Nowa technologia skanowania umożliwia reprodukcję dzieł sztuki naskalnej w trzech wymiarach
Sztuka naskalna uznawana jest powszechnie przez archeologów za cenne źródło informacji o sposobie myślenia ludzi prehistorycznych i protohistorycznych. Ludzie uwieczniali rzeczy, które miały dla nich znaczenie, a skała idealnie nadawała się do tego celu — przedstawiano na niej problemy dotyczące żywności, przemocy czy roli kobiet i mężczyzn. Jak zauważa Giovanna Bellandi, asystent na Uniwersytecie Cambridge: "Sztuka naskalna może być postrzegana jako rodzaj starożytnego języka lub środka komunikacji. Nie jest to sztuka we współczesnym znaczeniu tego słowa, ale raczej forma języka, za pośrednictwem którego ludzie żyjący w dawnych czasach wyrażali pewne idee". Sztuka naskalna różni się także znacząco w poszczególnych regionach Europy: "Jest ona ściśle związana z miejscem, w którym powstawała", tłumaczy Bellandi. "Musimy uwzględnić jej kontekst geograficzny, określony rodzaj skały oraz, najpewniej, kontekst społeczny. Aby móc odpowiedzieć na pytania dotyczące tych aspektów, konieczne jest kontynuowanie badań przy użyciu różnorodnych i nowatorskich metod". Projekt 3D-PITOTI (3D acquisition, processing and presentation of prehistoric European rock-art) prowadzony jest w dolinie Valcamonica, we włoskim regionie Lombardii, w którym znajdują się wpisane na listę Światowego Dziedzictwa UNESCO rysunki naskalne nazywane "Pitoti". Obecnie znanych jest ponad 100 000 rytów, ale w okolicy może być ich ukrytych nawet dwa razy więcej. Naukowcy i specjaliści techniczni posiadający rozległą wiedzę na temat Valcamonica połączyli siły w celu opracowania technologii umożliwiającej rejestrację, przetwarzanie i wizualizację w 3D tych dzieł naskalnych, uważanych przez niektórych za najciekawsze na świecie. Wspólnie chcą oni umożliwić interaktywne i atrakcyjne poznawanie Pitoti szerszej rzeszy odbiorców. "Dotychczas większość obrazów była dwuwymiarowa 2D — były to zdjęcia lub kopie trójwymiarowych form wyrzeźbionych w powierzchni skały", mówi koordynator projektu dr Sue Cobb z Uniwersytetu w Nottingham. "Dodanie trzeciego wymiaru pozwala uzyskać cenne informacje, na przykład dzięki nakładaniu na siebie rytów, umożliwiającemu określenie względnej chronologii". Członek zespołu Craig Alexander zauważa, że choć nie jest to pierwszy przypadek zastosowania techniki rejestracji obrazu 3D w tej dziedzinie, to po raz pierwszy jej rezultatem są obrazy cyfrowe: "Ponad 40 lat temu wykonano w Valcamonica serię odlewów gipsowych, które mogły być prezentowane poza parkiem. W przeciwieństwie do odlewów, dane cyfrowe nic nie ważą i można je szybko przesyłać — dzięki czemu nasze trójwymiarowe modele są dostępne dla każdego, kto posiada w miarę sprawne połączenie internetowe. Realistyczne obrazy sztuki naskalnej można też uzyskać przy pomocy nowoczesnych technik druku przestrzennego". Nowy zestaw narzędzi Rezultatem prac zespołu jest zupełnie nowy proces wieloskalowej rejestracji, przetwarzania i wizualizacji sztuki naskalnej. Opracowano nowy system skanowania sztuki naskalnej działający z dokładnością poniżej jednego milimetra, a nowa technika planowania tras przelotu bezzałogowych statków powietrznych (UAV) umożliwia wydajne i łatwe wykonywanie zdjęć terenu wokół poszczególnych rysunków Pitoti w skali od centymetra do kilometra. Na potrzeby przetwarzania danych opracowano techniki pozwalające na precyzyjną rejestrację i łączenie dużej liczby trójwymiarowych skanów w spójny wieloskalowy model 3D. Zaawansowane narzędzia do segmentacji i klasyfikacji obrazów pomagają w półautomatycznej identyfikacji różnych rodzajów Pitoti (np. przedstawiających ludzi, budowle czy zwierzęta), a narzędzia do wizualizacji i interakcji umożliwiają eksplorowanie rytów w ich naturalnym otoczeniu na szeregu różnych platform, od tabletów i laptopów po hełmy wideo oraz laboratorium naukowe Pitoti, wyjątkowy system do wizualizacji 3D znajdujący się na Bauhaus-Universität Weimar. "Opracowane w ramach projektu oprogramowanie jest niezwykle przydatne, dzięki temu że łączy funkcje zwykłej bazy danych, umożliwiającej organizowanie i przechowywanie danych, a do tego pozwala na oglądanie Pitoti w ich naturalnym trójwymiarowym otoczeniu, a nie tylko na dwuwymiarowej mapie", mówi Paolo Medici, archeolog pracujący w kamunickim Centrum Badań Prehistorycznych. "Baza danych powstała w odpowiedzi na uwagi archeologów, dlatego spełnia wymagania stawiane przez zaawansowane badania cyfrowe nad sztuką naskalną". System 3D-PITOTI ma liczne zalety. W przeciwieństwie do czasochłonnych i skomplikowanych metod, polegających na wykonywaniu odlewów gipsowych, nowa technologia umożliwia archeologom skanowanie dzieł w wysokiej rozdzielczości, w wielu skalach i w krótszym czasie — bez względu na liczbę rytów. Połączenie tych technik rekonstrukcyjnych z centralną bazą danych daje ponadto uczonym możliwość poznania szerszego kontekstu rysunków naskalnych. "Przy pomocy zintegrowanej techniki cyfrowej można porównywać ze sobą wiele Pitoti, a także zestawiać je ze sztuką powstałą w innych miejscach. . Dzięki możliwości przetwarzania dużych ilości danych możemy rozpoznać w dziełach prawidłowości, które wskazywałyby na znaczenie rysunków", mówi dr Cobb. Tego rodzaju obszerna biblioteka cyfrowa, wraz z weimarskimi laboratoriami do wizualizacji 3D, wyznacza nowy standard w dziedzinie badań nad sztuką naskalną. Prosto w teren W najbliższych miesiącach konsorcjum planuje dopracowywanie i testowanie stworzonych przez siebie technologii. Uniwersytet Technologiczny w Grazu i ArcTron 3D będą pracować nad nowym prototypem skanera, a kilkoro archeologów w Uniwersytetu Cambridge wyraziło już zainteresowanie wykorzystaniem nowych technik po zakończeniu realizacji projektu. Craig Alexander chciałby użyć między innymi technologii segmentacji i klasyfikacji obrazów do analizy zdjęć lotniczych w celu znalezienia nowych stanowisk, na przykład w neolitycznych wioskach w Apulii, a Liliana Janik jest zainteresowana wykorzystaniem ich w swoich pracach związanych z rejestracją rysunków naskalnych. Frederick Baker, badacz Pitoti, interesuje się możliwościami filmowania dzieł: "Liczę, że skaner stanie się nowym standardowym urządzeniem do badań terenowych. Jako reżyser, wykorzystam technikę skanowania do stworzenia nowego filmu i nowego języka filmowego", tłumaczy.
Słowa kluczowe
Sztuka prehistoryczna, sztuka naskalna, UAV, oprogramowanie 3D, segmentacja obrazu
