Artec Eva помогает сохранить культурное наследие цивилизации майя в рамках проекта Google и Британского музея

28/06/2020

Автор: Мэттью МакМиллион

В 16 веке испанский епископ Диего де Ланда приказал своим подчиненным на полуострове Юкатан сжечь все до единой книги и изображения майя, которые им удастся найти, назвав это культурное наследие «ложью дьявола». Всего через несколько часов после этого были навсегда уничтожены создаваемые веками философские и культурные ценности цивилизации майя. Однако за сотни миль от этого места по-прежнему лежали заброшенные города майя с множеством пирамид, памятников и других архитектурных шедевров с гравировками под названием глифы, которые представляют собой майянскую письменность. Только в последние десятилетия ученым удалось расшифровать около 90% тех посланий, которые майя, преодолев такие большие расстояния, высекли на камне, дереве, кости, нефрите и ракушке.

Зооморф Р в Киригуа в наши дни и в 1881 году

Эти глифы содержат истории о рождениях и смертях, свадьбах и войнах, сражениях и других событиях из жизни древних майя. Это бесценное культурное наследие для миллионов современных майя и всего мира. Однако с каждым годом все больше и больше этих глифов разрушается и не поддается расшифровке из-за воздействия кислотных дождей, которые приходят в древние майянские города из-за сотен и даже тысяч миль. Рассказывает биолог из Центра атмосферных исследований в Национальном автономном университете Мексики, доктор Пабло Санчез: «Всего за 100 лет мы можем потерять все надписи и гравировки на стелах и колоннах». Специалисты, занимающиеся сохранением культурного наследия, по-прежнему ищут решения этой проблемы, но пока безуспешно.

В то же время Британский музей в сотрудничестве с проектом Google Arts & Culture приступил к реализации потрясающей идеи по сохранению и даже возвращению части этих культурных памятников современным майя и всему миру. Для этого новейшую технологию 3D-сканирования объединили с огромной работой, проделанной дипломатом-исследователем Альфредом Модслеем еще в 19 веке. В чем же она заключалась? Заручившись поддержкой команды увлеченных специалистов и взяв с собой четыре тонны гипса, он пересек Атлантику, чтобы лично увидеть древние поселения майя. Затем, воспользовавшись самой передовой технологией своего времени, которая предполагала использование сухих печатных форм, гипса и папье-маше, он поставил перед собой задачу сохранить для себя и будущих поколений поразительные произведения искусства и архитектуры цивилизации майя. Параллельно он записывал все детали проекта в блокнот.

Стела Е в Киригуа, приблизительно 1880-е годы

Вернувшись в Англию, он передал все экспонаты в музей Южного Кенсингтона (ныне музей Виктории и Альберта), где по формам отлили невероятно точные слепки. Это позволило эффективно сохранить десятки важнейших памятников культуры майя, их глифы и иконографию в том же виде, какими они были в 1880-х годах до воздействия кислотных дождей.

Чтобы понять всю сложность работы, проделанной Модслеем и его командой, нужно послушать, что говорит археолог и куратор Британского музея Клаудия Церт: «Чтобы сделать слепок памятника среднего размера, нужно было нанести от 600 до 1000 отдельных гипсовых сегментов, которые позже следовало собрать воедино для получения окончательных форм, которые впоследствии были перевезены в Англию. Фактически, эти формы представляли собой «негативные» оттиски памятников, зафиксированные в гипсе или папье-маше. В Англии по ним отливались те самые «позитивные» слепки, с которыми мы имеем дело на сегодняшний день. Эти слепки являются невероятно точными копиями оригинальных шедевров, поэтому представляют собой важную историческую ценность».

Сами принципы проекта Google Maya требовали создания абсолютно реалистичных, исторически точных 3D-моделей этих слепков. Церт уже имела опыт работы с фотограмметрией — популярным методом оцифровки среди археологов, но для 3D-съемки коллекции Модслея она не подходила. Почему? Отвечает куратор Британского музея: «В нашем распоряжении сотни больших и очень тяжелых гипсовых слепков, установленных на низкие стеллажи всего в 5 см от пола. Размеры слепков варьируются от 90 см х 105 см до 250 см х 275 см и даже больше. Чтобы их передвинуть, нужно задействовать сразу несколько человек. Кроме того, копии памятников очень хрупкие. Многие из них находятся на расстоянии всего 28‒38 см друг от друга. При таких условиях фотограмметрию использовать невозможно, поскольку у нас нет достаточного расстояния для съемки объектов со всех необходимых ракурсов. Но даже если бы нам позволяла площадь помещения, учитывая длительную настройку оборудования для фотограмметрии и дальнейшую постобработку кадров, весь проект занял бы в два раза больше времени, чем при использовании 3D-сканера Artec Eva».

Куратор Британского музея Клаудия Церт сканирует зооморф Р из Киригуа с помощью Artec Eva

Портативный профессиональный 3D-сканер Artec Eva быстро снимает объекты среднего размера и позволяет получать цветные 3D-модели с высоким разрешением. Когда компания Google предоставила этот сканер куратору музея, Клаудии Церт пришлось учиться работе с ним с нуля. Однако она быстро освоила принципы 3D-съемки и решительно принялась за дело. Сначала руководство Британского музея не поверило, что сканер Eva справится со съемкой слепков в таком тесном помещении, однако Церт не планировала сдаваться. «Даже учитывая, что мне приходилось принимать самые невероятные положения из-за ограниченного пространства, сканер Eva справился со своей задачей просто великолепно. Путь даже иногда мне приходилось крепить его к моноподу и поднимать высоко над собой, а также неудобно сгибаться, когда не было возможности встать на колени — во всех этих случаях Eva идеально оцифровывал все поверхности слепков, включая глубокие подрезы, которые было бы сложно снять даже в идеальных условиях».

Куратор Британского музея Клаудия Церт оцифровывает слепки памятников майя 3D-сканером Artec Eva

Еще немного подробностей о самом процессе сканирования от Клаудии Церт: «В среднем на 3D-съемку каждого слепка у меня уходило по 10 минут. Небольшие плиты оцифровывались быстрее, а массивные могли занять около 20 и более минут. Время также зависело от глубины резьбы на каждом из них, поскольку сканеру довольно сложно сразу распознать эти труднодоступные поверхности. Если бы между слепками было больше места, дело шло бы значительно быстрее и проще. Те 28‒38 см, конечно же, очень замедлили работу. Если бы слепки стояли по отдельности и не имели вокруг себя такого количества препятствий, я бы оцифровала их в два раза быстрее».

Затем Церт подробно описала, как проходил процесс обработки сканов в Artec Studio: «Обычно я начинала со сборки сканов слепка с помощью глобальной регистрации, затем пользовалась инструментом «Четкая склейка», и если вдруг в скане была зона с недостаточным количеством данных, то выбирала режим «Править дырки». После этого я уменьшала количество полигонов, чтобы окончательная, готовая к экспортированию 3D-модель с текстурой весила менее 100 MB, но при этом проверяла, чтобы она по-прежнему хорошо выглядела. Затем я экспортировала модель в формате OBJ. Если говорить о затраченном времени, то на ручную обработку уходило примерно 5‒10 минут, а всё остальное программа Artec Studio делала автоматически, и я могла приступать к другим задачам. Основную часть тяжелой работы ПО Artec Studio делает за вас».

Скан зооморфа Р из Киригуа, оцифрованный с помощью Artec Eva, в программе Artec Studio

Первый этап проекта Google Maya включал в себя создание 3D-модели стелы Е из Киригуа, которая состояла из 31 отдельных слепка высотой 670 см. Она должна была быть максимально точной и реалистичной, чтобы ее можно было использовать в образовательных целях, а также для детального иконографического анализа специалистами, изучающими памятники цивилизации майя. Этот этап был крайне важен, чтобы продемонстрировать, что 3D-съемка сканером Eva и постобработка в программе Artec Studio — это быстрое и эффективное решение для двух человек из команды Церт, которым предстояло оцифровать в высоком разрешении и цвете всю коллекцию из более 400 слепков.

Часть стелы Е из Киригуа с изображением лица майянского правителя Кавак Скай (К’ак’ Тилив Чан Йопаат)

В следующем видео стела Е представлена в виде объекта виртуальной реальности, которую изучает специалист по эпиграфике майя, профессор Кристоф Хелмке. Результаты проведенной 3D-съемки говорят сами за себя:

Куратор Церт также поделилась деталями работы со стелой Е: «Сегодня нам известно, что этот памятник, созданный в 771 году н. э., изображает короля майя из Киригуа по имени К’ак’ Тилив Чан Йопаат (также известного как Кавак Скай), который пленяет и обезглавливает другого майянского короля по имени Ваксаклаюн Уб’аах К’авиил (также известного как Восемнадцатый Кролик), правителя большого майянского города Копан, который, фактически, помог Кавак Скаю взойти на престол за несколько лет до этого события. На стеле есть глиф, который изображает каменный топор для обезглавливания. На лицевой стороне стелы изображен победивший король (Кавак Скай) в парадной одежде, головном уборе, с ювелирными украшениями и другими атрибутами. Это было величайшее событие для него и его народа, поскольку оно означало свободу от власти Копана. Стоит ли говорить, что это невероятно интересный памятник? Вес оригинала составляет целых 65 тонн, а высота — больше двухэтажного здания».

Украшенная иероглифами лестница в Паленке, приблизительно 1891 год

Следующий этап проекта заключался в создании точной, фрезерованной на станке с ЧПУ копии украшенной иероглифами лестницы из города Паленке, которую можно было бы выставить рядом с подлинным памятником. Она была создана в 7 веке н. э. и довольно серьезно разрушилась с 1891 года, когда Модслей получил её оттиски на гипсе. Исторические детали и переводы иконографики на лестнице можно найти здесь.

Слепки этой лестницы имели особенности, которые было сложно отсканировать и подвергнуть цифровой реконструкции. Вот как это объясняет Церт: «Лестница состоит из 12 слепков, и все они были отсканированы с помощью Eva — на этом этапе всё прошло быстро и гладко. Однако из-за того, что один из слепков был сломан, а часть деталей утеряна, чтобы воссоздать в 3D полную модель, нам пришлось обратиться к оригинальным рисункам и фотографиям Модслея, на которых была запечатлена разрушенная ступень. И нам это удалось».

Сканы украшенной иероглифами лестницы из Паленке в ПО Artec Studio

На этом этапе Церт обратилась к амбассадору Artec, компании Central Scanning, с просьбой помочь в создании окончательной 3D-модели лестницы, поскольку стыки ступеней и подступней требовали идеального 3D-перекрытия. Эксперты в 3D-сканировании и обработке из Central Scanning в течение одного дня собрали все сканы в Artec Studio 14, получив цельную 3D-модель, готовую к фрезерованию на станке с ЧПУ типа CNC. Для удобства транспортировки копию лестницы выполнили в виде шести отдельных панелей.

Макет копии лестницы из Паленке, созданный компанией Pangolin Editions

После этого 3D-модель лестницы отправили в компанию Pangolin Editions, которая отфрезеровала ее на станке с ЧПУ из анкастерского известняка, добытого в Линкольншире, Англия.  Этот оолитовый камень среднеюрского периода очень похож на тот известняк, который для изготовления лестницы использовали сами майя. Литейный цех Pangolin Editions в Глостере, Англия, специализируется на производстве скульптур. Вы можете увидеть по изображениям, что цвет копии отличается от подлинника. Это сделано намеренно. По словам Церт, историки, которые занимаются сохранением места раскопок, хотят, чтобы посетители точно могли отличить подлинник от копии. Они смогут подойди к восстановленной лестнице и прикоснуться к глифам, чтобы лично оценить всю невероятную ценность этого исторического памятника.

После фрезеровки лестницу переправили в Паленке, где она заняла место рядом с оригиналом.

Полученные в результате проделанной работы 3D-модели слепков будут использоваться в научных и образовательных целях специалистами всего мира, которые занимаются исследованием цивилизации майя. Так, будут доступны виртуальные образовательные программы для учеников и посетителей музея.

Как утверждает Церт, «Мы находимся в самом начале понимания того, как можно использовать 3D-сканеры и те поразительные модели бесценных шедевров культуры со всего мира, которые они позволяют получать. Помимо исследовательских целей применения 3D-сканирования, а также возможности использования моделей в виртуальной реальности, существуют не менее, а, возможно, даже более важные способы использования. Так, мы можем вернуть утерянные исторические ценности людям и тем культурам, которые их создали. Сегодня с помощью портативного 3D-сканера Artec Eva я могу за считанные минуты оцифровать практически любой экспонат в музее или на археологических раскопках».

Церт добавляет: «Потратив еще немного времени на обработку сканов в Artec Studio и создание 3D-модели, я могу распечатать ее на 3D-принтере, а в случае с украшенной иероглифами лестницы из Паленке, — получить фрезерованную копию из известняка или другого природного материала, например, дерева или камня. Это означает, что музеи всего мира смогут создавать невероятно реалистичные копии этих артефактов, к которым можно будет прикасаться и брать в руки. Никогда прежде у нас не было такой возможности».

На платформе Google Arts & Culture теперь представлена полная коллекция отсканированных фотографий, записей, рисунков и слепков Модслея, которая хранится в Британском музее. С ними можно ознакомиться здесь.

Связаться с нами