Геоинформационные системы и археология

Привязка археологических данных к местности стимулировала широкое привлечение геоинформационных систем. По сути дела, ГИС — это автоматизированная система обработки пространственно-временных данных, основой интеграции которых служит географическая информация. По структуре ГИС является БД, имеющей географическую привязку данных к определенной точке на местности и встроенную систему пространственного анализа. С помощью ГИС можно создавать археологические информационные системы отдельных географических регионов, планов раскопок археологических памятников, изучать древние карты и т.д.

Использование ГИС дает возможность не только фиксировать пространственное расположение археологических находок, но и прогнозировать местонахождение памятников на еще не исследованных территориях, основываясь на тенденциях их распространения. Например, карта нахождения артефактов позволяет составить схему расположения поселений.

Интересным примером использования ГИС в археологии является реконструкция изменения ландшафта на основе древних карт. Для этого карты сканируются, оцифровываются, переводятся в векторный формат и накладываются на современные цифровые карты. После идентификации определенных объектов, присутствующих на картах, осуществляется привязка старой карты к новой. Анализ совмещенных карт позволяет интерпретировать изменения ландшафта с течением времени. Структура поселений на древних картах часто коррелирует со структурой поселений на картах времен раннего средневековья. Это значит, что можно получить карту распространения древних поселений без проведения археологических раскопок.

Трехмерная реконструкция

Трехмерная реконструкция - это процесс получения формы и облика реальных объектов. В случае, если форма модели может меняться во времени, говорят о не жесткой или пространственно-временной реконструкции.

Трехмерные реконструкции являются новейшим направлением в современной археологии. Сотни научных университетов по всему миру занимаются компьютерным моделированием и реконструированием памятников Древности, Античности и Средневековья. Высококачественные 3D-модели городов и отдельных зданий, созданные при участии профессиональных археологов, способны в деталях воссоздать шедевры древней монументальной архитектуры.

Благодаря 3D-реконструкциям археология становится нагляднее, а, следовательно, обретает все большую популярность в мире. На основе трехмерных реконструкций создаются научно-популярные фильмы по археологии, что еще более способствует популяризации археологии как науки и пробуждает в людях любовь к истории. Таким образом, благодаря достижениям в сфере компьютерной графики и трехмерного моделирования, археология сделала уверенный шаг вперед, а археологи получили огромный простор для нового вида деятельности - трехмерного моделирования.

Виртуальная реконструкция Фатехпур-Сикри

Одним из наиболее ярких примеров виртуальной реконструкции древнего города является проект по воссозданию древнего индийского дворцового комплекса Фатепур-Сикри. Проект был осуществлен при участии департамента САПР и графики Национального центра программных технологий (National Center for Software Technology) (Бомбей, Индия).

Работа проводилась в несколько этапов. Сначала был собран археологический материал, который давал обширную информацию: детальные планы различных секций сооружений, фотографии, археологические исследования и т.п. Обнаружилось, что большинство планов не стыкуются между собой, что чертежи выполнены в разных масштабах с ошибками, а высота многих объектов указана неверно. Все нестыковки изучались с помощью полевых замеров и проверялись по фотографиям местности; часть информации была уточнена на основе исторических архивов.

На следующем этапе необходимо было выбрать подходящее ПО для перевода в 3D-модель. Такой программой стала AutoCAD, позволяющая впоследствии легко экспортировать данные в 3D Studio MAX. Проволочная модель экспортировалась в 3D Studio MAX и оптимизировалась, то есть лишние полигоны убирались. Важной задачей в данном проекте было определение оптимального соотношения между мощностью компьютеров и подробностями модели.

Текстуры готовились на базе сохранившихся фотографий. Данные внешнего и внутреннего освещения моделировались программно. Текстуры оказались наиболее важной и сложной частью проекта, поскольку именно они придавали виртуальному городу реалистичность. Многие узоры воссоздавались вручную по сохранившимся обломкам, реставрировались и ретушировались художниками.

В работе над проектом участвовали несколько рабочих групп:

• группа археологов — сбор археологической, исторической и культурной информации;

• группа моделирования — перевод двумерных данных в 3D-модель, оптимизация проволочной модели, моделирование освещения и т.п.;

• группа художников — подготовка текстур и их ретуширование;

• группа аниматоров — подготовка виртуального тура по архитектурному комплексу.

• программисты — подготовка программного движка виртуального тура для ПК;

• специалисты по звуку — редактирование и синхронизация национальной музыки, сопровождающей виртуальный тур;

• дизайнеры — подготовка пользовательского интерфейса.