Многие направления человеческой деятельности требуют наличия приборов и технологий, с помощью которых можно удалённо проконтролировать состояние самых разных объектов. Например, на орбите нашей Земли летает множество спутников, предназначенных для слежения за климатом, состоянием атмосферы, техногенными и природными процессами. На основе их данных, полученных в ходе дистанционного зондирования, можно узнать, как меняется климат, где зарождаются крупные ураганы или где полыхают лесные пожары. Военные спутники позволяют следить даже за атомными подводными лодками условного противника. Однако, вернёмся к мирной жизни.
В мирной жизни технологии удалённого слежения важны не в меньшей мере. Например, наличие камер наблюдения на дорогах позволяет сэкономить множество часов человеческого труда сотрудников дорожной службы. Конечно, и системы автоматического слежения за автомобилями на дороге ошибаются при назначении штрафов, но в целом они прекрасно справляются с возложенной на них работой.
На сегодняшний день технологии удалённого слежения "пробрались" даже в область искусства. Наши с вами соотечественники из Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета, а именно Парфёнов Вадим Александрович и Журавлёв Антон Александрович научились с помощью оптических технологий удалённого контроля, использующих структурированный свет, создавать трёхмерные модели картин (масло) и анализировать их на предмет изменений за достаточно продолжительное время.
Вы можете сказать: "Что в этом такого? Подумаешь, взял нужный прибор, направил на картину, включил и смотри на экране компутера результат". Тем не менее, задача, решённая нашими учёными, далеко не тривиальная.
Во-первых, нужно уметь правильно калибровать прибор и настраивать программу для работы с конкретной масляной картиной. Рельеф таких картин очень сложный. Тот, кто видел их, сразу поймёт о чём речь.
Во-вторых, нужно знать, при каких условиях сканирование поверхности будет максимально точным и максимально информативным.
В-третьих, самое главное. Анализ результатов. Представим себе, что мы с вами дважды просканировали картину и построили её трёхмерные модели. Расстояние между этими моделями не день и не два, а как минимум год, а то и больше. За это время картина деформировалась, изменила цвет, а также фактуру за счёт микротрещин. Как быть в таком случае? Просто "вычесть" одну модель из другой можно, но ничего путного не получится. Это связано с тем, что нужно вычитать одни и те же точки моделей, но как узнать, куда "уехала" старая точка? Другими словами, нужно сопоставить точки новой модели точкам старой модели. А теперь, если вспомнить, что на картине появились микротрещины, изменения цвета, а сама она деформировалась, то становится понятным, насколько сложную задачу смогли решить наши соотечественники.
Что же они смогли сделать? Учёные из ЛЭТИ справились с указанными выше сложностями и построили карту изменений, которая позволяет до долей миллиметров проследить за изменениями картины и её рамы. Разработанные ими методы анализа можно положить в основу технологии, которая позволит сохранить историческое наследие не только в виде картин и их компьютерных моделей, но и прочих схожих объектов с тонкой трёхмерной структурой, например, каменных барельефов или гравюр.
П.С. Тем, кто заинтересовался работой учёных, могут прочесть их статью
в открытом доступе.
П.П.С. Стоит также обратить внимание на то, что данные, полученные во время сканирования, можно использовать для создания копий объектов искусства с помощью 3D-принтеров.