随着科技的快速发展，计算机视觉技术在各个领域的应用日益广泛。博物馆作为文化和历史的宝库，也正逐步借助这一技术实现数字化转型和藏品的深度挖掘。英国科学博物馆集团（Science Museum Group）在2020年进行的一项研究便充分体现了这种趋势。研究通过计算机视觉分析其超过七千件藏品的照片，从颜色、形状和纹理角度出发，探索藏品的美学规律和演变轨迹，为博物馆数字化管理和观众体验提升提供了新思路。 在线博物馆收藏的出现，使得观众得以超越物理空间的限制，更加全面地接触和了解博物馆丰富的馆藏。科学博物馆集团的收藏涵盖了来自伦敦、布拉德福德、约克、曼彻斯特及希尔登等多地的多个博物馆机构，藏品类型多样，从摄影技术、计时器具，到照明设备、印刷写作工具，再到家用电器和航海器具，几乎涵盖了现代生活的方方面面。
研究者精心挑选了21个包含大量日常熟悉物品的类别，借助图像数据探索这些物品在颜色和形状上的独特属性。 研究发现，深灰色（暗炭灰）是最常见的颜色，这种颜色在超过八成的物品照片中都能找到。不过通常占据的像素比例较小，说明它更多的是作为点缀或材质表现出现。通过时间分组分析不同年代物品的颜色组成，科学家观察到灰色系的使用逐渐增加，而棕色和黄色相对减少，这一变化很大程度上反映了材料的转变——从传统木材逐步转向塑料等现代合成材料。六十年代开始，鲜艳的高饱和度颜色开始出现，代表设计审美的多元化和工业制造水平的提升。 细致到单个物品的颜色分布，研究以1900年制作的Century Model 46平板相机为例，展示其内部丰富的色彩层次。
该相机藏于布拉德福德国家科学与媒体博物馆科达克收藏中，其色彩丰富性不仅来源于材料本身，还体现了形状和光影变化，以及经过岁月洗礼的使用痕迹。相较之下，现代设备如iPhone 3G的色彩表现则显得简单得多，源于塑料与金属材料的单一色调，以及外观设计趋向简洁和功能化。 在对比旧科技和新科技的颜色表现时，如1844年科克与惠特斯通双针电报机与2008年至2010年间的iPhone 3G之间呈现鲜明反差。这主要缘于材料与工艺的差异。早期电报机大量使用桃花心木，展现木材自然的色调和质感，再加上复杂的形状带来的光影变化，呈现出丰富的颜色层次。而现代手机则采用金属和塑料，颜色多为单调的黑、银或白色，且外观设计趋向规则简洁。
更为细微的颜色发现同样令人惊喜。研究中统计了包含少量蓝色色素的怀表和摆钟，发现这些蓝色在19世纪的物品中较为少见。蓝色往往出现在怀表指针或背部螺丝上，后者源自“蓝化螺丝”工艺，即加热工件表面形成一层氧化膜以防锈蚀。这种细节不仅反映了历史工业技术的进步，也通过图像数据显露了普通拍摄难以察觉的颜色信息。 计算机视觉还使得多色彩物品的辨识成为可能。科学博物馆集团收藏中的几个多彩物品多为包装盒、游戏或者20世纪80年代的电脑软件，反映了消费文化的兴起和计算机设计印刷技术的发展。
特别是在电话器具的分析中，研究展示了从黑银配色的早期电话，再到色彩斑斓的六七八十年代商品，直到“灰化”趋势明显的现代智能手机的演变轨迹。这种变化不仅是设计语言趋势的体现，更牵涉到材料科学、用户审美和市场需求的多重影响。 除了颜色，形状和纹理同样构建着物体的视觉特质。研究团队利用机器学习中的卷积神经网络（CNN）对藏品照片提取特征，并结合主成分分析（PCA）和t-分布随机邻域嵌入（t-SNE）技术，将众多物品按相似度进行聚类和视觉化展示，形成一幅独特的“博物馆地图”。这个地图中，形状相似的物品被相近地摆放，甚至能够跨越时代相连，比如现代笔记本电脑与古老的金库盒因外形接近，被归类为同一类。 地图中的北西部聚集了大量近代方形物件，如烟盒、电视机、手机以及电脑软件包装，形态简单且色彩趋于内敛。
中部区域的电话类物品却形态复杂，拥有卷曲的电话线和手持话筒，形成独立聚类。南东角则汇集了许多现代透明材质制成的物品，像玻璃盘和瓶子，表现出多变形状和光影特性。此外还有多个“孤岛”群，包含具备强烈视觉辨识度的打字机、粘胶纱线集合、古埃及和叙利亚的砝码等特殊物品，它们因形状和细节上的独特性而区别于主群。 在独特个体方面，团队通过计算物品彼此间的距离，发掘出一些极为特殊的物品。例如家用器皿中的橘子切片器、废热回收取暖器、旋转式芝士刨、装饰性强的艺术装饰品、以及类似翻页书的Kinora观看器等。最为罕见的是两件与回收相关的物品，一块由废旧耐克运动鞋材质制成的人造草皮和一块蓝色碎玻璃（玻璃熔炉中添加的碎玻璃废料），两者见证了现代循环经济理念在设计和制造中的渗透。
尽管这项分析为我们展示了丰富的色彩与形态演变画面，但研究者也提醒，照片拍摄条件、背景色差异、拍摄角度等因素对颜色识别带来挑战。为了排除背景影响，团队采用了边缘像素色差法保障数据准确性。同时，机器学习模型基于图像特征进行聚类，无法直接判断实际物品尺寸，因此视觉相似的大小不同物品可能被误分为邻近元素。 总体来看，科学博物馆集团开放的数字照片数据集，不仅为藏品研究提供了创新工具，也深化了数字化展示的可能性。随着计算机视觉技术的发展，对博物馆藏品的智能化分析将更加精细，不仅帮助学者和收藏者理解藏品，也为公众带来了更沉浸、更具互动性的文化体验。通过颜色和形状的机器自动识别，博物馆能够发现潜在的设计趋势、文化变迁以及技术演变，赋予传统展览新的生命力。
未来，随着拍摄技术的推陈出新与数据模型的改进，研究还可能整合材料成分检测、历史背景信息，从多维度打造极具智慧的数字博物馆生态。这不仅是科技对文化遗产保护的贡献，更是公众教育和传承创新方式的革新。 总结而言，计算机视觉技术为科学博物馆集团的藏品研究揭开了全新视角，揭示了物件颜色与形状随年代变化的内在逻辑，提供了一张丰富且动态的视觉地图。它让我们看到，无论是日常生活中的朴素器物，还是珍贵的历史遗存，颜色和形状都是对时代变迁的生动记录，是连接过去与未来的重要桥梁。随着数字技术的不断深入，人们有望通过博物馆的数字藏品，更全面地理解历史，感知设计艺术，激发对科学与文化的热情。
