随着数字技术的迅猛发展，博物馆的在线收藏正日益成为公众探索文化遗产的重要窗口。科学博物馆集团将计算机视觉技术应用于其数以千计的藏品照片中，开辟了全新的研究视角，揭示了藏品色彩、形态及质感的复杂关系，以及这些特征随时间的演变。这种跨学科的探索不仅拓展了博物馆学的研究边界，也为我们理解工业设计、材料科学和社会变迁提供了新的线索。 科学博物馆集团的藏品涵盖多个主题领域，包括摄影技术、计时器具、照明设备、印刷与书写工具、家用电器及导航仪器等。这些类别囊括了大量日常生活中熟悉的物件，是洞察工业及设计历史的宝贵资源。通过对7000多张代表这些类别的藏品照片进行分析，研究团队运用先进的计算机视觉算法对每件物品的颜色分布、形态特征和纹理进行了系统提取和分类，成功实现了对藏品的大规模量化分析。
在色彩方面，研究发现藏品中最常见的颜色是深炭灰色。尽管这种灰色经常出现在80%以上的照片中，但在单个对象的像素中所占比例通常较小。这表明深灰色更像是许多藏品设计中的基础色调，体现了工业设计的实用性与简洁美学。随着时间推移，藏品的颜色呈现出明显变化，灰色系逐渐增加，而棕色和黄色的比例则有所下降。这一趋势与材料的变迁密切相关，从传统木材向塑料等新型合成材料的转变引起了颜色的演进。此外，20世纪60年代以来，鲜艳饱和色彩开始在藏品中频繁出现，反映出消费文化和设计风格的多样化发展。
进一步的分析揭示，即使单个物体内也存在丰富的色彩变化。以1900年出产的Century Model 46板式相机为例，这款藏品因其复杂的材料和装饰细节拥有多种色彩层次，体现了那个时代工艺与美学的结合。对比1844年的Cooke与Wheatstone双针电报机和2008年至2010年的iPhone 3G手机，较老的电报机拥有源自红褐色桃花心木的丰富色彩和光影变化，而现代手机则倾向于金属及塑料材质，色彩更为单一且形态规整。这种差异不仅透露了材料工艺的技术进步，也反映出设计理念的演化。 计算机视觉技术还帮助研究发现了藏品中一些隐藏的颜色细节。例如十九世纪怀表中少见的蓝色细节，主要来源于表针和用于防锈的蓝钢螺丝，这种对细微色彩的捕捉为了解工艺技术和材料处理提供了独特视角。
科学博物馆还通过计算色彩种类数量，识别出色彩最多样的藏品，发现多数色彩丰富的物件为包装盒，尤其是20世纪20年代的烟草包装以及1980年代兴起的电脑和棋盘游戏包装，这反映了当时的市场消费趋势和设计技术进步。 电信设备作为博物馆中的重点类别，其色彩演进同样引人注目。早期电话机多数采用黑色与银色的经典配色，到了20世纪60至80年代，电话颜色变得多样且鲜艳，随后又在80年代末期随着砖头手机的出现趋于灰暗和简洁。这种“灰色化”过程与手机体积增大及工业设计的简化密切相关，也反映了现代产品对功能性和统一性的追求。 除了色彩，藏品形状和质感同样受到机器学习模型的关注。研究利用卷积神经网络（Convolutional Neural Network, CNN）提取每张照片的视觉特征，通过降维技术（如主成分分析和t分布随机邻域嵌入）将藏品在多维形态空间内可视化，形成一幅反映相似外观物件聚集的视觉“地图”。
在这张地图上，同质物品如盒状物体形成集群，包括从香烟盒到电视机、手机和电子游戏盒等种类广泛的物品。地图反映出现代设计趋向方正简洁的形态。 同时，地图上出现的独特“岛屿”聚集了形态独树一帜的物品，如打字机群组。这些古老机械的显著特点是其复杂外露的部件设计，包括滚轴带、多杆机构和各种凸出操作杠杆，展现了机械美学的独特魅力。类似地，带有半透明材质的现代工艺品形成另一批聚集，体现材料科学和设计理念的创新。还发现了亡语般的“孤岛”，如黏胶纱线和古埃及及叙利亚的古重物，这些都强调了计算机视觉对发现物品视觉特征的独特价值。
基于相似性测度，研究进一步挖掘出极具个性化的藏品，包括家用小器具、装饰用艺术品以及早期的Kinora观影器。这些个性鲜明的藏品不仅丰富了藏品的故事性，也为展览设计和公众教育提供了潜在的焦点。极具创新性的是，与循环利用相关的藏品也入选了独特物件名单：一块由旧耐克鞋制成的人造草皮和用作玻璃制造熔炉助燃的蓝色碎玻璃，体现了工业与环境可持续性研究的结合。 尽管数据分析提供了丰富视角，研究团队也强调了若干方法论挑战。首先，因并非所有藏品均被拍摄，且部分照片为黑白，样本的代表性有限，分析结果的普适性需要谨慎考量。其次，由于拍摄环境差异、角度变化及反光等因素同一物件的色彩表现可能存在偏差，给计算机识别带来困难。
此外，颜色识别的阈值设定直接影响结果的准确性和细微色彩的捕捉能力。形态分析同样无法完美区分对象大小，可能导致不同大小但形态相似的物品被归为同类，需要进一步优化算法。 科学博物馆集团通过开放其数字藏品数据集，促进了跨界合作和公众参与。通过计算机视觉与机器学习的结合，博物馆得以实现收藏品的智能化分类和解读，增强数字展览的交互性和趣味性。未来，随着技术的不断提升，博物馆数字藏品将不仅是文化资料的静态展示，更将成为动态数据源，支持深度研究和创新应用。 综上所述，利用计算机视觉技术挖掘科学博物馆藏品的色彩与形态特征，既丰富了博物馆学的研究方法，也深化了我们对技术发展与工业设计历史的理解。
从深灰色调的普遍应用到鲜艳色彩的兴起，从规整的盒状设计到复杂机械结构的独特呈现，这一切都呈现出人类工业文明的多样演进轨迹。未来，科技的发展将使博物馆数字化探索更加深入，为公众和学者带来全新的体验和发现。
