CC BY
27
УДК 7.026.2
Шеркунова С.В.
магистрант, ВлГУ им. А.Г. и Н.Г. Столетовых
г. Владимир, РФ Научный руководитель: Красулина С.В.
доцент, ВлГУ им. А.Г. и Н.Г. Столетовых
г. Владимир, РФ
Эй-СКАНИРОВАНИЕ ДЛЯ ЖИВОПИСИ И ПРЕДМЕТОВ ДЕКОРАТИВНО-ПРИКЛАДНОГО ИСКУССТВА
Аннотация
В статье рассматривается 3Э-сканер и технология трехмерного сканирования произведения масляной живописи, монументальной живописи и объектов декоративно-прикладного искусства. А также перспективность применения 3Э-сканирования в живописи и музейном деле.
Ключевые слова:
ЭЭ-сканер, трехмерное сканирование, методы сканирования, искусство, живопись, декоративно-прикладное искусство.
XXI век - век высоких технологий. И технологии в области 3Э также не стоят на месте. Настоящим прорывом стало появление 3Э-сканера, который способен оцифровать объект в трехмерном пространстве. В настоящее время это устройство используется во многих сферах жизни: в промышленности, в строительстве, в медицине, в дизайне, в индустрии развлечений и т.д. Не обошло 3Э-сканирование и область искусства.
ЭЭ-сканер - это прибор, позволяющий проанализировать физическую форму выбранной цели, коей может быть какой-либо объект или пространства [3]. Полученные устройством данные, представляющие собой облако точек поверхности объекта, анализируются специализированной компьютерной программой. После чего запускается процесс реконструкции, результатом которого является объемная виртуальная 3Э-копия цели.
ЭЭ-сканер представляет собой прибор, состоящий из двух камер и подсветки [6]. Камеры улавливают отраженный луч и определяют расстояния от устройства до точек поверхности исследуемого объекта. Таким образом, при помощи компьютера создается объемная копия, каждой точке которой присваивается координата, определяющая её положение в трехмерном пространстве по трем осям. Сьёмка обычно проводится не единожды и со всех ракурсов цели.
Подсветка сканера бывает оптической и лазерной [6]. Оптическая подсветка создаётся лучом с частотой светового диапазона, излучаемого специальной лампой при вспышке или специальными лазерами. Такое освещение позволяет проводить сканирование с высокой скоростью и на объектах в движении. При помощи этой технологии возможно сканирование и человека, так как излучаемые сканером лучи безопасны для организма. Правда, возникают трудности при сканировании блестящих и зеркальных поверхностей. При лазерном сканировании обеспечивается высокая точность измерений. Но сложности возникают при исследовании движущегося объекта, и технология запрещена для использования на людях. Также при сканировании цели наносятся специальные метки.
По методу сканирования трехмерные сканеры делятся на контактные и бесконтактные [6]. При контактном методе объект помещается на специальную панель сканера. При таком способе исследования сканирование производится непосредственно через физический контакт устройства с объектом, поэтому существует риск повредить особо хрупкий объект. Чего не скажешь о бесконтактном методе сканирования. При этом способе измерения сканер не соприкасается с объектом исследования, а
осуществляет измерение на дистанции при помощи отраженного луча света. Но нужно отметить, при данном методе сканирования возможны неточности в исследовании.
В свою очередь бесконтактные 3Э-сканеры бывают пассивные и активные [3]. Активные устройства имеют в своей конструкции излучатель, который генерирует луч и, отражаясь от поверхности объекта, улавливается камерами сканера. В данных приборы чаще всего применяется свет, но иногда также используется ультразвук либо рентгеновские лучи.
При исследовании произведений искусства, таких как живописные полотна и монументальная живопись, использование 3Э-сканеров перспективно и набирает обороты. Например, инженеры из центра прототипирования Технопарка Санкт-Петербурга с помощью трехмерного сканера провели эксперимент и проанализировали структурные изменения масляной картины на протяжении длительного времени [1]. При этом были созданы две трехмерные модели полотна с интервалом 4,5 года. При наложении полученных изображений исследователи обнаружили области, где был изменен рельеф поверхности картины. Это означает, что 3Э-сканирование помогает обнаружить изменения в структуре холста, рамы и полотна на микроуровне, благодаря чему можно предотвратить дальнейшее разрушения произведения, приняв соответственные меры.
Целью 3Э-сканера является получение информации о форме объекта для дальнейшего создания трехмерной модели, которую впоследствии возможно напечатать на 3Э-принтере. Данный алгоритм можно применить к произведению масляной живописи. Художники и исследователи из Пенсильванского государственного университета и Технологического института Нью-Джерси при помощи 3Э-сканирования, а точнее при помощи оптической когерентной томографии смогли просканировать небольшую часть картины [7]. Для этого ученые сняли 90 трехмерных слепков размером примерно 3х4 мм. После чего в специальной программе сегменты соединили. В результате получилась детальная трехмерная модель фрагмента картины размером 27х18 мм с рисунком мазков кисти, которую при желании можно распечатать на 3Э-принтере. Исследователи считают, что технологии 3Э-сканирования можно использовать для фиксации произведения искусства в цифровом архиве, что при непредвиденных обстоятельствах даст возможность восстановить поврежденное полотно. Также трехмерное сканирование может применяться при создании виртуальных музеев, где любители искусства смогут ближе познакомиться с произведением. А распечатанная 3Э-копия картины будет полезна обучающимся масляной живописи, а так же даст возможность «увидеть» произведение искусства людям с нарушением зрения.
Технологии 3D-сканирования может использоваться и в мониторинге монументальной живописи. Исследователи К. И. Маслов, В. А. Парфенов, Ф. В. Гузанов в статье «Мониторинг фресок с использованием трехмерного лазерного сканирования. Предварительные результаты» [4] описали проведенный ими эксперимент применения трехмерного сканера для анализа изменений в структуре настенных росписей. Основными разрушениями монументальной живописи являются трещины и утраты штукатурного слоя, которые нужно постоянно обследовать и при необходимости проводить реставрационные работы, чтобы предотвратить дальнейшее разрушение. Способы фиксации с применением фотографий и схем-картограмм весьма неточны и достаточно трудоёмки, к тому же они могут передавать лишь плоскостное изображение. Поэтому ученые прибегли к использованию 3Э-сканера. Эксперимент с 3Э-сканированием модели-имитации стенописи на гипсовой основе со специально созданными разрушениями показал, что трехмерные сканеры успешно и достаточно точно справляются с фиксацией всех особенностей рельефа. Это значит, что использование 3Э-сканера значительно упростит мониторинг монументальной живописи и поможет выявить динамику разрушений, в том числе изменение размеров старых и выявление новых трещин штукатурного слоя, негативные изменения рельефа красочного слоя.
ЭЭ-технологии уже активно используются и в музейном деле. Так как пространство для экспозиции предметов искусства ограничено, а хрупкость и ценность экспонатов не позволяет зрителям детально
изучить объект, музеи прибегают к технологии 3D-сканирования. Так поступил Музей керамики Аичи в Японии [5]. При проведении выставки декоративно-прикладного искусства «Источник японской керамики - гигантская стена, стоящая перед печью Саруто» помимо физической экспозиции, кураторы предоставили доступ посетителям к выставке виртуальной. При помощи 3D-сканера были созданы высокоточные модели экспонатов, которые разместили на специальной демонстрационной цифровой платформе. Каждому объекту выставки были присвоены QR-коды, благодаря которым посетители мероприятия могли максимально детально рассмотреть виртуальную копию экспоната на своих устройствах. Более того, организаторы выставки предоставили возможность зрителям распечатать 3D-копию понравившегося экспоната на 3D-принтере и забрать с собой в качестве сувенира.
Нужно отметить, что многие музеи мира предоставляют возможность познакомиться с 3D-копиями своих экспонатов, выполненных с помощью технологии 3D-сканирования. Данная практика крайне удобна как для посетителей, так и для самих музеев. Посетители могут заранее детально ознакомиться с экспозицией, а музеи в цифровом пространстве могут выставить неограниченное количество экспонатов, что решает проблему ограниченности пространства для экспозиции. Кроме того в виртуальном пространстве возможно выставить 3D-копии редких и крайне хрупких экспонатов, которые требуют особых условий хранения и сведения к минимуму физического контакта. Например, практику трехмерного сканирования применил Балахнинский музейный историко-художественный комплекс, пригласив специалистов RangeVision [2], которые участвовали в создании высокоточных трехмерных копий экспонатов музея. Так были оцифрованы изразец Спасской церкви XVIII века, стальной шлем XVI века из коллекции Шереметевых, нагрудный знак и чернильница XVII века. После готовые 3D-модели были переданы музею, для последующего их размещения на сайте.
Итак, 3D-технологии и технологии 3D сканирования в частности «шагнули» далеко вперед. Они используются во многих сферах жизни: в строительстве, в медицине, в промышленности, в развлекательной индустрии, в дизайне, в искусстве, в музейном деле и т.д. Изобретаются всё более новые способы трехмерного сканирования. С каждым новым открытием этот процесс становится все проще и быстрее. При помощи 3D-сканировании появилась возможность отслеживать изменения в структурах произведений искусства, благодаря чему реставраторы своевременно могут принять меры и не допустить разрушения артефакта. Также при помощи 3D-сканирования возможно создать точную виртуальную, а впоследствии и физическую копию музейного экспоната, что в свою очередь позволяет восстановить произведение искусства при утрате, а также создавать виртуальные модели, которые позволят зрителям лучше рассмотреть со всех сторон экспонат, при этом, не касаясь его. Более того, благодаря трехмерной технологии сканирования многие артефакты из хранилищ смогут попасть на выставки.
Список использованной литературы:
1. 3D-сканирование для бесконтактного анализа произведений искусства [Электронный ресурс]. // 3D TODAY - Режим доступа: https://3dtoday.ru/blogs/prototypespb/3d-skanirovanie-dlya-beskontaktnogo-analiza-proizvedeniy-iskusstva - Дата обращения: 18.12.2022
2. 3D-сканирование экспонатов музейного историко-художественного комплекса [Электронный ресурс]. // RANGE vision - Режим доступа: https://rangevision.com/application/examples/restavratsiya-i-sokhranenie-kulturnogo-naslediya/3D-scanning-of-exhibits-of-the-museum-complex/ - Дата обращения: 18.12.2022
3. Все о 3D-сканерах: от разновидностей до применения [Электронный ресурс]. // CAN TOUCH - Режим доступа: https://can-touch.ru/vse-o-3d-skanerax/ - Дата обращения: 18.12.2022
4. Маслов К. И., Парфенов В. А., Гузанов Ф. В. Мониторинг фресок с использованием трехмерного лазерного сканирования. Предварительные результаты [Электронный ресурс]. / К. И. Маслов, В. А. Парфенов, Ф. В. Гузанов. // ВикиЧтение - Режим доступа: https://culture.wikireading.ru/75481 - Дата обращения: 18.12.2022
5. От оценки к практическому опыту: 3D-сканирование позволяет исследовать древние артефакты в нескольких измерениях [Электронный ресурс]. // SHINING 3D - Режим доступа: https://www.shining3d.ru/blog/from-appreciation-to-hands-on-experience-3d-scanning-enables-exploration-of-ancient-artefacts-in-multiple-dimensions/ - Дата обращения: 18.12.2022
6. Что такое 3D-сканер и как он работает [Электронный ресурс]. // VECTORUS - Режим доступа: https://vektorus.rU/blog/3d-skaner.html#chto-takoe-3d-skanery - Дата обращения: 18.12.2022
7. Amsen E. New art scanning method offers 3-d image of painting's brush strokes [Электронный ресурс]. / E. Amsen // Forbes - Режим доступа: https://www.forbes.com/sites/evaamsen/2020/05/30/new-art-scanning-method-offers-3-d-image-of-paintings-brush-strokes/?sh=3619b12d7604 - Дата обращения: 18.12.2022
© Шеркунова С.В., 2023
