“蒙娜麗莎”的真容能否復現？

 2013年08月22日 08:28:34 來源： 0

去年，意大利研究者在佛羅倫薩發現疑似列昂那多·達·芬奇筆下《蒙娜麗莎》的原型麗莎·蓋拉蒂妮的遺骨。近日，由于麗莎的丈夫、意大利文藝復興時期富商喬貢多的家族墓地被打開，喬貢多與其兒子的遺骨被發現，科學家有望通過DNA核實去年發現的“麗莎”遺骨與兒子遺骨的相似性，確認該遺骨是否是“麗莎”。此外，研究人員表示，一旦證實遺骨為麗莎·蓋拉蒂妮，他們還將利用現代技術對其顱骨進行面貌復原，從而有望揭開500年前蒙娜麗莎的真容。那么——

顱面是如何復原的

顱骨是人類面貌的內在生物特征，顱骨的形態決定了人的面部特征、五官的位置和結構，是人類遺骸中信息最為豐富的部分。長期以來，顱骨形態在醫學、刑偵學、史學、人類學等領域都有重要應用。自1996年起，北京師范大學文化遺產數字化保護與虛擬現實北京市重點實驗室將數字醫學影像技術和計算機可視化新方法引入顱面數據獲取和分析過程，提出顱面形態信息學研究體系，推動傳統的顱面形態學、顱面復原取得了突破性的進展。

據國內顱面形態信息學提出者、北京師范大學信息科學與技術學院院長周明全教授介紹，過去的研究表明，人的面部軟組織分布厚度隨著年齡、性別、生活環境等要素的不同有一定的變化規律，根據面部軟組織分布厚度規律可以基本做到顱骨的面貌復原。傳統上，顱面軟組織分布主要通過用有刻度的、熏有煙灰的銀針扎剛去世的尸體面部關鍵部分，建構具有一定數量的面貌軟組織庫，進而掌握軟組織分布規律，然后請雕塑家將顱骨特征與一般軟組織分布規律結合進行雕塑。

不過，由于構建傳統的軟組織庫時實例數量有限且特征不全面，加之雕塑家的操作都是人工進行，這使傳統的面貌復原有較大的誤差。在中國，過去僅采用前蘇聯提供的數據庫，測試案例十幾例，誤差較大。

北京師范大學文化遺產數字化保護與虛擬現實北京市重點實驗室運用計算機技術對傳統方法進行改進，突破了顱面建模、形態分析、面貌復原、復原評價的關鍵技術瓶頸。周明全研究團隊首先運用三維立體掃描、CT斷層掃描技術，獲取2000例左右的中國人顱面數據，構建顱面數據庫，其中包括顱骨庫、面皮庫、五官庫和紋理庫，且數據測量的精細程度較高，例如CT切片之間的距離精確到0.3毫米，使得微小部位的數字信息也能準確收錄進數據庫。其次，對需要復原的顱骨進行特征點標定與測量、全局分區統計等形態分析，得到該顱骨的數字表示模型。再次，將需要復原顱骨的特征點和數據庫相對比，運用基于知識和基于統計理論的兩種復原模型的算法，得到基本的面貌復原情況，并進行五官、紋理的修飾。最后，如果有活體數據（比如真實照片）存在，再將復原面貌與真實面貌進行對比修正，得到最終的顱面面貌復原信息。

在實驗室里，長期從事相關研究的鄧擎瓊博士向記者展示了顱面復原過程的核心步驟。這些操作都是在計算機的相關平臺頁面上完成的。

記者在頁面右上方看到數字化的、有多重色彩拼接的三維顱骨模型。據鄧擎瓊博士介紹，多重色彩是將顱骨劃分為左眼、右眼、鼻、嘴、其余部分，共五部分，數據庫中的人臉數據也分為相對應的五部分，根據前期約2000例案例的統計可以得到各部分復原的算法，只需在頁面的工具欄點擊幾個按鍵，便可在屏幕右下方出現一張未經拼接的五部分復原圖，再運用技術將五部分進行拼接和融合，即可得到一張有皮膚和五官的面貌復原圖。最后，研究人員在屏幕左下方導入該案例的真實照片，通過比對可以看出，除細節方面略有差異外，五官及面貌整體比例相似度高，可以做到“可辨認”的程度，而且這整個過程可以在十幾秒內完成。

據周明全教授介紹，過去依靠雕塑家進行顱骨復原的時間基本在一個月左右，現在依靠計算機，大大節省了復原時間。在后期，研究人員對面貌復原圖進行真實感處理，添加面部色彩和毛發，即可得出一張完整的面貌復原圖。

唐代公主展露“真容”

2001年11月，西安市對唐太宗的孫女李倕公主之墓進行了考古發掘。2008年，陜西省考古研究院與北京師范大學文化遺產數字化保護與虛擬現實北京市重點實驗室合作，對這位距今1200多年的公主進行復原。

周明全教授的研究團隊對公主的顱骨進行計算機斷層CT掃描，運用相關平臺重構出公主的三維顱骨模型。由于發掘時頭骨的下頜骨殘缺，周明全教授的研究團隊通過頭骨上部的形狀和咬合，在數據庫中選取了另一枚數據吻合的下頜骨進行拼接，得到了完整的公主頭顱。再通過相關算法實現了面貌復原。復原面貌豐腴圓潤、五官清雅，頗具唐代貴族風范，1200多年前的唐代公主終于向今人揭開了神秘的面紗。

周明全教授笑道：“復原古代的顱骨，這項工作確實不好評定，因為誰都沒有見過1000多年前的唐代公主的面貌，但是我們的復原方法得到了2000例左右的現代人面貌驗證，相信對于唐代公主我們是可以實現較為真實的復原的。”

除唐代公主外，該研究所還承接了包括柳江人頭骨復原、南京猿人復原、秦代戲邑地區秦人顱骨復原等面貌復原研究。

不同人種差別較大

周明全教授和研究團隊的杜國光博士進一步向記者解釋了面貌復原和體質人類學中的面貌復原，以及與動物學中的復原之間的區別。周明全教授說，體質人類學中的顱骨復原是區域性和時代性的，目的往往是為研究某一種族的面貌以及附著信息，不要求、也很難做到展現個體的面貌特征。特別是遠古人類很難保留著能夠滿足精確的面貌復原需要的顱骨，大多只遺留下小塊的牙齒或其他顱骨部分。用于復原的顱骨，大多是同一人種中多人的顱骨拼接而成的，通過復原展現其種族面貌特征和進化信息。而該研究所主要是基于現代人的復原，強調個性的復原，進而推廣到考古學領域，能夠體現個體特征。

杜國光博士則解釋了動物復原和人類復原的顯著差別。他說，動物復原中推論計算的成分較大，往往根據遠古動物遺骨化石，以及根據所處氣候、環境推理的肌肉原理，進而實現古代動物的復原。

當問及蒙娜麗莎的原型——麗莎·蓋拉蒂妮的遺骨面貌復原情況時，周明全教授表示還沒有得到蒙娜麗莎復原方法的信息。周明全教授表示，他們收集的數據庫中大多是蒙古人種（黃種人）的顱骨信息，與歐洲歐羅巴人種（白種人）區別較大，因而很難對“麗莎”的面貌進行較為精確地復原。不過，周明全教授表示，這種建數據庫的方法是目前較為先進和準確的面貌復原方法，運用該方法完全可能將蒙娜麗莎的真容展現在今人的面前。