译文资讯 | CT技术在博物馆中的应用

湖南博物院编译2023年08月16日约 4 分钟

马提亚•戈格勒（Matthias Göggerle）详细介绍了位于慕尼黑的德意志博物馆（Deutsches Museum，译者注：世界上最大的科技博物馆）是如何利用计算机断层扫描技术（CT）将复合材料的历史文物全面地数字化。

早在2020年，德意志博物馆就启动了一个名为“3D密码”（3D-Cipher）的项目，该项目旨在利用CT技术对其密码藏品进行数字化处理。在成功扫描了一些展品（包括二战时期的飞机和汽车）后，该馆决定继续对一系列的密码破译机器以及加密机器进行扫描。

迄今为止，该项目已经对60台历史悠久的密码设备进行了扫描和数字化处理，其中最早的设备可追溯到19世纪90年代。从外观上看，这些设备通常是个封闭的黑盒子，如果不加以破坏就无法打开，如今，CT技术使博物馆能够展示这些机器的内部结构，从各个角度揭示其运作的原理。

此外，CT技术还能进行结构分析，并与CT数据集中的其他设备进行比较，从而为相关的研究项目提供信息，也使博物馆观众对藏品有更深入的了解。

项目协调员马提亚表示：“虽然CT技术经常应用于自然历史博物馆，但却鲜少用于复杂的复合材质的历史文物，经历了几次实操后，我们撰写了一份研究计划书，对我们的密码藏品进行数字化处理。”

马提亚继续提道：“我们使用的工业CT扫描仪与医疗领域使用的扫描仪不同，我们的仪器辐射剂量更高，能够穿透密度更大的材料。”

使用 CT 技术扫描的利与弊

德意志博物馆馆藏的一些机器有120多年的历史，从保护的角度来看，机器十分脆弱，难以养护，主要原因是肉眼无法看到这些机器的内部结构。

对于研究人员和保护团队来说，使用CT技术的一大好处是可以在不破坏文物的情况下，更清楚地了解文物的内部状况。马提亚补充道：“从教育的角度来看，我们能向观众展示的不仅仅是机器的外观，还有复杂的内部结构，这使藏品更有吸引力。”

不过他同时表示，由于费用高昂和数据存储量大，CT技术并不适用于每个项目，“我们与弗劳恩霍夫集成电路研究所（Fraunhofer IIS）达成了合作。对于博物馆来说，相比购买普通摄影机或使用其他扫描技术，购买CT扫描仪的成本太高。另一个要考虑的关键因素是CT所扫描的物体的尺寸。CT扫描仪为了捕捉文物的细节，需要数千兆字节的数据，这需要比较大的运行内存。实际上，CT技术所采集的数据与其他方式采集的数据的拼接也是一个挑战，这是我们目前正在努力解决的问题。”

“3D密码”项目将于2023年秋季启动，随后，项目会将CT扫描的数据集上传到网上，以供研究人员研究，并结合视频、动画以及可旋转、处理和放大的交互式CT网页视图来展示影像。

马提亚建议德意志博物馆在今后的展览中展出这些CT扫描图，这种同时展出文物和CT扫描图的方式，会极大地吸引参观者。他提道：“已有文物和CT扫描图共同展出的情况，我们希望‘3D密码’项目中的文物将来也可以在德意志博物馆展出。”

走近具有重要历史意义的密码机

在德意志博物馆的藏品中，有四台英格玛机（Enigma，译者注：战争密码编码机），从外观上看，四台机器几乎完全一样，然而借助CT 技术，大众就能够清楚地看到每台机器内部的独特细节。

同样，英格玛机被破译后，代替英格玛机的SG-41（全称：Schlüsselgerät 41）密码机在2017年被发现呈高度腐坏状态，为了了解机器内部组件的状态，除了将机器砸开（这种损坏无法修补）之外似乎别无他法，此时若对该机器进行扫描，则有助于展示机器内部组件的状态。马提亚表示：“就SG-41而言，最初我们根本无法确切的知道这么多年来机器内部零件的损坏情况和机械装置的完好程度，但在对SG-41进行扫描后，我们惊喜地发现，SG-41的状态比我们预期的要好，实际上，SG-41似乎可以重新投入使用。”

稿源|Museumnext

翻译|吴晓倩

编审|数据中心

审核|陈滨

终审|段晓明

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