高光譜成像：解鎖文藝復興傑作「隱形密碼」的無損檢測工具

2026,04,09

為紀念拉斐爾逝世500週年，羅馬博爾蓋塞美術館利用反射式高光譜成像（HSI）結合宏觀X射線螢光（MA-XRF），完成了對文藝復興傑作《沉積》（巴廖尼埋葬）的全畫幅、亞毫米級無損檢查。這項技術就像給一幅名畫進行“非侵入性光譜CT掃描”，穿透顏料層，揭示隱藏了500多年的底色、修改痕跡和顏料密碼，讓我們了解大師的整個創作過程。

Hyperspectral Imaging for Art Conservation

一、什麼是高光譜成像？

高光譜成像，簡單來說，就是「成像+光譜」的「二合一」。它不只是捕捉照片；它記錄了從可見光到短波紅外線（400-1700 nm）每個像素的完整光譜信息，將普通照片變成可進行深度分析的三維數據立方體。

本研究使用的可見光-近紅外線-短波紅外線高光譜掃描儀專為文物設計：採用極高分辨率的推掃式掃描，照明僅集中在狹窄區域，對畫作幾乎不會造成損壞；即使面對彎曲的木板，透過光學校正也能保證清晰的成像。研究團隊將整幅畫作分成8段進行掃描，然後精確拼接在一起，獲得超大光譜數據，實現全畫幅、零死角分析，徹底擺脫了傳統單點採樣的限制。

二.欣賞拉斐爾的《無形的創作》

高光譜成像的最大能力是看到肉眼看不見的潛在訊息。借助主成分分析（PCA）和最小雜訊分數（MNF）等演算法處理光譜數據，幀內的「看不見的內容」一一浮現。

在背景天空中，意外發現的光譜處理覆蓋了早期的風景：原本輪廓清晰的樹木和植被後來被拉斐爾柔化，融入藍天，讓空間感覺更加深邃；山的形狀也從尖銳變為圓形。這些中間顏料層的修飾痕跡是傳統紅外線或X射線難以捕捉到的關鍵證據，直接還原了大師的構圖調整過程。

更令人吃驚的是下面的草圖。傳統的紅外線反射技術只能清楚地看到碳基線條，而高光譜成像透過選擇最佳紅外線波段並合成假彩色影像，可以清晰地呈現出更精細的底色：男性角色臉上的陰影以及聖母瑪利亞臉頰和嘴唇上的沉重輪廓，這些輪廓以前是完全隱藏的。這證明拉斐爾的底畫是用不同材料分多個階段完成的，創作過程遠比想像的複雜。