Наземное лазерное сканирование — уникальная бесконтактная технология, позволяющая получить 3D-модель объекта с высокой скоростью, точностью и детальностью. Лазерное сканирование в археологии применяется для решения различных задач:

• фиксация,
• визуализация,
• локализация,
• музеефикация,
• создание интерактивных виртуальных экспозиций.

Фиксация

Фиксация археологического материала является неотъемлемой частью исследования памятника, поскольку культурный слой в ходе раскопок полностью утрачивается. Методы фиксации в археологии развивались параллельно с самой археологической наукой, процесс этот продолжается и в настоящее время.

Одним из самых современных методов фиксации в археологии является наземное лазерное сканирование. Скорость, с которой 3D лазерное сканирование выполняет съемку раскопов в полевых условиях, особенно востребована в охранной археологии, когда работы проводятся в соответствии с временным графиком.

Первичным результатом лазерного сканирования является облако точек. Уже этот материал содержит в себе метрическую информацию о сканируемом объекте с миллиметровой детальностью.

Облако точек можно импортировать в стандартные САПР, например AutoCAD и составить археологический план, разрез, извлечь любую геометрическую информацию. Если по какой-либо причине возможность обработки облака точек отсутствует в настоящее время, ею можно воспользоваться позже — облако точек является точным и высокодетальным слепком с реального объекта, виртуальной копией, которая хранит пространственную информацию бесконечно долго.

Эта возможность лазерного сканирования — быстро, качественно, без человеческого фактора зафиксировать состояние археологического объекта — используется для архивации данных о памятниках культуры, находящихся под угрозой исчезновения.

Визуализация

По облаку точек можно не только составить археологический план, но и создать полноценную 3D-модель раскопа. Трехмерная модель создает более наглядное, живое представление об объекте археологии. 3D-модель также несет в себе все метрические характеристики, также существует возможность наложить текстуру, снятую встроенной в 3D сканер фотокамерой или камерой сторонней. Полученную модель можно использовать для научной реконструкции, демонстрации, записать на диск и вложить в монографию, передавать коллегам, сдать в архив, либо опубликовать на сайте.

Локализация

Микрорельеф местности, полученный по данным лазерного сканирования, может многое сказать о том, что скрыто. Программное обеспечение для обработки облаков точек позволяет отфильтровывать растительность, здания и сооружения, оставляя только поверхность земли.

В последнее время в археологии все более популярным становится междисциплинарный подход к изучению памятника. Преимущества, которые можно получить от совокупного использования нескольких методов, очевидны. Исходя из идеи, состоящей в совместной обработке данных методов археологической рекогносцировки для решения проблемы локализации, лазерное сканирование решает задачу съемки микрорельефа до начала археологических раскопок. Совместное наложение карт микрорельефа, электроразведки, геомагнитной съемки зачастую позволяет достаточно точно локализовать местонахождение скрытых объектов, что позволяет спланировать археологические работы, сэкономить бюджет.

Музеефикация, создание виртуальных экспозиций

Виртуальный тур, виртуальный музей, или интерактивное 3D-приложение – мультимедийный программный продукт, погружающий в виртуальную реальность, созданную на основе реальных, либо вымышленных, виртуально реконструированных объектов и представляющий музейную экспозицию в электронном виде.

В качестве объекта может выступать существующая музейная экспозиция, отдельный памятник архитектуры или целый квартал, историческая сцена в прошлом, удаленный или труднодоступный объект.

На территории виртуальной реальности вам предоставляется полная свобода действий: прогулка, облёт и осмотр объекта, знакомство с интерьером, ландшафтом, мультимедийное взаимодействие с объектами виртуальной реальности: получение информации, управление погодой, временем года и временем суток. Возможно использование анимации, проигрывание сценариев. Высокая реалистичность достигается путём проработки качественных, детальных текстур, подбором звукового сопровождения (пение птиц, шум прибоя, звуки автомагистрали), использованием анимированных объектов (автомобили, пешеходы, животные), применением совершенных алгоритмов моделирования физического мира.

Благодаря эффекту погружения, визуальной привлекательности, информационной составляющей, интерактивные 3D-приложения способствуют осуществлению просветительской, образовательной и популяризаторской деятельности.

В интерактивном 3D-приложении возможно не только всесторонне изучать музейный объект визуально, но и активно взаимодействовать с ним. Например, получить описательную информацию, историческую справку, измерить габариты, увидеть и услышать экспонат в действии в различном окружении и в разных состояниях. Возможно создание каталога экспонатов с функциями просмотра, поиска, сортировки.

С помощью современных технологий в виртуальной реальности можно представить как реальные объекты, так и несуществующие (либо существовавшие в прошлом). Доступна комбинация различных состояний одного объекта с возможностью простого переключения.

Программное обеспечение, разработанное нашей компанией, позволяет дополнить виртуальную сцену дополнительной информацией. Например, текстовое, звуковое или видео-описание, а также любую другую информацию можно получить, просто кликнув мышкой на объект, не покидая сцены. Программа полностью вовлекает пользователя и оставляет яркие впечатления как от посещения реального места.

Часть работы по исследованию виртуального объекта, получению информации о нем, пользователь выполняет самостоятельно, что влечёт за собой повышение вовлеченности и доверия. Высокий уровень вовлеченности в процесс познания приводит к увеличению запоминаемости, качественному усвоению информации.

Виртуальные туры могут стать в некоторой степени средой общения пользователей между собой и работниками музея, что позволит осуществлять коммуникацию с общественностью на качественно ином уровне, оперативно собирать пожелания и рекомендации посетителей.

Виртуальная реальность расширяет границы музейной деятельности, делает доступными памятники естественной истории, материальной и духовной культуры для людей с ограниченными возможностями.

Наибольшее распространение получили следующие варианты использования интерактивных 3D-приложений:

• Виртуальные экскурсии – запрограммированный сценарий перемещения по 3D-сцене. Пользователя в виртуальной экскурсии может сопровождать трехмерный виртуальный персонаж, играющий роль гида. Экскурсия может сопровождаться звуковым оформлением, субтитрами. В процессе экскурсии осуществляется не только погружение пользователя в среду, но и демонстрация экспонатов наиболее адекватным для них образом. Виртуальная экскурсия может быть размещена на сайте музея, на стационарном компьютере (оформляется в виде DVD) либо на мобильном устройстве.
• Встраивание в существующую экспозицию. Установка виртуальной реальности представляет собой персональный компьютер с установленным интерактивным 3D-приложением и интерфейс «компьютер-пользователь» с эффектом погружения. Например, стереопроектор, 3D-монитор или шлем виртуальной реальности.
• Организация доступа к музейным ценностям. Виртуальный музей может стать платформой для обмена научными данными. С помощью технологии лазерного сканирования возможно создать геометрически и визуально точную копию экспоната, от мелкой монеты до крупного архитектурного объекта. Выложенные для общего доступа научных специалистов данные могут послужить основой для новых работ и открытий.