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曾用于处理卫星照片的技术如今让古代图像重现天日 (2025)

一项最初为美国宇航局(NASA)处理卫星图像而开发的技术,现在正被考古学家广泛用于揭示那些肉眼几乎看不见的古代艺术。这项名为“去相关拉伸”(decorrelation stretch)的技术,通过增强数字图像中的微弱色彩差异,让柬埔寨吴哥窟褪色的壁画、古代岩画甚至木乃伊身上的纹身重现天日。这项技术的普及,主要归功于一位业余爱好者,他将其数学和医学成像的专业背景与对古代艺术的兴趣结合起来,创造了名为 Dstretch 的工具,这展示了太空技术如何以意想不到的方式服务于地球上的文化遗产保护。

从太空到考古的偶然桥梁

在柬埔寨吴哥窟的古塔内,墙壁上绘有早已褪色到肉眼无法识别的图案。然而,借助一项源于 NASA 喷气推进实验室(JPL)的技术,考古学家发现了这些隐藏的图像以及其他约200幅画作。

这项技术被称为 “去相关拉伸” (decorrelation stretch),它能增强数字图像的对比度,使微小的差异变得清晰,让细节更容易被发现。

这项技术之所以能从太空领域进入考古学,很大程度上源于一位名叫乔恩·哈曼(Jon Harman)的个人经历。

  • 个人爱好: 他对古代岩画的神秘感深感兴趣。
  • 灵感时刻: 在2005年左右,他看到了 NASA 火星探测器使用“去相关拉伸”技术处理的图像,并立刻意识到其在研究褪色古代图像上的潜力。
  • 专业背景: 哈曼拥有数学博士学位,并从事医学成像工作。他找到解释该算法的 NASA 论文后,凭借专业知识成功复现了它。

最终,他创造了 Dstretch 插件和移动应用,为考古学家提供了一个强大的工具。他表示,当他在自己拍摄的岩画照片上应用该算法,一个原本看不见的黄色人像凭空出现时,“那让我确信了这项技术的用处。”

技术的 NASA 起源

“去相关拉伸”技术的理论基础可以追溯到上世纪70年代,由 JPL 的研究人员首次提出,用于增强数字图像的色彩。

到了90年代,JPL 的员工罗纳德·艾利(Ronald Alley)改进了这一算法。他用 “矩阵乘法” 替代了原有的复杂步骤,使得处理过程更快、更准确。他编写的论文详细描述了这一过程,旨在为即将发射的 ASTER(先进星载热发射和反射辐射计)等卫星成像仪提供支持。

如今,NASA 的科学团队仍在使用这项技术来分析红外图像,例如追踪火山喷发物(如二氧化硫、火山灰和水蒸气)的轨迹。

在全球范围内的广泛应用

哈曼开发的 Dstretch 工具最初为研究岩画量身定制,但其应用范围迅速扩展到考古学的各个角落。

  • 挪威 Årsand 1 遗址: 揭示了约15个前所未见的图形,并增强了另外28个已知图像的细节。
  • 埃及贝尼·哈桑古墓: 发现了在古埃及艺术中极为罕见的 蝙蝠和猪 的图像。
  • 加拿大“石上书写”省立公园: 在一幅描绘马和骑手的岩画中,揭示了可能是一种早期形式的“涂鸦标签”,被认为是敌对部落间的挑衅“名片”。
  • 希腊 Vlochos 遗址: 通过分析航拍图像,Dstretch 发现了被探地雷达等其他技术错过的潜在考古区域和埋藏的建筑地基。
  • 木乃伊研究: 研究人员发布了一份协议,指导如何使用 Dstretch 来增强 保存在木乃伊皮肤上的纹身 图像。

哈曼表示,虽然他预料到 Dstretch 会在岩画研究界受到欢迎,但“人们为它找到的各种不同应用场景,还是让我感到惊讶。这真的很酷。”