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顱面復原如何實現?用電腦輔助目前最普遍
華夏經緯網   2013-06-26 13:26:53   
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最新復原的東甌王彩色圖片。

    日前,中國刑警學院刑事相貌學專家趙成文成功復原了一張中國古代越王勾踐後裔東甌王的彩色圖片。此前,趙成文曾運用顱像還原技術,根據古屍的顱骨還原了很多古代人物生前容貌,知名作品包括長沙馬王堆女屍辛追夫人、《西遊記》作者吳承恩、清代香妃等,引起了海內外關注。

    很多讀者感到好奇,僅僅根據一副顱骨,如何能夠復原古人的面貌?可信度又有多少?

    雕刻家最早復原了巴赫的半身像

    事實上,利用顱骨復原一個人的面貌,已經有很長時間的歷史了。

    1877年,德國解剖學家沙夫哈森最早提出了根據顱骨復原面貌的設想。他的基本想法是,在顱骨的不同位置上,人的面部軟組織厚度是基本一樣的,這樣,只要我們掌握了顱骨不同位置上的面部軟組織厚度經驗數據,就可以根據一副顱骨,來復原一個人的面貌。

    1883年,德國學者維爾克首次對13具男性屍體的頭面部軟組織厚度進行了測定。

    而首次把這一設想付諸實踐的,是瑞士解剖學家維爾黑姆·希斯。

    1895年,德國萊比錫市的聖約翰教堂決定重建和擴建。教會當局準備趁著這次重建和擴建工作,將著名作曲家巴赫(1685-1750年)的屍骨找出來。巴赫死後被埋葬在聖約翰教堂,但是,誰也不知道埋葬巴赫的確切位置,他們只是找到了一副最有可能是巴赫的屍骨。

    希斯決定利用這具遺骸復原死者的面貌。他選取了24具男性自殺屍體,並對面部15個定位點的軟組織厚度進行了測量,然後將測量得到的數據和疑似顱骨交給雕刻家塞弗內。雕刻家根據這些數據雕刻了一具半身像。這具半身像和巴赫生前的畫像非常相似,這為該屍骨就屬於巴赫提供了一個強有力的證據。這也是世界上第一次成功地運用科學方法根據頭骨復原死者的生前面貌。

    泥塑面貌法取代了雕刻復原法

    20世紀二三十年代,人們用泥塑面貌法取代了雕刻復原法。

    泥塑面貌法的基本步驟是,首先製作一個頭骨的石膏模型,根據解剖學參數在石膏模型上打下許多孔,在每個孔中插入一根木條,使木條向外突出的長度等於該處的軟組織厚度,眼窩處用塑膠眼球填充,面部的肌肉則用一層層堆積起來的陶土表示,直到所有的木條被覆蓋,最後加上五官,進行整體修飾。

    前蘇聯科學家格拉西莫夫寫作的《從頭骨復原面貌的方法》一書,較為全面、系統總結了顱面復原理論和方法。

    格拉西莫夫認為,頭骨與面部之間的關係有四個特點。首先,每個人的頭面部都是由皮膚、肌肉、韌帶等軟組織包裹頭骨構成。頭骨是容貌的構架,五官和頭面部的軟組織附著在頭骨的相應部位上,形態受頭骨各部位形態和結構關係的影響和制約。其次,頭面部的軟組織厚度,除面頰部變化較大以外,其餘部位比較琠w。第三,面貌特徵上的年齡變化和不同性別、不同種族的特徵可以在頭骨上反映出來。第四,成年人的頭骨個體形態比較琠w。因此,根據這些固定的特點,用頭骨來復原亡者的生前容貌是可行的。

    電腦輔助顱面復原目前最普遍

    刻雕像也好,捏泥人也好,這兩種顱骨面相復原方式在很大程度上都是一種藝術創作,對工作人員的要求比較高,工作量也很大。而借助電腦強大的處理和存儲能力來進行顱骨面相復原,已經成為目前最普遍應用的方法。

    20世紀70年代,第三次科技革命為面貌復原的發展注入了新的血液。電腦技術的飛速發展,為面貌復原提供了良好的三維可視化開發平臺;醫學影像技術如X光透視、CT和核磁共振成像技術的進步,使獲得更全面、更精確的顱面部數據成為可能。人們嘗試將這些新技術結合用於面貌復原的研究中,開發出許多新的面貌復原方法,大大提高了復原的效率及復原結果的準確性。

    電腦輔助面部復原的基礎是有關的知識庫。面部軟組織厚度的數據是恢復面貌的依據,因此建立一個面部軟組織厚度的數據庫是必不可少的。根據對顱骨檢測獲取的資訊,比如說男性20歲至35歲、蒙古人種等已知條件,我們就可以從庫中按照有關規則推理出所需的相應數據。軟組織厚度的數據只能實現面部輪廓的復原,下一步是實現對面部施加五官的操作,為此我們還需一個五官的數據庫。由於顱骨的某些特徵會決定五官的類型,因此還應該建立一個規則庫以檢測顱骨和五官間的解剖關係。

    技術還在不斷進步發展中

    但是,這些電腦面貌復原軟體都不能顯示出被復原者的表情,以至於有些復原出來的模型根本無法辨認。為了使復原模型具備獨特的表情和個性,德國的電腦科學家編制出一種可以根據顱骨快速復原面貌,並且賦予復原後的模型一定個性的軟體。這套軟體的奇妙之處在於可以讓復原的面相模型表現表情。所有人的面部都有24塊肌肉,我們所有的表情都是這24塊肌肉整體運動的結果。這套軟體可以讓復原後的面相模型上的面部“肌肉”活動起來,模擬死者生前所具有的各種表情。

    顱面復原技術廣泛應用於刑偵、考古等領域。當然,顱面復原永遠不可能做到百分之百的真實,因為面部上可變的細節太多了。鼻子、眼睛、嘴、耳朵等五官含有較多軟組織成分,為此重建結果可能和實際有較大的偏差;頭髮的顏色、眉毛的形狀、男子面部的鬚髮,對於面部有很大影響;傷疤、痣、皺紋、文身,佩戴的首飾、眼鏡,以及許多不能從顱骨上推斷出的資訊也都能影響復原的面部。與原人一模一樣的面部幾乎不可能產生,顱面復原技術也只能產生一個近似的面部。一個復原的面部圖像即使不完全像原人,只要它的真實程度能在公眾中產生一定的反響,有助於對死者身份的認證,就可以說這是一次成功的復原。

    延伸閱讀

    我國專家獨創性研究引發國際關注

    在顱面復原技術上,我國專家也有很多獨創性研究探索。1993年,中國刑警學院法醫係的趙成文教授開始研製第一代“警星CCK人像模擬組合系統”軟體,開創了國內利用電腦再現死者生前容貌的先河。1998年,該軟體通過專家鑒定,隨後又升級為第二代和第三代。趙成文教授開發的這套軟體協助破獲了數百起案件,其中有很多是全國性的重大案件。

    2002年,趙成文教授利用這套軟體,成功地為古長沙國丞相夫人辛追進行相貌復原,引起國內外的極大關注。在復原辛追(1972年馬王堆的一具女屍)面相的過程中,趙成文教授獨闢蹊徑地利用了美術學中的“三庭五眼”理論。他首先將辛追顱骨的X光片掃描進電腦中,然後在上面畫出眼內側線、眼外側線、鼻翼線、鼻底線、髮際線、眉弓線、口裂線和下顎線、中心線等主要特徵線。他認為只要確定了這九條線,基本上就可以確定五官的位置長度、寬度和大小,面部基本特徵也就確定了。接下來,趙成文教授根據相關的文獻資料、屍體照片、解剖學結構理論和多年積累的經驗,確定了辛追的基本面部特徵為:杏核眼、雙眼皮、小尖鼻、薄唇嘴、狐尾眉和肥垂耳。最後,從資料庫中盡可能地選擇相同的五官進行拼配,進行一系列的技術處理後,就得到了一個生活在兩千多年前的丞相夫人辛追的面貌復原圖。

來源:北京日報

 

責任編輯:楊馥戎

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