Исследования в консервации культурного наследия. Выпуск 3 - Коллектив авторов

Таким образом, главное достоинство лазерного копирования как раз и заключается в том, что оно является неинвазивным, так как при его использовании полностью исключается любой контакт с поверхностью памятника. Это особенно актуально при создании копий хрупких и сильно эродированных скульптур. Кроме того, копии изготавливаются из исторического (авторского) материала. Помимо важности исторического аспекта, использование подлинного природного камня дает совершенно иное эстетическое восприятие скульптуры по сравнению с копиями из камнезаменителя.

Ил. 2. Мраморный бюст «Примавера»: слева – оригинал, справа – копия

Несмотря на широкое применение данной технологии за рубежом, в России пока имеется лишь единичный опыт ее использования. Речь идет о создании копии мраморного бюста «Примавера» (работы неизвестного итальянского скульптора начала XVIII в.) из коллекции Государственного музея-заповедника «Царское Село». В 2009 г. копию этой скульптуры изготовила петербургская реставрационная компания «Ресстрой» в содружестве с итальянскими партнерами [17, 18].

Работа по созданию копии «Примаверы» проходила в два этапа. Сначала в Петербурге было произведено ее 3D-сканирование. Полученная электронная 3D-модель была оправлена в Италию, где из глыбы белого каррарского мрамора (сорт – Statuario) на станке с ЧПУ была изготовлена копия этого памятника в масштабе 1:0,98.

Весной 2010 г. оригинал «Примаверы» уступил свое место в парке возле Екатерининского дворца копии, а сам переехал под своды музея (ил. 2). Примечательно, что в результате реализации данного проекта «Примавера» не только получила второе рождение, но и проделала свой исторический путь – из мраморного карьера в окрестностях города Каррара вновь в Северную Венецию. Хочется верить, что бюст-двойник проживет не менее долгую жизнь, чем сама «Примавера» и будет радовать своей красотой еще не одно поколение ценителей скульптуры.

Говоря о научно-технических итогах проекта, нужно отметить следующее. Сканирование любых мраморных поверхностей, а в особенности скульптуры, представляет собой сложную задачу. Помимо прочих факторов на точность сканирования (а в итоге – на точность 3D-модели) в данном случае влияют эффекты отражения и рассеяния излучения лазера, а также проникновения лазерного пучка внутрь мрамора. Последний эффект наиболее сильно проявляется при работе со сканерами на базе импульсных лазеров (в этом случае глубина проникновения пучка в толщу мрамора может достигать 4 мм), а для сканеров, работающих по принципу триангуляции, он незначителен (не превосходит 40 мкм) [19]. С учетом этого в нашей работе был использован сканер триангуляционного типа Konica Minolta Vi-910 (Япония). В процессе сканирования особое внимание уделялось участкам поверхности со сложным рельефом (пластике лица, цветкам в волосах на голове, складкам драпировки). Такие участки сканировались многократно с разных ракурсов. После «сшивки» отдельных сканов и обработки полученной модели в программе Rapidform (INUS Technology Inc., Южная Корея) она была преобразована в формат STL, что было необходимо для загрузки в станок с ЧПУ. В исходном состоянии размер готового файла с 3D-моделью составлял 495 Мб, а после «прореживания» полигональной сетки – 108 Мб. Однако для нормальной работы станкаробота такой массив данных все равно является избыточным, поэтому уже в Италии модель была дополнительно «облегчена». Следует заметить, что адаптация 3D-модели для загрузки в станок с ЧПУ является очень ответственной операцией. При недостаточно квалифицированном выполнении этой работы может быть потеряна часть данных о форме поверхности скульптуры, что в итоге отразится на точности соответствия копии оригиналу.

Обычно после завершения работы станка (даже при использовании фрез самого малого диаметра) на поверхности мрамора остаются небольшие неровности в виде «волн» глубиной около 0,5–1 мм, которые устраняют методом шлифовки и полировки. Эта операция выполняется вручную скульптором. Кроме того (как это было в случае «Примаверы»), после станка требуется дополнительная проработка углублений и отверстий. Для того, чтобы устранить возможные ошибки и неточности на этом этапе, такую работу необходимо выполнять на месте (установив оригинал и копию рядом). Кроме того, на всех этапах «ручной доводки» точность соответствия копии и оригинала желательно контролировать при помощи лазерного сканера. Для этого нужно проводить периодическое сравнение 3D-моделей оригинала и копии, по крайней мере сличать между собой те фрагменты моделей, которые отображают наиболее сложные (с точки зрения пластики) участки поверхности скульптуры.

В заключение остается сказать о том, что в последние годы был сделан ряд важных открытий в области голографии, что вывело ее на новую ступень развития. Сегодня техника голографии позволяет получать высококачественные цветные объемные изображения с углом обзора до 120 градусов. Больше того, с помощью специальных автоматизированных устройств – голографических принтеров – можно получать цветные голограммы большого формата (размером до 1,5 кв. м) [20]. Для изготовления таких голограмм в голографический принтер в виде компьютерного файла загружают виртуальное объемное изображение, созданное с помощью программ для 3D-графики, или электронную 3D-модель реального объекта, полученную при лазерном сканировании.

Ил. 3. Скульптура Христа Спасителя (Амьенский кафедральный собор): слева – голограмма-реконструкция, справа – оригинал

Если говорить о возможных применениях современной голографии в области сохранения скульптурных памятников, то помимо решения экспозиционных задач (организации выставок, в том числе передвижных), представляется перспективным создание их историко-художественных реконструкций [21]. Для этого технику голографии целесообразно использовать в сочетании с методом лазерного 3D-сканирования. Интересным примером подобных работ является проект по реконструкции полихромных росписей статуи Христа Спасителя с портала Страшного суда Амьенского кафедрального собора во Франции. Данная скульптура (известная под названием «Beau Dieu»), как и многие другие мраморные скульптуры этого собора, в средние века имела полихромную раскраску, от которой сегодня сохранились лишь отдельные фрагменты. В рамках указанного проекта было предпринята попытка реконструировать утраченную роспись для того, чтобы дать посетителям собора представление о том, как данная скульптура могла выглядеть в момент своего создания.

Для решения этой задачи было решено осуществить виртуальную реконструкцию. На первом этапе проекта было проведено лазерное сканирование скульптуры. Полученное при сканировании электронное изображение было затем «раскрашено» при помощи специальной компьютерной программы. После этого на голографическом принтере была изготовлена голограмма с реконструированным цветным изображением Христа (ил. 3) [22].

Как видно из приведенных в статье примеров, использование современных лазерных технологий позволяет принципиально по-новому подойти к решению многих задач, связанных с исследованием, реконструкцией, копированием и экспонированием скульптуры. Хочется надеяться, что достоинства лазерных методов получат признание отечественных специалистов и в ближайшие годы найдут широкое практическое применение в работах по сохранению скульптурных памятников.

Литература

1. Asmus J., Guattari G., Lazzarini L., Musumeci G., WuwerkerR. Holography in the conservation of statuari // Studies in Conservation. 1973. Vol. 18. P. 49–63.

2. Levoy M., Pulli K., Curless В., Rusinkiewicz S. The Digital Michelangelo Project: 3D scanning of large statues // Comp. graph. proceedings, Annual conf. series (Siggraph 00) (Addison Wesley, July 24–28, 2000). 2000. P. 131–144.

3. Fontana R., Gambino M. C., Greco M., Pampaloni, E., PezzatiL., Scopigno R. High-resolution 3D digital models of artworks // Proceedings of SPIE. 2003. Vol. 5146. P. 34–43.

4. Fontana R., Gambino M. C., Greco M., Marras L., Materazzi M., Pampaloni E., Pezzati L. The Diagnostics of Statues: a High-precision Surface Analysis of Roughness of Michelangelo's David// Proceedings of SPIE. 2003. Vol. 5146. P. 236–243.

5. Фрейдин А. Я., Парфенов В. А. Трехмерное лазерное сканирование и его применение для съемки архитектурных сооружений и реставрации памятников // Оптический журнал. Т. 74. № 8. 2007. С. 44–49.

6. Generating accessible 3D models: recording UNESCO World Heritage Sites at Ayuthaaya and Sukhothai, Thailand, in 3D Laser Scanning for Heritage. Advice and Guidance on Laser Scanning in Archeology and Architecture. English Heritage. 2007; www.heritage3d.org

7. Tucci G., Bonora V. Application of High Resolution Scanning Systems for Virtual Moulds and Replicas of Sculptural Works // Proceedings of XXI International CIPA Symposium (01–06 October, 2007, Athens, Greece). 2007.

8. Яхонт О. В. О подлинности музейных произведений и так называемых категориях ценности в реставрации // Исследования в консервации культурного наследия Вып. 2 (Материалы международной научно-методической конференции, посвященной 50-летнему юбилею ГосНИИР). М., 2008. С. 299–307.