太平天国侍王府壁画是中国南方壁画的典型代表, 具有重要的历史、 文化和艺术价值。 历史上曾对多幅壁画进行过化学保护, 部分壁画表面形成了一定厚度的有机物涂层, 分析研究壁画保护修复材料成分对于文物保护具有重要的理论和现实意义。 由于文物的珍贵性与不可再生性, 原位无损分析技术的研究和应用是未来文物分析的发展趋势, 基于便携红外光谱仪的反射红外光谱技术是对文物表面材质较为理想的无损分析手段。 利用反射傅里叶变换红外（FTIR）光谱对侍王府壁画的地仗层和表面修复材料涂层进行了现场原位无损分析, 这在我国古代壁画及其保护修复材料分析中属首次。 首先测试了无涂层壁画白色背景位置反射FTIR光谱, 并与标准无机矿物光谱比对确定了壁画地仗层成分主要为方解石和生石膏。 在此基础上, 分析了无涂层和有涂层壁画表面的红外反射特性及地仗层化学成分对表面涂层反射FTIR光谱测试的影响, 探讨了应用Kramers-Kronig（K-K）变换处理数据的可行性, 确定了K-K变换的应用范围, 分析了壁画涂层K-K变换后反射光谱与衰减全反射（ATR）光谱的差异, 并通过显微ATR FTIR光谱和热裂解气相色谱质谱联用（Py-GC/MS）技术分析验证了原位反射FTIR光谱测试结果的可靠性, 扫描电子显微镜（SEM）测量了涂层厚度, 证明不同厚度涂层均能得到可解析的高质量反射FTIR光谱。 最终确定侍王府壁画曾使用过聚醋酸乙烯酯、 聚二甲基硅氧烷和三甲树脂三种高分子材料进行过表面加固, 并得出壁画保存现状和修复材料及涂层厚度有较大关系。 证明了基于反射模式的FTIR光谱技术能准确有效地获取文物表面有机物和部分无机物成分信息。 该方法对表面有机涂层尤为敏感, 是壁画类文物较为理想的无损分析方法, 在壁画保护研究领域具有十分广阔的应用前景。 同时, 该研究弥补了我国壁画类文物表面有机物原位无损分析的不足, 为该领域研究提供了一条新思路。

针对壁画鉴赏中对科学分析方法的需求, 根据光谱成像及光谱分析方法在壁画处理中的特点与优势, 重点讨论了光谱成像技术在壁画鉴赏处理中的应用, 其可以辅助传统的专家经验鉴定方法, 提供更丰富客观的画作信息, 实现作品的鉴赏分析。 光谱成像与分析方法是一类重要的科学分析方法, 因其具有非接触、 破损少甚至无破损、 科学、 准确、 可量化等特点, 可应用于壁画修复、 信息提取、 颜料分析、 特征增强、 鉴赏分析等。 首先, 从技术实现角度出发给出具体的鉴赏应用方向。 然后, 基于光谱特征分析、 主成分分析、 独立分量分析、 相关性判别、 人机交互处理等方法, 对实际观测的韩休墓壁画进行实验处理, 验证技术应用的实验效果, 最后, 结合应用实验提出包括规范化采集、 图谱特征分析、 图谱处理系统等关键技术还需进一步解决。 实验结果表明, 利用光谱成像分析技术可以实现壁画颜料信息的判读, 隐藏信息的提取、 弱信息的增强, 不同属性的分类识别, 同时, 还可以综合特殊需求, 开展画作图谱探索性研究, 如壁画处理中的涂改小孩分析、 画作修复等。

利用显微拉曼光谱技术对河南省济源市一座明代古墓葬出土壁画的颜料以及壁画表面结晶物质进行了分析。通过与标准样品的拉曼光谱相比较，识别出了壁画所使用的红色、绿色、黑色和黄色颜料的显色物相，其中红色颜料为赤铁矿和朱砂，绿色颜料为石绿，黑色颜料为碳黑，黄色颜料为黄赭石，而出现在壁画表面的结晶物为石灰质地仗层中的碳酸钙在地下水作用下，透过颜料层在壁画表面重新结晶而形成的。研究结果表明，显微拉曼光谱是一种高效率的分析方法，非常适合对古墓葬壁画颜料以及相关成分进行鉴别分析。