Nowy projekt Uniwersytetu w Warwick (Wielka Brytania), wykorzystujący najbardziej zaawansowaną grafikę 3D, umożliwi niezwykle realistyczne rekonstrukcje miejsc znanych z wykopalisk archeologicznych.
Trójwymiarowa rekonstrukcja starożytnych budowli nie jest niczym nowym. Jednak tym razem pokuszono się nie tylko o rekonstrukcję architektonicznego wyglądu budynków czy wnętrz, ale o szczegółową rekreację dymu, kurzu, mgły i warunków oświetleniowych, które panowały w danym obiekcie w starożytności. Chodzi o to, aby rekonstrukcja dawała jak największe pojęcie o tym, jakie wrażenie dana budowla robiła na jej współczesnych. W przypadku symulacji trójwymiarowych tworzonych na potrzeby naukowe, jest to pierwszy przypadek, gdy zadbano o odtworzenie tych wszystkich czynników, które wpływały na unikalną atmosferę starożytnych miejsc. Aby efekt był tym bardziej realistyczny, zastosowano najnowocześniejsze monitory komputerowe, które wyświetlają obraz w dużo lepszym kontraście i dużo żywszych kolorach, a także lepiej odwzorują warunki naturalne.
Prace są prowadzone przez badaczy z Warwick Manufacturing Group i Warwick Digital Laboratory na Uniwersytecie w Warwick. „Staramy się stworzyć obrazy, które pokazują w sposób bardziej realistyczny autentyczne warunki w czasach do których się cofamy” – mówi Alan Chalmers, profesor wizualizacji cyfrowej w Warwick Digital Laboratory i szef projektu. „Osiągnięcie tego wymaga użycia najnowszych wyników badań historycznych i powiązanie ich z najnowszą komputerową technologią 3D”. To pozwala archeologom na zbadanie, jak w rzeczywistości wyglądały budynki i dzieła sztuki w danym czasie. Rekonstrukcja jest bardzo szczegółowa, aż po różnice w świetle tworzonym przez różne typy świec z epoki.
„To, co potrzebujesz, by otrzymać wierny obraz, to dokładne odtworzenia fizyki światła – jakiego koloru jest źródło światła, jak wpływa na środowisko i jak odbija się i załamuje na różnych powierzchniach” – mówi dalej profesor Alan Chalmers. „Jak już odtworzysz dobrze czynniki fizyczne, modelowanie jest bliższe naturze – i wtedy osiągasz realistyczny, oparty na własnościach fizycznych obraz i możesz użyć go jako narzędzia do zrozumienia, jakie naprawdę było otoczenie”.
Obecnie zespół prof. Chalmersa zajmuje się rekonstrukcją sztuki bizantyjskiej na Cyprze. Projekt jest zaplanowany na dziesięć miesięcy. Okres bizantyjski jest szczególnie dobrym przypadkiem do przetestowania założeń projektu. W kościołach bizantyjskich było wiele złota, które oddziaływało ze światłem naturalnym, światłem świec i z elementami architektonicznymi, które same tworzyły „efekty wizualne” (jak obrazy Chrystusa, Marii czy świętych, które wydawały się „jaśnieć od wewnątrz”). To wszystko miało olbrzymi wpływ na wiernych. Realistyczne odwzorowanie takich wnętrz może wiele powiedzieć nam o życiu duchowym tamtejszych ludzi.
Proces odtworzenia takiego wnętrza zaczyna się od zeskanowania specjalnym urządzeniem laserowym do skanowania trójwymiarowego ruin czy budynków. W ten sposób zaczyna się tworzyć ich komputerowy obraz. Po odtworzeniu budynków bada się natężenie światła i odbijanie go przez różne obiekty, po czym wszystko to wprowadza się do modelu. Finalnym etapem jest wyświetlenie obrazu. Zdaniem profesora Chalmersa komputerowe monitory z reguły wyświetlają obraz w sposób mało wierny, z różnicą między najjaśniejszym a najciemniejszym pikselem będącą jak 100 do 1 – co oznacza, że nie mogą prawidłowo wyświetlać bardzo jasnego obrazu. Stąd zespół z Warwick otrzymał monitor wyświetlający w technice High-Dynamic Range, gdzie różnica może sięgać 75.000 do jednego. Dla przykładu, ludzkie oko jest w stanie odróżnić kontrast jak 1.000.000 do 1.
Zdaniem prof. Chalmersa nie można przecenić różnicy jaką czyni właściwie oddane oświetlenie. „Spróbuj sam – jeśli zobaczysz swój pokój w domu z włączonym głównym światłem i potem porównasz to do tego jak on wygląda rozświetlony pojedynczą świecą, twoja percepcja tego otoczenia będzie bardzo różna”. I dodaje: „Bizantyjczycy używali wiele złota w swoich dziełach sztuki. I to jest bardzo ważne, ponieważ złoto odbija światło a jego migotanie naprawdę poprawia blask i aureole świętych – są oni rzeczywiście podkreślani przez światło”.
Dzięki źródłom historycznym i analizom chemicznym wiadomo, jakie materiały były używane do wytwarzania bizantyjskich świec. Aby dokładnie odtworzyć światło, zespół stworzył repliki świec z tych samych materiałów i następnie zmierzono ich jasność i kolory. Mimo że pozornie może to budzić tylko zainteresowanie archeologów, to jednak, zdaniem prof. Chalmersa, może mieć znaczenie także dla zwykłych ludzi. „Myślę, że ludzie zawsze interesowali się przeszłością – jeśli podróżowali do Rzymu czy Pompejów i widzieli tamtejsze freski, to zastanawiali się czy wyglądają one jak w czasach rzymskich”, powiedział. „Ta technologia pozwala na to. Nie jest ona tylko do zastosowań w archeologii – tą samą technologię fizycznego modelowania światła można zastosować, gdy chcesz przemalować swoje mieszkanie. Możesz zobaczyć, jak by ono wyglądało, gdy zmienisz oświetlenie”. I dodaje: „My używaliśmy jej do projektowania graficznego, wizualizacji medycznej i do wielu innych rzeczy – jednak archeologia jest szczególnym wyzwaniem i dlatego skupiliśmy się na niej”.
Tytus Mikołajczak
Na podstawie BBC/University of Warwick
