Создана трёхмерная цифровая модель античной терракотовой головы, найденной в Керченском проливе перед строительством Крымского моста.  Модель, авторами которой стали специалисты из российской Лаборатории RSSDA, позволит учёным из любой точки мира провести исследования терракоты без обращения к подлиннику. 

  
Трёхмерная модель

С 2015 по 2017 гг. Подводный отряд ИА РАН проводил спасательные раскопки в Керченском проливе. В толще донных отложений археологи нашли крупный фрагмент античной терракотовой мужской головы в натуральную величину.  Артефакт сразу  привлёк внимание учёных необычным сочетанием черт, характерных для различных изобразительных традиций и школ: верхняя часть лица выполнена в архаической традиции (резкие переходы, крупные глаза), а изображение носа, губ и бороды — в восточных канонах. Это обстоятельство, а также неясное функциональное назначение терракоты осложнили определение региона изготовления. Попытки идентифицировать изображение с божеством или исторической личностью также оказались затруднены.

Чтобы найти ответы на эти вопросы, специалистам необходимо сопоставить найденную терракоту с очень большим количеством античных скульптур, находящихся в музеях мира, по самым разным параметрам – от следов на поверхности терракоты, позволяющих определить технологию её изготовления, до выявления общих, типологических черт изображения.  Оптимальным способом проведения консультаций с ведущими специалистами по античному искусству и поиска возможных аналогов в мировых музейных собраниях стало создание виртуальной модели терракотовой головы и её размещение в интернете.

Такая трёхмерная модель была создана в Лаборатории RSSDA (Remote Sensing and Spatial Data Analysis), с которой Институт археологии РАН сотрудничает с 2016 г. Результатом этого сотрудничества стало цифровое документирование ряда археологических памятников – городищ «Подкумское-3» в Карачаево-Черкесии и «Киевское» в Северной Осетии, местонахождений петроглифов «Сикачи-Алян», «Кия» и «Шереметьево» в Приамурье, «Томская писаница» в Кемеровской области, наскальных рисунки Гачуурта в Монголии. В настоящее время ведутся работы еще на нескольких памятниках.

  

  

  
Трёхмерная модель

Сотрудники Лаборатории RSSDA создали эталонный «цифровой слепок» терракотовой головы, собранный из 670 фотографий с детальностью 52000 полигонов (минимальных единиц) на 1 кв. см. На основе этого слепка были разработаны несколько моделей: детальная, созданная с максимальным разрешением, презентационная – для размещения в интернете, и технологическая – для изготовления точной копии на 3D-принтере. Модель в высоком разрешении позволяет не только провести «базовый» осмотр, но определить технологию её производства: например, с её помощью можно увидеть следы от пальцев, вкрапления свинца и другие детали. Также создана восстановленная модель, представляющая реконструкцию исходного облика артефакта.


Трёхмерная управляемая модель головы

Эти возможности, заложенные в цифровую модель терракоты, отличают её от 3D-моделей, которые можно найти на многочисленных сайтах, посвященных трехмерному моделированию. Сейчас увидеть редкие предметы искусства и археологические находки просто как никогда: значительная часть коллекций Британского музея, музея Метрополитен, Эрмитажа и многих других собраний доступна «онлайн». Трёхмерное моделирование открыло огромные возможности для популяризации знаний в области искусства, истории и археологии; на тематических интернет-сайтах публикуется множество моделей и реконструкций археологических объектов и предметов. Но далеко не все модели подходят для научной работы.

«Интернет переполнен трёхмерными моделями, но зачастую это “трёхмерность ради трёхмерности”, и модели годны лишь для того, чтобы их “покрутить” на экране. Однако модель – это в первую очередь инструмент исследования. Она становится цифровым образом объекта, по сути – источником, дополняющим, а иногда и заменяющем источники традиционные: фотографии, зарисовки, схемы. С помощью такого инструмента возможно исследовать поверхность и восстановить часть, казалось бы, безвозвратно утраченной информации, например, намеренно уничтоженную надпись или разрушенное тысячелетиями выветривания изображение», – говорит руководитель Лаборатории RSSDA Юрий Свойский.

Чтобы трёхмерная модель стала полноценным источником для научной работы, она должна соответствовать определенным требованиям. Главное требование – высокая степень детализации воспроизведения. «Модель, создаваемая для исследования, должна быть очень детальной, в противном случае учёный, изучающий граффити, наскальный рисунок или орнамент на керамике не сможет применить к ней алгоритмы математической визуализации, воспользоваться возможностями машинного зрения. В некоторых случаях приходится добиваться детальности в 0,05 мм. Чтобы представить это наглядно, вообразите один квадратный сантиметр поверхности модели, сложенный десятками тысяч треугольничков», – пояснил Юрий Свойский. Не менее важны точность воспроизведения размеров объекта и хорошее разрешение фотографической текстуры.

Цифровая модель – инструмент не только исследования, но и сотрудничества исследователей. В случае с трёхмерной моделью античной терракотовой головы, найденной в Керченском проливе, это особенно важно. Цифровой образ обеспечивает доступ к объекту исследований как российским учёным, так и исследователям из других стран, которым нелегко получить для работы предмет из крымского музея. Главная проблема здесь  – объём данных. Оригинальный файл может иметь размер 23 гигабайта; модель из нескольких сотен миллионов полигонов откроется не на любом компьютере и не в любом программном обеспечении. Поэтому для представления в интернете модель, безусловно, приходится уменьшать, понижать её детальность.

«Большинство демонстрируемых в интернете моделей сделаны так, чтобы скрыть дефекты, возникающие как при моделировании, так и при последующем упрощении. Мы же, наоборот, стараемся проявить и сохранить все "недостатки" объекта – пятна, выбоины, царапины, неровности, вообще любые отклонения от идеальной геометрии, чтобы исследователь их мог увидеть и измерить», — сказал Юрий Свойский. — Если это удалось, исследователи могут удалённо совместно работать с одним и тем же материалом, обсуждать свои наблюдения и при их сопоставлении опираться на единый объективный источник».

Применение трёхмерного моделирования памятников, раскопов, отдельных предметов постепенно входит в повседневную практику исследований ИА РАН и в ближайшие годы, несомненно, не только улучшит объективность документирования, но и приведёт к новым открытиям.

«Виртуальная модель головы и распечатка её реплик дали искусствоведам новые возможности для изучения, несравненно более удобные, чем осмотр спрятанного в музейной витрине оригинала. Модель и реплику, в отличие от фотографии, можно повернуть и рассмотреть в любом ракурсе, и это очень помогло работе специалистов», — отметил заведующий Центром подводного археологического наследия ИА РАН Сергей Ольховский.