Сохранение культурного наследия

Объединенная команда Сколтеха, Института искусственного интеллекта AIRI и Государственного исторического музея объявила о старте проекта по созданию 3D цифровых копий наиболее интересных объектов в Храме Василия Блаженного. С докладом о первых результатах совместной работы и будущих планах на конференции AI Journey 2022 выступили Евгений Бурнаев, д.ф.-м.н., профессор, директор Центра Прикладного ИИ Сколтеха, ведущий научный сотрудник AIRI, Татьяна Сарачева, к.и.н., заведующая филиалом Государственного исторического музея «Покровский собор» и инженер-исследователь Сколтеха Савелий Галочкин.

Сохранение исторического и культурного наследия – важная задача современности, решить которую призваны в том числе технологии 3D-реконструкции и 3D компьютерного зрения.

Согласно данным ЮНЕСКО, по всему миру насчитывается 1154 объекта культурного наследия из 167 стран. 52 из них официально находятся под угрозой. Имея в распоряжении технологию 3D-реконструкции, человечество может использовать ее для сохранения памятников культурного наследия и обеспечить будущим поколениям возможность ознакомиться с цифровой копией памятника даже в случае его утраты. Цифровые двойники исторических и культурных монументов делают их посещение доступным для людей, которые не могут посетить их самостоятельно, а также способствуют появлению новых образовательных практик.

Объекты культурного наследия можно разделить на несколько типов: музейные экспонаты небольшого размера, внутренние помещения какого-либо исторического здания, высокие здания и соборы. Для съемки небольших объектов используется ручной сканер структурированного света. Кроме того, в Сколтехе группа собрала установку с различными видами камер для очень точной и детальной съемки мелких объектов. Сложность при сканировании объектов второго типа часто представляют детали с текстурными поверхностями и затрудненное освещение, которое нельзя усилить из-за потенциального вреда яркого света для памятников. Решить эту проблему исследователям помогают лазерный сканер и специальная фотокамера. С помощью сканера фиксируется геометрия объектов, а фотокамера используется для их более детальной реконструкции и дальнейшего наложения текстуры.

При создании цифровых копий высоких зданий не представляется возможным охватить весь объект для сканирования за один раз – купола соборов практически невозможно отсканировать без дополнительного оборудования. В этом случае команда планирует задействовать оборудованные датчиками дроны.

«Совмещение стандартных технологий с алгоритмами на основе искусственного интеллекта позволяет бросить вызов всему комплексу таких технических вызовов, как недостаточное освещение, сложные архитектурные формы и чрезмерное количество небольших деталей. Мы обрабатываем фотографии объектов и полученные с помощью сканеров облака точек с помощью специально разработанных алгоритмов, чтобы получить точную и полноценную 3D-модель с красивой реалистичной текстурой», – отмечает профессор Бурнаев.

Храм Покровского собора, также известный как Храм Василия Блаженного, построен в 1555-1561 годах и в 1990 году включен в список памятников ЮНЕСКО. Собор регулярно реставрируется, в результате чего во внешний вид храма вносятся определённые изменения, например, в 1920-1930-е гг. в стремлении к открытию первоначального облика собора безвозвратно были утрачены многие архитектурные и живописные детали. Начатая 3D-реконструкция позволит не только зафиксировать облик интерьеров на сегодняшний день, но и стать основой для разработки виртуальной экскурсии и других музейных проектов: игр, квестов, занятий.

«Музей широко популярен во всем мире и должен быть доступен даже тем, кто не может посетить Москву. Второй этаж невозможен для осмотра маломобильными посетителями, поэтому для нас важно представить на сайте музея 3D-модель для каждого человека, желающего познакомиться с богатой историей собора. В будущем же модели интерьеров могут использоваться для создания тактильных копий архитектурных деталей или аксонометрических разрезов отдельных помещений», – подытожила Татьяна Сарачева.

Источник информации и фото: Сколтех