淺析博物館展示柜的應用*

莫秋燕 吳家隱

1.凱里學院 大數據工程學院 貴州 凱里 556011；

2.廣東郵電職業技術學院 廣東 廣州 510000

1 研究背景

世界各地的博物館、展覽館等場所會通常都會懸掛禁止拍照的標志，用于保護參展文物，避免一些不可逆的破壞。主要原因是日常拍照時的閃光燈光譜范圍覆蓋紅外光、400至700納米的可見光和低于400納米的紫外光。其中紫外光對文物造成的破壞最大，由于紫外光能量相對較大，容易被照射物體吸收，從而造成變質。紅外光雖然能量較低，但因其特性產生的熱效應會使古玩字畫中的紙張、木制品等富含纖維的部分加速脫水開裂[1-3]。由于古代文物大多包含木材、植物、絲綢等物質，這部分物質屬于高分子結構，均含有纖維素或蛋白質，所以極易在光和電的影響下發生結構的損壞造成變質。展物中的編織物、陶瓷和建筑表面的染料、彩漆也會在光照下發生褪色、變色等問題。根據相關研究發現，波長為365納米的紫外光對古代常用染料中的靛玉紅有明顯的降解作用，且使用無機顏料的字畫也容易受到閃光燈的影響，比如，文物中常見的亮黃色顏料，因其含有硫化鎘會在可見光作用下被漸漸被氧化成硫酸根，最終造成褪色、變色。因此，對于文物中的木質建筑物、字畫、絲綢制品、壁畫等文物及其他對光照敏感的藏品，應禁止使用閃光燈拍照。

然而，博物館參展活動中的不文明情況時有發生，由于人力物力等客觀問題，偷拍現象防不勝防，給博物館的文物保護工作帶來較大的壓力，由于難以制止使用閃光燈拍照，極易對文物造成不可逆的破壞，現有技術難以解決這一難題。

2 博物館展示柜的結構

這是一種適用于博物館的智能展示柜，能有效防止閃光燈對文物等展品造成光破壞。柜體結構如圖1所示，該柜體主要由基座和基座上的罩體兩大部分組成，主要結構和功能如下：

（1）基座：用于承載罩體和安裝電源箱；

（2）罩體：由電致變色玻璃所鑄，通過玻璃上的電極控制罩體透明度；

（3）光電檢測裝置：安裝在罩體內部，至少設置一個，根據外界光環

境變化自動調節罩體的透明度，使照射到文物上的光強度達到一個安全范圍。

（4）控制裝置：展示柜的控制部分，用于分析和控制展示臺各個裝置；

（5）照明光源：為展品提供安全穩定的光照環境；

（6）圖像獲取裝置：用于實時獲取、抓拍展示柜周邊的圖像；

（7）身份證認證裝置：采用人臉識別方式獲取游客的身份信息；

（8）輸出裝置：顯示設備接入控制裝置輸出端用于顯示提示信息。

圖1 博物館智能展示柜結構示意圖

3 博物館展示柜的工作原理

博物館智能展示柜防止閃光燈對文物造成破壞其主要工作原理如圖2所示，控制裝置預設兩個光照度閾值，即第一閾值和第二閾值，第二閾值大于第一閾值，當有固定光源外的強光照射到罩內文物時，控制裝置通過罩體內的光電檢測裝置檢測該光的光照度，并將相關參數傳至控制裝置判斷光照度是否大于預設的第一閾值，如大于第一閾值且小于第二閾值時，控制裝置控制照度光源，使罩體內的照度小于第一閾值，使射入罩體的光照度縮減到一個安全的范圍。當照度檢測裝置檢測到預設光照度大于預設第二閾值時，控制裝置監控抓拍預設時間段內，圖像獲取裝置所獲取的圖像，分析是否有游客使用閃光燈，如判定有閃光燈，則瞬間啟動保護機制，控制裝置控制調整罩體的透明度等級，即將罩體透明度調至最低；當罩體透明度調整到最低后，在預設時間內控制罩體電極的驅動電壓，以使罩體恢復到工作電壓范圍內透明度最高的狀態。判斷光照度是否大于第一閾值的步驟是：控制裝置根據光譜儀所檢測到的光譜的特征，判斷光線是否包括自動輔助對焦燈的光線，如果是則將罩體透明度調至最低。不同相機或手機廠商所使用的自動輔助對焦燈的光線光譜特征不同，需要預先根據不同的廠商的光譜參數設定自動輔助對焦燈的光譜特征?？刂蒲b置分析是否有游客使用閃光燈步驟后還包括：如果分析到有游客使用閃光燈，身份認證裝置迅速定位該游客的臉部，通過人臉識別系統抓拍和識別該游客身份，并在前端輸出設備中輸出提示信息（包含文字、圖像及語音提示），同時也將相關提示信息輸出到現場管理人員的終端中，從而達到提醒工作人員和對違規拍照的游客起到勸阻的作用。

圖2 博物館智能展示柜的工作流程圖

4 博物館展示柜的特點

與現階段常用的技術相比，該博物館展示柜的優點有：

（1）通過電致變色玻璃所制成的罩體，可以根據環境光照自動改變罩體透明度，從而在探測到自動對焦輔助燈或閃光燈的光線時，瞬間使罩體透明度降低，防止強光對文物的破壞；

（2）通過分析閃光燈使用情況，可以及時控制罩體透明度恢復正常狀態；

（3）通過分析使用閃光燈的游客并定位到臉部，再與身份證認證裝置所獲取的身份證肖像進行人臉識別，可以確定使用閃光燈的游客身份，方便由工作人員對該游客進行勸阻，有助于博物館設立游客黑名單；

（4）通過輸出裝置可以輸出提示信息，能及時勸阻游客的違規行為，并且方便工作人員查看游客身份。

5 結束語

本文主要介紹了博物館新型展示柜的主要結構、工作原理以及防護效果，與現有技術相比，本實用新型技術方案優勢是：在提供基本的物理防護以外，還能有效防止閃光燈對文物的破壞，同時還能減輕工作人員的現場監管壓力，降低博物館的管理成本，對珍貴的文物起到較好的保護作用。