Сохранить для потомков. Трехмерная инвентаризация исторических объектов в Беларуси

В процессе своей научной работы, историки, культурологи, археологи сталкиваются с проблемой, когда изучаемый памятник архитектуры, подвергся сильному повреждению или вовсе исчез с лица земли. Метод, о котором пойдет речь в материале, позволяет частично восстановить внешний вид исторического памятника и таким образом сохранить его для потомков.

Не секрет, что в Беларуси многие, дошедшие до наших дней архитектурные объекты, к сожалению, находятся в плачевном состоянии. Значительное количество строений в связи с утратой необходимой информации, которую они в себе несли, не пригодны для глубокого и всестороннего исследования.

События природного происхождения, человеческий фактор, войны, катастрофы и т.п., оставляют свои следы на поверхности объектов и памятников архитектуры, а так же их руин. Такими следами могут быть различного рода перестройки или перепланировки здания, когда явно видна различная техника конструктивного исполнения, добавление нового архитектурного стиля вместо старого, вплоть до смены функции здания.

Даже следы боевых действий, например, различного рода взрывы, обстрелы здания и т.д. дают информацию, по которой в дальнейшем баллистики определяют, откуда наносился удар, какого калибра орудия, с какой целью и сопоставить все это с архивными документами.

Ученые посвящают годы своей жизни на научные работы по поиску исторической истины и сопоставлении тех или иных исторических фактов. Но проблема заключается в том, что со временем объекты ветшают, а вместе с этим, теряется и очень важная и нужная для историков информация.

В связи с этим было решено придумать технологию сохранения информации для создания архивов электронных сканов. Она заключается в трехмерном сканировании памятников архитектуры, а так же их руин и подобных им исторических объектов, вплоть до ландшафтов. В результате этой работы мы получаем идентичную виртуальную копию объекта в масштабе 1:1.

Данное сканирование поможет не только сегодняшним, но и будущим исследователям. Таким образом, мы, как бы законсервируем существующие объекты для дальнейших открытий. И даже в случае утраты, по каким либо причинам оригинального объекта, в исторических фондах останется трехмерная инвентаризация, которая в будущем поможет историкам, археологам и реставраторам.

Имея на руках отсканированный материал, мы получаем множество преимуществ. Во-первых, все научные исследования по объекту максимально сводятся лишь к компьютерным работам, тем самым сокращается число командировок на натурные исследования.

Во-вторых, станет возможно изучать динамику изменений при многократном сканировании и моделировании в разрезе времени и решить проблему мероприятий по спасению руин, анализируя характер разрушений. В-третьих, сокращается число занятых на работах людей, а также времени на все обмеры, так как трехмерное сканирование предоставляет более быстрый и точный результат, даже в тех местах, где это сделать практически невозможно. В-четвертых, все работы ведутся бесконтактным методом, не нанося тем самым дополнительный урон, в частности, руинам памятников архитектуры и приравненных к ним объектов. Наконец, в-пятых, имея модель в отсканированном виде, мы имеем возможность взглянуть на нее с другого ракурса.

Хотя, технология трехмерного сканирования только испытывается и пока предстоит решить ряд технических и аппаратных вопросов, таких как, к примеру, удержание огромного массива графической информации, уже на сегодняшний день многое решено и можно ознакомится с некоторыми полученными результатами.

Частичная или полная утрата памятника архитектуры

В мае прошлого года мною была опробована технология сканирования фрагментов деталей водяной мельницы XIX в. (река Пульва), находящейся в деревне Волчин Брестской области. К сожалению, мельница не была включена в государственный список историко-культурного наследия. Отсканированы были следующие детали: деревянная капитель, детали разбросанных механизмов.

В августе 2013 года пожар полностью уничтожил данный объект. От мельницы остались лишь каменные руины. Отсканированные в 2012 году фрагменты дают исследователям возможность подробно изучить узлы деревянных конструкций и утраченных строительных технологий, а также произвести достоверное восстановление объекта специалистами.

Параллельно велись работы над испытанием более продвинутой технологии сканирования на объекте большего размера. Речь идет о руинах женского Бернардинского монастыря XVII в., находящихся на территории госпитального острова Брестской крепости.

Анализ послевоенных фото показал, что данный объект значительно разрушился даже в мирное время и продолжает столь же стремительно разрушаться сейчас.

Пока удалось отсканировать общий объем и несколько внутренних помещений. 

Идентификация трудно различимых рельефов

С получением трехмерной модели открывается ряд уникальных возможностей, которые помогут ученым более тщательно изучить историческую материю и не упустить ни единой детали. Примером может послужить обычная задача, заключающаяся в распознавании и идентификации очень старого и сложного рельефа.

Как видим, следы эрозии бетона, и результаты жизнедеятельности живых растительных организмов не дают идентифицировать какую либо информацию по данному рельефу. Все это создает угрозу недостоверной идентификации и последующей научной ошибки. Но виртуальная модель представляет нам спектр возможностей, которые могут помочь в решении подобных задач.

Одна из таких возможностей - это исключение цветовой информации, которая может не дать достоверно воспринимать объемные элементы, а также позволяет взглянуть на изучаемый объект различными комбинациями восприятия формы. Это означает, что если для восприятия и изучения формы рельефа будет недостаточно информации, то мы можем задать комбинацию алгоритмов, которые нам подойдут.

Таким примером алгоритма может служить «кавити маска» или же аналог патины в природе, которая принудительно затемняет впадины, подчеркивая тем самым выступающие элементы формы.

Алгоритм использования «кавити масок» поверхности объекта можно автоматизировать, путем создания баз данных о тех или иных деталях, барельефов, гербов, декоративной лепнины и других архитектурных элементов с последующим их систематизированием для сопоставления, выявления принадлежности к стилю архитектуры той или иной эпохи.

Такая автоматизация повысит возможности поиска необходимых аналогов для научных или восстановительных реставрационных работ. Возможным станет восстановление недостающих частей элемента по одному лишь фрагменту модели. Все это можно проводить прямо в виртуальном пространстве, прогнозируя и параллельно изучая как лучше вести восстановительные работы.

Сканирование межевого столба у V форта Брестской крепости

На данном объекте интерес вызвала дата, нанесенная красной краской, которую можно трактовать неоднозначно, 1877 или 1871. Впрочем, результаты сканирования и применение технологии затемнения впадин рельефа путем наложения различных масок показали, что истинная дата на данном столбе – 1897.

Археологические раскопы

В сентябре 2013 года было проведено сканирование археологического раскопа на месте Берестейского замка.

В процессе сканирования археологических раскопов мы сможем получить привязку найденных артефактов относительно шурфа, что в будущем даст нам возможность открытия или изучения причин данного расположения найденных вещей.

Изучая виртуальную модель раскопок, ученые получат возможность создать реконструкцию события, произошедшего в свое время на данном месте, а так же возможно заметить нюансы, которые были упущены в ходе работ.

Павел Коняев

Источник: istpravda.ru.