人们现在看到秦兵马俑，不管是1、2号俑坑出土的，还是3号俑坑出土的，几乎全是青灰色。这就是秦俑的真相吗？不是！两千多年的历史尘封，使这支曾经遍身施彩、生动鲜活的庞大军阵失去了往日的光彩，变得阴霾冰冷。
秦俑的真相应该是多色的、朴实而又明丽的。陶俑、陶马制作的最后一道工序是进行彩绘。根据对陶俑、陶马刚出土后身上的颜色统计，计有朱红、粉红、粉绿、粉蓝、枣红、粉紫、中黄、橘黄、白、黑、赭等，其中以朱红、粉红、粉绿、粉蓝、赭色最多。 经化验，都是矿物颜料，颜色的调和剂为明胶。
秦俑是如何着色的呢？专家们认为，施色时先在陶俑、陶马身上涂一层明胶作底。明胶里有的掺和黑色，有的未掺和颜色，为乳白色的透明体。然后在底色上彩。面、足和手上的颜色较厚，一般都有两三层色。即在明胶作的底上先铺一层白色粉红色，然后再罩一层粉白色、陶俑的上下衣是干涂一层红色或粉绿、粉蓝等颜色。陶俑的眼睛，先涂一层白色，再用墨色绘出眼珠、眉毛、胡须，有的用墨线描绘，但为数甚少，大多同面部的颜色一样。陶马身上的颜色为枣红色、黑鬃、黑尾、白蹄甲。粉红色的舌，白色牙齿。总的看来，陶俑和陶马施色的方法比较简单，均为平涂。色彩的基调朴实明丽，使陶俑、陶马的阵容显得气氛热烈，并使俑、马形象更为生动。2200多年来，秦兵马俑坑曾经历过焚毁、坍塌及无数次洪水的冲刷以及地下积水的长期浸泡，加上其它自然因素的侵蚀，使得绝大多数兵马俑出土时已是彩绘脱尽、黯然失色。20多年来，这里挖掘出土七八千尊秦俑，没有一尊是彩色的，只是在个别秦俑身上发现过小片彩绘。
1999年4月，在秦俑2号坑第18过洞，6尊彩绘跪射武士俑破土而出，全身留有大片彩绘，色泽鲜艳如初。这一发现，石破天惊，足以证明，工匠们当年在塑造、焙烧好兵马俑后，曾对兵马俑包括车、马都精心地进行过彩绘，使这支威武雄壮的军阵栩栩如生。这是考古工作者盼望了25年的最新收获。从发掘现场来看，首先这几件彩绘俑的颜料结构与分布各不相同。有的在陶俑上涂一层生漆，再在生漆上绘一层颜料或两层颜料；也有的仅在某些部位只涂一层或两层生漆而不彩绘的。其次这几件陶俑彩绘颜色也多姿多彩。发髻及发带上主要为赭石色或朱砂红，面部为粉红色，领部为粉绿色，手为粉白色或深红色，袍衣为粉绿色，腿部为粉绿色或深红色，脚面为粉白色，方口履为赭石色等等。再次，这几件彩绘秦俑造型艺术写实，整个形体的比例，同真人大小，纤细的缕缕发丝，也酷似真人。这些形象生动逼真、色彩艳丽的秦俑，给人一种朝气蓬勃奋发向上的感觉。它们是秦兵马俑雕塑艺术的杰作。
同年9月，考古工作者还在2号俑坑发现一件除发须、瞳仁是黑色外，脸部涂有绿色彩绘的跪射武士俑头，这是自秦俑坑发现25年以来的首次发现。这件绿面俑迥异其它已经出土的秦俑的肉红色或粉白色面孔。有人认为这可能是长时间埋藏或其它物质使其颜色发生化学变化所致；也有人认为是秦代工匠有意模仿某些肤色较深的真人来绘制的；也有人认为可能是某个工匠的恶作剧所为。众说纷纭，有待进一步研究考证。
秦兵马俑彩绘保护一直是西安秦俑文物保护工作的中心，经过中外文保工作者的多年努力，已取得重大突破，首先证实了秦俑彩绘的有机底层是由中国生漆制作，首次发现了紫色硅酸铜钡原料，第一次将先进的激光全息摄影技术成功运用于彩绘损害机理和加固保护效果的研究及评估工作中。同时，在大量对比、筛选、优化实验的基础上，研究出聚乙二醇与聚氨脂乳液和单体渗透——电子束辐射聚合两套保护方法，并成功地运用于秦俑及其它彩绘俑的现场保护。为此，获得了2003年陕西省科学技术一等奖和2004年国家科技进步二等奖。
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