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(fù)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(xué)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(shù)對其顱骨進行面貌復(fù)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(fù)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(jié)構(gòu)，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(xué)、刑偵學(xué)、史學(xué)、人類學(xué)等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。自1996年起，北京師范大學(xué)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(xué)影像技術(shù)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(xué)研究體系，推動傳統(tǒng)的顱面形態(tài)學(xué)、顱面復(fù)原取得了突破性的進展。
據(jù)國內(nèi)顱面形態(tài)信息學(xué)提出者、北京師范大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)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(fù)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?cè)ナ赖氖w面部關(guān)鍵部分，建構(gòu)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(jié)合進行雕塑。
不過，由于構(gòu)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(fù)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(xué)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(shù)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(fù)原、復(fù)原評價的關(guān)鍵技術(shù)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(shù)，獲取2000例左右的中國人顱面數(shù)據(jù)，構(gòu)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(zhǔn)確收錄進數(shù)據(jù)庫。其次，對需要復(fù)原的顱骨進行特征點標(biāo)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(fù)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(fù)原模型的算法，得到基本的面貌復(fù)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(fù)原面貌與真實面貌進行對比修正，得到最終的顱面面貌復(fù)原信息。
在實驗室里，長期從事相關(guān)研究的鄧擎瓊博士向記者展示了顱面復(fù)原過程的核心步驟。這些操作都是在計算機的相關(guān)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(yīng)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(fù)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(fù)原圖，再運用技術(shù)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(fù)原圖。最后，研究人員在屏幕左下方導(dǎo)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。