Информационные технологии в научно-исследовательской деятельности музеев: от электронных каталогов к методам искусственного интеллекта

Юмашева Юлия Юрьевна ORCID: 0000-0001-8353-5745 доктор исторических наук Заместитель генерального директора ООО "ДИМИ-ЦЕНТР" 105264, Россия, г. Москва, бул. Измайловский, 43 Yumasheva Julia Yurijevna Doctor of History Deputy Director of "DIMI-CENTER" 105264, Russia, g. Moscow, bul. Izmailovskii, 43 Juliayu@yandex.ru Другие публикации этого автора

Гук Дарья Юрьевна ORCID: 0000-0002-3380-9426 кандидат филологических наук старший научный сотрудник Отдела археологии Восточной Европы и Сибири Государственного Эрмитажа 190000, Россия, г. Санкт-Петербург, наб. Дворцовая, 34 Hookk Daria PhD in Philology Senior Researcher at the Department of Archaeology of Eastern Europe and Siberia of the State Hermitage Museum 190000, Russia, Saint Petersburg, nab. Palace, 34 hookk@hermitage.ru

С благодарностью – коллегам,

стоявшим у истоков создания

отечественного сканирующего оборудования,

осуществления проектов оцифровки

объектов историко-культурного наследия и

применения электронных изображений в научных исследованиях

Бурное развитие информационных технологий в последние три четверти века оказало огромное влияние на трансформацию всех областей человеческой деятельности. Не остались в стороне от этих процессов и такие традиционно консервативные организации, как музеи и архивы, начало использования информационных технологий в которых датируется 1960-ми гг., но особый импульс применение ИТ получило в середине 1970-х – начале 1980-х гг. Это связано, во-первых, с развитием и распространением технологии баз данных, как наиболее удачной модели для создания электронных каталогов объектов историко-культурного наследия, а, во-вторых, с разработкой специализированного оборудования (сканеров), позволяющего создавать электронные изображения, максимально полно воспроизводящие (визуализирующие в электронной среде) внешний вид предметов хранения.

Оставляя за рамками рассмотрения историю использования систем управления базами данных (СУБД), являющихся программной основой для формирования записей музейных электронных каталогов, сосредоточимся на изучении и фиксации основных этапов истории конструирования аппаратно-программных комплексов и развития технологий создания электронных изображений (копий) объектов историко-культурного наследия и их внедрения в практику учетно-фондовой, хранительской и научно-исследовательской работы зарубежных и отечественных музеев ^[1], анализе эволюции применяемых методов и технологий, постепенном расширении круга задач внутримузейной деятельности, в которых они применялись, трансформации форм представления результатов, а также формировании интегральной периодизации перечисленных процессов. (Прим. авторов: Авторы оставляют за рамками рассмотрения вопросы использования электронных изображений в экспозиционно-выставочной работе музеев, включая интернет-ресурсы, за исключением специализированных проектов, тесно связанных с высококачественными электронными изображениями).

Для изучения поставленных проблем был сформирован комплекс разновидовых материалов и источников, состоящий из:

- монографий, статей, тезисов и иных форм публикаций музейных специалистов, специалистов в области информационных технологий, привлеченных к решению конкретных задач;

- описаний и научных отчетов о реализованных проектах, нацеленных на разработку и применение методов сканирования, цифрового фотографирования, 3х-мерной оцифровки музейных памятников, и использования электронных копий и разработанных технологий в научных исследованиях (ATHENA, MINERVA (MInisterial NEtwoRk for Valorising Activities in digitization), MINERAS PLUS и др. ^{[2; 3; 4; 5]};

- материалов различных международных и национальных конференций (ЕVA, АДИТ и др. ^{[6; 7]}), круглых столов и семинаров, организованных профильными организациями (UNESCO, ICOM, CIDOC (специализированный комитет ICOM) и пр.) ^[8];

- информационных систем справочно-поискового характера и иных цифровых ресурсов, представленных онлайн.

Анализ выявленной и изученной литературы (более 2,5 тыс. наименований), опубликованной с начала 1970-х гг. (первые зарубежные – специальные выпуски журнала ЮНЕСКО «Museum» за 1971 г. и 1978 г. ^{[9; 10]} и статьи отдельных авторов ^[11]; первая отечественная публикация – 1980 г. ^[12]) до настоящего времени, показал, что в российской и зарубежной историографии отсутствуют работы обобщающего характера, посвященные изучению истории внедрения и применения информационных технологий в части создания электронных изображений музейных предметов и их использования во внутримузейной деятельности. (Прим. авторов: исключение составляют комплексные исследования Д. Ю. Гук ^{[13, 14]}; многочисленные учебные пособия и статьи ^{[15; 16; 17; 18; 19; 20 и др.]}, в которых эта тема упоминается, в основном, в контексте использования ИТ в работе с посетителями). В научной литературе, как правило, описывается ход осуществления конкретных проектов, их развитие на протяжении определенного времени, анализируется деятельность профильных конференций, семинаров и курирующих специализированных организаций, что раскрывает содержание проходивших научных изысканий и дискуссий на микроуровне, но не предлагается методологического осмысления и обобщения достигнутых результатов в масштабах музейного сообщества в целом.

Все сказанное повышает актуальность рассмотрения эволюции и предложения периодизации внедрения электронных изображений предметов музейного хранения во внутримузейную деятельность.

Прежде чем приступить к изложению итогов проведенного историографического исследования, необходимо отметить, что с середины 1960-х гг. и до настоящего времени проблема создания и использования высококачественных изображений в музеях развивалась в основном в рамках четырех направлений: документирование бытования музейных предметов (в первую очередь — археологических памятников), электронные каталоги музейных собраний ^[21] информатизация и цифровизация технико-технологических исследований (включая реставрационные процессы и исследования) и популяризация музейных коллекций. Внимание к использованию электронных изображений в каждом из этих направлений в разные периоды было неодинаковым, но в последние 20 лет в связи с развитием техники и технологий (включая применение методов Data Science), приоритетное значение приобретают документирование и научные исследования.

Дальнейшее изложение будет вестись по периодам, критериями выделения которых являются следующие аспекты:

- объекты, которые подвергались сканированию (слайды, рентгенограммы, непосредственно музейные предметы);

- типы сканирующего и фотофиксирующего цифрового оборудования (фотокамеры, проекционные сканеры, планетарные бесконтактные сканеры «прямой» оцифровки музейных предметов; 3D-сканеры, специализированные мультиспектральные камеры и сканеры и т.п.);

- технологии создания изображений и обработки изображений и их эволюция от традиционных («аналоговых») способов фотофиксации, мультиспектральной фотосъемки, фотограмметрии, рентгенографии, спектромикроскопии и т. п. до их цифровых (электронных) форм и разновидностей, а также специализированного программного обеспечения;

- форматы электронных изображений (включая форматы, утвержденные в качестве стандартов ISO);

- осуществленные проекты, в рамках которых происходило развитие технологии оцифровки и научного изучения электронных изображений объектов историко-культурного наследия;

- целевое предназначение созданных электронных изображений и их использование во внутримузейной (реставрационной, научно-хранительской и исследовательской деятельности);

- пользовательская аудитория.

Отдельно нужно подчеркнуть, что предложенная периодизация, как и хронологические границы выделенных периодов, не носят жесткого характера и могут сдвигаться в ту или иную сторону примерно на 3–5 лет в зависимости от исторических обстоятельств и историографических фактов.

Особняком в теме работы с электронными изображениями музейных предметов стоит проблематика 3D моделей, виртуальных музеев и реконструкций движимого и недвижимого культурного наследия (в том числе археологического). Учитывая специфику данных направлений, в тексте статьи авторы будут упоминать их только в случаях непосредственной близости с описываемой темой.

Нулевой этап – середина 1970-х – начало 1980-х гг. Постановка проблемы описания музейных предметов и дополнения электронных каталогов изображениями; сканирование слайдотек музеев проекционными сканерами

Разработка автоматизированных текстовых каталогов музейных коллекций стала одной из ключевых тем в дискуссиях, проходивших в музейном сообществе с начала 1960-х гг., когда в Национальном музее американской истории (SELGAM) был создан первый подобный каталог музейного собрания (1963 г.). (Прим. авторов: каталог многократно переделывался, а с начала 2000-х гг. частично представлен онлайн: URL: https://americanhistory.si.edu/collections/about-online-collection).

Практически одновременно проблема создания музейных каталогов была поставлена и в Советском Союзе, где в 1965 г. известный археолог Я.А. Шер опубликовал статью, в которой сформулировал подходы к разработке базы данных (в его терминологии – «кибернетического фонда») ^[22], содержащей описания археологических памятников.

Однако текстовые каталоги имели серьезные ограничения, поскольку содержащиеся в них описания (записи в БД) не давали возможности в полном объеме представить информацию о каждом памятнике, а также отразить историю их бытования в музеях и изучения.

Проблемы информационной неполноты музейных каталогов активно дискутировались в течение десятилетия: в 1971 г. профильный журнал ЮНЕСКО «MUSEUM» подготовил и опубликовал специальный выпуск «Museums and computers» (URL: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000127370), в котором ведущие специалисты мира излагали подходы к созданию максимально полных описаний музейных собраний. К концу 1970-х гг., как отмечал Я.А. Шер, «одной из самых актуальных проблем в компьютерной документации музейных коллекций была замена формализованных описаний изображениями с текстами на естественном языке и возможность работать с ними в диалоговом режиме... ^{[23, с. 5]}».

Одним из катализаторов процесса дополнения музейных каталогов изображениями стала слайдовая демонстрация, подготовленная сотрудниками Государственного Эрмитажа (Я.А. Шер и А.О. Поляков) и представленная в мае 1977 г. на заседании комитета CIDOC Генеральной конференции ICOM, проходившей в ГЭ ^[23]. Демонстрация (даже в виде слайдов) произвела фурор, и, хотя проект так и не был осуществлен в полном объеме, доклад советских археологов-музейщиков оказал огромное влияние и, вероятно, дал старт процессам разработки специализированного оборудования и создания электронных изображений музейных памятников для электронных каталогов.

Одновременно с подготовкой демонстрации Я.А. Шер работал над созданием оригинального метода изучения петроглифов на основе изображений. Предложенный им подход предполагал «распознавание» и классификацию элементов фотоизображений, переведенных в цифровой вид. Исследование получило всемерную поддержку со стороны Председателя Комиссии по применению математических методов и ЭВМ исторических исследованиях при Отделении истории АН СССР член-корра АН СССР И.Д. Ковальченко и специалистов, работавших в Комиссии. Итогом трудов Я.А. Шера стала опубликованная в специализированном сборнике статья, в которой впервые в истории отечественной исторической науки описывалась методика использования оцифрованных изображений в практике археологических исследований ^[24].

Другим катализатором этих процессов был накопленный к этому времени многими музеями мира богатый опыт создания изображений музейных предметов на прозрачных носителях (негативов, диапозитивов, рентгенограмм и др.) и их использования в экспозиционных, публикаторских и реставрационных целях (ГИМ, Alinari, Scala и др. ^{[25; 26; 27]}). Подобная визуальная информация годами аккумулировались в музейных фототеках, отделах реставрации или профильных структурах (фотоагентствах и издательствах), но охватывала при этом лишь незначительную часть музейных собраний. Фотофиксация производилась для признанных шедевров или для решения специализированных задач. Тотальная фотосъемка музейных коллекций не осуществлялась в силу различных причин, прежде всего из-за трудоемкости и капиталоемкости фотопроцесса. Еще реже применялись специализированные методы рентгенографии, спектромикрографии, фотограмметрии и др.

Развитие технологии отображения статичной визуальной информации в цифровой среде (сканеров) с конца 1970 г. сделали возможным первоначально поставить вопрос о сканировании имеющейся информации на прозрачных носителях. Эта задача решалась с помощью проекционных сканеров, активно применявшихся в высокой полиграфии ^[28].

Однако довольно скоро стало понятно, что объемы слайдотек и реставрационной специализированной документации невелики, а фотографии, созданные в разное время, не отражают современного состояния предметов, что, естественно, не могло удовлетворить ни реставраторов, ни хранителей музейных коллекций, ни исследователей, тем более что для последних актуальная фотография всегда являлась «объективным регистратором факта и главным исследовательским документом ^[29]».

В результате сочетания двух независимых факторов, обуславливавших интерес к созданию электронных изображений, в повестку дня был поставлен вопрос о необходимости разработки аппаратно-программных средств для «прямой» цветной фотофиксации (документирования) двумерных музейных предметов (произведений живописи и графики, архивных документов, тканей, предметов бонистики, нумизматики, археологических коллекций и др.) с целью дополнения ими электронных музейных каталогов и использования их в реставрационно-исследовательской практике.

Первый этап – разработка бесконтактной технологии прямой фотофиксации музейных объектов (середина 1980 – начало 1990-х гг.)

Одними из первых за решение этой задачи взялся Научно-исследовательский центр VASARI по модернизации оборудования в области искусства и технологий Колледжа Бирбек (Великобритания) ^{[30; 31]}. В середине 1980-х гг. специалисты центра разработали видеокамеру (цветной сканер) прямого цифрового копирования картин и систему для архивирования и поиска изображений. В комплект также входили рабочая станция SUN и специальный монитор BARCO.

Сканер обеспечивал более высокие точность цветопередачи и качество изображения (большое разрешение – 20 pixel на 1 мм, практически это макрофотосъемка), чем у обычной фотопленки, что позволяло использовать созданные электронные копии в реставрационной и исследовательской работе. Использование этого оборудования позволяло создавать электронные изображения, которые давали наглядное представление о структуре красочного слоя (лессировках и мазках), пигментах, их смесях и распределении зерен на площади в несколько квадратных миллиметров, и при этом было совершенно безопасно для музейного предмета, а также давало возможность организовывать поточное сканирование, было значительно экономичнее процесса обычной фотосъемки. Полученное электронное изображение являлось «паспортом» живописного музейного предмета, необходимым для его однозначной идентификации и учета, изучения и определения состояния сохранности (физического состояния) в реставрационных целях.

Первое использование созданного сканера относится к 1989–1992 гг., когда оборудование было установлено в Лондонской Национальной галерее ^[32]. Сканер позволял получать изображения размером более 1 Гб, что, в свою очередь, потребовало создания мощного программного обеспечения для обработки изображений (VIPS) ^[33] и (несколько позже) разработки специализированной серверной платформы.

Качество и точность созданных электронных копий были настолько хороши, что их стали активно использовать в учетно-хранительской работе (изображения были интегрированы в электронный каталог в качестве контрольного изображения, восполняющего информационные пробелы в словесном описании), для научного анализа (в том числе в реставрационно-технологических работах по исследованию текстур и изменений во времени носителей, писчих материалов документов и красочного слоя произведений живописи ^{[34; 35]}), для обеспечения контроля за сохранностью музейных предметов, определения необходимости их реставрации и сопровождения этого процесса, а также для издания высокой полиграфической продукции. (Прим. авторов: Возможность анализа процессов старения бумаги и писчих материалов на основе изучения фотоизображений была описана и ранее ^[36]) Электронные копии живописных полотен первоначально хранились на оптических CD-R-дисках, а затем в RAID-системах.

Эти же изображения (в уменьшенном размере) были использованы в первом в мире музейном электронном путеводителе, выпущенном компанией Microsoft в 1993 г. на CD-ROM – «Microsoft Art Gallery on CD-ROM: The collection of the National Gallery, London». Издание неоднократно переиздавалось и дополнялось, а в 2002 г. на его основе был выпущен «Полный иллюстрированный каталог Национальной Лондонской галереи на CD-ROM» (The National Gallery Complete Illustrated Catalogue: Expanded (CD-ROM)), в котором также использовались все те же созданные десятилетием ранее электронные изображения живописных полотен коллекции.

К сожалению, публикаций результатов научных реставрационных и историко-искусствоведческих исследований, выполненных с помощью данного оборудования, обнаружить не удалось. Это объясняется двумя причинами: первая – недоступность онлайн многих профессиональных журналов, что затрудняет библиографический поиск; вторая заключалась в том, что основное внимание в это время было сосредоточено на изучении возможностей сконструированного оборудования и использовании сканеров в реставрационных целях и для создания научных каталогов, а не на историко-искусствоведческой исследовательской работе.

Косвенно этот вывод подтверждается началом практически повсеместного создания электронных музейных каталогов в музеях стран Западной Европы и США. Не все они методологически основывались на использовании высококачественных электронных изображений в качестве идентифицирующих элементов, многие по-прежнему ориентировались на создание стандартизованных, основанных на тезаурусах описаний музейных предметов – подходе, который к рубежу 1990-х гг. имел почти тридцатилетнюю историю обсуждения и базировался на применении технологии баз данных и различных схем категоризации ^{[37; 38 и др.]}, или составлении и использований словарей иконографического анализа ^{[39; 40 и др.]}. Но с появлением возможности использования интегрированных в БД изображений (на рубеже 1980–1990-х гг. программная реализация позволяла указывать в текстовом поле только имя файла изображения, хранившегося отдельно) для однозначной идентификации предметов и/или всеобъемлющего представления их иконографического содержания, тема научной каталогизации музейных собраний получила новый импульс.

Примером реализации такого подхода стали несколько европейских информационно-поисковых систем, в частности, французская музейная учетная система Joconde (URL: https://www.culture.gouv.fr/Thematiques/Musees/Les-musees-en-France/Les-collections-des-musees-de-France/Joconde-catalogue-collectif-des-collections-des-musees-de-France) ^[41] и электронная система управления коллекциями Британского музея Merlin ^[42]. Разработка обеих систем началась еще в середине 1970-х гг., а доступными для публики они стали в начале 2000-х. (Прим. авторов: С 2019 г. система Joconde представлена в рамах открытой платформы культурного наследия Франции – POP – URL: https://www.pop.culture.gouv.fr/search/list?base=%5B%22Collections%20des%20musées%20de%20France%20%28Joconde%29%22%5D; а публичный доступ к информации о музейных предметах, зарегистрированных в системе Merlin, был предоставлен через систему публичного доступа к интернету и киоскам Британского музея COMPASS – URL: https://www.ssl.co.uk/ixbin/indexplus?record=PRO101. В настоящий момент не функционирует).

К началу 1990-х гг. относится и первая попытка реализации межмузейной компьютерной сети – проект European Museum Network (EMN, 1989–1992), объединивший 8 музеев Европы и предоставивших их посетителям на экспозициях мультимедийные ресурсы, включающие тексты, звук и изображения 800 предметов ^[43].

В России на рубеже и в первой половине 1990-х гг., в период т. н. «микрокомпьютерной революции», проблемам оцифровки произведений искусства и музейных коллекций и их научному использованию и популяризации также придавалось большое значение. Так, Постановлением Совмина СССР от 10.01.1991 № 28 был создан международный консорциум «Шедевры искусства» с участием «советских организаций и иностранных юридических лиц и граждан» ^[44]. Основными задачами консорциума являлись:

«создание автоматизированных банков изображений и информационных сетей, современных технических средств обслуживания посетителей и хранения музейных ценностей, содействие реконструкции музеев;

изготовление и продажа в СССР и за рубежом видеофильмов, видеокассет, оптических дисков, голограмм, печатной, сувенирной и иной продукции по произведениям искусства и с художественной символикой….

проведение научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ по профилю деятельности консорциума, повышение квалификации кадров».

Музейно-идеологическую составляющую деятельности консорциума обеспечивал Государственный Русский Музей, а техническую реализацию – организации и предприятия военно-промышленного комплекса, привлекавшиеся к участию «в целях эффективного использования конверсии оборонной промышленности и совместного предпринимательства для укрепления материально-технической базы и подъема культуры».

К сожалению, основное внимание консорциум сосредоточил на коммерческой деятельности, издательско-рекламных и экспозиционно-выставочных мультимедийных проектах ^{[45; 46]}, популяризирующих собрания крупнейших музеев страны ^[47], а созданное отечественными специалистами уникальное сканирующее оборудование (в том числе прямой фотофиксации – компании «Экстел», «ЛОТ» и др.) не нашло широкого применения и вскоре было заменено зарубежными продуктами.Вместе с тем, необходимо упомянуть два осуществленных в России проекта создания тематических цифровых коллекций с использованием высококачественных электронных изображений. Первый – компьютерный банк данных «Петроглифы Центральной и Средней Азии» (1993 г.), авторами которого являлись кемеровские археологи под руководством Я.А. Шера. Банк данных представлял собой полноценный исследовательский проект, отражающий, с одной стороны, процессы документирования и изучения археологических памятников, а с другой – являлся своеобразным итогом длительной работы, начатой еще в середине 1960-х гг., по разработке методик каталогизации и исследований археологических памятников на основе электронных изображений Впоследствии на основе этого ресурса были изданы многочисленные научные труды, создан и до сих пор функционирует специализированный сайт («Петроглифы северной Евразии» – URL: https://rockart-studies.ru/?p=3585) ^[48].

Второй проект реализован в 1991—1992 гг. в Государственной Третьяковской Галерее, где на основе оцифровки каталожной информации и слайдов была сформирована текстовая база данных с интегрированными изображениями картин И.К. Айвазовского. Представление проекта состоялось в 1992 г. в Музее Прадо в Испании на выставке, приуроченной к 500-летию открытия Колумбом Америки. Создание базы данных рассматривалось ее создателями в качестве первого (основного) этапа в осуществлении более масштабной программы формирования тематических баз знаний, посвященных творчеству отдельных художников, которые авторы проекта предполагали создавать и наполнять. К сожалению, программа не получила поддержки профессионального сообщества и была реализована только частично, а к середине 2000-х гг., несмотря на попытки ее переосмысления на новом этапе и реанимации ^[49], полностью закрыта.

Второй этап – разработка специализированного сканирующего оборудования, предназначенного для работы с УФ и ИК излучением и 3D моделями (1994–1999 гг.)

Следующий этап развития технологий создания электронных изображений также связан с деятельностью английских специалистов, модификацией сканера VASARI и программного обеспечения к нему ^[50]. Новые версии сканера позволяли работать с ультрафиолетовым и инфракрасным излучением. Фактически, разрабатываемое оборудование должно было перевести в цифровой вид и автоматизировать технологии мультиспектральной фотосъемки и рентгенографии, которые известны музейным специалистам, начиная с первой половины – середины XX в. ^{[51; 52; 53; 54]} и хорошо зарекомендовали себя как методы изучения живописи (в том числе и фресковой); архивной документации – палимпсестов, угасающих текстов, фотографий; археологических артефактов, а также использовались в палеографических и филиграноведческих исследованиях. Созданный сканер предназначался для использования не только в Национальной Лондонской галерее, но и в Галерее Уффици во Флоренции (европейский проект MUltimedia Special Actions (MUSA–ESPRIT), 1994–1999 гг.) ^[55]. (Прим. авторов: следует отметить, что в это же время велись и другие проекты по разработке мультиспектральных цифровых фотокамер ^[56]).

Целью нового программно-аппаратного комплекса было обеспечение цифровой поддержки деятельности по сохранению, консервации и реставрации музейных предметов ^[57], т. е. оборудование ничего не изменяло в методологии автоматизируемых технико-технологических процессов и процедур, оно лишь ускоряло их и предоставляло возможности разработки новых цифровых сервисов, которые потенциально могли привести к появлению новых методов исследования: так, комплекс позволял собирать результаты диагностической экспертизы произведений живописи, чтобы обеспечить их «сравнительное прочтение» и проведение мониторинга их изменений во времени. В рамках проекта была разработана программная система сертификации цвета ^[58], что позволило сравнить цвет цифровых изображений с оригинальным произведением искусства ^[59]. Полученные цифровые изображения также были интегрированы в базу данных Уффици и стали визуальной основой учетно-хранительской и исследовательской работы галереи ^[60].

Еще одним проектом, осуществленным в Центре VASARI, был проект ACOHIR, в рамках которого разрабатывались инструменты для получения изображений 3D-объектов в музеях и программное обеспечение высокого разрешения и точной цветопередачи для их просмотра. К сожалению, этот проект 1993 г., значительно опередивший свое время, практически не известен специалистам, хотя оборудование (поворотный стол с цифровой фотокамерой) и программное обеспечение использовались в Музеях Саутгемптона и в Лувре (The ACOHIR – URL: https://www.southampton.ac.uk/~km2/projs/acohir/ ^[61]).

Практически одновременно с работами английских специалистов, в 1993 г., в континентальной Европе стартовал параллельный европейский научно-исследовательский проект, основной целью которого являлось создание банка высококачественных электронных изображений музейных предметов, предназначенных для проведения искусствоведческих и исторических исследований и формированию тематических баз данных (Network of Art Research Computer Image SystemS in Europe – NARCISSE). В проекте, основанном на иконографической классификации музейных предметов, разработанной нидерландским специалистом Г. ван Ваалом ^[62], использовались проекционные сканеры компании Thomson-Broadcast, позволявшие осуществлять работу с рентгенограммами, с фотосъемкой, выполненной с применением УФ и ИК фильтров, и создавать огромные файлы, предназначенные для научных экспериментов ^[63]. Результаты, полученные в проекте NARCISSE, позволили на следующем этапе развития технологий работы с электронными изображениями музейных предметов (в рамках проекта European Research Open System, EROS) перейти к решению более сложных задач.

Оба проекта – MUSA-ESPRIT и NARCISSE – были нацелены на перевод традиционных технологий (ренгтенографии, спектромикроскопии, мультиспектральной фотосъемки и т. п.) в цифровую среду, совершенствование методов исследования предметов музейного хранения (прежде всего – живописи), разработку способов датирования и выявления подделок, уточнения состояния сохранности музейных предметов, формирования технических заданий для консервации и реставрации и отслеживания реставрационных процессов (в том числе для формирования соответствующих баз знаний по реставрационным проблемам и техникам), а также на использование полученных изображений в высокой полиграфии (проект MARC ^[64]).

Существенным дополнением к названным проектам являлось коммерческое программное обеспечение DeBabelizer, разработанное в 1992 г. компанией Equilibrium Technologies, Inc. Программа позволяла обрабатывать более 50 типов файлов растровой графики и формировать на основе массивов однотипных файлов т.н. «усредненные палитры». Это техническое решение, с одной стороны, давало возможность значительным образом экономить место для хранения больших объемов графической информации, а с другой – лежало в основе исследовательского метода установления авторства и подлинности картин, поскольку позволяло создавать индивидуальные цветовые «авторские палитры», присущие конкретным художникам.

С середины 1990-х гг. в профильных периодических изданиях стали появляться публикации, в которых представлялись результаты применения созданных сканирующих систем и методов анализа электронных изображений произведений живописи. Среди подобных исследований следует упомянуть, к примеру, работы специалистов Национальной Лондонской галереи, посвященные изучению в ИФ частях спектра «Гарвагской мадонны» Рафаэля ^[65] и знаменитого портрета четы Арнольфини кисти Ван Эйка ^[66], а также анализу влияния творческого метода Леонардо да Винчи на живописные работы его ученика Джампьетрино Больтраффио ^[67].

Нельзя сказать, что с точки зрения постановки исследовательских задач, это были абсолютно оригинальные работы, однако, применение компьютерных технологий (специализированной сканирующей техники и программного обеспечения для обработки изображений) ускорило исследовательские процессы и предоставило новые дополнительные возможности извлечения и анализа информации музейных предметов, что сыграло значительную роль в развитии и распространении этих технологических решений.

К этому же времени (1996 г.) относится публикация первого в мире полностью подготовленного в цифровом виде колориметрического научного каталога произведений искусства – собрания фламандской живописи эпохи барокко Мюнхенской Пинакотеки, созданного в рамках реализации проекта MARC ^{[68; 69]}.

Опыт разработки сканирующих систем и программного обеспечения для получения высококачественных электронных изображений музейных объектов, методы их автоматизированного анализа и публикации только за неполное десятилетие (с 1994 г. по 2002-й г.) были обобщены и представлены публике в четырех профессиональных обзорах, авторами которых являлись специалисты, работавшие в различных европейских проектах ^{[70; 71; 72; 73; 74]}. В этих статьях авторы наметили перспективы развития технологий создания и использования электронных изображений в научных исследованиях, рассматривая их (изображения) как полноценные исторические источники, обладающие специфическими количественными характеристиками, пригодными для применения к ним методов статистического анализа, чем предвосхитили использование методов Data Science в искусствоведении и истории искусства.

Рассматривая историю развития и применения электронных изображений в середине – второй половине 1990-х гг. необходимо отметить еще несколько тенденций, проявившихся в этот период.

Так, в это время значительно возрос интерес к «адаптации в цифру» еще одной известной с середины XIX в. технологии ^[75] – фотограмметрии ^{[76; 77]}, которая стала одним из ведущих методов исследований археологических коллекций.

Продолжались и развивались проекты создания каталогов-баз данных c интегрированными изображениями музейных предметов, и, прежде всего, произведений живописи. Определенной новацией этого периода стал чисто исторический тематический проект Института повседневных реалий средневековья и раннего нового времени Австрийской Академии наук, который предполагал формирование базы данных на основе сегментации (выделения деталей) на электронных изображениях бытовой живописи и описания каждого выделенного элемента с целью дальнейшей обработки и «установления связи и иерархии не только формальных атрибутов полотен, но и их сюжетов». Постановка исследовательской задачи новизной не отличалась – такие работы проводились и ранее, а вот использование для целей проекта СУБД KLEIO и программного продукта по обработке художественных образов IBM IMAGE ASSISTANT, позволявших связывать в рамках одной информационной системы REAL изображение и текстовую информацию, были новы ^{[78; 79; 80]}.

Находили свое развитие и проекты, связанные с решением проблем телекоммуникации и объединения в единую сеть музеев, расположенных в различных странах Европы, и обменом информацией о музейных объектах, включая их электронные изображения. Речь идет о проектах RAMA (Remote Access to Museum Archives), VAN EYCK (Visual Arts Network for the Exchange of Cultural Knowledge) и Viseum.

Целью первого проекта являлось создание единой системы удаленного доступа к научно-справочному аппарату и электронным копиям (высококачественным изображениям) архивных документов, хранящихся в музейных архивах Берлина, Парижа, Флоренции, Оксфорда и Мадрида ^{[81; 82]}.

Второй проект был посвящен формированию компьютерной сети для обмена информацией о художественных ценностях и разрабатывался в интересах, прежде всего, профессионального научного сообщества и сотрудников музеев ^[83].

Главной задачей третьего – Viseum ^[84] – была разработка передовых интернет-приложений для музеев. В частности, была создана высокоскоростная сеть (ATM) между Ванкувером, Берлином, Парижем и Лондоном. Это позволило быстро создавать интерактивные изображения с высоким разрешением и точными цветными изображениями произведений искусства. Были также разработаны методы, позволяющие осуществлять поиск данных с различных сайтов по общим поисковым атрибутам, а для контроля доступа были внедрены методы авторизации, позволяющие предоставлять подписчикам ценные данные. Одним из результатов этого проекта стало создание плиточного пирамидального формата TIFF для представления изображений высокого качества в сети Интернет ^[85].

Не трудно догадаться, что вместе с реализованным ранее проектом EMN, эти проекты были предтечами платформы Europeana, реализованной почти через 15 лет.

Неожиданным предназначением создаваемых банков и баз данных электронных изображений музейных предметов с начала 1990-х гг. стала борьба с контрабандой художественных ценностей. С целю предотвращения незаконного оборота музейных объектов Интерполом и международной организацией по стандартизации (International Organisation for Standartization, ISO) был разработан и принят стандарт ISO/IEC-10918, который стал стандартом для музейных баз данных с интегрированными в структуру баз данных электронными изображениями (это техническое решение было новацией рассматриваемого периода). Стандарт включал в себя единые правила (набор полей требования к их заполнению) минимального описания музейного предмета и формат электронных изображений Jpeg-10918 ^[86]. Индексация электронного изображения происходила путем присоединения стандартизированного краткого описания непосредственно внутрь файла изображения. На основе ISO-10918 была создана единая Европейская сеть компьютерных изображений «Museum On Line» (MOL), а также пакет сервисных программ, в разработке которых принимали участие специалисты из университетов, научных центров и ИТ-компаний Франции, Германии, Великобритании, США и Японии ^[87].

Стандарт ISO-10918 нашел свое применение и в России, где на его основе в Государственном историческом музее проводились работы по созданию Охранного видеографического банка данных предметов музейного хранения ^{[88; 89]}, – в некотором смысле предтеча Государственного каталога Музейного фонда, – и формировался Российский узел регистрации компьютерных изображений ISO RU1095 ^{[90; 91; 92]}, предназначенный для задач электронной коммерции. Создание электронных изображений для этих целей проводилось либо на проекционных сканерах (т. е. с прозрачных носителей, либо методом видеоввода ^[93]). (Прим. авторов: Аналогичный проект осуществлялся в рамках Европейского Союза в 1996–1998 гг.: MENHIR – Multimedia European network of high quality image registration. URL: https://cordis.europa.eu/project/id/24378/it).

Однако по-прежнему важнейшими направлениями использования электронных изображений в музейной деятельности оставалась экспозиционно-выставочная работа, создание мультимедиа-изданий, переживавшая во второй половине 1990-х гг. так называемый «мультимедийный бум» ^{[94; 95]}, и разработка музейных сайтов – новый тренд, появившийся в конце 1990-х гг.

В авангарде сайтостроительства в России выступали крупнейшие отечественные музеи: Государственный Эрмитаж, Государственный музей-заповедник «Московский Кремль», Государственный Русский Музей и др. ^[96], на сайтах которых, кроме обязательных информационных элементов, иногда размещались инновационные ресурсы. К примеру, на первой версии сайта ГЭ, созданной в 1997–1998 гг., были размещены сервисы колористического и композиционного поиска по изображениям, разработанные компанией IBM на основе электронных копий картин из собрания музея (программное обеспечение QBIC – запрос по содержимому изображения ^[97]), что было безусловным шагом вперед и в части изучения предметов музейного хранения с помощью компьютерных технологий, и в части популяризации музейных собраний.

Третий этап – рубеж третьего тысячелетия – 2000-е гг. Изменение методологических подходов к электронным изображениям; широкое распространение сканеров «прямого» сканирования, web-технологий, активное музейное сайтостроительство, увеличение масштабов оцифровки.

Конец 1990-х – начало 2000-х гг. ознаменовалось серьезными изменениями в вопросах изучения электронных изображений предметов историко-культурного наследия. В течение сравнительно небольшого периода в профессиональном сообществе произошло методологическое переосмысление электронного изображения как набора отдельных пикселов (фактически – набора данных), цвет которых определяется в конкретном цветовом пространстве (RGB, CMYK, HSV и т. п.). Благодаря этой «количественной» специфике гистограммы электронных растровых изображений (графическое представление распределение цветов, текстур, композиции и т. п.) стали рассматриваться как один из способов представления (моделирования) информации изображения. К тому же стало очевидно, что гистограммы могут быть вычислены как аппроксимация цветового распределения, что дает простое и компактное представление колористического, текстурного, геометрического и т.п. содержания произведения искусства. (Прим. авторов: инструмент анализа текстур был построен на основе гистограмм Пасса и Забиха ^[98] и матриц совпадений Харалика).

Этот методологический подход, основанный на статистике, имел два серьезных следствия.

Первое заключалось в понимании прямой зависимости корректности выводов, сделанных на основе анализа электронных изображений, от их качества (размера изображения в пикселах, точности цветопередачи (количества отображаемых оттенков цветов) и т. п. В обоих случаях – чем больше (размер, количество цветов), тем лучше), и ставило задачи разработки инструментов (сканеров, фотокамер и иного оборудования) получения наиболее адекватных подлинникам (т. е. высококачественных) изображений, а также контроля за процессами создания таких изображений.

Второе следствие – возможность использования широкого набора методов Data Science в исследованиях электронных изображений музейных предметов, что в свою очередь, привело к экспоненциальному росту научных разработок и публикаций по тематике создания систем поиска изображений (например, система PICASSO, использовавшая пирамидальный формат изображений, сегментацию и индексацию цветов в качестве основы для формирования запросов ^[99] , определению индивидуальных авторских «палитр», характеризующихся определенным набором цветов (уже не только на основе «усреднения» количества цветовых оттенков, как это было реализовано в DeBablizer), подтверждении на их основе авторства, подлинности, уточнения датировок и т. п. Так, к первым апробированным методам анализа относились:

- кластерный анализ (алгоритм K-средних ^{[100; 101]}), алгоритм поиска моды (Mean-Shift) ^[102];

- метод сегментации изображений Blobworld ^{[103; 104]};

- метод декомпозиции изображений (в т. ч. дискретное косинусное преобразование, вейвлет-преобразование, фильтры Габора ^{[105; 106; 107; 108]} (и др.).

В этот период стало особенно заметно активное развитие новой ветви историографии, до рубежа веков находившейся на периферии научного поиска, — изучения электронных изображений как искусствоведческого и сугубо исторического (вещественного, изобразительного) источника.

Одновременно в рамках этого периода происходили и другие, организационно-технические изменения, которые придали десятилетию решающее значение в вопросах научного использования электронных изображений. К числу этих изменений относятся:

- совершенствование и широкое распространение промышленного сканирующего оборудования, в т.ч. сканеров «прямого» 2D сканирования (фирмы-разработчики: Cruse, Microbox, Metis, Zeutschel и т.п.) и 3D-сканеров (фирма-разработчик Breuckmann и пр.);

- конструирование и создание в рамках научных разработок фотокамер мультиспектральной фотосъемки, цифровой рентгенографии, специализированного 3D-оборудования, гигапиксельных фотографий (в том числе панорамных – камера Gigapxl™ – Gigapxl Project – URL: http://www.gigapxl.org/) и их применение в исследовательской практике (проект CRISATEL ^{[109; 110]}, компания Lumiere; ^{[111; 112]});

- разработка специализированных методик контроля процессов сканирования, тест-объектов, качества настройки оборудования (прежде всего в проектах оцифровки архивных документов и книжных памятников ^{[113; 114; 115; 116; 117; 118; 119; 120 и др.]}), а также автоматизированных программ контроля, позволяющих гарантировать качество создаваемых электронных копий ^{[121; 122]};

- разработка методов и специализированных форматов представления электронной графической информации (пирамидальных форматов, основанных на вейвлет-преобразованиях, например, JPEG-2000 (см., серия стандартов ISO/IEC 15444)), ориентированных на публикацию высококачественных изображений в сети интернет;

- активное развитие межгосударственных (ЕС – «Электронная Европа», 1999 г.; ЮНЕСКО – «Информация для всех», 2000 г.) и государственных («Электронная Россия», 2002 г.) программ в сфере информационно-коммуникационных технологий, деятельность общественных объединений, ориентированных в основном на увеличение масштабов оцифровки объектов историко-культурного наследия (Лундские принципы 2001 г. и Пармская хартия 2003 г.), применение web-технологий и строительство сайтов музеев и/или международных музейных объединений, представлявших оцифрованные изображения наборов предметов из музейных собраний (проекты MINERVA (MInisterial NEtwoRk for Valorising Activities in digitisation), MINERVA PLUS и BRICKS), виртуальных музеев ^[123;124] и т. п.

К сожалению, историко-искусствоведческая научная составляющая из этих международных программ практически исчезла, а исследования стали осуществляться отдельными музеями и научными центрами в инициативном порядке без какой-либо координации научной деятельности, но при активном профессиональном обсуждении решаемых проблем на площадках научных конференций и профильных периодических изданий, в основном технической сферы.

Одним из немногочисленных исключений из этого правила стал проект EROS (European Research Open System – URL: http://www.numerique.culture.fr/pub-fr/document.html?base=dcollection&id=FR-DC-M6001_003), который курировали французские специалисты из Центра Исследований и реставрации музеев Франции (C2RMF). Цель проекта – создание мультиязычной базы данных, предназначенной для управления всеми видами цифровой информации (данными, документацией, изображениями), создаваемой в отношении предметов из музейных коллекций. БД аккумулировала в себе все аналитические учетные и реставрационные данные, все научные отчеты и публикации, цифровые данные количественного анализа, спектры, графики, химические формулы, все изображения музейных предметов (в т. ч. в УФ, ИК, фотосъемку с направленным светом, изображения электронной микроскопии, панорамную фотосъемку, рентгенограммы, все изображения, собранные за период бытования предметов в музее и т. п.), последние технологические разработки в цифровой сфере и Интернет, включая автоматическое распознавание изображения или содержания текста на предметах. Фактически, модель БД, реализованной в проекте EROS, представляла собой полноценную базу знаний, которая должна была бы сопровождать любую музейную коллекцию и обеспечивать возможность работы с широким набором документации и метаданных, как уже сформированных, так и продолжающих формироваться и характеризующих каждый предмет в отдельности, и коллекцию в целом ^{[125; 126]}. При этом комплексы документов и метаданных легко можно было трансформировать в наборы данных (data wrangling), что придавало БД совершенно новое качество – возможность работы с содержащейся в ней информацией методами Data Science. В настоящее время в сети еще можно найти отдельные элементы упомянутой системы («пилотная» коллекция древнегреческой археологии), однако проект в целом в Интернет не представлен.

Подобная идеология автоматизированного управления коллекциями была положена в основу проводившейся в Государственном историческом музее в середине 2000-х гг. Программы информатизации учетно-фондовой работы, в которой заметное место занимала работа с оцифрованными историческими фотографиями и современными электронными изображениями музейных предметов ^[127]. К сожалению, в 2010 г. работы по данной программе были свернуты.

Вместе с тем, несмотря на переориентацию крупных проектов на web-технологии в профессиональных кругах музейщиков в 2000-е гг. значительно возрос интерес и актуальность использования электронных изображений в качестве основы для автоматизированного исторического и искусствоведческого анализа, виртуальной реставрации и реконструкции, поиска изображений (колористические, композиционные, семантические аналогии), исследований художественной практики и творческого наследия отдельных авторов, аутентификации музейных объектов, определения подлинности, обеспечения безопасности и т. п. ^[128]. Этот интерес поддерживался профессиональными периодическими изданиями (ACM Journal on Computing and Cultural Heritage, Journal of Mathematics and the Arts), специальными выпусками журналов общего профиля ^{[129; 130; 131]}, проведением регулярных конференций (конференции EVA, Museums & the Web, Eurographics Computational Aesthetics, CHArt и др.) или специальные проектами ^{[132; 133]}, деятельностью рабочих групп (DELOS/NSF, группа анализа цифровой живописи (Group. 2009. Digital painting analysis – URL: http://www.digitalpaintinganalysis.org.) и т. д.) и технических комитетов (IAPR TC19 Computer Vision for Cultural Heritage Applications – URL: https://www.cvl.iis.u-tokyo.ac.jp/IAPR-TC19/).

В этот период на новом уровне были продолжены проекты 1990-х гг., связанные с созданием высококачественных электронных изображений, их представлением теперь уже в сетевых ресурсах, предназначенных для специалистов, а также совершенствованием методов изучения музейных объектов на основе электронных изображений и переведенных в цифровую форму технологий мультиспектрального анализа, рентгенографии, развития баз знаний, основанных на электронных изображениях, методов Data Science, в том числе, искусственного интеллекта.

Так, в частности:

- специалисты Национальной Лондонской галереи работали над развитием программного обеспечения (с использованием методов компьютерного моделирования изображений) для оцифровки и изучения рентгенограмм ^[134]; отрабатывали механизмы послойного изучения живописи от холста-основы до лака на основе компьютерного анализа электронных копий, созданных в ИК-спектре, что позволяло выявлять эволюцию замысла художника ^[135]; совершенствовали сканирующее оборудование и проводили с его помощью исследования изменений живописных полотен авторами ^[136]; предлагали методы контроля сохранности и реставрационных процессов предметов музейного хранения ^[137];

- французские специалисты Центра реставрации музейных коллекций активно включились в решение проблемы представления высококачественных изображений в сети Интернет ^[138]; разрабатывали и применяли цифровые мультиспектральные фотокамеры для послойного анализа известных картин (в частности, «Джоконды» Леонардо да Винчи ^{[139; 140]});

- хранители нидерландского музея Ван Гога совместно с программистами из Университета Маастрихта использовали методы искусственного интеллекта (измерение дополнительных цветов и фильтр Габора) для анализа набора данных, сформированного из 617 электронных копий картин Ван Гога, для подтверждения гипотезы об изменении художественной техники художника, доказав тем самым возможность применения количественных (статистических) методов для анализа живописи, а также подтвердив объективность полученных результатов. ^{[141; 142]};

- сотрудники ЮНЕСКО и крупнейших научных организаций разрабатывали механизмы создания и управления базами знаний музейных коллекций ^[143], а также поиском изображений по контексту и метаданным изображений ^[144] и др.

В России подобные разработки велись в основном в реставрационных центрах и осуществлялись со значительно меньшим размахом, обусловленным отсутствием соответствующего оборудования, недостаточностью финансирования музейной сферы и приоритетным вниманием к внедрению информационных технологий в работу с посетителями.

Вопрос практического использования электронных изображений во внутримузейной деятельности был актуализирован в середине 2000-х гг. после трагических событий в Государственном Эрмитаже в связи с поиском способов охранной маркировки и однозначной идентификации предметов музейного хранения. В 2007—2008 гг. в Государственной Третьяковской Галерее под руководством заместителя директора С. А. Хрусталева изучались возможности микро и макрофотосъемки, анализировались результаты известного проекта европейского FingArtPrint, в котором 2D спектральные изображения объединялись с данными, полученными при 3D сканировании поверхности музейных предметов, для формирования уникальных идентифицирующих данных – т.н. «отпечатков пальцев» предметов, которые не могут быть воспроизведены на подделках (URL: https://www.southampton.ac.uk/~km2/projs/fingartprint/index.html). К сожалению, предложения ГТГ не получили поддержки Министерства культуры, и работы были завершены.

Другой проект, осуществленный в конце 2010-х гг. ГМИИ им. А.С. Пушкина совместно с «Группой Эпос», – высококачественная оцифровка музейных коллекций для последующего их представления в сети Интернет – был более успешен. Идеологической основой проекта была мысль, активно разрабатывавшаяся в течение десятилетия в зарубежных музеях, однако для многих музейных специалистов в России нуждавшаяся, как минимум, в вербализации, как максимум, – в продвижении и защите. (Как писал один из руководителей этого проекта В.В. Определенов: «Проблема использования цифровых изображений решается созданием тематических баз данных на основе интернет-технологий, что позволит не только расширить атрибутивную научную базу, но и повысить общий объем доступных коллекций» ^[145]).

Результатом реализации проекта в ГМИИ стали семь тематических «сайтов-сателлитов» основного ресурса музея, на которых были размещены оцифрованные коллекции («Электронные коллекции» URL: https://www.pushkinmuseum.art/media/e-coll/index.php?lang=ru), и запатентованная технология цифровой съемки, которая не оказывала вредного воздействия на оригиналы и обеспечивала возможность создания высокоточных цифровых архивов картин, графики, рукописей, икон и предметов декоративно-прикладного искусства.

Резюмируя рассмотрение истории применения и изучения электронных изображений в 2000-е гг., стоит обратить внимание на явную неоднородность событий этого десятилетия, выразившуюся в резком расширении и смене парадигм, тематики и объектов исследований (не только реставрация и искусствоведение, но и общая история; не только «плоские» произведения живописи, графики и т. п., но и предметы декоративно-прикладного искусства) и в привлечении специалистов различных профессий (не только реставраторов и/или искусствоведов, но и историков, информатиков, специалистов в области оптических систем и математических методов исследования), и в перераспределении решаемых задач между программными средствами и создаваемым оборудованием. Последний тезис нуждается в комментарии: к примеру, если в начале и середине 2000-х обсуждался вопрос о возможности программной обработки двумерных электронных изображений с целью формирования на их основе 3D моделей ^[146], то к концу 2000-х гг. эта задача была практически снята в связи с появлением на рынке специализированного сканирующего оборудования и программных комплексов к нему, создававших 3D модели с воспроизведением не только геометрических объемов, но и текстур, и колористических компонентов.

Четвертый этап – 2010-е гг. – настоящее время. Новые возможности сканирующего и фотофиксирующего оборудования и программного обеспечения, использование методов DataScience для анализа электронных изображений.

Особенности историографии создания и изучения электронных изображений предметов музейного хранения, наметившиеся в третьем периоде, получили свое развитие в 2010-е гг.

Среди главных тенденций четвертого периода необходимо отметить:

- расширение тематики исследований электронных изображений: от реставрационных практик, определения авторства/подделок (аутентификации), особенностей художественного метода ^[147], уточнения датировок ^[148], до виртуальной археологии ^[149] – моделирования/реконструкций отдельных предметов и исторической среды их бытования (см, например, материалы конференций: Computer Applications and Quantitative Methods in Archaeology – URL: https://caa-international.org/; Виртуальная археология (Государственный Эрмитаж) – URL: http://www.virtualarchaeology.ru/index.php);

- совершенствование сканирующего оборудования, программных средств, появление и/или приспособление специализированных способов фиксации изображения (структурированное световое сканирование (SLS), компьютерная томография ^{[150; 151; 152; 153]}, новые методы фотограмметрии (SfM) ^[154], портативные спектрометры ^[155] и др.) и их комбинации, гигапиксельная фотография), цифровая ретгенография, платформы для представления электронных изображений (в том числе средствами VR/AR);

- активное использование методов Data Science (визуализации, компьютерного моделирования, компьютерного зрения ^[156], искусственного интеллекта, технологий работы с большими данными и т.п.) для работы с изображениями музейных предметов и их коллекциями ^{[157; 158; 159]};

- перестановку акцентов в изучении музейных предметов с текстовой (описательной) составляющей на изображение/изображения (в том числе распространенность и популярность 3D моделей как средства документирования собраний ^{[160; 161 и др.]} и их популяризации (например: The Uffizi Digitization Project – URL: http://www.digitalsculpture.org/florence/main/main_collection – 300 3D моделей скульптур из собрания Галереи Уффици; The Virtual Hampson museum – URL: http://hampson. cast.uark.edu – 3D модели археологических артефактов; Smithsonian X 3D – URL: http://www.3d.si.edu – 3D модели собрания Смитсоновского музея), включая 3D печать ^[162]), возникновение в IT-индустрии и переосмысление в музейной сфере понятия «цифровых двойников» (Digital Twin) музейных предметов и пространств (Прим. 1) как суррогатов, имитирующих подлинники и т. п.);

- и, наконец, вставший во весь рост вопрос о способах и методах обеспечения сохранности и дальнейшего использования цифрового наследия, включая born-digital произведения искусства и музейные цифровые ресурсы, основу которых составляют как раз электронные изображения предметов музейного хранения ^{[163, 164]}, количество которых возрастает день ото дня.

Не имея возможности подробно рассмотреть все перечисленные направления, ограничимся упоминанием нескольких материалов и нормативных документов, принятых различными музейными институциями ^{[165; 166]} и остановимся на нескольких знаковых проектах, связанных в основном с новыми технологиями получения высококачественных изображений, специализированным программным обеспечением и изучением электронных изображений с применением DS.

Одним из знаковых явлений (тенденций) в части создания высококачественных изображений стала разработка и появление на рубеже 2010-х гг. технологии гигапиксельной панорамной фотосъемки, пионерами применения которой в музеях являются Google/NASA/CMU (Carnegie Mellon University). На сегодняшний день существует несколько аппаратных и программных решений (GigaPan, GigaPixel, GIGAmacro, Photosynth и т. п.), используемых для создания цифровых фотографий и панорам супервысокого разрешения. Формирование этих изображений до сих пор является чрезвычайно трудоемким делом, требующим экспертных знаний, что препятствует широкому применению гигапиксельных изображений в исследовательских целях. Наиболее впечатляющим исключением из этого правила являются проекты документирования археологических памятников, в частности, петроглифов, которые стали осуществляться еще в конце 2000-х – начале 2010-х гг.: например, гигапиксельная фотофиксация петроглифов Саудовской Аравии (GigaPan Imaging – Arabian Rock Art Heritage – URL: http://saudi-archaeology.com/imaging-techniques/gigapan-imaging/; http://www.gigapan.com/gigapans/46668), или создание гигапанорамное изображение плиты на Бесовом Носу, сделанное археологами Эрмитажа (URL: http://www.archaeoglobus.sfu-kras.ru/monument/petroglify-na-besovom-nosu/; http://virtualarchaeology.ru/full/index.php?id=225).

Тем не менее, с начала 2010-х гг. примеры гигапиксельных изображений стали широко представляться в сети в просветительских проектах:

- Zoom Views — Google Art & Culture (URL: https://artsandculture.google.com/project/gigapixels) – 1859 гигапиксельных изображений произведений изобразительного искусства со всего мира;

- в коллекции итальянской компании Halta Definizione (URL: https://www.haltadefinizione.com/image-bank/), специализирующейся на высококачественной гигапискельной оцифровке, совмещенной с 3D-сканированием музейных предметов и архивных коллекций для целей реставрации, консервации и изучения;

- в виртуальной сферической гигапиксельной панораме Сикстинской капеллы Ватикана – URL: https://www.vatican.va/various/cappelle/sistina_vr/index.html;

- виртуальной панораме «Открытие Кремля – виртуальный тур по резиденции Президента России» – URL: http://tours.kremlin.ru/а и т. п.

Середина 2010-х гг. ознаменовалась дальнейшим развитием и совершенствованием технологии гигапиксельной фотосъемки и сканирования. Так, сотрудники Швейцарского федерального института Технологий в Лозанне и компании ARTMYN в 2016 г. представили технологию 5D сканирования, позволяющая «сшивать» в одну модель 100 высокоточных сканов объекта (URL: https://artmyn.com/products/interactive-5d-image/). Сканирование ARTMYN показывает их текстуры и материалы, позволяя «прикоснуться взглядом» к более чем 1,2 млрд пикселей, из которых состоят объекты. Цифровые копии (коллекция в 200 электронных копий музейных предметов – URL: https://www.artmyn.com/explore) можно изучать и анализировать на экране с освещением, расположенным под любым углом, т. е. почти так же, как если бы оригиналы были в руках исследователя. Для представления этих изображений в сотрудничестве с реставраторами изобразительного искусства ARTMYN разработал новый стандарт Digital Condition Reports (DCR), где все особенности художественного произведения могут быть описаны и прокомментированы экспертами и специалистами в очень подробном, технологичном, интерактивном режиме. При этом для этой работы могут быть также использованы ИК и УФ части спектра (имитация мультиспектральной фотосъемки – URL: https://www.artmyn.com/products/multispectral-analysis/). В ходе этой работы программа формирует протокол – цифровой отчет, который является унифицированным и прозрачным способом анализа произведений искусства, представленных на экране. Создаваемые копии могут быть использованы для целей обеспечения безопасности или страхования, поскольку процесс сканирования также генерирует цифровой образ подлинника в видимом и ультрафиолетовом спектре. Таким образом создается тот самый уникальный «портрет» объекта, включающий топографические, отражательные и колориметрические свойства. Технология реагировала на малейшие изменения состояния подлинника, невидимые невооруженным глазом, и, следовательно, данная копия становится гарантией защиты подлинника от подмен.

Не менее впечатляющими были аппаратные решения и прикладное программное обеспечение, которое в начале 2010-х гг. создавали такие известные фирмы-производители сканирующего оборудование, как Cruse, Metis и Microbox.

Первая из них разработала технологию прямой оцифровки живописи без извлечения подлинника из застекленной рамы. Вторая (Metis), развивая технологии для оцифровки документов Секретного архива и книжных памятников Апостольской Библиотеки Ватикана, предложила комплексный формат высококачественных электронных изображений (METIS «MDC») и целый ряд программных приложений для его обработки (URL: https://www.metis-group.com/metis-software), позволяющих из однократно оцифрованного файла получать любые необходимые исследователю электронные изображения – мультиспектральные, рельефные, 3D и т.п., что обеспечивает сохранность подлинника. Третья (Microbox) выпустила на рынок линейку репросистем, дающих возможность получать изображения скрытой информации – филиграней, палимпсестов, спольверо и т. п. (URL: https://book2net.net/ru/produkte/репрографические-системы/), на задействуя для этого специализированное оборудование.

Зимой 2022 г. английские специалисты из Бодлианской библиотеки Оксфорда совместно с инженерами испанской компании Factum Foundation объявили о начале уникального проекта ARCHiOx (Analysis and Recording of Cultural Heritage in Oxford – Анализ и учет культурного наследия Оксфорда – URL: https://oxford.shorthandstories.com/digital-archiox/index.html?fbclid=IwAR2LM19j6iFh1NUgEBddBmU0oZotufAEEs8G0vn2FzF97_dFd2c-TUUwGBs), в рамках которого спроектировано и создано уникальное сканирующее оборудование, позволяющее решать задачи комплексного изучения музейных, архивных и библиотечных объектов (URL: http://blogs.bodleian.ox.ac.uk/theconveyor/archiox-research-and-development-in-imaging/?fbclid=IwAR0wT4zxCOmdvHT5LORdT-Zhyp-n_nyVR5wW0wuzzXzXDLEAqWt91UtV4CA). Характеризуя особенности оборудования и разрабатываемых методов, один из его руководителей проекта Джон Барретт отмечает, что «две современные фотокамеры, применяемые в ARCHiOx, используют разные принципы для записи объема и специально разработаны для захвата текстуры поверхности с низким рельефом. Этот подход наилучшим образом подходит для оцифровки преимущественно плоских, но богатых текстурой оригиналов из коллекций Bodleian». Такая съемка – с высоким разрешением и низким рельефом – является на сегодняшний день уникальной и названа «2.5D», а не 3D. К настоящему времени оборудование прошло успешную апробацию на гравюрах, картографических материалах, печатях, тканях и др. объектах музейного хранения.

Однако второй ведущей тенденцией 2010-х гг. после технологии гигапиксельного сканирования стало использование искусственного интеллекта (ИИ, Artificial Intelligence, AI) для решения различных исследовательских задач, что подтвердила серия семинаров, проведенная в 2019 г. профессиональным сетевым сообществом «Museums+AI» (URL: https://themuseumsai.network/) и опубликованный в феврале 2020 г. отчет о возможностях применения ИИ в музеях ^[167].

Пожалуй, самым известным проектом в этом направлении является реставрация картины Рембрандта «Ночной дозор», хранящейся в Художественном музее Амстердама Рейксмюсеуме. В процессе проведения работ, который освещался на специальном сайте (URL: https://www.rijksmuseum.nl/en/stories/operation-night-watch), с использованием методов ИИ были созданы два гигапиксельных изображений. Первое было опубликовано в мае 2020 г. Размер копии составил 44,8 гигапикселей. Всего через год этот рекорд был превзойден самими же исследователями, и на сайте музея была представлена самая большая и подробная электронная копия, когда-либо сделанная с произведения искусства. Ее размер составляет 717 гигапикселей, расстояние между соседними пикселями составляет 5 микрометров (0,005 миллиметра), а общий размер файла – 5,6 Тб. (URL: https://www.rijksmuseum.nl/en/stories/operation-night-watch/story/ultra-high-resolution-photo). Для создания этого изображения исследователи использовали 100-мегапиксельную камеру Hasselblad H6D 400 MS, с помощью которой были сделаны 8439 отдельных фотографий размером 5,5 х 4,1 см. Последующее объединение полученных фрагментов в единое изображение осуществлялось при помощи алгоритмов искусственного интеллекта.

Реставрационные работы, выполнявшие в этом проекте с применением самых современных информационных технологий и оборудования, позволили исследователям реализовать несколько научных разработок, среди которых:

- получение изображений с помощью макро X-ray флюорисцентного сканера, показывающих наличие на картине разных цветов и пигментов (в частности, темно синего кобальта), которые не определяются визуально (URL: https://www.rijksmuseum.nl/en/the-first-scan);

– виртуальная реконструкция полного размера картины Рембрандта (URL: https://www.rijksmuseum.nl/en/stories/operation-night-watch/story/artificial-intelligence) ^[168];

- представление результатов исследований в сети Интернет (https://www.rijksmuseum.nl/en/whats-on/exhibitions/operation-night-watch/story/results-of-the-research) на основе инструментов и стандартов Международной платформы взаимодействия изображений (IIIF – URL: https://iiif.io/), которые позволяют виртуально без потери качества, незаметно и плавно объединять и представлять фрагменты изображения (используя API), хранящиеся физически удаленно друг от друга; сегментировать единые изображения и хранить их разрозненно; описывать/комментировать/аннотировать каждый фрагмент, формируя базы данных, и использовать другие инструменты работы с электронными изображениями ^[169].

Идеологически близкие проекты использования высококачественных электронных изображений музейных предметов для целей цифровой реставрации и/или изучения с использованием методов DS, машинного обучения, искусственного интеллекта, компьютерного зрения и т.п. реализуются в Австрии (цифровая реставрация колористического решения панелей Климпта ^[170]); США (цифровая реставрация голландского натюрморта XVII в. ^[171], атрибуция картины «Спаситель мира» ^{[172; 173]}, изучение створок полиптиха братьев Ван Эйк (Гентского алтаря – URL: http://closertovaneyck.kikirpa.be) ^[174]; разработка технологии установления авторства полотен с вероятностью до 96% ^{[175; 176]} и др.

Вместе с тем применение AI для изучения музейных предметов, и в частности, объектов живописи, не так однозначно. К примеру, осенью 2021 г. в профессиональном интернет-издании The Сonversation была опубликована дискуссионная статья специалиста по средневековому изобразительному искусству Сони Дриммер о том, действительно ли AI помог в изучении Гентского алтаря, восстановлении «Ночного дозора» Рембрандта, картин Пикассо и т. п., как об этом пишут разные издания и специалисты, полагаясь на заявления сотрудников компании Oxia Palus, принимавшей участие в работе над этими проектами, или это лишь отвлекающий маневр, прикрывающий амбициозными проектами менее благостные направления применения AI ^[177]. Представляется, что опасения, высказанные автором, небеспочвенны, а вопрос о ценности AI как метода исследований в области истории искусства и искусствоведения сформулирован достаточно жестко и требует осмысления.

Авторы настоящей статьи придерживаются осторожных оценок и полагают, что AI пока дает возможность интенсифицировать применение многих традиционных методов технико-технологического анализа, а разработка оригинальных исследовательских методик изучения произведений искусства с помощью AI – дело будущего.

Третья тенденция 2010-х в области работы с изображениями – разработка платформ визуального поиска в коллекциях историко-культурного наследия – активно реализуется во всем мире (например: Art-UK; Japanese Woodblock Print Search; PHAROS; а также Google Arts & Culture initiatives и др.). Так, весной 2020 г. в Великобритании стартовал проект Deep Discoveries («Глубокие открытия») (URL: https://tanc-ahrc.github.io/DeepDiscoveries/index.html), цель которого — разработка «визуального поиска», основанного на применении одного из методов искусственного интеллекта: сопоставлении похожих изображений с учетом их визуальных характеристик (цвет, рисунок, форма). Проект направлен на создание поисковой платформы компьютерного зрения, которая может идентифицировать и сравнивать изображения в масштабах всех оцифрованных коллекций, хранящихся в Англии. Аналогичный проект реализуется сотрудниками Норвежского национального музея ^[178].

А группа исследователей из Microsoft и Массачусетского технологического института (MIT) в проекте MosAIc (презентация проекта — URL: https://microsoft.github.io/art/) усложнила задачу и создает систему для поиска взаимосвязей между предметами искусства из различных культур и эпох, что позволяет отследить во времени процесс культурного обмена между различными территориями (URL: https://microsoft.github.io/art/app/%3Fid%3DMTk0MTEz).

В России применение специализированных технологий получения электронных изображений высокого разрешения по-прежнему сконцентрировано в области реставрации и технико-технологического изучения музейных предметов. Однако в последнее десятилетие стали появляться немногочисленные совместные работы музейных сотрудников и специалистов научных организаций, специализирующихся на современных методах мультиспектральной макрофотосъемки и информационных технологий. Несколько подобных исследований проведено сотрудниками ГИМ, Института космических исследований РАН и Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» ^{[179; 180]}.

Описания уже реализованных или выполняемых в настоящее время проектов можно продолжать, но представляется, что и приведенных примеров достаточно, чтобы подтвердить правильность вывода, сделанного целевой группой европейского проекта EuropeanaTech AI for GLAMs и опубликованного осенью 2021 г. в аналитическом отчете об основных направлениях применении AI в музейной деятельности ^[181], в котором в качестве наиболее востребованных технологий для музейного сообщества в настоящее время названы технологии создания высококачественных электронных изображений и работы с оцифрованными коллекциями, в том числе с применением методов Data Science.

Подводя итог рассмотрению истории разработки систем создания электронных изображений предметов музейного хранения и их (электронных изображений) применения во внутримузейной деятельности (в области реставрации, консервации, каталогизации, научных исследований, публикации и т. п.), авторы свели в одну таблицу (Таблица № 1, ч. 1-3) критерии, послужившие основой для выделения хронологических периодов, и результаты, достигнутые в ходе каждого из них. Содержание ячеек Таблицы наглядно демонстрирует поступательное развитие техники, технологий и методов использования электронных изображений, при котором на каждом следующем этапе эволюции сохранялись те достижения, которые были сделаны на предыдущих, появлялись новые методологические, технические и технологические решения, позволяющие расширять круг музейных предметов, для которых создаются электронные изображения, а также совершенствовать методики их изучения.

Таблица № 1. Эволюция техники и технологии создания электронных изображений предметов музейного хранения, форматов сжатия, целей использования ЭИ.

Ч. 1: Технические и технологические аспекты

Таблица № 1 . Эволюция техники и технологии создания электронных изображений предметов музейного хранения, форматов сжатия, целей использования ЭИ

Ч. 2: Объекты оцифровки, организации, проектыТаблица № 1 . Эволюция техники и технологии создания электронных изображений предметов музейного хранения, форматов сжатия, целей использования ЭИ.

Ч. 3: Цели создания и использования электронных изображений; пользовательская аудитория

Завершая изложение результатов проведенного историографического исследования, авторы считают необходимым подчеркнуть, что:

- поставленная историографическая проблема далеко не исчерпана и заслуживает более углубленного изучения и описания в историческом контексте как на основе привлечения и анализа широкого комплекса уже выявленных источников, так и с привлечением результатов мониторинга и исследований современных тенденций и практик, реализуемых в различных проектах;

- предложенная периодизация носит дискуссионный характер и может быть скорректирована под влиянием вновь выявленных фактов и научных публикаций.

В любом случае изучение цифровой трансформации методов технико-технологического анализа музейных предметов, которая произошла во второй половине XX – начале XXI вв., а также исследование истории конструирования и развития оборудования, предназначенного для создания высококачественных электронных изображений, специализированных программных приложений и внедрения методов Data Sсience во внутримузейную деятельность (реставрационные процессы, атрибуцию, экспертизу подлинности, обеспечение сохранности и безопасности музейных коллекций, искусствоведческие исследования и т.п.) представляется чрезвычайно перспективным направлением, а знание историографии, содержания, технических и технологических решений, результатов и выводов, полученных в наиболее значимых проектах, способно помочь исследователям оптимизировать дальнейший научный поиск.

Примечания

1. «Для сохранения культурного наследия … нам нужно уметь полностью воссоздавать объект историко-культурного наследия в цифре, используя различные технологии оцифровки, максимально достоверно и полно, и даже прогнозировать, что с ним будет происходить с течением времени. А еще лучше - наблюдать за объектом, в том числе в хранилище, смотреть за изменением его состояния. Для некоторых экспонатов мы и сейчас постоянно ведем такой частичный мониторинг с периодичностью раз в полгода или реже». Цит. по: Мельник Ольга. Интервью: «Владимир Определёнов: «Самая большая сложность в том, что мы пытаемся оцифровывать аналоговые процессы» // IT World. 31.03.2021.

Очевидно, что В. Определенов путает 3D-модель объекта и базу данных по управлению подлинниками музейных предметов, куда модель может быть интегрирована в качестве иллюстрации. Отражение в модели изменений, происходящих в самом предмете в процессе его бытования (в том числе в музее) (мониторинг состояния), осуществляется либо с помощью повторного создания и обновления модели (что довольно трудоемкий и капиталозатратный процесс, отнюдь не безопасный для сохранности самого предмета), либо на основе информации, задокументированной хранителями. В любом случае идея не нова, она уже была реализована в описанной выше системе EROS и детально проработана в Программе информатизации учетно-фондовой работе ГИМ.