Проекты

Краткое описание

В России прилагаются серьезные усилия по сохранению и воссозданию считавшихся безвозвратно утраченными шедевров древнерусской стенописи. Новгородские художники-реставраторы обрели всемирную славу благодаря восстановлению фресок по уникальной технологии. Они возвращают к жизни разрушенное в ходе истории — в частности, во время Второй мировой войны — историческое наследие России. Сотни тысяч фрагментов фресок, раздробленных взрывами, аккуратно извлекаются из-под обломков храмов, распределяются по планшетам, маркируются, чтобы затем можно было произвести процесс пазл-сборки, ориентируясь на линию слома и цветовые соответствия. Действующая технология реставрации крайне трудоемка. При существующем подходе многие росписи смогут обрести вторую жизнь лишь в следующих поколениях.

Цель данного проекта – создание первого в России специализированного цифрового инструмента «Помощник реставратора» с использованием искусственного интеллекта. Алгоритмы, разрабатываемые ведущими специалистами МГУ им. М.В. Ломоносова и МФТИ, анализируют рельеф, цвет и фактуру торцов фрагментов, находя стыки виртуально за минуты вместо месяцев. Физическое воздействие на образцы сводится к минимуму, что существенно повышает сохранность фрагментов, а процесс реставрации сильно упрощается и ускоряется.

Проект реализуется на стыке передовой IT- науки и реставрационных стандартов. Команда проекта представляет из себя союз технических специалистов высшего уровня и легендарных мастеров новгородской реставрационной школы (https://novgorodmuseum.ru/muzei/masterskaya- hudozhnikov-restavratorov-a.-i-v.-grekovyh). Данный решение будет пионером задающим отраслевой стандарт цифровой реставрации, который позволит вернуть гражданам шедевры Феофана Грека и других мастеров уже в ближайшие 5–7 лет вместо 50-70.
Прототипами проекта являются кейсы по разработке компьютерной технологии подбора стыкующихся фрагментов для новгородских реставраторов (1991-1992 и 2002-2005), а также работа по восстановлению фресок базилики Святого Франциска в Падуе (2001-2004), но данный проект сочетает их с передовыми компьютерными технологиями, возникшими за прошедшие 20 лет.

По итогам проекта будет разработан цифровой инструмент по автоматической виртуальной сборке фрагментов. Его использованию будут обучены 10 реставраторов и он будет презентован 35 реставраторам, искусствоведам со всей России. Всё это позволит более 2 500 000 гражданам России и гостей страны ежегодно уже через пять лет наслаждаться фресками и другими выдающимися образами нашей культуры.

Цель

1. Повышение качества и скорости реставрации руинированной древнерусской монументальной живописи за счет разработки и внедрения отечественного цифрового инструмента на базе искусственного интеллекта, осуществляющего виртуальную сборку фрагментов фресок и минимизирующего физическое воздействие на подлинники с последующим проведением круглого стола на 35 реставраторов, искусствоведов и экспертов с целью презентации и обучения использованию инструмента.

Задачи

1. Разработка математических методов описания фрагментов фресок, метрик определения сходства краёв фрагментов для оценки соответствия стыкующихся фрагментов, комбинаторного перебора при составлении пар соответствия фрагментов
2. Разработка программного обеспечения для диалоговой работы реставратора по восстановлению изображений из фрагментов фресок
3. Обучение конечных пользователей – реставраторов работе с программным обеспечением и практическое внедрение новой технологии в их работу
4. Организация круглого стола с участием коллег из ведущих музеев страны для презентации инструмента и формирования дорожной карты его развития в рамках реставрации других объектов культурного наследия

Обоснование социальной значимости

Прекрасное хрупко. Нашей культуре был нанесён глубокий урон во время Второй Мировой войны, когда повреждениям, а то и полному уничтожению подверглись многие памятники архитектуры. В их число входят памятники культуры Великого Новгорода, находившиеся на линии огня около 900 дней: из 60 памятников, стоявших на государственном учёте, пострадали все 60, а часть оказалась полностью разрушена (https://portal- kultura.ru/articles/exhibitions/335083-vosstavshie-iz-pepla-muzey-arkhitektury-rasskazal-o-gorodakh-i-pamyatnikakh- razrushennykh-i-vozrozhd/). Поднять их из руин и вернуть им первозданный облик казалось делом невозможным… Но усилия реставраторов, несколько десятилетий работавших под руководством А.П. Грекова, доказали обратное (https://www.theartnewspaper.ru/posts/9000/). О работе новгородских реставраторов написаны книги и снят не один фильм (см. приложение). По крупицам собраны осколки древнего убранства храмов, миллионы фрагментов штукатурки с элементами красочного слоя очищены от налипшей земли, рассортированы по планшетам и хранилищам, откуда художники – мастера высокой квалификации – переносят их на рабочие столы и начинают кропотливый процесс подбора соответствий, руководствуясь совпадающими линиями скола, цветовой гаммой и чертами графики фрагментов, соразмерностью отдельных частей рисунка и общей их принадлежностью к восстанавливаемому сюжету.

Для некоторых изображений сохранились старинные черно-белые фотографии и цветные живописные копии, а также полноразмерные прописи-кальки, выполненные еще в то время, когда памятники были целы. Это облегчает задачу реставраторов, но даже так работы по складыванию этой гигантской «мозаики» занимают десятилетия. Подсчитано, что при существующей методике восстановление росписей одного памятника занимает в среднем 50 лет (https://www.theartnewspaper.ru/posts/9000/). Для понимания масштаба достаточно сказать, что на руинах волотовской церкви было поднято около 1 700 000 фрагментов (https://russkiymir.ru/news/31721/). Это подтверждает и международная практика: так, перед реставрацией флорентийской фрески «Страшный суд» около 10 лет ушло только на исследования и подготовку (https://en.wikipedia.org/wiki/The_Last_Judgement_(Vasari_and_Zuccari)).

Благодаря масштабному скачку в технологиях ИИ мы можем сократить путь реставрации этих артефактов на целые десятилетия, при этом улучшив их сохранность. Нейросетевые модели, созданные новым поколением россиян, помогут нам вернуться к чистым истокам нашей же русской культуры. Проект цифровизации процесса подбора фрагментов фресок повысит сохранность материала и ускорит поиск соответствий частей по совпадающим линиям скола, по начертаниям и цветовым характеристикам живописи. Созданные цифровые копии будут обработаны ИИ на предмет поиска «предположительно истинных стыков». Сами фрагменты при этом не будут подвергаться механическим повреждениям от многократного прикладывания друг к другу. Найденные ИИ «подсказки» будут использованы художниками-реставраторами в дальнейшей работе, что значительно повысит сохранность материала, а также ускорит процесс подбора фрагментов и облегчит труд реставратора. Применение цифровых технологий при реставрации фресок уже использовалось ранее за рубежом и доказало свою эффективность (https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-kompyuternyh-tehnologiy-v-restavratsii-proizvedeniy-zhivopisi).

Отметим, что в нашем проекте разработку математических моделей и нейросетей осуществляют ученые факультетов ВМК МГУ и МФТИ, а методологию и верификацию обеспечивают лучшие реставраторы России (Новгородский музей- заповедник). Только такой уровень экспертизы гарантирует точность алгоритмов, способных различать нюансы древней штукатурки, недоступные обычным IT-решениям. Принципиальная важность проекта подтверждена заинтересованностью коллег из Государственного Эрмитажа, Русского музея, Музея Андрея Рублева стать последователями в применении технологии. Для этих учреждений создание такого инструмента — важный своевременный шанс начать работу с наработанными компетенциями по применению ИИ для смежных областей (керамика, лепнина и тп) в рамках их коллекций.

Важно помнить, что соприкосновение с историческим прошлым – краеугольный камень патриотизма. Искусствоведы отмечают, что сохранение объектов культурного наследия является важным фактором поддержания культурной идентичности личности (https://cyberleninka.ru/article/n/sohranenie-obektov-kulturnogo-naslediya-kak-faktor-podderzhaniya-kulturnoy- identichnosti-lichnosti), а монументальная настенная живопись рассматривается как одно из ключевых художественных средств архитектуры и важный элемент культурной истории (https://moluch.ru/archive/59/7976). Проект соответствует целям Стратегии государственной культурной политики на период до 2030 года (http://static.government.ru/media/files/jIx0zkwFvU0sCnXIQTwpZO0RqTMMVL7v.pdf) и Указа Президента РФ об утверждении Основ государственной культурной политики (http://static.kremlin.ru/media/acts/files/0001201412250002.pdf).

География проекта

Разработка происходит в Москве, а подготовка материалов и тестирование инструмента происходит на базе филиала Новгородского музея-заповедника. В конце проекта в Великом Новгороде в Центре реставрации монументальной живописи проводится круглый стол, участники которого - реставраторы и искусствоведы со всей России.

Целевые группы

1. Художники-реставраторы филиала Новгородского государственного музея-заповедника «Центр реставрации монументальной живописи» и их коллеги из других творческих коллективов и объединений России - всего в России 50 реставраторов руинированной живописи и 15 музеев, хранящих соответствующие росписи
2. реставраторы древнерусской настенной живописи - всего 100 реставраторов в России
3. археологи, искусствоведы
4. Вторичный, но не менее важный благополучатель: жители России и гости страны, которые в будущем смогут увидеть культурное наследие своей страны, 2 500 000 человек в год (по статистике 2025 года)