去年，意大利研究者在佛羅倫薩發(fā)現(xiàn)疑似列昂那多·達·芬奇筆下《蒙娜麗莎》的原型麗莎·蓋拉蒂妮的遺骨。近日，由于麗莎的丈夫、意大利文藝復興時期富商喬貢多的家族墓地被打開，喬貢多與其兒子的遺骨被發(fā)現(xiàn)，科學家有望通過DNA核實去年發(fā)現(xiàn)的“麗莎”遺骨與兒子遺骨的相似性，確認該遺骨是否是“麗莎”。此外，研究人員表示，一旦證實遺骨為麗莎·蓋拉蒂妮，他們還將利用現(xiàn)代技術對其顱骨進行面貌復原，從而有望揭開500年前蒙娜麗莎的真容。那么——
顱面是如何復原的
顱骨是人類面貌的內(nèi)在生物特征，顱骨的形態(tài)決定了人的面部特征、五官的位置和結構，是人類遺骸中信息最為豐富的部分。長期以來，顱骨形態(tài)在醫(yī)學、刑偵學、史學、人類學等領域都有重要應用。自1996年起，北京師范大學文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護與虛擬現(xiàn)實北京市重點實驗室將數(shù)字醫(yī)學影像技術和計算機可視化新方法引入顱面數(shù)據(jù)獲取和分析過程，提出顱面形態(tài)信息學研究體系，推動傳統(tǒng)的顱面形態(tài)學、顱面復原取得了突破性的進展。
據(jù)國內(nèi)顱面形態(tài)信息學提出者、北京師范大學信息科學與技術學院院長周明全教授介紹，過去的研究表明，人的面部軟組織分布厚度隨著年齡、性別、生活環(huán)境等要素的不同有一定的變化規(guī)律，根據(jù)面部軟組織分布厚度規(guī)律可以基本做到顱骨的面貌復原。傳統(tǒng)上，顱面軟組織分布主要通過用有刻度的、熏有煙灰的銀針扎剛去世的尸體面部關鍵部分，建構具有一定數(shù)量的面貌軟組織庫，進而掌握軟組織分布規(guī)律，然后請雕塑家將顱骨特征與一般軟組織分布規(guī)律結合進行雕塑。
不過，由于構建傳統(tǒng)的軟組織庫時實例數(shù)量有限且特征不全面，加之雕塑家的操作都是人工進行，這使傳統(tǒng)的面貌復原有較大的誤差。在中國，過去僅采用前蘇聯(lián)提供的數(shù)據(jù)庫，測試案例十幾例，誤差較大。
北京師范大學文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護與虛擬現(xiàn)實北京市重點實驗室運用計算機技術對傳統(tǒng)方法進行改進，突破了顱面建模、形態(tài)分析、面貌復原、復原評價的關鍵技術瓶頸。周明全研究團隊首先運用三維立體掃描、CT斷層掃描技術，獲取2000例左右的中國人顱面數(shù)據(jù)，構建顱面數(shù)據(jù)庫，其中包括顱骨庫、面皮庫、五官庫和紋理庫，且數(shù)據(jù)測量的精細程度較高，例如CT切片之間的距離精確到0.3毫米，使得微小部位的數(shù)字信息也能準確收錄進數(shù)據(jù)庫。其次，對需要復原的顱骨進行特征點標定與測量、全局分區(qū)統(tǒng)計等形態(tài)分析，得到該顱骨的數(shù)字表示模型。再次，將需要復原顱骨的特征點和數(shù)據(jù)庫相對比，運用基于知識和基于統(tǒng)計理論的兩種復原模型的算法，得到基本的面貌復原情況，并進行五官、紋理的修飾。最后，如果有活體數(shù)據(jù)（比如真實照片）存在，再將復原面貌與真實面貌進行對比修正，得到最終的顱面面貌復原信息。
在實驗室里，長期從事相關研究的鄧擎瓊博士向記者展示了顱面復原過程的核心步驟。這些操作都是在計算機的相關平臺頁面上完成的。
記者在頁面右上方看到數(shù)字化的、有多重色彩拼接的三維顱骨模型。據(jù)鄧擎瓊博士介紹，多重色彩是將顱骨劃分為左眼、右眼、鼻、嘴、其余部分，共五部分，數(shù)據(jù)庫中的人臉數(shù)據(jù)也分為相對應的五部分，根據(jù)前期約2000例案例的統(tǒng)計可以得到各部分復原的算法，只需在頁面的工具欄點擊幾個按鍵，便可在屏幕右下方出現(xiàn)一張未經(jīng)拼接的五部分復原圖，再運用技術將五部分進行拼接和融合，即可得到一張有皮膚和五官的面貌復原圖。最后，研究人員在屏幕左下方導入該案例的真實照片，通過比對可以看出，除細節(jié)方面略有差異外，五官及面貌整體比例相似度高，可以做到“可辨認”的程度，而且這整個過程可以在十幾秒內(nèi)完成。