Исследования в консервации культурного наследия. Выпуск 3

В ходе экспериментов было проведено сканирование модельного образца росписи с характерными для древнерусских стенописей разрушениями штукатурной основы. В качестве модели стенописи служила копия фрагмента помпеянской фрески (II в. н. э.) на гипсовой основе, которая была разбита на несколько частей, а затем приклеена к листу оргалита таким образом, чтобы на ее поверхности появились трещины различной ширины (ил. 4). В правом верхнем углу «фрески» было смоделировано «вспучивание», имитирующее разрушение древнерусских стенописей в местах левкасных гвоздей.

В экспериментах по лазерному сканированию было использовано три сканера, отличающихся между собой по дальности и точности измерений: IMAGER 5006 (Zoller+Froehlich GmbH, Германия), MV224 (Metris, Бельгия) и ModelMakerD (Metris, Бельгия).

Среди указанных приборов наибольшую точность обеспечивает лазерный радар MV224, который может работать на дистанциях до 24 метров в диапазоне углов + 45 градусов (по вертикали) и 360 градусов – по горизонтали. При дальности 1 м погрешность измерений этого прибора составляет 10 мкм, но возрастает по мере увеличения расстояния (прирост – 2,5 мкм/м).

Сканер IMAGER 5006 позволяет работать на расстоянии до 79 метров от объекта, при этом точность сканера в зависимости от дальности изменяется в пределах от 0,4 мм (на расстоянии единиц метров) до 6,8 мм (на максимальной дальности 79 м). Кроме того, точность измерений зависит и от отражательных свойств объекта.

Что касается сканера ModelMakerD, то его точность сравнима с точностью радара, однако дальность действия ограничена расстоянием около 1 м.

Как показали эксперименты, применение лазерного сканирования действительно позволяет решать задачу мониторинга стенописей. Все три использованных в работе сканера зафиксировали имеющиеся на поверхности фрески трещины и рельеф поверхности. В качестве примера на рис. 5 приведена так называемая матрица высот поверхности фрески, полученная с помощью сканера IMAGER 5006 и специальной программы ScanIMAGER (разработка компании «Фотограмметрия»). На данном изображении различные цветовые оттенки характеризуют различия в высоте рельефа поверхности. На рис. 6 можно видеть облако точек, полученное в результате сканирования росписи сканером ModelMakerD. На нем отчетливо «читаются» трещины основы.

При достаточной точности проведения измерений, надежности реперных точек и наличии соответствующих методов компьютерной обработки, полученных в разное время виртуальных 3D-моделей росписей можно выявить динамику разрушений, в частности изменения с течением времени ширины и длины трещин штукатурной основы, фиксировать появление новых трещин, а также изменения рельефа поверхности красочного слоя (например, вспучивание основы над левкасными гвоздями).

В то же время остается пока открытым вопрос о том, каковы могут быть минимальные величины изменений красочного слоя и основы (например, ширины трещин), которые возможно зафиксировать с помощью лазерных сканеров при дальности измерений 15–25 м. Как показал первый опыт работы с лазерным радаром MV224, потенциально наиболее пригодным для измерений в указанном диапазоне расстояний от объекта, использование этого прибора для контроля тонких (шириной до 1 мм) трещин, образовавшихся на поверхности живописи, требует очень тщательного подбора его рабочих параметров. Во время короткого 1-дневного эксперимента (именно на такое время мы смогли получить доступ к этому сканеру) провести такую работу не представлялось возможным. Полученные с использованием этого высокоточного радара результаты можно охарактеризовать как неоднозначные, поскольку в полной мере интерпретировать их нам пока не удалось.

Вместе с тем, проведенные эксперименты достаточно ясно показали перспективность использования лазерного сканирования для мониторинга стенописей, и у авторов статьи нет сомнений в том, что разработка соответствующей методики мониторинга будет успешна.

В заключение выражаем благодарность специалистам научно-производственных компаний «Фотограмметрия» и «Нева Технолоджи» за полезные консультации и помощь в проведенных исследованиях.

З. Х. Меликова. Реставрация и консервация ковров и ковровых изделий