一种彩绘文物颜料无损照明光源的研制方法技术

本发明专利技术公开了一种彩绘文物颜料无损照明光源的研制方法，包括步骤：(1)、制备窄带LED光源；(2)、制备颜料文物模拟样本；(3)、构建颜料变色响应光波长数据库；(4)、确定彩绘文物所用颜料类别；(5)、确定对文物颜色影响最小的光波长；(6)、构建照明光源。本发明专利技术研制彩绘文物无损照明高显色性光源，为文物的高质量安全照明提供支撑。提供支撑。提供支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种彩绘文物颜料无损照明光源的研制方法


[0001]本专利技术属于光源研制领域，具体涉及一种彩绘文物颜料无损照明光源的研制方法。

技术介绍

[0002]我国彩绘文物的保护事业正面临十分严峻的形势，大量具有重大历史价值的彩绘文物，出现了严重的变色病害，正以不可逆的方式加速消亡。在众多因素中，光是彩绘文物颜色变化的重要诱因之一。在光照作用下，一些文物颜料将发生光催化反应，产生化学成分的变化，进而引起文物颜色的变化。
[0003]为保护文物免遭破坏，越来越多的文博机构开始关注光照对文物的影响。但目前的做法多是让大量珍贵的彩绘文物，常年沉睡在黑暗的库房中。如莫高窟每年仅开放四十余个洞窟，不及全部洞窟的十分之一，其余的常被深锁幽闭，使得大量彩绘文物不能展现到民众面前。此外，开放洞窟的彩绘文物在游览时，由导游采用冷光手电筒照明，不能将彩绘文物的全貌很好地展现给民众，这严重制约了文物资源的交互共享，限制了文物资源的高效利用。
[0004]为此，探究光线引起彩绘文物颜料变色的规律，研制用于彩绘文物照明的无损光源，既是避免文物遭光照破坏，助其延年益寿的重要途径，又是促进文物资源高效共享，弘扬和传承历史文化的必然要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种彩绘文物颜料无损照明光源的研制方法，以解决上述问题。
[0006]一种彩绘文物颜料无损照明光源的研制方法，包括以下步骤：
[0007]步骤(1)、准备若干个不透明的罩壳和不同波长的若干个窄带LED灯珠，每个罩壳内腔顶部对应放置一个灯珠，制成窄带LED光源；并测试得到各灯珠的光谱功率分布；
[0008]步骤(2)、选取彩绘文物中常用的若干种颜料，制成颜料文物模拟样本；将颜料文物模拟样本放置在各灯珠下，测量模拟样本颜色数据并计算其色差变化；
[0009]步骤(3)、针对选取的颜料，重复步骤(2)，逐一获得该种颜料在各光波长下的颜色的色差变化，对色差最大的光波长进行数据记录，构建颜料变色响应光波长数据库；
[0010]步骤(4)、针对需要设计照明光源的彩绘文物，采集并分析其可见光谱图像，确定彩绘文物所用的颜料类别；
[0011]步骤(5)、将步骤(4)得到的需要设计照明光源的彩绘文物所用的颜料代入至颜料变色响应光波长数据库，搜索将引起彩绘文物颜料变色的光波段，摒弃有害波段，得到余下的n个LED光源的光谱功率，用于彩绘文物无损照明的光源构建；
[0012]步骤(6)、设余下n个LED光谱功率分布分别为s
i
(λ)(i＝1,2,
…
,n)，设x
i
为各LED发出功率的百分比，余下n个LED光源组成的光源的光谱功率分布为：
[0013][0014]以色温和显色指数为限制条件，构建最优化问题求解得到彩绘文物无损照明光源，优化函数为：
[0015][0016]其中，g(x1,x2,
…
,x
n
)为显色指数；f(x1,x2,
…
,x
n
)为相关色温。
[0017]作为上述方案进一步的优选：
[0018]所述步骤(2)中彩绘文物中的颜料包括：铁红、赭石、辰砂、朱砂、朱膘、银朱、铅丹、绛矾、岩岱赭、胭脂；石黄、雌黄、密陀僧、雄黄、藤黄、黄赭石、土黄；石绿、铜绿、氯铜矿、水氯铜矿、绿青；石青、青金石、靛蓝、群青、花青；二氧化铅、炭黑、铁黑，黑辰砂，瓦灰；石膏、白垩、滑石、方解石、蛤粉、云母粉、水晶末、高岭土、铅粉、白翠末；金粉、银粉。
[0019]作为上述方案进一步的优选：
[0020]所述步骤(2)中颜料文物模拟样本的制备方法为：
[0021]将选取的颜料制成粉末状固体颜料颗粒，加入至制成的胶液中，调制均匀后备用；
[0022]以胶结材料分散细泥沙和成泥，涂抹在揭去装裱纸的工业纸板上；以石膏为白粉层涂布于细泥层上；将用胶液分散的颜料涂布在白粉层上，制成颜料文物模拟样本。
[0023]作为上述方案进一步的优选：
[0024]所述胶液的制备过程为：将10％的固体明胶加入40％的常温水中浸泡搅拌，待膨胀溶解后添加50％的70℃温水继续搅拌，直至完全溶解。
[0025]作为上述方案进一步的优选：
[0026]所述步骤(2)中采用分光光度计，测量模拟样本在120小时内、每间隔24小时、D65光源和10度视场下的CIE 1976L*a*b*均匀颜色空间数据；并采用CIELAB色差公式测量样本颜色变化的色差。
[0027]本专利技术的有益效果：研制彩绘文物无损照明高显色性光源，为文物的高质量安全照明提供支撑，具体如下：
[0028](1)、本专利技术方法的实现过程为：首先，收集各可见光波长的窄带LED灯珠，通过电路设计与开发，研制试验用照明装置，得到N个灯珠组成的光源的光谱功率分布；收集我国彩绘文物常用的颜料种类，依据古代彩绘文物绘制工艺，制备彩绘文物颜料模拟样本；然后，用枚举法研究可见光波长对我国彩绘文物颜料颜色的影响规律，进行记录和建模后，建立彩绘文物颜料变色的响应光波长数据库；再然后，针对需要设计光源的彩绘文物，识别并确定该彩绘文物的颜料类别，将获得的颜料类别对应到数据库中，筛选得到适用于该彩绘文物的波段；最后，利用得到n个的波段数据构建光源，再用色温和显色指数这2个指标对光源进行优化，得到最终需要的照明光源。
[0029](2)、本专利技术的方法研制出我国彩绘文物无损照明的高显色性光源，为彩绘文物的延年益寿提供技术支撑，为文物资源的交互共享，提供更好的安全可靠的展示手段。本专利技术
提出彩绘文物无损照明光源构建方法，建立非连续光谱生成白光的方法，研制彩绘文物无损照明高显色性光源，为彩绘文物的高质量安全照明提供支撑。
[0030](3)、本专利技术获得照明光源后，通过标准观察者评价光源照射在彩绘文物上的主观感受，评估光源的显色性，通过持续监测光源照射后彩绘文物的变色状况，评估照明光源的安全性，最终实现文物的安全高质量照明。
附图说明
[0031]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0032]图1是实施例中朱砂在400
‑
405nm、500
‑
505nm、600
‑
610nm和690
‑
700nm波长下的色差曲线图；
[0033]图2是实施例中雄黄在400
‑
405nm、500
‑
505nm、600
‑
610nm和690
‑
700nm波长下的色差曲线图；
[0034]图3是基于实施例中方法设计的一个彩绘文物无损照明光源相对光谱功率分布。
具体实施方式
[0035]本实施例中提供一种彩绘文物颜料无损照明光源的研制方法，包括以下步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种彩绘文物颜料无损照明光源的研制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)、准备若干个不透明的罩壳和不同波长的若干个窄带LED灯珠，每个罩壳内腔顶部对应放置一个灯珠，制成窄带LED光源；并测试得到各灯珠的光谱功率分布；步骤(2)、选取彩绘文物中常用的若干种颜料，制成颜料文物模拟样本；将颜料文物模拟样本放置在各灯珠下，测量模拟样本颜色数据并计算其色差变化；步骤(3)、针对选取的颜料，重复步骤(2)，逐一获得该种颜料在各光波长下的颜色的色差变化，对色差最大的光波长进行数据记录，构建颜料变色响应光波长数据库；步骤(4)、针对需要设计照明光源的彩绘文物，采集并分析其可见光谱图像，确定彩绘文物所用的颜料类别；步骤(5)、将步骤(4)得到的需要设计照明光源的彩绘文物所用的颜料代入至颜料变色响应光波长数据库，搜索将引起彩绘文物颜料变色的光波段，摒弃有害波段，得到余下的n个LED光源的光谱功率，用于彩绘文物无损照明的光源构建；步骤(6)、设余下n个LED光谱功率分布分别为s
i
(λ)(i＝1,2,,n)，设x
i
为各LED发出功率的百分比，余下n个LED光源组成的光源的光谱功率分布为：以色温和显色指数为限制条件，构建最优化问题求解得到彩绘文物无损照明光源，优化函数为：min CCT
‑
f(x1,x2,,x
n
)其中，g(x1,x2,,x
n
)为显色指数；f(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李淼鑫，李俊锋，位春傲，刘士伟，
申请(专利权)人：河南牧业经济学院，
类型：发明
国别省市：