ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

Институт Космических исследований
Российской Академии Наук

Росписи собора Рождества Богородицы Ферапонтова монастыря по материалам мультиспектральной съёмки

Механика и информатика

В 2016 году команда исследователей из ИКИ РАН и их коллег из Московского государственного университета геодезии и картографии, Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Государственного научно-исследовательского института реставрации (ГосНИИР) провела мультиспектральную съёмку росписей собора Рождества Богородицы Ферапонтова монастыря.

Стенопись собора Рождества Богородицы Ферапонтова монастыря — единственная роспись великого русского мастера Дионисия Мудрого, дошедшая до нашего времени почти в полном составе и подлинном виде с начала XVI  века.

3D-реконструкция из планарной панорамы стенной росписи на примере фрески собора Рождества Богородицы Ферапонтова монастыря. Изображение из архива ИКИ РАН

Полученная коллекция из сотен и даже тысяч снимков, сделанных в видимом, ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах электромагнитного спектра, была нужна для работ по мониторингу ансамбля монастыря. Она фиксировала текущее состояние фресок, то есть стала в определенном смысле «документом», к которому могли бы обращаться специалисты при дальнейшей работе или изучении живописи.

Эти фотографии с помощью специальных программ «склеивались» в единое полотно. Задача не очень простая, поскольку оригинальные фрески находятся не только на условно плоских (на самом деле далеко не ровных) стенах храма, но и на изогнутых поверхностях: в барабане собора, на конхах алтарей.

Планарная платформа для съемки мозаичных макрофрагментов. Платформа позволяет снимать в автоматическом режиме макрофрагменты общей площадью 1-2 кв. м. Фотография из архива ИКИ РАН

Фактически, такую работу выполняют специалисты в области фотограмметрии, когда превращают снимки, сделанные с самолета, в реалистичную модель рельефа, по которой можно определять не только взаимное расположение объектов, но и расстояния между ними. Информация о ландшафте в этом случае содержится в самих снимках, но делать их надо определенным способом, с высоким перекрытием (не менее 60 %) и калиброванной камерой, характеристики которой известны заранее. Затем с помощью специальных алгоритмов и программ эти снимки анализируются и преобразовываются в фотоплан местности.

А поскольку речь шла о мультиспектральной съёмке, то есть съёмке в нескольких диапазонах электромагнитного спектра, то в распоряжении исследователей оказалось больше информации, чем можно получить с помощью только оптической фотокамеры.

Благодаря этому, в частности, удалось решить и одну искусствоведческую проблему. Один из текстов на свитках в росписи алтарной части монастыря считался утраченным, поскольку краска здесь осыпалась. Но в ультрафиолетовом освещении текст «проявился», что позволило с уверенностью определить святого, который держит этот свиток в руках.

Сегодня мы публикуем два «внутренних» результата этой работы — трехмерные модели росписей стен собора Рождества Пресвятой Богородицы и его алтарной части. Они были созданы к.т.н. Александром Говоровым, сотрудником отдела телекоммуникационных сетей и высокопроизводительных вычислительных комплексов ИКИ РАН и Московского Государственного университета геодезии и картографии.

  • Общая модель собора — это своего рода «шпаргалка». Она была построена из фотографий, снятых «с руки», чтобы исследователи смогли быстро сориентироваться в отснятом материале, и не содержит дополнительных данных. «Снаружи» модель выглядит, как если бы фрески были написаны на прозрачных стенах. Модель можно вращать, передвигаться по ней, приближаться и удаляться.
  • Модель алтарной части включает изображения в видимом свете, а также в инфракрасном и ультрафиолетовом для определенного фрагмента — изображения святителя Спиридона Тримифунтского (крайняя фигура справа). Если кликнуть правой кнопкой на фигуру, откроется фотография именно этого фрагмента росписи. Далее, если кликнуть на изображение головы святого, откроется макрофотография в видимом свете. Если клинкуть по левой руке держащей свиток, откроется страница с изображениями фрагментов фрески, сделанными в различных диапазонах.

Приятного просмотра!

Собор Рождества Богородицы Ферапонтова монастыря. Роспись центральной части. Съёмка в видимом свете 2016 г. Фотография из архива ИКИ РАН

***

Команда исследователей — авторов метода включает сотрудников ИКИ РАН, Московского государственного университета геодезии и картографии, Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Государственного научно-исследовательского института реставрации (ГосНИИР).