复原一个恐龙世界——《黑羽精灵》

黑羽精神

恐龙长什么样？自从19世纪早期发现恐龙以来，人们一直在用艺术形式如绘画、电影和电视来再现恐龙。然而，由于很难从数亿年前形成的化石中获得足够的证据，科学家只能根据间接信息合理地推测恐龙的外貌和颜色。近年来，北京自然历史博物馆等机构对羽毛恐龙羽毛颜色的研究成果，终于使我们能够用科学的依据来识别化石羽毛的颜色，从而还原出一个多彩的恐龙世界。

自2010年以来，北京自然历史博物馆和其他机构的研究人员在国际*学术期刊《美国科学》和《英国自然》上发表了三篇论文，报道了对几种中生代羽状恐龙(如小盗龙和近鸟)羽毛颜色的研究结果。其中，对小盗龙羽毛结构颜色的研究成果，将羽毛结构颜色的化石记录向前推了7000多万年。

在许多恐龙中，小盗龙是一颗明亮的星星。它的发现为鸟类恐龙起源理论提供了直接的化石证据。2003年，著名恐龙研究者徐星和古生物学家周忠和在《自然》杂志上发表了《中国四翼恐龙》一文，报道了小盗龙的发现，指出小盗龙具有初步的飞行能力，是从滑翔到主动扑翼飞行的过渡类型，是世界鸟类进化研究的一个重要进展。2012年，北京自然历史博物馆孟研究员带领的研究团队在《科学》杂志上发表了一篇题为《小盗龙的再构建与虹彩羽毛的进化》的文章，报道了小盗龙全身羽毛颜色结构颜色的研究成果。他们发现小盗龙有一件漂亮的黑色礼服，带有蓝色彩虹光泽，类似于现在的家燕。

那么，科学家是如何取得这一重要成就的呢？生活中有两个共同的颜色发展原则。一种是基于色素分子的“化学颜色”，如黑色素、叶绿素、花青素、胡萝卜素等。由于色素分子容易降解，所以在生物体死亡后很难恢复其颜色信息。另一种是“结构色”，如孔雀和天堂鸟等最美丽的鸟类的羽毛，蝴蝶翅膀上的彩色鳞片，以及令人眼花缭乱的贝壳。例如，在鸟类的羽毛中，由黑色素形成的黑素体通常以不同的方式排列和积累，并且黑素体的形状和大小也不同，例如不同大小、形状和排列的棒、雪茄和黑素体形成许多不同的微物理结构，这些微物理结构反射、折射和干扰光，呈现不同的颜色。此外，羽毛表面也覆盖着角蛋白层，它与黑色素一起起作用。从不同的角度，你可以看到各种不可预知的美丽的颜色。这种颜色发展的原则被称为“结构色”。

科学家在电子显微镜下研究了小盗龙的羽毛化石，发现了1亿多年前的黑色素结构，并发现它们的排列保存完好。通过比较许多鸟类羽毛中黑色素体的大小、形状和排列，找到最接近的一个，并找到相应的颜色，从而“逼真地”了解小盗龙羽毛的颜色。

博物馆的基本功能是收集、研究和展示宣传资料。北京自然历史博物馆关于羽状恐龙羽毛颜色的研究资料正是该博物馆的重要收藏品，还有小盗龙、近鸟等标本。保存了精美的化石羽毛。北京自然历史博物馆在收集这些重要化石标本的基础上，整合国内外技术、资金、智力、仪器设备以及前沿信息开展合作研究，并在收集标本的基础上取得了最具代表性的科研成果，这也是中国博物馆基础科研的一项具有代表性的原创成果。

与此同时，北京自然历史博物馆还特别注重及时向公众传播恐龙研究的热点领域——羽状恐龙的最新成果。2016年5月，北京自然历史博物馆集中整理相关化石标本，并推出了“飞行恐龙”展览。小盗龙、附近的鸟龙标本及其修复模型，以及带有皮肤痕迹的鹦鹉和其他标本，都是在展览中第一次与一般观众见面。

由于羽毛恐龙，特别是羽毛颜色的研究，涉及公众非常感兴趣的话题，如恐龙的外观修复，除了组织相关的展览，博物馆还根据重大科学发现和一系列文化创意产品，如支持增强现实的科普书籍、明信片、纪念品等，规划了4D科普电影的发展计划。，以丰富多彩的科普文化产品向公众普及相关研究的科学发现和科学意义。

在3D立体电影的基础上，4D电影将椅子的运动与特殊的环境效果相结合，如吹气、喷水、频闪、振动、抓挠腿、滚球、拨背、雪花、泡泡、耳音等。能够给观众身临其境的体验，达到寓教于乐的传播目的。基于对小盗龙羽毛颜色的研究成果，4D科普电影《黑羽精神》于2015年底结合自然博物馆本身和中国其他科普场馆的4D科普影院的需求获得批准。经过10个月的创作周期，4D电影，一种受大众欢迎的艺术形式，已经将这一重大研究成果转化为一门流行科学，并将其搬上银幕，为成千上万的恐龙迷和公众提供了一场科普文化盛宴。

“黑羽精神”以小盗龙为主角，尾羽龙、北票龙等有羽毛恐龙与之相伴，新发现的《阿凡达》中形似飞翼兽的阿凡达伊卡兰翼龙为配角。通过一个“丑小鸭”变成“黑天鹅”的童话故事，展示了中国科学家在与小盗龙和羽状恐龙相关的世界一流的古生物学研究成果。徐星研究员、周忠和院士等著名小盗龙研究人员，以及中国古生物博物馆馆长王元、著名翼龙研究员王晓林等专家均受聘为科学顾问。

“黑羽精神”的制作机构上海瑞虹文化传播有限公司是中国一流的科普4D电影制作团队，尤其具有优秀的古代生物科普电影创作传统。相关作品多次获得国家科普和电影奖。“黑羽精灵”的创作使用了国际先进的动画技术，如RENDERMAN渲染器和肌肉系统，以及真实的植物材料和场景地图，MATTE PAITING中的远程环境和近距离特效，恐龙面部表情绑定技术和先进的毛发制作技术，使人物的毛发效果和生物运动的肌肉变形趋于真实。

依托北京自然历史博物馆的特色标本和主要研究成果，在国际一流科学顾问团队的指导下，“黑羽精神”以逼真的动画形式生动地展示了我国辽西早白垩世时期的生态环境，以及小盗龙等古代生物的形象和行为习惯，将科学研究成果转化为科普文化作品，让观众领略到四翼恐龙的飞翔神韵，让观众了解古代恐龙丰富多彩的世界。