科学博物馆作为保存和展示人类文明与科技进步的重要场所，拥有庞大且极具价值的藏品。然而，博物馆馆藏中大多数展品常年储存在幕后，无法为公众所全面观赏。随着线上数字化的普及，访客能够通过博物馆网站接触到远超实体展馆容量的藏品。利用先进的计算机视觉技术对这些数字藏品进行分析，不仅为研究人员提供了全新的视角，也为公众带来了更丰富多样的参观体验。基于2020年对科学博物馆集团收藏的7000多张照片的深入研究，本文聚焦于颜色和形态这两个关乎物体展示和视觉识别的核心元素，以期揭示这些藏品所蕴含的历史故事和文化内涵。 彩色图像是捕捉物体形态和质感的重要载体，色彩作为人们感知物体的首要特征之一，承载了丰富的设计理念和时代印记。
通过对来自21种日常或熟悉物品类别的图像进行色彩数据提取，研究发现科学博物馆藏品中最常见的颜色是一种深炭灰色。这种颜色出现在80%以上的物品照片中，虽然在单一作品中的覆盖比例可能较少，但其普遍性反映了物品设计趋于低调简洁的审美趋势。同时，色彩的演变也揭示了材料使用的变迁。从早期以木材为主的棕色和黄色显著减退，到1960年代后色彩饱和度增加，直至现代塑料主导的灰色系占据主导，博物馆收藏的色彩变迁隐约映射出了工业和设计发展的轨迹。 深入单个藏品后，可以窥见它们内部色彩分布的丰富多样性。例如一台1900年出产的Century Model 46板式相机，其内部蕴含了多种色彩层次，彰显了早期摄影器材的工艺复杂性和美学特色。
与之形成鲜明对比的是现代电子产品如2008年至2010年生产的iPhone 3G，色彩上趋于单一，更多依赖金属和塑料的质感反映工业制造的简洁高效。同时，研究还发现一些鲜为人知的“隐秘色彩”，诸如十九世纪怀表中难得一见的蓝色色调，这源于“蓝化”螺丝钉等工艺，既提升了防锈性能，也赋予物品独特的视觉特征。 博物馆内包含数量众多的电话产品，其颜色变化同样揭示了设计趋势的转变。早期电话多采用经典的黑色与银色配色，现代智能手机仍沿用此色调；而20世纪中期至80年代的电话，则因材质和设计的多样化呈现丰富色彩。进入晚期，电话设计逐步简化并回归灰色调，典型代表便是“砖头”手机的崛起。形态方面，计算机视觉帮助构建了一张基于颜色、形状和质感的对象地图，算法自动分组相似图像，发现立方体或盒状形态是近代藏品最普遍的形状，涵盖烟盒、电视机、手机及游戏软件盒等，体现现代工业设计的标准化和模块化。
而形态较为复杂的桌面电话和透光物件则形成了明显的不同聚类，显示出设计功能和材料属性的差异。 不仅如此，计算机视觉还能识别出形态极具特色的“孤岛”对象，如打字机的机械结构及其操控杆组件，凭借显著的视觉特征得以独立聚类。除此之外，粘胶纱线团、古埃及和叙利亚的砝码等独特藏品也形成小型分布区域，显示出它们与其他物品在外观上的差异。更细致的分析通过计算对象与其近邻的视觉距离，发现了一些个体藏品的独特性，包括回收利用相关的样品如人造草坪和碎玻璃（用于玻璃生产中的节能工艺），体现了博物馆在环保与现代材料科学领域的关注。 运用计算机视觉分析博物馆藏品不仅为学术研究提供了量化的色彩和形态特征，更重要的是为数字化展览和用户体验创新带来了可能。访客能通过色彩形态的自动分类与动态视图，直观感受物品演变及设计风格的迭代。
机器学习技术的不断进步也将推动更精准的对象识别与视觉特征提取，使博物馆数字藏品的检索、推荐与交互功能得到极大提升。 然而，该分析过程也面临一些挑战。部分藏品尚未完成数字化拍摄，且拍摄环境与背景的多样性影响色彩还原的准确度，非均匀背景照片被剔除以保证数据质量。此外，不同拍摄角度、灯光条件下同一藏品的色彩表现存在差异，这限制了色彩特征分析的绝对精确性。形态分析中，算法未能完全区分物品尺度，大小不同但轮廓相似的物件偶尔被归为相近类别。未来通过采集更丰富的多角度数据，多模态结合分析，相关算法的优化将进一步完善这些不足。
整体而言，计算机视觉技术为线上博物馆藏品的色彩与形态研究开辟了全新视角。发现色彩从棕黄向灰调转变体现了材料和设计的工业变迁，形态上的标准化和复杂化并存反映了功能与美学的相互影响。藏品的视觉特征地图不仅让藏品间的相似性和独特性一目了然，也推动了博物馆数据可视化的发展。未来伴随着计算机视觉与机器学习的深度融合，线上博物馆将具备更智慧的收藏管理和多样化的用户互动模式，促进文化遗产的保护与传播。通过技术赋能，科学博物馆不仅实现了传统展览的数字升级，更深化了公众对于科技与历史联系的理解，赋予那些静默的藏品以全新的生命与意义。
