Аннотация результатов, полученных в 2018 году
В течение первого отчетного периода (2018-2019 гг.) был получен ряд научных и практических результатов в направлении развития методик документирования объектов археологического наследия, и их использовании на практике для фиксации конкретных памятников историко-культурного наследия. Разработана архитектура и модель данных, реализован прототип информационной системы для документирования объектов мобильного и наскального искусства (artemiris.org). Размещено в Интернет три информационных блока системы: Информационная система по наскальному искусству Южной Сибири (rockart.artemiris.org), Информационная система по мобильному искусству каменного века Южной Сибири и Дальнего Востока(mobileart.artemiris.org), Информационная система по мобильному искусству мальтинской культуры (malta.artemiris.org). Наполнение систем данными осуществляется в рамках текущего проекта и будет продолжено после его окончания. Впервые спроектированы и реализованы прототипы оригинальных инструментов для документирования археологических объектов, экспертной работы с материалами и представления их в Интернет. В частности, разработана уникальная система автоматического определения ориентировочного масштаба объекта на фотоснимке на основе метаинформации фотоснимка. Используя данную технологию, возможно определять масштаб снимков, не имеющих предметов эталонной геометрии в кадре (масштабной линейки, рейки), а в перспективе – окончательно отказаться от их размещения в кадре, избежав лишних действий при фотографировании и засорения сцены. Разработана оригинальная система наложения единообразной виртуальной масштабной линейки на все используемые в информационной системе изображения. Линейка может быть отображена или спрятана по нажатию на кнопку на странице. Разработан прототип функциональности автоматической оценки качества фотоснимков на основе выявления дефектов изображения: цифровой шум (“noise”), размытость (“blur”, “motion blur”). Эти данные могут быть использованы для автоматического выявления некачественных снимков и предложения действий по их замене. Реализован ряд инструментов работы эксперта с фиксацией объектов археологического наследия – двухпанельный интерфейс редактирования, позволяющий эффективно декомпозировать документируемый объект наскального искусства на плоскости, композиции и рисунки; инструмент поворота неправильно ориентированных фотографий и др. Представленные инструменты позволяют работать специалисту через web-интерфейс, не прибегая к использованию сторонних приложений. Переиспользуемый исходный код информационных систем, включая представленные программные инструменты, публично размещен в репозитории GitHub по адресам: https://github.com/vladislav-kazakov/rockart, https://github.com/vladislav-kazakov/mobileart, https://github.com/vladislav-kazakov/malta. Разработано мобильное приложение для автоматизированного сбора первичной информации об археологических объектах, загрузить которое возможно с сайта проекта (http://artemiris.org/mobileapp), а его переиспользуемый исходный код с репозитория Github (https://github.com/vladislav-kazakov/petrogis-mobile). Описание приложения и порядок работы с ним также доступны по адресу http://artemiris.org/mobileapp. Мобильное приложение предназначено для быстрой предварительной полевой фиксации наскальных рисунков, их географической привязки и ориентации в ГИС проекта. В приложении впервые разработаны оригинальные инструменты автоматического определения ориентации плоскостей с рисунками по сторонам света и углу наклона на основе встроенных компасов и акселерометров мобильного устройства. Разработаны и впервые представлены технология публикации в Интернет трехмерных моделей крашеных рисунков с DStretch проявкой рисунков (https://3d.nsu.ru/ru/category/13) и технология автоматизированного проявления рисунков петроглифов на модели с возможностью публикации в открытом доступе в Интернет (https://3d.nsu.ru/ru/object/view/303). Отработана технология 3D фиксации памятников наскального искусства на больших масштабах (более 10 памятников, более 100 плоскостей). Технология включает в себя мозаичную фотосъемку каждой плоскости, съемку местности с квадрокоптера с последующей SfM-фотограмметрией объектов, изготовлением геометрически точных ортофотографий плоскостей с рисунками, их обработку DStretch-фильтрами для выявления выцветших рисунков. Сохранен в цифровом виде ряд объектов наскального искусства, находящихся под угрозой разрушения, за счет применения высокоточных передовых и оригинальных методов документирования (rockart.artemiris.org, 3d.nsu.ru). Задокументированы известные ранее памятники наскального искусства: Ангир. Писаница I «Малтай Шулуун»; Хоринск. Писаницы Хотогой-Хабсагай; Оронгой. Писаница VI. «Янгажинский Тапхар». Пункт 1;Темниковская пещера; Мондогор-Хабсагай. Пункт 4, Баин-Хара; Зарубино. Писаница Бага-Заря; Оленный камень из комплекса Тамчинского дацана. Впервые выявлены и зафиксированы памятники наскального искусства: Оронгой. Писаница VI «Янгажинский Тапхар». Пункт 2; Оронгой. Сыржа, Хребет; Алан. Бадад Проведены работы по полной атрибуции и систематизации предметов древнейшего искусства Сибири и Дальнего Востока (эпоха палеолита), материалы которой явились основой информационных систем (блоков) «Древнейшее искусство Сибири и Дальнего Востока» (http://mobileart.artemiris.org), и «Искусство Мальты» (http://malta.artemiris.org). Разработана концепция, подготовлены исходные материалы (100 экспонатов), проведен ряд дополнительных исследований (например, трасологический, технологический), выполнена сверка по музейным описям, использованы методики фотограмметрии для работы с мелкими предметами с использованием поворотного стола и частичной автоматизации процесса и/или сканирования при формировании 3D моделей предметов. Впервые тематически систематизированы и наглядно представлены уникальные предметы палеолитических коллекций Алтая, Кузнецкого Алатау, Прибайкалья и Забайкалья: Малая Сыя, Сабаниха, Пещера Страшная, Кара-Бом, Хотык, Мальта, которые демонстрируют развитие технологий обработки различных материалов (камень, рог, бивень), способов использования предметов, их значения для реконструкции различных сторон прошлого. Сопровождающие фотоматериалы в хорошем разрешении позволяют изучать предметы с высокой степенью детализации, включая орнаментацию, следы утилизации и технологию изготовления.

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
В рамках проекта РНФ «Разработка технологий и информационной системы документирования и научного обмена археологическими данными» развиваются и эксплуатируются уникальные подходы для публикации научно-значимой информации об объектах археологического наследия. Так, были созданы информационные системы по мобильному искусству сибирской палеолитической Мальтинско-Буретской культуры, мобильному искусству Сибири и Дальнего Востока. В указанных информационных системах описаны и систематизированы предметы, хранящиеся в различных музейных коллекциях и потому труднодоступны для исследователя. Археологические объекты представлены не только фотоизображениями, но и трехмерными моделями, макроснимками значимых деталей. Отдельная информационная система, не имеющая мировых аналогов в своем классе, посвящена наскальному искусству Сибири. В проекте впервые в мире организована серийная работа по созданию трехмерных моделей не только музейных предметов, но и плоскостей с петроглифами – в рамках проекта ежегодно создается более сотни высококачественных трехмерных моделей. В течение отчетного периода достигнут ряд уникальных научных результатов. Разработана концепция цифровых двойников объектов наскального искусства, рассматривающая роль и перспективы использования цифровых копий таких объектов вместо работы с реальными объектами, а также методы и подходы, позволяющие совершить такой переход. Впервые для веб-ресурсов по наскальному искусству разработана и представлена развитая поисковая и фильтрационная панель с возможностью выбора среди петроглифов определенного памятника, или всех введенных петроглифов только объекты определенной эпохи, культурной принадлежности, метода нанесения или художественного стиля, выполнить выборку на основе поиска (с учетом морфологии) в описаниях. Поисково-фильтрационная панель в том числе работает на странице с картой географического расположения плоскостей с рисунками (доступно только зарегистрированным пользователям по запросу). Впервые для веб-ресурсов по наскальному искусству разработан и представлен инструмент переключения режима просмотра галереи изображений петроглифов. Пользователь может переключать типы изображений в галере рисунков между группами «Оригинальный вид», «Программная обработка DStretch», «Прорисовки», «Наложение прорисовок на оригинальное изображение», «Реконструкция». Актуальность этого инструмента обусловлена типичной ситуацией в наскальном искусстве, что на оригинальном изображении плоскости наскальные рисунки слаборазличимы или неразличимы вообще. В связи с этим, исследователи вынуждены работать не только с оригинальными изображениями рисунков, но и их обработанными вариантами. В этом смысле галерея DStretch-изображений или прорисовок может оказаться значительно более информативным. Разработанные инструменты внедрены в действующие информационные системы, в первую очередь в ИС по накальному искусству Сибири rockart.artemiris.org (система многопользовательского, ролевого доступа к данным, гостевой доступ, поисковые/фильтрационные алгоритмы, переключение режимов просмотра галереи) и ИС по мобильному искусству Южной Сибири mobileart.artemiris.org и искусству Мальты malta.artemiris.org (система многопользовательского, ролевого доступа к данным, гостевой доступ). Впервые представлен веб 3d-вьюер с функциональностью переключения текстур трехмерных моделей «налету». Такая функциональность особенно актуальна в контексте современного петроглифоведения, где исследовательский процесс предполагает работу специалиста с различными проекциями изображения наскального рисунка – оригинальным фотографическим, DStretch-постобработкой для усиления цвета краски, прорисовками, другими вариантами обработки и их сочетаниями. Впервые представлен веб 3d-вьюер с реализованным механизмом отображения ориентации плоскости и композиции в пространстве. Впервые предложена новая концепция подготовки и публикации трехмерных моделей петроглифов, заключающаяся в использовании многослойной текстуры с инструментами настройки наложения слоев друг на друга – цвета, прозрачности, последовательности. трехмерной модели плоскости с рисунком. Впервые спроектированы, реализованы и представлены в специализированном веб 3d-вьюере археологических моделей инструменты наложения и управления слоями составной текстуры. Инструментарий позволяет послойно накладывать прорисовки петроглифов, поверх оригинального изображения плоскости, использовать слои-маски для реконструкции цвета рисунков – выцветшей краски или запатинированной выбивки, удаления с изображения плоскости нежелательных элементов, мешающих восприятию композиций – более поздних слоев палимпсеста, чрезмерной выветренности, мха, вандальных надписей и т.п. Представленный 3d-вьюер встроен в информационные системы проекта: rockart.artemiris.org, malta.artemiris.org, mobileart.artemiris.org, используется в 3d-галерее Новосибирского государственного университета 3d.nsu.ru. В результате проведённых полевых археологических обследовано 13 объектов археологического наследия – памятников наскального искусства и 8 плит с петроглифами из фондов Минусинского музея. Хронологические рамки исследованных объектов: от эпохи неолита до эпохи средневековья, зафиксированы этнографические изображения. Обследованы и документированы более 150 плоскостей с петроглифами. Выявлен ряд новых плоскостей. Проведено определение культурно-хронологической принадлежности обследованных объектов. Проведены работы по определению границ объектов и составлена учётная документация для передачи сведений в органы государственной охраны памятников. Определены объекты, находящиеся в аварийном состоянии. Собраны сведения для дальнейшего мониторинга состояния объектов. В ИС введено более 150 плоскостей с петроглифами. Произведено 3d-моделирование, получены ортофотоизображения плоскостей с петроглифами. Плоскости с рисунками охрой были обработаны при помощи плагина DStretch приложения ImageJ и графического редактора Photoshop. плоскостей и памятников было выполнено описание, прорисовки и реконструкции изображений. В цифровом виде сохранены плоскости, находящиеся в аварийном состоянии. Благодаря применению метода фотограмметрии и метода пигментных карт были уточнены сведения по изображениям выполненными краской, выбивкой, гравированным рисункам. Использование метода пигментных карт для изображений охрой позволило существенно уточнить данные по этой группе изображений, исключая субъективные факторы при работе контактными методами копирования. Особенно актуальным данный метод является для памятников Минусинской котловины, расположенных на скальных выходах красноцветного девонского песчаника, для которых рисунки, нанесённые красной краской, сложны для визуального выявления. Ввиду аварийного состояния большинства объектов, их подверженности дальнейшему разрушению под воздействием природных и антропогенных факторов, особенно актуально сохранение памятников в цифровом виде, как в целях дальнейшего мониторинга их состояния, так и в целях возможности их изучения в случае утраты оригинала. Исследованы, систематизированы, документированы и опубликованы в Интернет более 100 объектов мобильного искусства Сибири и Дальнего Востока, включая 3D модели. Всего, за 2 года проекта нарастающим итогом исследовано, документировано и опубликовано в Интернет более 200 объектов мобильной пластики Южной Сибири.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В рамках третьего этапа проекта РНФ «Разработка технологий и информационной системы документирования и научного обмена археологическими данными» было продолжено развитие уникальных для отечественной и мировой археологи подходов к публикации научно-значимой информации об объектах археологического наследия. Развита функциональность разработанных в рамках проекта Информационных систем по мобильному искусству Сибири и Дальнего Востока (mobileart.artemiris.org), Наскальному искусству Сибири (rockart.artemiris.org), Искусству Мальты (malta.artemiris.org). Разработаны средства интероперабельности, импорта/экспорта в форматах LIDO (CIDOC CRM), PDF, добавлена поддержка занесения в БД и отображения авторской информации на опубликованные описания и медиа-материалы. Продолжена серийная работа по созданию трехмерных моделей музейных предметов и плоскостей с петроглифами. В рамках этапа было создано более 200 моделей археологических объектов (см 3d.nsu.ru/category/15; 3d.nsu.ru/category/16). Исследованы, систематизированы, документированы и опубликованы в Интернет более 100 объектов мобильного искусства Сибири и Дальнего Востока, включая 3d модели. Географический охват – Минусинская котловина, Камчатка, Забайкалье. Хронологические рамки – эпоха камня – ранний железный век. Разработана и применена авторская методика регистрации пигмента на поверхности предметов мобильной пластики (бивень, камень, раковина, кость) на основе использования результатов спектрального анализа (SEM-EDX). В отчетный период было обследовано 8 памятников наскального искусства Минусинской котловины: Гора Ленкова, Гора Берёзовая, Гора Шишка - Участок 4, Фунтикова гора - Участок 3, Гора Куня, Пойловская писаница, Шалаболинская писаница. Хронологические рамки исследованных объектов: от эпохи неолита до эпохи этнографической современности. Документированы и представлены в ИС более 200 плоскостей с петроглифами. Произведено 3d-моделирование, получены ортофотоизображения плоскостей с петроглифами. Фотографические, ортографические и трехмерные изображения плоскостей с рисунками охрой были обработаны методом DStretch для проявления выцветшей краски. Для ряда плоскостей (около 40) было выполнено построение прорисовок как на фотоматериалах, так и на трехмерных моделях. В рамках этапа достигнут ряд уникальных научных результатов. Впервые представлена технология подготовки трехмерных археологических моделей неоднородной плотности полигональной сетки, позволяющая значительно оптимизировать модели плоскостей с наскальными рисунками. Методика позволяет уменьшить размер файла 3d-модели петроглифа за счет избирательного уменьшения разрешения областей, свободных от рисунка. Рельеф наскального рисунка на таких моделях остается в исходном разрешении. Впервые реализован инструмент, позволяющий построить ортографическую проекцию 3d модели в веб 3d-вьюере. Расположение плоскости калибруется пользователем методом установки 3 точек кликом мыши. Ортофотографические изображения петроглифов пользуются высокой популярностью в петроглифоведении вследствие минимизации таким способом геометрических искажений по сравнению с обычным фотоснимком. Впервые представлена технология реконструкции плоскости в отношении формы объекта. Реконструкция модели производится в 3d-редакторе Blender, после чего может быть воспроизведена в специализированном археологическом веб 3d-вьюере по запросу пользователя (см. 3d.nsu.ru/object/view/752). Инструмент воспроизведения реконструкции трехмерной формы объекта в веб 3d-вьюере также впервые разработан в рамках этапа проекта. Впервые разработана и апробирована оригинальная методика переноса прорисовок петроглифов с двумерных изображений (фотоснимков, ортофотоизображений) на трехмерные модели плоскостей. Методика имеет значительную практическую ценность, поскольку археологи-петроглифоведы, как правило, не являются профессионалами в 3d-моделировании, в то время как выполнение прорисовок по модели требует специальных навыков. Выполнение же прорисовок по двумерным изображениям не требует особых знаний работы с ПК. Разработана авторская методика регистрации пигмента на поверхности предметов мобильной пластики (бивень, камень, раковина, кость) на основе использования результатов микроскопического, спектрального анализа (SEM-EDX) и последующей кластеризации. Первый этап предполагает микроскопическое исследование поверхности готовых изделий с использованием микроскопа, цифровой камеры и программного обеспечения Altami. В случае выявления следов пигмента на поверхности, предмет получает очередь на аналитическое исследование. Для определения элементного состава краски на поверхности изделий, выявленной при микроскопическом исследовании, использовался метод сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, что позволило изучить микроструктуру образцов, определить элементы, количественные показатели компонентов в составе пигмента. При этом учитывается концентрация пигмента, а также элементный состав нейтрального фона (фона поверхности без краски) предмета. Третий этап предполагает сравнительный анализ состава пигмента по химическим элементам, кластерный анализ и поиск аналогий по базе данных пигментов северной Евразии, которая находится в стадии разработки.