ЖУРНАЛ «КИТАЙ»

Цифровой ковчег наследия

ЛУ ЖУЦАЙ

До наших дней в Китае сохранилось большое количество объектов культурного наследия, всех этих деревянных зданий, храмов, каменных пещер и настенных росписей. Это – культурное сокровище страны, которое чрезвычайно ценится и за ее пределами. «Но надо помнить, что сильный ливень может повредить сразу тысячи пещер, а человеческий труд способен лишь замедлить процесс разрушения любой культурной реликвии, и никакие усилия людей не позволят восстановить ее полностью», – говорит Бай Юйсюань, член команды «Ковчег культурного наследия» из Чжэцзянского университета. Поэтому он считает, что скорейшая цифровая защита этих жемчужин древности является самым эффективным способом предотвращения полной потери культурной информации.

Созданная в 2012 г. команда под названием «Ковчег культурного наследия» занимается оцифровыванием древних артефактов: эти энтузиасты собирают данные, обрабатывают полученную информацию, строят модели и физически воспроизводят копии культурных реликвий. За десять лет, прошедшие со дня основания, команда научилась воссоздавать их с помощью технологий 3D-печати, тем самым позволяя недвижимым культурным ценностям быть ближе к публике.

Дуньхуан. Начало

Говоря о причине исследования способов оцифровки культурных реликвий, Ли Минь, руководитель команды, вспоминала о том, как все это начиналось в 90-х гг. прошлого века.

В июле 1997 г. Пань Юньхэ, бывший в то время ректором Чжэцзянского университета, впервые посетил пещеры Могао (в г. Дуньхуан пров. Ганьсу). Здесь он вместе с Фань Цзиньши, занимавшей в то время пост президента Академии культурного наследия Дуньхуана, начал внедрять технологии цифрового сбора информации в процесс восстановления местных фресок, для чего даже была сформирована совместная междисциплинарная исследовательская команда. С 2010 по 2014 г. научно-техническая археологическая бригада Чжэцзянского университета в пещерах Могао в Дуньхуане создавала цифровой макет пещеры №220, которую обнаружили при раскопках слоев, относящихся к ранней династии Тан (619–907 гг.). Выбор данного объекта для оцифровки обусловлен тем, что статуи Будды в этой пещере хорошо сохранили стиль и характер ранней династии Тан и поэтому являются своеобразным эталоном при изучении изваяний эпохи. «Мы в то время создали копию пещеры в натуральную величину, и формы всех объектов, находившихся в ней, были точно воспроизведены в соответствии с трехмерной цифровой моделью», – с гордостью вспоминала Ли Минь.

Так получила свое «боевое крещение» группа, ставшая первой ласточкой проекта оцифровки культурных реликвий. Именно на ее основе в 2012 г. создали команду, которой было дано символическое название «Ковчег культурного наследия». Опираясь на преимущества междисциплинарных исследований Чжэцзянского университета, эта группа главным образом фокусируется на научно-техническом обеспечении археологических работ. В таком контексте командой был разработан целый комплекс из оборудования и программного обеспечения, призванный помочь в оцифровке бесценных артефактов. И результаты этой работы оцениваются весьма высоко! На сегодня команда энтузиастов, проехав 150 тыс. км. по 24 провинциям страны, завершила в общей сложности 133 цифровых проекта, в полевых исследованиях эти ученые каждый год проводили свыше 150 дней! «Помимо пещер наша группа собирает в свою цифровую коллекцию фрески, гробницы, храмы и другие объекты культурного наследия, в последующем создавая их виртуальные копии, – отмечает Ли Минь. – У нас есть много проектов, которыми мы можем гордиться. Например, пещера №12 в каменных гротах Юньган в г. Датун пров. Шаньси».

Упомянутая пещера №12 широко известна как «Музыкальная пещера». Все благодаря тому, что древние ваятели «рассадили» в нишах над северной стеной переднего грота статуи музыкантов из Небесного дворца, держащих в руках различные этнические музыкальные инструменты. Вся сцена ярко отражает атмосферу концертов, которые давал дворцовый оркестр во времена династии Северная Вэй (386–534 гг.) и является драгоценным материалом для изучения истории древнекитайской музыки. Пещера имеет высоту 8,5 м, ширину 12,2 м, а глубину 14,5 м, и такие размеры сами по себе были серьезным вызовом ученым. Ли Минь объяснила: «Мы потратили на нее три с лишним года напряженного труда всей нашей команды. Она стала не только первым в мире проектом, в котором с помощью технологии 3D-печати были воспроизведены культурные реликвии столь крупного масштаба, но и первым в мире случаем подвижной демонстрации сверхбольших культурных реликвий».

Преодоление технических трудностей

Вначале проект «Ковчег культурных реликвий» задумывался только как способ сбора и сохранения информации о культурных ценностях с помощью цифровых технологий. По мере того, как к группе присоединялись новые талантливые профессионалы, специализировавшиеся в археологии и учете музейных ценностей, привносились и новые взгляды на конечную цель работы: было предложено использовать собранную информацию для создания с помощью 3D-печати копий недвижимых культурных реликвий, которые отправлялись бы на экспозиции в другие регионы. В настоящее время над проектом работает команда из 15 человек, сведенных в археологическую, творческую, компьютерную и некоторые другие группы. Сбор информации, создание 3D-моделей, формирование копий с помощью 3D-печати, их перевозка и установка на месте с последующей экспозицией, – вот ключевые звенья процесса «цифровой защиты» в представлении этих подвижников, а самой сложной работой их руководительница назвала сбор первичных данных и моделирование.

«Из-за сложных форм, которыми полна пещера, нам пришлось использовать для сбора информации метод лазерного 3D-сканирования на основе фотограмметрии. Однако во избежание повреждения росписей мы должны были использовать световые лучи ограниченной интенсивности, картинки получались чересчур контрастными, что вызывало хроматическую аберрацию», – рассказала Ли Минь. Для решения этой проблемы была разработана технология калибровки цвета, которая помогла добиться точной цветопередачи при любой освещенности. Кроме того, также впервые были внедрены в археологическую работу технологии глубокого машинного обучения, которые позволяют при компьютерной обработке восстанавливать наиболее вероятные цвета утраченных фрагментов изображений.

Плотно взявшись за пещеру № 12 в каменных гротах Юньган, команда ученых целых 3 месяца потратила только на первичную съемку данных. Для этого использовались точные измерения в географической информационной системе (ГИС), аэрофотосъемка с беспилотных аппаратов, изучение археологических пластов и многие другие технологии. Следующий этап тоже оказался не из легких. Ли Минь вспоминала: «Для цифрового моделирования нам понадобилось одновременно обсчитывать данные, полученные из более чем 50 тыс. фотографий! Вся эта первичная информация только для своего хранения требовала 3100 ГБайт. Все имевшиеся на тот момент программы трехмерной реконструкции объектов просто отказывались работать, ибо их пределы вычислительной мощности не были рассчитаны на такой колоссальный поток данных». В итоге ученым пришлось создавать свою собственную платформу для обработки больших данных с применением методов параллельных вычислений, и только после этого удалось завершить столь сверхмасштабную 3D-реконструкцию.

За много лет, прошедших с той самой первой работы, команда энтузиастов преодолела немало технологических барьеров. Теперь в их планах поскорее довести до совершенства методы 3D-печати копий культурных реликвий, после чего группа собирается уделить больше внимания использованию в своей работе виртуальной и дополнительной реальностей, чтобы с их помощью дать каждому человеку доступ к бесценным артефактам. Параллельно будут приложены максимальные усилия для использования инновационных технологий в методиках полной реставрации поврежденных культурных реликвий.

Наследуя социальную память

Чтобы привлечь внимание общественности к защите культурных реликвий, привить уважение к истории страны, добиться осознания каждым необходимости защиты культурных ценностей, а также побудить молодое поколение к наследованию и развитию  традиционной китайской культуры, ученые из «Ковчега культурного наследия» стали рассказывать о своей работе на специальных мероприятиях в начальных и средних школах Китая.

Дополнительно они открыли ряд совместных курсов и проектов с ведущими зарубежными вузами и соответствующими организациями. Например, совместно с Гарвардским университетом был открыт курс виртуальной реальности под названием «пирамиды Египта»; с Университетским колледжем Лондона осуществляется проект «Цифровая защита и популяризация исчезающих храмовых росписей пров. Шаньси»; совместно с Государственным управлением по охране культурного наследия Непала проводится работа в девятиэтажной башне Басантапур, расположенной в Катманду (Непал), а также предоставляется помощь в обучении местных специалистов-археологов.

«Нам иногда кажется, что культурных реликвий осталось слишком мало, они редкие и труднодоступные, из-за этого их окутывает аура табуированности и загадочности. Иногда обычные люди и помыслить не могут, что они имеют хоть какую-то связь с историческими артефактами. Но на самом деле любая культурная реликвия – это квинтэссенция мудрости наших предков, и каждый человек связан с ней невидимыми нитями», – уверенно сказала Ли Минь. Именно с этим убеждением ее команда упорно работает, используя цифровые технологии для всесторонней, систематической и научной фиксации всей возможной информации о древних артефактах. Созданные ими цифровые архивы – бесценные сокровищницы мирового уровня, призванные защитить как сами культурные ценности, так и ту историческую память, которая заключена в них. (Фото без указания источников предоставлены командой «Ковчег культурного наследия» Чжэцзянского университета)