摘 要 目前全国各大文物景点都禁止拍照，主要原因是防止拍摄设备的闪光灯对文物造成破坏。针对这一情况，本文将简要介绍一种文物展示柜，从其结构、工作原理以及特点去说明该展示柜是如何防止闪光灯对文物造成的破坏的。
关键词 展示柜；闪光灯；电致变色玻璃
1、研究背景
世界各地的博物馆、展览馆等场所会通常都会悬挂禁止拍照的标志，用于保护参展文物，避免一些不可逆的破坏。主要原因是日常拍照时的闪光灯光谱范围覆盖红外光、400至700纳米的可见光和低于400纳米的紫外光。其中紫外光对文物造成的破坏最大，由于紫外光能量相对较大，容易被照射物体吸收，从而造成变质。红外光虽然能量较低，但因其特性产生的热效应会使古玩字画中的纸张、木制品等富含纤维的部分加速脱水开裂。
由于古代文物大多包含木材、植物、丝绸等物质，这部分物质属于高分子结构，均含有纤维素或蛋白质，所以极易在光和电的影响下发生结构的损坏造成变质。展物中的编织物、陶瓷和建筑表面的染料、彩漆也会在光照下发生褪色、变色等问题。根据相关研究发现，波长为365纳米的紫外光对古代常用染料中的靛玉红有明显的降解作用，且使用无机颜料的字画也容易受到闪光灯的影响，比如，文物中常见的亮黄色颜料，因其含有硫化镉会在可见光作用下被渐渐被氧化成硫酸根，最终造成褪色、变色。因此，对于文物中的木质建筑物、字画、丝绸制品、壁画等文物及其他对光照敏感的藏品，应禁止使用闪光灯拍照。然而，博物馆参展活动中的不文明情况时有发生，由于人力物力等客观问题，偷拍现象防不胜防，给博物馆的文物保护工作带来较大的压力，由于难以制止使用闪光灯拍照，极易对文物造成不可逆的破坏，现有技术难以解决这一难题。
2、博物馆展示柜的结构
这是一种适用于博物馆的智能展示柜，能有效防止闪光灯对文物等展品造成光破坏。柜体结构如图1所示，该柜体主要由基座和基座上的罩体两大部分组成，主要结构和功能如下：（1）基座：用于承载罩体和安装电源箱；
（2）罩体：由电致变色玻璃所铸，通过玻璃上的电极控制罩体透明度；
（3）光电检测装置：安装在罩体内部，至少设置一个，根据外界光环境变化自动调节罩体的透明度，使照射到文物上的光强度达到一个安全范围。
（4）控制装置：展示柜的控制部分，用于分析和控制展示台各个装置；
（5）照明光源：为展品提供安全稳定的光照环境；
（6）图像获取装置：用于实时获取、抓拍展示柜周边的图像；
（7）身份证认证装置：采用人脸识别方式获取游客的身份信息；
（8）输出装置：显示设备接入控制装置输出端用于显示提示信息。
3、博物馆展示柜的工作原理
博物馆智能展示柜防止闪光灯对文物造成破坏其主要工作原理如图2所示，控制装置预设两个光照度阈值，即第一阈值和第二阈值，第二阈值大于第一阈值，当有固定光源外的强光照射到罩内文物时，控制装置通过罩体内的光电检测装置检测该光的光照度，并将相关参数传至控制装置判断光照度是否大于预设的第一阈值，如大于第一阈值且小于第二阈值时，控制装置控制照度光源，使罩体内的照度小于第一阈值，使射入罩体的光照度缩减到一个安全的范围。当照度检测装置检测到预设光照度大于预设第二阈值时，控制装置监控抓拍预设时间段内，图像获取装置所获取的图像，分析是否有游客使用闪光灯，如判定有闪光灯，则瞬间启动保护机制，控制装置控制调整罩体的透明度等级，即将罩体透明度调至最低；当罩体透明度调整到最低后，在预设时间内控制罩体电极的驱动电压，以使罩体恢复到工作电压范围内透明度最高的状态。判断光照度是否大于第一阈值的步骤是：控制装置根据光谱仪所检测到的光谱的特征，判断光线是否包括自动辅助对焦灯的光线，如果是则将罩体透明度调至最低。不同相机或手机厂商所使用的自动辅助对焦灯的光线光谱特征不同，需要预先根据不同的厂商的光谱参数设定自动辅助对焦灯的光谱特征。控制装置分析是否有游客使用闪光灯步骤后还包括：如果分析到有游客使用闪光灯，身份认证装置迅速定位该游客的脸部，通过人脸识别系统抓拍和识别该游客身份，并在前端输出设备中输出提示信息（包含文字、图像及语音提示），同时也将相关提示信息输出到现场管理人员的终端中，从而达到提醒工作人员和对违规拍照的游客起到劝阻的作用。
图2 博物馆智能展示柜的工作流程图
4、博物馆展示柜的特点
与现阶段常用的技术相比，该博物馆展示柜的优点有：
（1）通过电致变色玻璃所制成的罩体，可以根据环境光照自动改变罩体透明度，从而在探测到自动对焦辅助灯或闪光灯的光线时，瞬间使罩体透明度降低，防止强光对文物的破坏；（2）通过分析闪光灯使用情况，可以及时控制罩体透明度恢复正常状态；
（3）通过分析使用闪光灯的游客并定位到脸部，再与身份证认证装置所获取的身份证肖像进行人脸识别，可以确定使用闪光灯的游客身份，方便由工作人员对该游客进行劝阻，有助于博物馆设立游客黑名单；
（4）通过输出装置可以输出提示信息，能及时劝阻游客的违规行为，并且方便工作人员查看游客身份。
5结束语
本文主要介绍了博物馆新型展示柜的主要结构、工作原理以及防护效果，与现有技术相比，本实用新型技术方案优势是：在提供基本的物理防护以外，还能有效防止闪光灯对文物的破坏，同时还能减轻工作人员的现场监管压力，降低博物馆的管理成本，对珍贵的文物起到较好的保护作用。
参考文献
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