今天故事的主角是一尊铜像。
就是它来自三星堆的国宝级文物“铜兽驮跪坐人顶尊铜像”(或名“兽托顶尊跪坐铜人像”)。
在中国乃至世界范围内首次发现,有这样独特的形制和繁缚装饰的文物。
这是它刚出土的样子。
这是它经过清理后的样子。
可以看到,它残缺、开裂、变形、腐蚀严重,很多碎片都不见了,修复难度极大。
而且这还不是一件完整的文物,这件3号坑出土的顶尊跪坐铜人像,还有一个底座,是从8号坑提取的大型立人青铜神兽,拼在一起,才是完整的铜兽驮跪坐人顶尊铜像。
理论上它们能拼到一起,但考古学家们不建议这么做。因为它经历了3000多年的磨砺,本体很脆弱,通高都超过2米,如果做拼对实验,有可能会对文物造成不可逆的损伤。
这是大部分出土文物所面临的挑战:脆弱残缺、修复难度大,稍微不注意可能就有不可逆的损伤。截止2022年11月,四川省文物考古院新发现的三星堆6座祭祀坑共出土17000多件文物,而整个四川省从事文物保护及修复的一线人员不足200人,这也是我们国家考古界长期面临的问题。
而且,对考古专家来说,要在残缺的情况下通过严谨合理的推演和经验判断,还原出文物原本的样貌,时间紧迫,任务繁重,挑战也非常大。
大家还能有机会一睹这些国宝级文物的“真容”吗?
我们的技术团队说,试试看!
今年3月,腾讯SSV数字文化实验室、腾讯 PCG ARC Lab,和四川省文物考古研究院合作,成立了联合团队,利用腾讯的AI智能计算分析、计算机视觉等技术,基于专业文献,开始了首个试点文物模拟拼接工作。
今天,在四川省考古院的文物考古专家指导下,我们有了阶段性的成果,这座“铜兽驮跪坐人顶尊铜像”已顺利完成模拟拼接。
这是它在数字世界里的样子。
我们能360°翻转看它独特的行制和精美繁复的装饰,通过色彩还原等技术,感受它在几千年前铸造出来时的辉煌。
AI 是怎么做到的?
首先,“兄弟相认”。要确认这两个不同坑的文物是否能拼到一起。
以往要靠肉眼观察和经验判断,可能没那么严谨,现在我们通过 AI 智能计算分析两件文物的三维模型,提取神兽和人像接触面的几何特征信息,计算它俩的特征相似性,就能得出拼接的匹配度。
(匹配度高达75%,确认过“接口”,是亲兄弟没错了)
接着,做“矫形手术”。根据几何分析和变形的裂缝检测和矫形算法,能把神兽和人像变形的部分矫正。
经过更多“临床试验”,我们希望 AI 未来就能给文物考古学家们提供可解释、可交互的裂缝矫形和整体姿态矫形的参考,有更精确的修复依据。
然后,“查漏补缺”。根据形状分析的对称性补全算法,可以给专家们提供文物原貌的多种猜想参考。
比如神兽通常有对称的两只耳朵,所以也为这只大型立人青铜神兽,补齐了另一只耳朵。
最后,“合体”!这里要拿出课本里学过的经典图形学的几何拼接知识了。
通过量化数据和几何拼接算法,快速把多个碎片拼接比对,给出合理的拼接方式。再对整体受力进行分析,判断两个“高个子”合在一起,怎么才能站稳不容易“平地摔”。
(有种AI在拼乐高的错觉)
就这样,在小小的数字世界里拼啊拼,AI 能轻松提供文物修复的可行性方案。目前,这些算法模型已经在模拟数据集上验证并达到行业领先水平。
未来它还会进一步学习更高阶技能如何在有碎片缺失的情况下进行拼接计算。
我们还用 AI 算法,辅助进行文物病害分析。
根据三维模型,测量计算文物的裂缝长度、各横截面数据、整体姿态和受力情况等,这样就方便专家们在进行文物劣化病害分析时,有更量化的支撑数据。
下一步,我们和四川省考古院的联合项目组,还会研发AI辅助考古线绘图工具。
因为现在的考古绘图对人工依赖度高,像三星堆有几万件文物等着绘图师绘制,行业内的绘图师又很少,会严重影响到考古研究报告的发布进度。
(绘图师:画不完,根本画不完)
而通过深度学习,AI 就能辅助快速生成各维度的考古线绘图。计划先试点应用到三星堆的出土文物中,未来再逐步向全行业开放,帮助提升我国文物考古研究的工作效率。
四川省文物考古研究院院长唐飞表示:
希望我们的 AI 继续努力学习,帮助考古学家们更好更高效地开展考古和文化研究工作。
文物,绝不是静止的古董,它是活着的历史。希望文物都能“恢复”它们本来的样子,带我们窥探那些曾经的故事。