm∶510 nm∶583 nm∶650 nm=8 147∶9 067∶9 772∶9 121; 对兴奋纯度的影响关系为482 nm∶510 nm∶583 nm∶650 nm=89 446∶85 250∶76 895∶69 229; 对亮度的影响关系为482 nm∶510 nm∶583 nm∶650 nm=137∶238∶190∶177。
中国传统绘画 光损伤 光照保护 Chinese traditional painting white light emitting diodes(WLED) WLED light damage illumination protection 
发光学报
2017, 38(11): 1545

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