"Ми долаємо темні часи. І в цей світлий день я й більшість із нас - не у світлому одязі. Але ми боремося за світлу ідею. На світлій стороні. І на нашому боці - правда, люди, Господь і вище небесне сяйво. Сила заступниці роду людського - Богородиці Оранти. Вона наді мною. Вона над нами всіма. Непохитний стовп Церкви Христової, непорушний мур головної твердині - Києва, нерушима стіна держави. Допоки є Оранта, є Софія, а з нею стоїть Київ, а з ними - вся Україна".
Це слова Володимира Зеленського з Великоднього привітання українців у 2022 році.
Символічне значення Оранти для України важко переоцінити, адже над її образом написані наступні слова з Книги псалмів: "Бог серед міста, і воно не похитнеться".
Кожного разу, коли росіяни запускають ракети по столиці, Софіївський собор, як і інші цивільні обʼєкти Києва, може бути зруйнований. Софія - це памʼятка культури не тільки українського масштабу, але й усього світу.
Трагедія з втратою памʼятки світового значення відносно нещодавно вже траплялася. У 2019 році за 2,5 тис км на захід від Києва людство частково втратило одну з таких памʼяток.
Пожежа, яка зруйнувала шпиль і дах Собору Паризької Богоматері стала шоком для всього світу.
Проте до 2024 року Собор відновлять з точністю до дрібниць. Завдяки чому? У 2014 році компанія-розробник відеогри Assassin's Creed, витративши два роки на його сканування, створила фактично його цифрову копію. Саме дані з відеогри стали одним із джерел інформації про Собор для реконструкторів.
В листопаді 2022 року українська компанія Skeiron диджиталізувала екстер'єр та інтер'єр Софіївського собору. Тож отримані дані можуть стати джерелом для відновлювальних робіт у випадку його пошкодження чи навіть повного знищення росіянами.
В Україні ще залишаються тисячі пам'яток культурної спадщини, які через російські атаки можуть бути втрачені назавжди. Команди на кшталт Skeiron за допомогою лазерного сканування та фотограмметрії рятують культурну спадщину, перетворюючи її у "цифру".
Тож навіть після прямого влучення ракети українська памʼятка матиме шанс на відновлення.
Як оцифровують архітектурні памʼяткиЗа даними Міністерства культури, з 24 лютого 2022 року до 25 липня 2023 року росіяни пошкодили 763 об'єкти пам'яток культурної спадщини (без врахування об'єктів культурної інфраструктури).
З них частково пошкоджені 625 об'єкти, а 23 - повністю зруйновані. Ступінь руйнації 115 пам'яток невідомий.
Хаотичність курсу російських ракет та повна відсутність моралі у людей, які їх запускають, загрожують абсолютно всім памʼяткам культурної спадщини. Це підтверджується географією: зруйновані чи пошкоджені росіянами об'єкти розташовані в 13 областях.
Львівська компанія Skeiron вже сім років займається оцифровуванням історичних будівель. За останні 1,5 року її команда брала активну участь в 3D скануванні культурних пам'яток у прифронтових регіонах та в західних областях. Арсенал команди представлений лазерними сканерами, парою цифрових камер і дроном.
Аби пояснити як працює оцифровування будівель, співзасновник компанії Юрій Преподобний пропонує подивитись, де використовується сканування. "Це компʼютерні ігри. Для моделювання якогось рівня у грі: розставлення дерев, каміння та інших обʼєктів найчастіше використовується сканування, а саме фотограмметрія", - каже він.
Так виглядає робота зсередини
Фотограмметрія - це наука, яка вивчає методи визначення форми,
розмірів та положення об'єктів у просторі за допомогою їх фотографування. Вона використовується в різних сферах, зокрема в геодезії, картографії, архітектурі, будівництві, а також у наукових дослідженнях.
Фотограмметрія дозволяє створювати 3D-моделі об'єктів у реальному світі. Для цього необхідні лише фотоапарат, хороше світло та велика кількість фото з різних сторін.
У відеоіграх для більш точної моделі, наприклад будинку, додатково використовують лазерний сканер. В результаті сканування за допомогою фотограмметрії та лазеру можна отримати достатньо точну модель як за геометричною, так і за кольоровою гамою.
Робота з цифруванням архітектурних памʼяток для збереження інформації про об'єкти має певні особливості. Головним у цьому процесі є акцентування уваги на даних, які потрібні архітекторам. Таке сканування виконується більш детально для використання отриманих даних при створенні цифрової моделі будівлі (BIM).
Лазерний сканер працює за принципом лазерної тріангуляції, коли промінь направляється з пристрою і відбивається від об'єкта. Час, який потрібен променю для повернення,
використовується для визначення відстані. А два кути, під якими він відбивається від об'єкта, використовують для визначення положення об'єкта в просторі.
Як працює моделювання Більше детальна робота Skeiron при скануванні обʼєкта дозволяє не просто створити його 3D-модель, яку можна розглянути з усіх сторін, але й у випадку руйнування будівлі з отриманих даних її відновити.
"Створення самої лише 3D-моделі не вирішить проблеми. Потрібно здійснювати детальне 3D сканування, яке в перспективі може бути переведене в креслення для подальших відновлювальних робіт. Це довший і складніший процес, оскільки він потребує більше часу та участі архітектора чи конструктора", - вважає начальник Управління дозвільно-погоджувальної документації Мінкультури Наталія Войцещук.
Ще до початку великої війни до Skeiron звернулись з проханням сканувати Центр творчості дітей та юнацтва Галичини. Така потреба виникла через те, що будівля 1978 року не мала жодної архітектурної документації, крім проєкту. Проте дані в проєкті не відповідали фактичним розмірам споруди.
Час на сканування кожної архітектурної памʼятки розраховується індивідуально і залежить від низки чинників,
таких як масштаб обʼєкта, його архітектурний стиль, версія наявного обладнання тощо. Наприклад, для цифровізації Домініканського собору у Львові Skeiron витратив тиждень на сканування і ще місяць на обробку даних.
"Ми сканували Домініканський собор трішки старішим сканером. Новішим його можна повністю відсканувати за 2-3 дні", - розповідає Преподобний.
Вони уже друкують будинки, бомбосховища і навіть ракети. Як 3D-принтери змінюють світ та Україну
Для цифровізації деяких обʼєктів достатньо лише лазера. Наприклад, якщо отримані дані знадобляться для відновлення частково зруйнованої будівлі чи будівлі в якій відсутні розписи. Бо для архітекторів важлива не 3D-модель як така, а масив даних, отриманий в результаті сканування.
"Архітектори від нас отримують набір даних, де є мільярди відсканованих точок. Ми не знаємо, які саме з отриманих точок їм потрібні, тому стараємось передати весь масив даних, який вони вже використовуватимуть відповідно до власних потреб", - пояснює Преподобний.
Скільки коштує скануванняДо великої війни один день цифрування лазерним скануванням та фотограмметрією,
наприклад деревʼяної церкви, коштував трохи менше ніж 1 тис дол. У цю вартість входить як робота в полі, яка займає день, та 1-2 тижні опрацювання даних. Аналогічні послуги в Євросоюзі коштують у 2-3 рази дорожче.
"Наразі ціна роботи трохи нижча, оскільки в умовах війни неможливо шукати великі бюджети на сканування. Особливо, коли звертаються з обласних рад чи маленьких громад з проханням відсканувати той чи інший обʼєкт, то ціна виходить приблизно такою чи навіть нижчою", - розповідає Преподобний.
У випадку з Софією Київською, де Skeiron робив тільки лазерне сканування, витратили до 10 днів, але в кошторисі пораховано 5 днів. Це пояснюється тим, що не завжди можливо все розрахувати. Проте Юрій зізнається, що робота над такою памʼяткою була більше про честь.
Вигляд Софії Київської зверху після сканування
Сьогодні в Україні головними інвесторами відповідних ініціатив є міжнародні організації, які зацікавленні в збереженні культурних памʼяток.
Росії не вдасться приховати злочини. Як стартап за допомогою AI рахує знищене житло українців
Враховуючи важливість та масштаб роботи вартість сканування не здається великою.
До прикладу, сканування будівлі Чернівецького університету обійшлось у 15 тис дол. Для порівняння: вартість будівництва у XIX столітті ще тоді резиденції митрополитів Буковини і Далмації у перерахунку на сучасний курс коштувало 1 млрд дол.
"Насправді ми тоді недорахувались близько 50% доходу. Спочатку робота в полі мала зайняти 2,5 тижня, але через відключення світла все затягнулось у понад місяць", - згадує Преподобний.
3D модель Софії Київської в розрізі
Фінансової підтримки подібних ініціатив з боку Міністерства культури також не відбувається, оскільки головні видатки бюджету йдуть на оборону країни.
Чи можливо відсканувати всі культурні памʼяткиТеоретично - так. Проте, щоб реалізувати таку амбітну мету потрібен час та ресурси. Крім того, через обмежену кількість людей, які здатні виконувати подібну роботу, досить часто вибір робиться на користь регіонів, які знаходяться найближче до лінії фронту.
"Зараз у нас в пріоритеті прифронтові міста, оскільки туди частіше прилітає і там теж є культурні памʼятки. Нещодавно наша команда закінчила роботу в Чернігівській області,
Батурин, та інші міста, але через безпеку більш точно сказати не можу", - зазначає співзасновник Skeiron.
А інколи вдається зробити 3D-модель обʼєкта, який навіть знаходиться під окупацією. Така робота над моделлю Маріупольського драматичного театру тривала три місяці. Через брак необхідних даних будівлі, яких було важко знайти у відкритих джерелах, доводилося збирати фото та відео "по крихтах", щоб відтворити повномасштабну 3D-модель.
"До війни Драмтеатр фотографував місцевий активіст, який цікавився фотограмметрією. Дані для інтерʼєру театру взяті з креслень його брата-близнюка, адже в СРСР часто зводили однакові будівлі", - розповідає пан Юрій.
У рамках проєкту "#SaveMariupolHeritage" команда не планує зупинятись лише на одному Драмтеатрі, і планує створити 3D-тур іншими визначними пам'ятками Маріуполя.
Фотографує війну в Україні з космосу. Як Maxar став одним з головних "розвідників" світу
Наразі в Україні відскановано мізерну кількість культурних памʼяток. Попри те, що над цифровізацією працюють й іноземні представники невідсканованих обʼєктів залишається ще дуже багато.
За словами Войцещук, Міністерство культури знає як українських, так й іноземних стейкхолдерів і намагається модерувати процес сканування.
"В ідеалістичному варіанті, враховуючи, що наразі всі обʼєкти є під загрозою, варто зосередитись саме на памʼятках вищої категорії, а саме національного значення та місцевого значення, але які є унікальними своїми критеріями", - пояснює Войцещук.
Сьогодні в Україні близько 30 тисяч памʼяток архітектури. Відскановано з них менше ніж 1%.
