Исследования в консервации культурного наследия. Выпуск 3

В соответствии с «Инструкцией по ведению работ на произведениях монументальной живописи» 1987 г. для характеристики состояния настенных росписей используются фотографии и схемы – картограммы живописи, на которых указываются условными обозначениями различные разрушения – разрушения и утраты красочного слоя, трещины и отставания штукатурной основы и т. д.{119}. Метод фиксации состояния стенописи посредством схем-картограмм с соответствующим набором условных обозначений видов разрушений был детально разработан в 1970-х гг. на основе многолетнего опыта реставрационных работ А. П. Некрасовым и Л. П. Балыгиной{120}.

Очевидно, что информация о состоянии стенописи, которую дают изображения на фотографиях, получаемые посредством проекции трехмерных объектов на плоскость, ограничена, а рисуемые от руки с натуры или с фотографий схемы – картограммы росписей весьма неточны.

Одним из характерных видов разрушений настенных росписей являются трещины и утраты штукатурной основы. В случае древнерусских стенописей, в которых штукатурная основа нанесена по левкасным гвоздям, основной причиной ее разрушений, локализованных над шляпками гвоздей, является увеличение последних в объеме вследствие коррозии (ил. 1–3). В этой ситуации необходимо проведение систематических обследований состояния штукатурной основы с целью обнаружения разрушений штукатурки на самых ранних стадиях и своевременного консервационного вмешательства.

Очевидно, такой мониторинг разрушений может быть эффективен только в том случае, если он проводится с достаточной регулярностью и высокой точностью. Причиной, по которой обследования состояния стенописей проводятся сегодня лишь эпизодически, является большая трудоемкость и стоимость установки лесов и тур, с которых только и возможно их проведение.

Одним из возможных путей решения задачи высокоточного мониторинга стенописей, существенно менее трудоемкого и, соответственно, более экономичного, чем обследование с лесов и тур, является использование технологии трехмерного (3D) лазерного сканирования.

При лазерном сканировании производятся измерения расстояний между сканером и отдельными точками поверхности исследуемого объекта. Скорость таких измерений определяется быстродействием сканера и составляет от нескольких тысяч до полумиллиона точек в секунду. В результате формируется так называемое «облако» точек, которое несет в себе информацию о размерах и стереометрической форме предмета. По сути дела, это облако точек есть ничто иное, как объемная виртуальная копия, которая позволяет рассматривать объект с разных сторон, увеличивать или уменьшать его изображение на экране компьютера, делать разрезы, сечения в любой заданной плоскости, вычислять площадь развернутой поверхности и т. д.

Отличительной особенностью лазерных сканеров является высокая точность измерений координат отдельных точек поверхности объекта, которая составляет от нескольких миллиметров до десятков микрон (в зависимости от дальности и принципа действия прибора), что позволяет фиксировать мельчайшие детали рельефа исследуемой поверхности. Другое важное достоинство данной технологии – это возможность дистанционных измерений (с расстояния нескольких десятков метров){121}.

В том случае, когда необходимо фиксировать состояние объекта с полихромной поверхностью, например живопись на стене, можно объединить лазерное сканирование с цифровой фотограмметрической съемкой. Сочетание этих двух методов позволяет получать цветные ортофотопланы с очень высоким разрешением. При этом в отличие от обычных ортофотопланов (получаемых методом традиционной фотограмметрии) каждая точка цифрового изображения несет в себе информацию о ее геодезических координатах по трем измерениям{122}.

В последние годы технология лазерного 3D-сканирования находит все более широкое применение в области реставрации и воссоздания памятников культуры, а также для создания виртуальных экспозиций в музеях, то есть в тех случаях, когда требуются точные сведения о форме различных объектов, образуемой их внешней поверхностью, – памятников архитектуры, археологии, скульптуры и пр.{123}. Точна я фиксация рельефа поверхности объекта и его объемных форм посредством лазерного сканирования позволяет использовать этот метод, в частности, для экспертизы станковой живописи{124}, а также мониторинга состояния ее основы и красочного слоя{125}.

В июне 2010 г. нами был проведен ряд экспериментов, целью которых была проверка принципиальной возможности использования технологии лазерного 3D-сканирования для решения задачи мониторинга состояния штукатурной основы настенных росписей и определения требуемых для этого технических характеристик лазерных сканеров.