Врятувати спадщину від ракет. Як технології допомагають зберегти архітектурні пам'ятки країни

"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 такі слова з Книги псалмів: "Бог серед міста і воно не похитнеться". Софія – це памʼятка культури не тільки українського, а й світового масштабу. Щоразу, коли росіяни запускають ракети по столиці, Софійський собор може бути зруйнований. 

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 світу. Проте до 2024 року собор повністю відновлять. Завдяки чому? У 2014 році компанія-розробник відеогри Assassin's Creed, витративши два роки на його сканування, створила його цифрову копію. Саме дані з відеогри стали одним з джерел інформації про собор для реконструкторів.

У листопаді 2022 року українська компанія Skeiron диджиталізувала екстер’єр та інтер’єр Софійського собору. Отримані дані можуть стати джерелом для відновлювальних робіт у випадку його пошкодження чи знищення росіянами.

В Україні є тисячі пам'яток культури, які через російські атаки можуть бути втрачені. Команди на кшталт Skeiron за допомогою лазерного сканування та фотограмметрії рятують спадщину, перетворюючи її на "цифру". Тож навіть після прямого влучення ракети українська памʼятка матиме шанс на відновлення.

Як оцифровують архітектурні памʼятки

За даними Міністерства культури, з 24 лютого 2022 року до 25 липня 2023 року росіяни пошкодили 763 пам'ятки культурної спадщини без урахування об’єктів культурної інфраструктури. З них частково пошкоджені 625 об'єктів, а 23 – повністю зруйновані. Ступінь руйнації 115 пам'яток невідомий.

Хаотичність курсу російських ракет та повна відсутність моралі в людей, які їх запускають, загрожують усім памʼяткам. Це підтверджує географія: зруйновані чи пошкоджені росіянами об'єкти розташовані в 13 областях.

Львівська компанія Skeiron сім років оцифровує історичні будівлі. За останні півтора року вона брала участь у 3D-скануванні пам'яток у прифронтових регіонах і західних областях. Команда має лазерні сканери, цифрові камери і дрон. Співзасновник компанії Юрій Преподобний каже, що фотограмметрія зазвичай використовується в компʼютерних іграх.

Фотограмметрія – це наука, яка вивчає методи визначення форми, розмірів та положення об’єктів у просторі за допомогою їх фотографування. Вона використовується в геодезії, картографії, архітектурі та будівництві і дозволяє створювати 3D-моделі об’єктів. Для цього необхідні фотоапарат, хороше світло та велика кількість фотознімків з різних сторін. У відеоіграх для створення більш точної моделі додатково використовують лазерний сканер.

Оцифрування архітектурних памʼяток для збереження інформації про них має особливості. Головним у цьому процесі є акцентування уваги на даних, потрібних архітекторам. Таке сканування виконується більш детально для використання отриманих даних при створенні цифрової моделі будівлі (BIM).

Лазерний сканер працює за принципом лазерної тріангуляції: промінь направляється з пристрою і відбивається від об’єкта. Час, потрібний 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, а й у випадку руйнування будівлі відновити її за допомогою отриманих даних.

"Створення 3D-моделі не вирішить проблеми. Потрібно здійснювати детальне 3D-сканування, яке в перспективі може бути переведене в креслення для 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 звернулися 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 розмірам споруди.

Час на сканування кожної архітектурної памʼятки розраховується індивідуально і залежить від масштабу обʼєкта, його архітектурного стилю та наявного обладнання. Наприклад, для цифровізації Домініканського собору у Львові команда Skeiron витратила тиждень на сканування і ще місяць – на обробку даних. "Ми сканували Домініканський собор трішки старішим сканером. Новішим його можна повністю відсканувати за два-три дні", – розповідає Преподобний.

Для цифровізації деяких обʼєктів достатньо лише лазера, наприклад, якщо отримані дані знадобляться для відновлення частково зруйнованої будівлі чи будівлі, у якій відсутні розписи. Для архітекторів важлива не 3D-модель, а масив даних, отриманий у результаті сканування. "Архітектори від нас отримують набір даних, де є мільярди відсканованих точок. Ми не знаємо, які точки їм потрібні, тому стараємося передати весь масив даних", – пояснює Преподобний.

Скільки коштує сканування

До великої війни день оцифрування лазерним скануванням та фотограмметрією коштував трохи менше 1 тис дол. У цю вартість входять робота "в полі", яка займає день, та один-два тижні опрацювання даних. Аналогічні послуги в Євросоюзі коштують у два-три рази дорожче.

"Наразі ціна роботи трохи нижча, бо в умовах війни неможливо знайти великі бюджети на сканування. Особливо коли звертаються з обласних рад чи маленьких громад з проханням відсканувати той чи інший обʼєкт", – каже Преподобний.

На лазерне сканування Софії Київської Skeiron витратила десять днів, а в кошторисі пораховано пять днів. Це пояснюється тим, що не завжди можна все розрахувати. Юрій зізнається, що ця робота була більше про честь.

Зараз в Україні головними інвесторами таких ініціатив є міжнародні організації, зацікавлені в збереженні памʼяток.

Враховуючи важливість та масштаб роботи, вартість сканування не здається великою. До прикладу, сканування будівлі Чернівецького університету коштувало 15 тис дол. Для порівняння: вартість будівництва в XIX столітті тодішньої резиденції митрополитів Буковини і Далмації в перерахунку на сучасний курс становила 1 млрд дол.

"Ми тоді недорахувалися близько 50% доходу. Спочатку робота "в полі" мала тривати 2,5 тижня, але через відключення світла все затягнулося на понад місяць", – згадує Преподобний.

Міністерство культури не підтримує коштами такі ініціативи, бо головні видатки бюджету йдуть на оборону країни.

Чи можливо відсканувати всі памʼятки

Це можливо, але для реалізації такого проєкту потрібні час та ресурси. Крім того, через обмежену кількість людей, здатних виконувати таку роботу, часто обирають регіони поблизу лінії фронту. "У нас у пріоритеті прифронтові міста, оскільки туди частіше прилітає і там теж є культурні памʼятки. Недавно наша команда закінчила роботу на Чернігівщині – у Батурині та інших містах, але через безпеку точніше сказати не можу", – зазначає співзасновник Skeiron.

Інколи вдається зробити 3D-модель обʼєкта, який перебуває під окупацією. Робота над моделлю Маріупольського драматичного театру тривала три місяці. Через брак даних доводилося збирати фото та відео по крихтах.

"До війни драмтеатр фотографував місцевий активіст, який цікавився фотограмметрією. Дані щодо інтерʼєру театру взяті з креслень його брата-близнюка, адже в СРСР часто зводили однакові будівлі", – розповідає Юрій. У рамках проєкту #SaveMariupolHeritage команда планує створити 3D-тур іншими визначними пам’ятками Маріуполя.

Хоча над цифровізацією працюють й іноземці, в Україні відсканована мізерна кількість культурних памʼяток. За словами Войцещук, Міністерство культури знає українських та іноземних стейкхолдерів і намагається модерувати процес. "Зараз під загрозою всі обʼєкти, тому варто зосередитися на унікальних памʼятках вищої категорії національного та місцевого значень", – пояснює Войцещук.

В Україні близько 30 тис памʼяток архітектури, з них відскановано менше 1%.