Цифровая реставрация: как нейросети возвращают к жизни утраченное наследие

В эпоху, когда технологии развиваются стремительнее, чем когда-либо прежде, на стыке искусственного интеллекта, геодезии и искусствоведения рождается новое направление — цифровая реставрация. Она не заменяет кропотливый труд художников-реставраторов, но становится их мощным союзником, позволяя заглянуть в прошлое с точностью, недоступной невооруженному глазу. Что сегодня могут нейросети и 3D-моделирование для сохранения культурного кода России и мира? 

От фотограмметрии до «Цифрового ковчега»

История виртуальной реконструкции в России насчитывает уже более двух десятилетий. Как отмечает профессор Л.И. Бородкин в статье для «Вестника истории», ведущим научным центром в этой области с начала 2000-х годов является кафедра исторической информатики исторического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова. Сегодня университет остается флагманом внедрения ИИ в гуманитарные науки. Этим летом сотрудники кафедры провели масштабные мастер-классы по использованию нейросетей для 3D-оцифровки объектов культурного наследия, где обучали участников создавать объемные модели старинных глиняных игрушек по фотографиям и реконструировать людей в исторических костюмах по снимкам XIX–XX веков.

Главная проблема, с которой сталкиваются специалисты, — фрагментированность информации. Чертежи хранятся в одном архиве, фотографии — в другом, а данные о материалах отделки и вовсе утеряны. Команда Северо-Кавказского федерального университета, победившая в конкурсе «Студенческий стартап-2025», работает над созданием единого цифрового ресурса, который аккумулирует максимум данных об объекте: от несущих конструкций до отделочных покрытий. Это не просто красивая 3D-модель, а исчерпывающая база для реставраторов, архитекторов и историков.

Однако уникальность российских разработок не только в систематизации данных, но и в методах работы со сложными объектами. Специалисты Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК) создали алгоритмы и трехмерные модели, позволяющие воссоздавать облик закрытых после революции и частично разрушенных храмов, а также восстанавливать фрагменты старинных фресок.«Искусственный интеллект — как ребенка, его нужно много и долго учить. Чтобы научить искусственный интеллект восстанавливать фрески, ему надо показать тысячи фресок», — поясняет руководитель исследовательского проекта Татьяна Скрыпицына. Разработанный модуль автоматизирует сложные расчеты и предлагает научно обоснованные варианты реконструкции, работая на обычном компьютере, что делает его доступным для реставрационных мастерских по всей стране.

Искусственный интеллект vs время

Одним из самых амбициозных проектов последнего времени стала работа по восстановлению исторических панно в Екатерининском дворце в Царском Селе. Из 103 картин, украшавших комнату императрицы Екатерины II в Зубовском флигеле, после пожара времен Великой Отечественной войны осталось только десять. Проект «Друзья Петербурга» совместно с ИТМО и при технологической поддержке Yandex Cloud организовал воркшоп, в котором 37 студентов из разных вузов города восстанавливали утраченные изображения с помощью нейросетей.

Участники использовали Stable Diffusion, DALL-E, Flux и сервисы DataSphere. Разбившись на пять команд, они восстановили 63 изображения, опираясь лишь на краткие исторические описания сюжетов. Эксперты музея отобрали десять работ, наиболее точных с точки зрения стиля и исторического контекста. Эти изображения будут доработаны художниками и лягут в основу новых панно. «Важность нашего проекта двойная: во-первых, он помогает развеять страхи, что ИИ заменит человека-профессионала, и демонстрирует, что ИИ может предлагать новые идеи как творческий помощник», — делится куратор проекта Анастасия Лаушкина.

Похожую задачу, но с еще более сложным объектом — православной иконой — решают ученые РТУ МИРЭА. Их нейросетевая платформа «Цифровой ковчег» учится не просто дорисовывать утраченные фрагменты, но и распознавать смыслы: персоналий, атрибуты, сюжеты. Икона — это сложный семиотический текст, и нейросеть должна понимать иконописные каноны и стиль конкретной школы.

Исследователи уже собрали датасет из примерно 6000 икон, а первой площадкой для тестирования стал Николо-Сольбинский женский монастырь в Ярославской области. «Для специалиста это очевидно, но машину этому нужно научить», — отмечает старший преподаватель Института кибербезопасности и цифровых технологий РТУ МИРЭА Игорь Котилевец.

Мировой контекст и технологические прорывы

Российские разработки органично вписываются в мировой тренд на «умное» сохранение наследия. ВДубае, например, проект AI-Enhanced Detection and Prediction at Saruq Al Hadid Archaeological Site получил престижную награду ITU «Innovate for Impact». Используя георадары, магнитную съемку и искусственный интеллект, ученые выявили более 2500 аномалий, указывающих на наличие артефактов железного века. Это пример того, как технологии помогают искать то, что еще не раскопано, действуя неинвазивно и бережно.

Китайские исследователи в журнале «npj Heritage Science» (издательство Nature) предложили метод структурированной прокси-реставрации (SGPR) для древних фресок региона Цзяннань. Их подход интересен тем, что он решает проблему нехватки «чистых» данных для обучения: нейросеть обучается на родственном материале (классической китайской живописи), а затем переносит полученные знания на фрески, «очищая» их от трещин и загрязнений с помощью специального алгоритма. Эта методология перекликается с российским опытом работы с фресками и иконами, где эталонов «как было изначально» зачастую просто не существует.

Цифровое будущее: музеи без стен и порталы для реставраторов

Технологии не только восстанавливают прошлое, но и меняют способы взаимодействия с ним. Специалисты CROC создали цифровую копию Юпитерного зала Государственного Эрмитажа, включающую более 46 экспонатов. Надев VR-шлем, посетитель может приблизить любой экспонат, рассмотреть его в мельчайших деталях и получить справку об истории создания. Это делает коллекции доступными для людей с ограниченными возможностями здоровья и открывает возможности для экспонирования в филиалах музеев по всей стране.

На уровне государственной политики также происходят важные изменения. Совет Федерации одобрил закон о создании цифровой платформы на базе ДОМ.РФ, где будет собрана информация о памятниках истории и культуры, находящихся в неудовлетворительном состоянии. Платформа объединит правовой статус объектов, их техническое состояние, данные о проведенных реставрационных работах. Это позволит не только систематизировать данные, но и автоматизировать обмен информацией между региональными и федеральными органами власти.

Взгляд в будущее

Цифровая реставрация — это не дань моде и не попытка подменить реальность симулякром. Это инструмент спасения. По данным экспертов, сотни памятников архитектуры в России находятся под угрозой исчезновения, многие полуразрушенные сельские церкви не входят в официальные списки наследия, но хранят следы оригинальной настенной живописи. Виртуальные модели становятся единственным шансом сохранить информацию об объекте, прежде чем время сотрет его физически.

Кроме того, 3D-модели — это база для будущей физической реставрации. Как отмечают разработчики из СКФУ, точные цифровые копии значительно упрощают процесс проектирования реконструкции. А для студентов и молодых специалистов работа с такими технологиями — это уникальная возможность применить свои навыки в области computer science для решения гуманитарных задач, что подтвердил опыт ИТМО и РТУ МИРЭА.

Искусственный интеллект в реставрации — это уже не эксперимент, а рабочий инструмент. Он учится понимать древние каноны, очищать изображения от многовековых наслоений и предлагать варианты восстановления, которые раньше могли занять годы кропотливой работы искусствоведа. И главное, что подчеркивают все разработчики, — машина остается помощником. Окончательное решение, художественная ценность и историческая достоверность результата всегда остаются за человеком.

Автор: Анастасия Ильина