В игру вступают лидары. Как лазерное сканирование спасает памятники от войны, стихии и времени

Что такое лазерное сканирование и как оно спасает историю

Еще десять лет назад технология лазерного сканирования могла показаться выдумкой из научно-фантастического фильма. Прежде исследователям приходилось снимать с монументов гипсовые слепки или делать папье-маше, чтобы получить модель в натуральную величину. Но сегодня уже есть инструмент, позволяющий изучать объекты любых размеров, вообще не прикасаясь к оригиналу. Для этого используют три основных типа сканеров: высокоточные метрологические сканеры (ручное сканирование), сканеры на штативах (наземное сканирование) или воздушные суда: дроны, вертолеты, самолеты (воздушное сканирование), оборудованные лазерами – лидарами. Все они обеспечивают сканирование внутренних и внешних элементов строения с таким уровнем точности, который раньше был невозможен или требовал много времени.

Коротко об этой технологии можно рассказать так: лазер направляет луч света в стену, измеряет время, необходимое для его отражения от поверхности, и создает точку в пространстве. Во время работы лазер производит миллионы таких "выстрелов", каждый из которых дает информацию. Так образуется облако точек, визуально напоминающее цифровую 3D-модель. В дальнейшем ее используют для проектирования и создания чертежей и реалистичных трехмерных моделей. Изображение может храниться в цифровом пространстве и использоваться как учеными, так и архитекторами во время реставрационных работ.

Недавно о технологии 3D-сканирования заговорили разработчики смартфонов и мобильных приложений. В последних моделях iPhone появились лидарные датчики. В настоящее время они используются для создания более качественных фото и применения AR-эффектов, но впоследствии компания может шагнуть дальше и начать использовать технологию для других целей. Однако сканеры в телефонах не обладают точностью, необходимой при проектировании.

Война побудила обычных украинцев искать решения, которые вносят вклад в победу. Так появился проект "Немає дому", который помогает фиксировать преступления и показывает, как выглядят украинские города в результате обстрелов и авиаударов. Но проект не позволяет увидеть весь масштаб разрушений, поскольку предлагает панорамные фото вместо детализированных цифровых моделей. Такие фотографии почти невозможно использовать для реконструкции.

Мировой опыт: от Нотр-Дама до Вавилона

Когда пламя охватило крышу знаменитого парижского собора, весь мир с ужасом наблюдал за разрушением жемчужины французской готической архитектуры. Но были те, кто знали — Нотр-Дам будет восстановлен благодаря 3D-модели, созданной на основе лазерного сканирования. Его для будущих реставраций еще с полдесятка лет назад провел историк искусства Эндрю Теллон. Для получения облака точек было выполнено более 50 сканирований в разных местах собора, в результате чего была создана детализированная цифровая модель. Возможно, именно это сканирование сыграет решающую роль в возрождении Нотр-Дама.

Теллон — не единственный, кто внес свой вклад в спасение старинных объектов. Сотни компаний и некоммерческих организаций пытаются сохранить достопримечательности хотя бы в цифровом виде. В их числе — организация CyArk, почти за 20 лет работы запечатлевшая более 200 объектов культурного наследия на всех континентах. Страны и международные сообщества обращаются в такие организации как CyArk с просьбой сохранить их исторические здания и достопримечательности. Так, в 2009 году Всемирный фонд памятников (WMF) предложил отсканировать Врата Иштар и храм Набу-Ша-Хари в Вавилоне, чтобы задокументировать их состояние.

Как лазерное сканирование поможет сохранить украинскую историю

Спасать достопримечательности от стихий и течения времени — это одно, и совсем другое — спасти от войны. Едва ли не каждый день в Украине уничтожают ее культурное и историческое наследие. В Министерстве культуры и информационной политики создали специальный ресурс, куда можно отправлять фото- и видео разрушенных достопримечательностей. Эти снимки могут стать доказательством в суде, но мало чем помогут при восстановлении. Метод реконструкции по старым фото и эскизам был актуален до появления новейших технологий. Теперь в игру вступают лидары.

Лазерное сканирование – это самый быстрый и безопасный способ сохранить объекты всемирного наследия для будущих поколений. Лидары считывают объекты в считанные минуты, а благодаря дронам провести сканирование можно на тех территориях, где еще продолжается разминирование. Эти цифровые копии будут существовать долгое время после исчезновения подлинников, а для архитекторов они станут важной информационной основой для реставрации.

В первую очередь следует отсканировать достопримечательности, которые еще не повреждены. Их можно изучить и изнутри, и снаружи. Изучая объект, лидары получают миллионы данных, в частности, о точном размере и текстуре, что позволит воспроизвести сооружение во всех подробностях, если оно будет повреждено. Второй этап – сканирование частично поврежденных достопримечательностей. Оно поможет определить, какие элементы можно сохранить, а какие разрушены окончательно. Кроме того, сканеры дают возможность изучать объекты на расстоянии, без необходимости заходить в разрушенные помещения, поскольку это может быть опасно, а дроны могут производить сканирование из воздуха.

За каждым зданием, улицей и площадью стоит история, которая не должна исчезнуть бесследно. Благодаря лазерному сканированию мы можем сохранить эти объекты. Попытки разрушить часть нашего наследия не увенчаются успехом, если уже сейчас мы позволим современным технологиям внести свой вклад в его сохранение.