随着数字技术的飞速进步，博物馆藏品的在线展示和分析正成为文化遗产保护与传播的新趋势。科学博物馆集团通过应用计算机视觉技术，对超过7000件藏品的照片进行了深入研究，试图揭示这些藏品在色彩和形状上的演变轨迹，拓展了人们理解博物馆收藏的新维度。通过对照片中物体的色彩分布、形状特征和纹理质感进行算法分析，不仅丰富了博物馆目录的信息，还为在线藏品的多样化检索提供了技术支持。这种基于图像数据的大规模分析，展现了数字技术与文化瑰宝结合的巨大潜力。 科学博物馆集团涵盖了伦敦科学博物馆、布拉德福德国家科学与媒体博物馆、约克国家铁路博物馆、曼彻斯特科学工业博物馆以及希尔顿的Locomotion博物馆。此次研究选取了包括摄影技术、计时器具、照明设备、印刷和书写工具、家用电器以及航海技术等21个类别中的物件进行分析。
类别的筛选标准集中在那些日常生活中较易接触或熟悉的物品上，确保数据具有代表性和可读性。 在色彩分析中，最常见的色调竟是深炭灰，这一颜色出现在超过80%的照片中，虽然在每张照片中的占比非常有限。随着时间推移，藏品的色彩呈现出明显变化趋势，灰色调逐渐增多，而棕色和黄色的使用则明显减少。这种色彩变化与材料演变密切相关，尤其体现了由木材向塑料的转变。20世纪60年代起，更加饱和鲜艳的色彩开始出现，反映了工业设计和审美趋势的变化。 对单个藏品内部色彩多样性的观察尤为引人注目。
例如，1900年出产的Century Model 46相机展示了丰富的色彩层次，体现了那个时代摄影器材复杂的材质和工艺。对比1844年制造的Cooke and Wheatstone双针电报机与2008年至2010年的iPhone 3G，则显现出新旧技术在材质和形态上的差异。电报机拥有大量因坚木材散发的自然纹理和光影层次，而iPhone则以金属和塑料的简洁设计呈现出较为单一的色彩，并且外观趋于规整和光滑。 微小而隐蔽的色彩在大量藏品中同样有迹可循。研究发现，某些十九世纪的怀表内含有极少量的蓝色色素，这种蓝色主要来源于“蓝化螺钉”工艺，即通过氧化加工使螺钉形成防锈层。尽管数量稀少，这类细节揭示了工艺技术与功能性的结合，同时也为藏品本身的研究提供了新的角度。
自1970年代起，随着消费者文化的兴起和计算机辅助设计技术的普及，藏品中的多彩包装和印刷物数量增加。一些以游戏、电子设备为主题的收藏品色彩图谱尤为丰富，反映了当时市场趋势和娱乐文化的变迁。 电话作为科学博物馆收藏的重点品类之一，其色彩演变轨迹尤为清晰。早期电话普遍采用黑色和银色，色彩稳重且经典。20世纪60至80年代电话色彩更加多样化，而80年代末砖头手机的出现标志着色彩回归简约，延续了现代智能手机的主流设计风格。这种“颜色单调化”实际上蕴含了材料技术、用户偏好与产业标准的互动结果。
形状与纹理是理解物体形态特征的关键因素。通过机器学习技术，研究团队将藏品的照片进行特征提取和聚类，形成一张按视觉相似度排列的博物馆“地图”。古老与现代物品在此地图上形成了不同的聚类群，比如以方盒形态为主的现代设备和古旧的盒装物品相邻，彰显不同年代实用形态的延续。电话机和透明材质制品则分布在独立区域，反映其复杂结构和材料特性。 特殊物品群体如打字机、粘胶纱团以及古埃及和叙利亚的砝码成为“岛屿”般的视觉群落。这些藏品因其独有的设计和用途，在视觉特征空间中与其他物品明显区分。
打字机的独特性尤其明显，铅字带、滚筒及杠杆结构构成复杂外观，凸显了机械美学和工业设计的历史价值。 在细致分析中，研究发现一些极具特色的单个藏品脱颖而出。包括厨房用具如果酱切割器、利用壁炉余热循环的加热器，以及旋转式奶酪刨，还有装饰艺术风格的照片框和扬声器。这些独特物件不仅体现了设计的创新，也诠释了不同历史阶段生活方式与审美标准的多样化。趣味十足的是，人工草坪样本和蓝色碎玻璃石块等与循环利用相关的藏品，揭示了材料再生和可持续发展的现实意义。 在研究方法上，团队使用了深度卷积神经网络（如VGG16）进行图像特征提取，结合主成分分析和t-SNE降维技术，确保视觉相似物品的空间邻近性。
背景颜色的统一性是精准色彩分析的关键，照片中非单一背景被排除，避免干扰。色彩识别策略通过排除背景边缘相似色像素，有效聚焦于物体本体，确保分析的准确性。 研究过程中也体现出了数字博物馆建设的挑战。拍摄方式、环境光照以及展览展示手法都会影响照片中色彩的呈现。藏品本身的多样性以及拍摄的非均一性，导致数据并非完全随机和代表整个馆藏。未来随着更多藏品的数字化和照片的标准化，研究的深度和广度将得到进一步提升。
通过对科学博物馆集团的开放数据集实施计算机视觉分析，展现了跨学科融合助力文化资产发掘与保护的典范。馆藏物品随着时代推移呈现的灰色化和规整化趋势，让人反思现代工业设计的审美演进。数字技术不仅改进了藏品管理和搜索体验，更为公众提供了全新的视角去认识日常与历史物品的意义。 在未来，随着计算机视觉及人工智能技术的持续发展，在线博物馆将成为连接过去与未来的重要平台。更细致的图像分析和多模态数据融合将帮助我们发掘物件细节的隐藏价值，揭示文化背后的社会变迁和科技进步。科学博物馆集团通过此次研究，开创了数字化藏品探索的新篇章，激励更多博物馆利用科技赋能，丰富文化遗产的传播与体验。
科技与文化的交汇让历史不再静止，而是在数据驱动下焕发出新的生命力。色彩与形状不仅是物体视觉特征的体现，更是文化演变和人类创造力的载体。计算机视觉技术为我们打开了一扇洞察博物馆藏品深层次故事的大门，助力文化遗产的保护、研究与传播迈入崭新的时代。
