今天故事的主角是一尊銅像。
就是它——來自三星堆的國寶級文物“銅獸馱跪坐人頂尊銅像”
(或名“獸托頂尊跪坐銅人像”)。
在中國乃至世界範圍內首次發現,有這樣獨特的形製和繁縛裝飾的文物。
這是它剛出土的樣子。
這是它經過清理後的樣子。
可以看到,它殘缺、開裂、變形、腐蝕嚴重,很多碎片都不見了,修複難度極大。
而且這還不是一件完整的文物,這件3號坑出土的頂尊跪坐銅人像,還有一個底座,是從8號坑提取的大型立人青銅神獸,拚在一起,才是完整的銅獸馱跪坐人頂尊銅像。
理論上它們能拚到一起,但考古學家們不建議這麽做。因為它經曆了3000多年的磨礪,本體很脆弱,通高都超過2米,如果做拚對實驗,有可能會對文物造成不可逆的損傷。
這是大部分出土文物所麵臨的挑戰:脆弱殘缺、修複難度大,稍微不注意可能就有不可逆的損傷。
截止2022年11月,四川省文物考古院新發現的三星堆6座祭祀坑共出土17000多件文物,而整個四川省從事文物保護及修複的一線人員不足200人,這也是我們國家考古界長期麵臨的問題。
而且,對考古專家來說,要在殘缺的情況下通過嚴謹合理的推演和經驗判斷,還原出文物原本的樣貌,時間緊迫,任務繁重,挑戰也非常大。
大家還能有機會一睹這些國寶級文物的“真容”嗎?
我們的技術團隊說,試試看!
今年3月,騰訊SSV數字文化實驗室、騰訊 PCG ARC Lab
,和四川省文物考古研究院
合作,成立了聯合團隊,利用騰訊的 AI 智能計算分析、計算機視覺等技術,基於專業文獻,開始了首個試點文物模擬拚接工作
。
今天,在四川省考古院的文物考古專家指導下,我們有了階段性的成果,這座“銅獸馱跪坐人頂尊銅像”已順利完成模擬拚接
。
這是它在數字世界裏的樣子。
我們能360°翻轉看它獨特的行製和精美繁複的裝飾,通過色彩還原等技術,感受它在幾千年前鑄造出來時的輝煌。
AI 是怎麽做到的?
首先,“兄弟相認”。要確認這兩個不同坑的文物是否能拚到一起。
以往要靠肉眼觀察和經驗判斷,可能沒那麽嚴謹,現在我們通過 AI
智能計算分析兩件文物的三維模型,提取神獸和人像接觸麵的幾何特征信息, 計算它倆的特征相似性,就能得出拚接的匹配度。
(匹配度高達75%,確認過“接口”,是親兄弟沒錯了)
接著,做“矯形手術”。根據幾何分析和變形的裂縫檢測和矯形算法,能把神獸和人像變形的部分矯正。
經過更多“臨床試驗”,我們希望 AI
未來就能給文物考古學家們提供可解釋、可交互的裂縫矯形和整體姿態矯形的參考,有更精確的修複依據。
然後,“查漏補缺”。根據形狀分析的對稱性補全算法,可以給專家們提供文物原貌的多種猜想參考。
比如神獸通常有對稱的兩隻耳朵,所以也為這隻大型立人青銅神獸,補齊了另一隻耳朵。
最後,“合體”!這裏要拿出課本裏學過的經典圖形學的幾何拚接知識了。
通過量化數據和幾何拚接算法,快速把多個碎片拚接比對,給出合理的拚接方式。再對整體受力進行分析,判斷兩個“高個子”合在一起,怎麽才能站穩不容易“平地摔”。
(有種 AI 在拚樂高的錯覺)
就這樣,在小小的數字世界裏拚啊拚,AI
能輕鬆提供文物修複的可行性方案。目前,這些算法模型已經在模擬數據集上驗證並達到行業領先水平。
未來它還會進一步學習更高階技能——如何在有碎片缺失的情況下進行拚接計算。
我們還用 AI 算法,輔助進行文物病害分析。
根據三維模型,測量計算文物的裂縫長度、各橫截麵數據、整體姿態和受力情況等,這樣就方便專家們在進行文物劣化病害分析時,有更量化的支撐數據。
下一步,我們和四川省考古院的聯合項目組,還會研發AI輔助考古線繪圖工具。
因為現在的考古繪圖對人工依賴度高,像三星堆有幾萬件文物等著繪圖師繪製,行業內的繪圖師又很少,會嚴重影響到考古研究報告的發布進度。
(繪圖師:畫不完,根本畫不完)
而通過深度學習,AI
就能輔助快速生成各維度的考古線繪圖。計劃先試點應用到三星堆的出土文物中,未來再逐步向全行業開放,幫助提升我國文物考古研究的工作效率。
四川省文物考古研究院院長唐飛表示:
希望我們的 AI 繼續努力學習,幫助考古學家們更好更高效地開展考古和文化研究工作。
文物,絕不是靜止的古董,它是活著的曆史。希望文物都能“恢複”它們本來的樣子,帶我們窺探那些曾經的故事。