☆【转载】☆关于人像复原技术
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对人骨不适者慎入。
2013年09月07日 02点09分 1
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对《Putting Flesh on Bone》的阅读与思考
2008-04-04 21:02
作者:海客谈瀛洲
《Putting Flesh on Bone》是一篇关于古代人像复原的文章,不仅简述了人像复原这一考古研究方法的起源和其简单操作步骤,而且主要地阐述了它的意义。
骨骼对于人的面部来说,就像是建筑物的钢架结构一样,它是构成人面部框架的基础。而肌肉就是这个钢架周围的混凝土,它们共同构成了人面部的基础。建筑物的建设依据的是建筑学、土木工程学等学科的原理,那么,人像复原依据的是什么呢?它不是一种简单的预见性经验的结果,而是依据了许多门科学来共同完成的,比如解剖学。人像复原的技术首先是被俄罗斯古生物学家Mikhail Gerasimov(1907-1970)所采用的,后来经过了长期的发展。在其发展过程中,计算机技术的应用起到了重要作用,它使我们能够对人像进行精确的技术加工,人的经验性错误的影响被削弱了。
这门技术的具体实施步骤是什么?就文中所涉及的,有两种类型,一种是英式的,一种是美式的。先说美式的。首先,制作一个颅骨的石膏模型,然后用销钉来对面部软组织较厚处进行二维定位(位置和厚度),接着,用黏土覆盖模型,尤其是将销钉覆盖,这是对肌肉组织的复原,这一步想必是最精细最困难的,毕竟大多数情况下肌肉组织是基本上没有保留下来的,即使保留下来的也大都变了形。最后,做精细化的加工并还原皮肤。至于有关体表细节的还原后面还要提到。英式的做法则要细致些,他们对肌肉进行的是逐块还原,然后再用一层粘土来复原皮下组织。英式做法更尊重解剖学原理,而美式做法则会丢失一些面部组织结构的细节。
解剖学原理在软组织复原上很重要,比如口部与眼球虹膜内侧缘距离的数据就能够应用在这上面。
接下来所讲的就是关于人脸表面细节的还原。骨骼是遗留下来了,可它不能直接反应毛发和肤色等体表特征。法医可以还原这些细节以至于使得他们所还原的受害者人像能被其亲友辨认出来,那是因为他们所还原的遗骸所保留的信息和证据较多。当然,这种情况在埃及的泥炭沼泽中发现的古代人的尸体身上也是存在的,因此,对于他们的复原可能更精确,可以产生一个可识别的人像。
但是,人像复原的目的绝不仅限于此,更重要的是它能为我们展现人面部三维结构层面上的细节信息,来帮助众多领域的专家从骨骼和墓葬周围环境等方面作出合理推断。复原出来的人像还能帮助我们了解有关古代人类特征和其生活方式的信息,而这些有很多是没有在骨骼上留下痕迹的。要做到这一点,需要考古学家完全依据骨骼材料的证据,并要遵守一系列科学规则。至于头发、胡须等体表细节则是对人像进行基础复原后才能做的,这依据的是非直接的证据。
只有对人像复原进行科学化、规范化的发展,我们的工作才是有科学价值的。人像复原的前景也仰仗于此,这不仅仅是考古学家能做到的,还需要众多领域的学者一起助力,解剖学家、遗传学家、外科医生、视觉效果专家、化妆师甚至牙医都能推动其发展。
以上是对该文的简述。
人像复原在考古学上的应用是近年来新兴的一门技术,尤其在我国还处于起步阶段,很多人还对它存有疑问,比如,很多人都会提出这样的疑问:它在考古学上的应用究竟有什么意义呢?对于这项技术本身的不了解是产生这个疑问的一个很重要的原因。这使得一些人还不承认它的科学价值。
我们知道,人的体质特征在很大程度上受到环境影响,比如蒙古人种的内眦褶皱就是一种与其居住在亚洲腹地风沙多雪地带气候有关的保护性结构,又比如赤道人种的口裂通常很宽阔,口唇也很厚,这是对炎热气候环境的适应。虽然究其根本来说,人像复原并不是这些研究结果的来源,这些结果来源于体质人类学等多学科的研究,但人像复原能做到的就是对于类似于此的体质特征的一种直观展现,它将各学科的研究成果应用于其中,并直观地、集中地展现出来,尤其是对于一些难以用语言进行具体描述的特征的展现,是有其价值的。尽管这些特征确实不是必须要用人像复原来表现的,但这种展现是综合了多门学科研究的成果,而且还是三维立体的直观展现,这种效果是其他研究方法所不能达到的。一件事物一旦立体化、综合性地展现出来,往往会起到比平面的、单一的展现更多的作用,因为这使得我们更容易看出该事物各方面特征的空间关系和逻辑关系,而对于这些关系的了解加上合理推断,新的认识就很有可能得以产生。
另外,人像复原的结果是一种视觉展现,视觉的直观性和敏感性使得人们对于事物的了解变得容易,它把抽象的东西具体化了,虽然具体化不一定对于阐释一件事物来说是最准确的表达方式,但起码它相对于抽象表达来说是更容易被人们的思维所接受的,这也可以说是它的好处之一。视觉展现还有一个好处,就是将视觉美体现出来,这对探讨古代人的审美观有很重要的作用,如果我们知道某些人群在某一时期被认为具有比较美的特征,比如封建时期特意选出的妃子,那么对她们的人像进行复原对我们了解古代人类的审美观是有帮助的。
至于人像复原的方法是否科学,John Prag在文中已经有了论述,它是基于解剖学、医学、遗传学等多门科学的,我们承认它确实还有不科学性,比如这个复原过程中不可避免地掺杂有人的预先经验和想象,但通过科学技术的进步和对于该技术规则的进一步制订,这些因素将被尽可能的削弱。John Prag在文中的最后一段也是这样呼吁的,他期望着这项技术能更加科学化、规范化,只有这样才能使其更具有价值,也只有它具有了更大的价值才能得到更多人的认可和支持。
2013年09月07日 02点09分 2
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嗯嗯 不错 楼楼加油 我来站个楼
2013年09月07日 02点09分 4
不是好孩子
2013年09月08日 03点09分
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以下转载一个二楼提到的“美式的”具体实施步骤的案例,不过属于刑侦,和考古无关。
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我们常在通缉令上或者罪案新闻里看到一张犯罪分子的照片,不过,这些照片通常不是罪犯的原本面貌,而是根据受害者或目击者的描述重构出来的面部素描。这些素描被用来和警察局档案中的疑犯照片库做比较,或者发布出去,引发公众警惕和注意,最终找到罪犯。
然而,这种面部素描可不是那么容易画出来的,会这个本事的人也不多,他们通常被称为法医艺术家(Forensicand Portrait Artist)。
还记得在美剧《CSI》里,那个根据头骨重构死者面容的女科学家特雷•米勒(Teri Miller)吗?其实她的原型就是现实中的一位法医艺术家,凯伦•泰勒(Karen Taylor)。
……
(和主题关系不大,以下略。转自果壳网,《法医素描:用画笔寻找记忆的碎片》,作者苏木七 2011-03-25 20:39 )
如何将腐烂的无名女尸变成精致的头部雕塑?
苏木七 2011-04-05 20:08 果壳网
2007年1月21日,芝加哥,雪夜。两个瑟瑟发抖饥肠辘辘的流浪汉在垃圾筒边徘徊,试图找点值钱的东西,来换点吃的,找个暖和的住处。他们找到了一个一米多长的盒子,上面印着CasioWK-1800的键盘图样,走近一瞧,给这两位吓的够呛——里面赫然伸出了一只脚!
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被吓的魂飞魄散的流浪汉急忙拨打了911,警察马上来到了现场。他们没有打开盒子,只是对现场进行了初步勘察,盒子用电缆绑着,包装尚完好——除了那只脚。这只脚的主人似乎是个成人女性。另外,这个盒子应该是刚被放到这儿不久,不然早就被这大雪给侵蚀损毁了。
他们并没有立刻开箱,而是将盒子送到了法医那儿以便进一步检查。在停尸房,他们打开了这个超过50Kg重得盒子,不出意料,里面藏着一具女尸。
女人你是谁
盒子里的女人高约1.62m,重59Kg,穿着五分裤和黑色的薄上衣,右膝上还绑有一个护膝。这打扮相对于芝加哥寒冷的冬天而言显然过于单薄。经初步鉴定,法医认为她死于窒息和钝器挫伤。
尸体上并无任何证明其身份的证件或标记。更不妙的是,由于她死掉好几天了,脸部已经腐烂得不可辨认。人们只能大致判断出,这是一个18-25岁的白人女性,褐色的长发在脑后扎成一个小马尾。
警察把她暂且称作简•多伊(Jane Doe,美剧里的无名女尸貌似都叫这个名字,大概和“小红”的意思差不多)。他们取下了简的指纹和DNA,并在数据库中展开搜索。不幸的是(对于身份鉴定 来说),她生前显然是个遵纪守法的女人,从未犯过事儿,在罪犯数据库中找不到任何关于她的信息。他们不甘心,继续检索芝加哥和伊利诺州的失踪人口数据库,仍一无所获。
一个警察根据尸体面部大致特征,给Jane画了一幅素描,并在芝加哥当地的电视台播出。可是仍无回音。嗯……也许是这个素描画的太抽象了吧。
警方所作的素描。
警察们开始琢磨,或许这位简不是芝加哥人。他们将搜索范围扩大到了全国,可是全美的失踪人口和未识别受害者数据库里,仍没有她的任何匹配信息。
华丽丽的出场
在警察们使出浑身解数仍无法辨别简的真实身份后,他们使出了最后一招。以前果壳网曾提到的法医艺术家凯伦泰勒(Karen Taylor)华丽丽地登场了。1952年出生的她是美国知名的法医艺术家之一,精于法医素描和面部重构技术,在FBI和一些大学里担任法医艺术指导长达 20年之久。2002年,因为她在法医鉴定领域出色的工作,她获得了国际鉴定协会(InternationalAsssociation for Identification)颁发的邓德罗(Dondero)奖。
凯伦泰勒和她的书 “Forensic Art”。
女尸的头骨、头发样品还有尸检照片被送到了泰勒那里。接着泰勒全身心投入到了这项“艺术创作”中。
死者的头骨和头发样品。
2013年09月07日 02点09分 5
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泰勒首先注意到了她的牙齿,上面残留有胶着物和金属的痕迹,正如验尸官所推断的,死者原来应该带着牙套,并且常去牙科整牙。不过不知道为什么牙套被取下来了,但应该不是被一个有经验的牙科医生取下的,不然不会留下这么多残留物。另外,死者的右上门牙还有一个缺口,泰勒也记下了这一特征。
死者的牙齿。
泰勒参考面部软组织厚度数据,在头骨上插满了小标签,标识软组织厚度。接着,她给这具满是标签的头骨拍照,再根据照片,画出其面部二维素描。考虑到她生前可能一直带着牙套,泰勒细心地画了两个版本的素描,带牙套和不带牙套的。右上门牙的那个缺口也被仔细勾勒出来。
死者的面部素描。
有了头骨和素描做参考,泰勒开始了三维重构。同样,她首先在在头骨模型上插上软组织厚度标签,然后涂敷粘土,直到没过标签。下图中我们可以看到面部是如何一步步成型的。
三维面部重构过程。
三维面部重构过程。
从尸检照片上,隐约可以辨认出死者的眉毛高扬完整,眼睛没有十分明显的特征。为保险起见,泰勒给她选了最普通的义眼,附上眼睑,然后给她装上了两条高高的长长的眉毛。
由于死者的牙齿特征十分明显,并且牙齿是尸体生前唯一可见的头骨部分,泰勒特地将Jane的嘴微微分开,露出牙齿。最后,泰勒给她装上了一头红褐色的长发,扎成马尾。耗时数周,这位法医雕塑家的“作品”终于成型了。
2013年09月07日 02点09分 6
玫瑰齿?死者是被窒息而死?
2013年10月07日 03点10分
回复 沧海龙崖 :玫瑰齿 什么意思
2013年10月28日 09点10分
回复 乖哦Q : 窒息死者的牙齿因牙髓血管破裂出血,在齿颈部表面出现玫瑰色(或淡棕色),经酒精浸泡后其色泽更为明显,这一特点称为玫瑰齿。
2014年06月13日 04点06分
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身份确定
面部重构完成后,警方又开始了漫长的公告和搜索。不过有了重构雕塑的帮助,搜索就变得顺利多了。由于死者的牙齿特征比较明显,所以芝加哥警方将图片送到了当地的一家牙科期刊社,并将图片发表在2007年12月份的刊物上。终于,一位牙医辨认出了她,这是他的一个病人,马拉娜•里德(MarlainaReed)。里德遇害时才17岁,来自伊利诺州南部。不过她遇害时正住在芝加哥。
死者生前的照片。
尽管凶手还逍遥法外,确定了受害者身份还是使案件侦破大有进展(不过距最终破案还是花了好几年)。基于DNA证据,警方锁定了嫌疑人,在去年10月22日将之捕获归案。
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2013年09月07日 02点09分 7
[惊讶]
2018年05月16日 16点05分
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木木到此一游
2013年09月07日 03点09分 8
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上次探索频道说过人像修复外加人像雕塑重现的技术,那时候我就惊呆啦,果然是技术拯救世界,不过人像精确修复需要很长时间,做一个雕塑模型更长。
2013年09月07日 06点09分 9
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我只听过复原图坦卡蒙的
2013年09月08日 02点09分 10
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继续,本帖禁水,谢谢合作
识骨寻踪?还没到那么神奇的地步
苏木七 2011-04-08 20:49 转自果壳
前几天我们看到了法医艺术家凯伦•泰勒(KarenTaylor)参与的一个真实案例,她根据头骨 复原出一女尸的头像,最终确定了受害者身份。不过,有不少人对这一技术存疑:就算是凯伦•泰勒这样的大师,复原得也不那么像嘛,面部重构到底多有效呢?
美剧里那些优雅法医们
美剧中常可见到法医艺术家的翩翩身影,她们和各种面目全非的尸体打交道,试图恢复出头骨上的那张脸。法医艺术家泰瑞•米勒(Teri Miller),在《CSI》里的第一次出场(LV,S01E06)就惊艳无比,在工作室里她和老G一起重构出了未知骸骨的头像。摆弄石膏和粘土时,她动 作娴熟姿态优雅神色淡然,并且手把手地教老G如何铸模、如何用灰浆抹平石膏和粘土上的细缝,两人之间情愫暗生。(只可惜后来没了下文)
而在另一部美剧《识骨寻踪》(Bones)中,漂亮直爽的安吉拉•蒙特内格罗(Angela Montenegro)也可以用各种带肉或不带肉的骨头重构面孔,把阴森森的尸骨变成一个个活灵活现的人,侦破各种案件。
不过,现实中的面部重构并不完全像影视中展现的那样。影视中,如果发现了一具骨骼,调查人员就会马上召来法医艺术家,进行各种重构;可现实中,这只是最后一招而已,在试过诸如DNA、指纹、牙印等等各种办法皆无效后才会诉诸面部重构。 此外,在影视中,只要有骨头,就一定能重构出脸;只要有了面孔,就一定能确定受害者身份;只要确定了受害者,就一定找得出凶手——可在现实中,就完全不是那么一回事了。这也是所谓 “CSI效应”的一种表现:人们由于受影视剧的影响,而对真正的法医和法庭产生了不切实的期许。而在现实的操作中,法医艺术家们也面临着两大难题。
难题之一:软组织厚度
现在风行的面部重构技术,无论是二维还是三维重构,无论是手工还是软件重构,都得用到一项至关重要的数据:面部软组织厚度。
早在19世纪,法医面部重构技术就初现端倪。德国解剖学家赫尔曼•韦尔克(Hermann Welcker)是历史上测量和整理面部软组织厚度数据第一人,他首先意识到,要重构面部,得先弄清楚骨和肉的关系。1883年,他以13具高加索人的尸体为实验对象,将薄刀片伸入脸部中线的9个位置进行测量,这是第一份有文献记录在案的研究。其他的解剖学家,比如威廉•西斯(Wilhelm His)和朱利叶斯•科曼(Julius Kollmann),也发明了不同的方法测量软组织厚度。1895年,西斯找到了24具男性和4具女性高加索人尸体,测量了脸部15个位点的软组织厚度,并且根据这些数据重构出了音乐家巴赫的面容,从一堆骸骨中找出了他的尸骨。
科曼和他的雕塑家布利(Buchly)在1898年统计了25具高加索人尸体脸部18个位点的软组织厚度,这套数据影响力是如此广泛,以至于到现在许多法医实验室还以之为参考。当然,现在各种技术,比如超声波、CT和核磁共振,大大方便了软组织厚度的测量,而不必拿着针和刀片在尸体上到处戳。
不过,直到现在,软组织厚度的数据还是很匮乏的。不同性别、年龄、种族和地域的人群,软组织厚度不一样,而要对这些人全部进行采样可不是件容易的事儿。在美国,只有高加索人和黑人的面部软组织厚度数据比较丰富,而西班牙后裔和蒙古人种的数据较少。只有扩充面部软组织厚度数据库,使之详尽细化,面部重构技术才能更精确,更有说服力。
难题之二:标准化方法
现在主流的面部重构技术采用的是前述的面部软组织厚度数据法,主要流程如下:首先制作头骨的石膏模型,插上小木条等标签,使标签向外突出的长度等于该处的软组织厚度,然后用粘土填充面部直到没过标签末端,最后加上五官,进行整体修饰。这项工作的艺术性实在太强了——不同的法医艺术家,尽管大体方法大致相同,可具体细节不一样,仁者见仁智者见智,不同的人根据同一具头骨,很可能构建出完全不像的两幅面孔。
此外,也有一些重构方法依赖于面部的解剖学特征,会根据肌肉、肌肉上软组织、皮肤的顺序分层构建。不过,方法越多,主观性越强,越容易出现“一尸千面”的状况——许多情况下,百花齐放百家争鸣并不是什么好事儿。
好在现在有了计算机辅助3D面部复原技术,过程和手工重构其实大同小异。需要经过构建颅骨、添加软组织数据、添加五官、肌理和表情复原等步骤。计算机辅助重构不但加速了处理速度,还有助于标准化方法的建立。而对于不同地区的警方来说,收集并分析本地区人种的解剖学数据也对于未来重构的准确性有着很大的意义。
正是由于这些限制条件,至今面部重构尚不能作为确定身份的唯一手段。没有目击者,指纹没有用,DNA没有用,最后试下面部重构吧,没准能管用呢~”
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2013年09月20日 02点09分 12
level 12
跟着一个和尚学了两个多月的泥塑!没天赋放弃了。
2013年09月20日 13点09分 13
level 7
那个马拉娜•里德的复原像不是很像呀
2013年09月22日 09点09分 15
比国内的好多了,国内一群江湖阆中在造谣专骗
2013年09月22日 09点09分
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国外的复原真好,国内的那些复原纯粹就是瞎搞
2013年09月22日 09点09分 16
level 11
来了
2013年09月22日 10点09分 17
level 9
超强技术贴啊!
2013年10月06日 11点10分 20
level 12
说两句恶心的,他们这就是换着花样的捞经费。。。[冷]
2013年10月06日 11点10分 21
level 9
偶像啊
2013年10月07日 14点10分 22
level 1
我只是想问一下,如果脸上长了一个大瘤之类的怎么处理呢?
2013年10月27日 12点10分 23
复原就是指依据骨骼复原,你说的如果是皮肤病且没有在骨骼上留下痕迹,就复原不了
2013年10月28日 11点10分
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从“头”开始重现古人容颜
2006-05-3115:13:20| 环球科学
颅骨反映了亡者生前的状态,按照一定的原则,可以精确复原他的容貌.
撰文 林雪川、朱泓 插图 林雪川
颅骨复原是艺术和科学的完美结合。过去往往采用手工雕塑的方法,难以避免种种人为干扰;但从老山汉墓开始,中国科学家有了新的选择。
老山汉墓和它的女墓主曾经因为中央电视台的报道而名噪一时。2001年,这位西汉王妃的容貌经过手工复原,重现人间。在惊艳之余,人们也不免心生疑惑:这位深眼窝、高鼻梁的西域女性为何会安葬在汉墓之中?为了结束西汉美人的人种之争,2002年,吉林大学边疆考古研究中心决定利用计算机三维技术再次复原这位王妃的容貌。这是国内首次采用计算机技术复原古人,研究人员跃跃欲试。
历经两千年岁月流逝和盗墓贼的粗暴对待,颅骨已经出现严重变形。中心主任果断地决定拆开颅骨,重新组装还它本来面貌。于是,颅骨被小心地拆开、编号、无数次比对重组;研究人员整整一个月里都沉浸在这幅“拼图”里。成功复原颅骨后,终于轮到计算机三维技术披挂上阵。最终在荧幕上出现的是一位端庄的西汉美人,也是一位典型的中原女子。DNA检验结果最终证明了这一结果的正确性,有关墓主的人种之争终于盖棺定论。我国计算机技术在复原古人方面的应用迈出了第一步。时隔4年,吉林大学边疆考古中心的研究人员已经运用计算机技术成功地复原了多例古人容貌,可谓经验丰富。他们最近的任务是为桂林甑皮岩博物馆,复原甑皮岩遗址出土的史前人类。
到底如何从颅骨复原出古代人生前容貌的呢?科学工作者又是如何运用三维技术复原的呢?
从名人开始复原
从颅骨复原人像,是指根据人体头面部软组织及五官的形态特征与颅骨形态特征间的相互关系,科学地重现颅骨生前形象。
颅骨面貌复原起源于19世纪后半期,最初是为了证实一些“名人”的遗骨。19世纪90年代,依据音乐家巴赫的尸骨,工作人员复原了巴赫的头像。他们借助解剖学知识和雕刻刀,通过半身像来重现出他的容貌。这是世界上第一次用科学方法复原生前面貌的成功尝试。后来,这一技术得到重视和发展,不断有学者丰富复原理论,研究方法也逐渐成熟,特别是前苏联科学家格拉西莫夫(Герасимов)。他在研究本国多民族颅骨面貌复原的基础上,科学地总结并提出了较为全面、系统的理论和研究方法,著有《从头骨复原面貌的方法》一书,对技术发展起到了巨大的指导和推动作用。
格拉西莫夫的理论指出,尽管每个人的容貌各不相同,但都有其一定的规律。
首先,每个人的头面部都是由皮肤、肌肉、韧带等软组织包裹颅骨构成。颅骨是容貌的构架,五官和头面部的软组织附着在颅骨的相应部位上,形态受颅骨各部位形态和结构关系的影响和制约。
其次,头面部的软组织厚度,除颊部变化较大以外,其余部位比较恒定。
第三,面貌特征上的年龄变化和不同性别、不同种族的特征可以在颅骨上反映出来。
第四,成年人的颅骨个体形态比较恒定。
因此,根据这些固定的特点,用颅骨来复原亡者的生前容貌是可行的。这一点已经被百年来国内外的科学实践所证实。
具体的复原过程包括面部固有部复原和眼、鼻、口、耳等五官的复原两个部分。固有部是指遵循格氏理论可按软组织厚度复原的部分,它也是影响容貌整体外形的部分,这部分在不同人种和不同性别之间是基本恒定的,并可根据骨面的肌嵴发育程度进行相应调整。眼、鼻、口、耳的复原是根据颅骨上相应部位的具体形状和形式而定的,同时还要考虑到人种、性别和年龄的因素。
......
原文地址:ht tp://w ww.sciam.com.cn/article.php?articleid=195
2014年03月29日 11点03分 24
大神好屌
2014年05月14日 14点05分
level 10
三个字:接地气。这是凑
十五字
的废话!
2014年03月29日 12点03分 25
1 2 尾页