3D-модели древних крестов
Российские ученые впервые в мировой практике создали виртуальные 3D-модели двустворчатых закрытых древнерусских крестов-энколпионов методами нейтронной и синхротронной томографии. Над проектом работают сотрудники Института археологии РАН и Национального исследовательского центра «Курчатовский институт». Благодаря созданным моделям появилась возможность увидеть внутреннее строение объектов, документировать наличие и характер распределения вложений в их внутренних полостях, а также зафиксировать степень коррозии створок и ее распространение, сообщает пресс-служба Института археологии РАН.
«Методы нейтронной и синхротронной визуализации дают хорошие результаты при исследовании артефактов, имеющих сложное неоднородное строение, — пояснила “Стимулу” старший научный сотрудник отдела средневековой археологии кандидат исторических наук Ирина Зайцева. — Кресты-энколпионы имеют две створки, часто украшенные черневым декором, и внутреннюю полость, содержащую вложенные реликвии. Применение этих методов позволяет провести комплексное исследование предмета: без разрушения объекта увидеть строение внутренней полости, расположение вложения внутри нее, а также реконструировать технику нанесения черневого рисунка —профили канавок под чернь, зазоры между чернью и створкой, профили самого черневого декора».
Методы комплексной радиационной диагностики являются новаторскими для изучения объектов культурного наследия России. В результате сотрудничества ученых были разработаны методики адаптации современных ядерно-физических методов для анализа археологических артефактов, позволяющих применять бесконтактные и недеструктивные способы анализа древних предметов с сохранением точности и достоверности получаемых данных. Такие исследования способствуют более полному раскрытию потенциала одной из наиболее ярких групп средневековой металлопластики как источника информации о культуре средневековой Руси и обеспечивают новый уровень визуализации объектов.
Речь идет о применении неразрушающих методов нейтронной и синхротронной визуализации, основанных на взаимодействии проникающего излучения с веществом, для изучения археологических предметов. Объектами для такой работы были выбраны двустворчатые закрытые древнерусские кресты-энколпионы.
В работе использовались установки Курчатовского института, расположенные на двух источниках излучения: исследовательском реакторе ИР-8, являющемся источником тепловых нейтронов, и Курчатовском источнике синхротронного излучения. Нейтронная и синхротронная (рентгеновская) визуализация являются взаимодополняющими методами вследствие различной природы взаимодействия излучения с веществом.
Визуализация основана на просвечивании исследуемого объекта пучком излучения и одновременной регистрации при помощи соответствующего детектора, распределения потока излучения за объектом. За счет неодинакового ослабления пучка при прохождении через образец, имеющий неоднородный химический состав и (или) распределение плотностей, формируется теневая картина — радиограмма объекта. При наборе серии теневых картин, полученных при повороте объекта относительно пучка, и последующей математической обработке получается томографическое, или трехмерное, изображение объекта. Имея трехмерное изображение, можно получить любое желаемое сечение объекта, наилучшим образом отображающее взаимное расположение его частей. Трехмерное изображение также может быть использовано для построения 3D-моделей объектов, в которых разные составные части окрашиваются в разные цвета, делая изображение внутреннего строения наиболее наглядным.
Создание виртуальных и материальных 3D-моделей (копий) археологических объектов предоставляет новые возможности для их научного документирования и музейного экспонирования и позволяет на современном высокотехнологичном уровне обеспечить работу с археологическими и музейными артефактами: научный анализ, создание копий, демонстрация для популяризации объектов культурного наследия в интернете.
«В настоящее время в НИЦ “Курчатовский институт” проведен анализ бронзового позолоченного образка, украшенного разноцветными эмалями с двух сторон. Планируем создание модели этого предмета, - рассказала Ирина Зайцева. — Из новых находок этого года в Курчатовский институт передано перекрестье меча X–XI веков, найденного на одном из селищ Суздальского Ополья. Это уникальная находка, чрезвычайно редкая в археологии Древней Руси. Железное перекрестье украшено серебряной инкрустацией. Предмет покрыт слоем коррозии и имеет плохую сохранность. Надеемся, что специалисты из Курчатовского института помогут нам полностью увидеть декор перекрестья».