Оцифровка петроглифов преподнесла сюрприз

Тайное стало явным

Виртуальные экскурсии по древним городищам, 3D-модели курганов и святилищ, реконструированные нейросетями образы знати из скифо-сакских захоронений… Сами археологи называют digital-технологии революцией в деле сохранения исторического наследия. Давно никто не зарисовывает раскопки на миллиметровке, не делает вручную карты местности, все этапы практически сразу фиксируются в трехмерных моделях. В Восточном Казахстане еще в 2018 году археологи получили первый опыт цифровой реконструкции, когда вместе с айтишниками и геологами использовали дистанционную съемку древних копей массива Дельбегетей. Научной группе удалось воссоздать виртуальные рудники III–II тыс. до нашей эры.

Тогда же известный археолог Зейнолла Самашев поделился с техуниверситетом им. Д. Серикбаева тревогой: растущая популярность древнего комплекса Акбауыр стала роковой для его уникального грота: чем больше наплыв туристов, тем быстрее гаснут и исчезают петроглифы. Ученый высказал надежду, что университетская наука поможет увековечить наскальные изображения хотя бы виртуально.

Как рассказала кандидат исторических наук, руководитель вузовского музея «Большой Алтай» Ольга Зайцева, большинство из известных петроглифов были либо выбиты на камнях, либо выгравированы или нанесены шлифовкой. И совсем немного мест, где найденные рисунки нанесены красной минеральной краской. Исследователи называют их писаницами и датируют концом III – началом II тыс. до нашей эры. То есть им больше четырех тысяч лет!

– Вода, ветер и солнце сильно влияют на краски, – рассказывает Ольга Викторовна. – Бывает, на скалах образуется кальцитовая корочка, она защищает рисунки, но в то же время прячет их, затрудняет обнаружение. Сохранность писаниц зависит также от состава краски и скальной поверхности. Например, в Восточном Казахстане все известные изображения – это рисунки на светлых гранитах в хорошо защищенных гротах или скальных нишах. К сожалению, часть писаниц, о которых упоминалось в XIX веке, ушла под воду при строительстве гидроэлектростанций на Иртыше.

Компьютерная программа восстановила первоначальный тон пигмента

Минувшим летом научная группа взялась за проект оцифровки петроглифов. Работы начали с Акбауыра. Писаница в знаменитом гроте – это композиция из почти 80 фигур и знаков, в том числе стилизованных изображений человека, конусовидных жилищ, повозок, животных. На потолке грота – пропускающее дневной свет отверстие в виде сердца. Часть изображений темно-красной охрой в последние годы начала гаснуть буквально на глазах, некоторые элементы стало невозможно различить невооруженным глазом. Исследователи опробовали различные способы, чтобы проявить их, взяв за основу технологии разделения по яркости и цветовому сигналу – методы пигментных карт и декорреляционного растяжения. Первым шагом стала съемка с дрона и на земле окружающего ландшафта. Специалисты сделали три серии кадров с различной высоты и разным разрешением. Еще три серии фото были получены с земли: грот сняли с внешней стороны, затем выполнили кадры внутренних сводов, плюс провели крупномасштабную съемку стен и потолка с высоким разрешением.

– С максимальным разрешением делались фотографии по всей площади внутри грота, так как там могли присутствовать плохо сохранившиеся рисунки, – поясняет глава музея. – Ребята предложили ряд «фишек», например, позиционные маркеры, чтобы в дальнейшем при моделировании выровнять картинки. С помощью крутой программы обработали четыре блока данных: окружающая территория, прилегающая, вход в грот и внешняя скала, внутренние своды.

Из каждой модели исследователи взяли необходимые области и дополнительно обработали на яркость, разделение цветов, насыщенность, каналы тонов. Убрали так называемые «шумы»… Результаты оказались сногсшибательными! Проявились явные контуры плохо различимых знаков и фигур, но главное – в левой верхней части грота открылись рисунки, которые прежде никто не видел. По словам Ольги Викторовны, цифровое «зрение» увидело жилище конусовидной формы, стилизованное изображение человека плюс антропоморфную «решетчатую» фигуру – своего рода визитную карточку восточно-казахстанских писаниц. Похожие «решетчатые» фигуры ранее были замечены на затопленных сегодня скалах Бухтарминского водохранилища, их можно увидеть в Уланском районе, например, в гротах Кокентау и Бюртастагана. Есть аналоги, правда, редкие, еще в Южной Сибири и Монголии.

– Изображения являются предельно схематичными и символическими, – говорит руководитель музея. – Но даже при этом можно понять, что в гроте Акбауыра древний художник запечатлел жизнь поселка: разнотипные жилища, окружающий горный пейзаж, людей, повозку, животных.

Итогом экспедиции на Акбауыр стала интерактивная трехмерная модель грота и прилегающего ландшафта. Каждый может зайти на платформу Sketchfab по ссылке https:⁄⁄sketchfab.com⁄3dmodels⁄akbaur-b06700d326054 bf3b333ad41257f20ae, посмотреть комплекс ранней бронзы во всех подробностях, изучить каждую деталь. Как подчеркнула историк, если раньше среди предложений по реставрации писаниц звучали даже идеи по нанесению нового слоя краски, то сегодня об этом нет и речи. Основным подходом в изучении и сохранении культурного наследия становятся цифровые технологии.

Краску брали на рудниках

Похожую работу научная группа тех­университета выполнила также на другом памятнике ранней бронзы в Уланском ­районе – гроте Сартынбет. Эта мини-­пещера в виде купола расположена в знаковом месте – у горного трезубца Аиртау, рядом с озером. Гранитные стены хранят удивительную композицию из изображения людей, стоящих, как по линейке, в несколько рядов. Рисунки охрой занимают площадь чуть больше двух квадратных метров. Они очень схематичные: одни в виде вертикальной линии, другие – как трапеция, разделенная на две части, третьи напоминают ромб. Голова едва обозначена, руки и ноги как рудименты. По мнению знатока восточно-казахстанских петроглифов Зейноллы Самашева, на сводах Сартынбета запечатлен некий коллективный ритуал.

Считалось, что памятник Сартынбет неплохо изучен, однако по опыту Акбауыра исследователи заведомо предположили возможные сюрпризы. И не ошиблись. Во-первых, в связи с особенностями сводов никто до сих пор не снимал всю композицию одним кадром. Делали только фрагментарные снимки. Во-вторых, архео­логи ни разу не брали образцы, чтобы провести химический анализ древней краски. Ее состав оставался тайной. Научная группа нашла выход, применив рентгенофлуоресцентный способ: ничего не отколупывалось, не ковырялось, не отшелушивалось, рисунок просто облучили портативным рентген-аппаратом и проанализировали вторичное излучение на детекторе. Умный прибор с высокой долей точности определил состав элементов.

– Мы подтвердили гипотезу, что крас­ный пигмент получен из железосодержащих минералов, – продолжает Ольга Викторовна. – Судя по однородному химическому составу, скорее всего, использовалось сырье из одного рудного источника. И похоже, в него добавляли известь, так как в пигменте отмечено высокое содержание кальция. Известно, что добавление кальция обеспечивает рисункам долговечность. Кроме того, мы предположили, что краска была жидкой, так как цвет сохранился в углублениях, но был утерян на выступающих частях гранита.

При создании 3D-модели Сартынбета исследователи прошли уже известный алгоритм: провели несколько съемок с помощью дрона и на земле в разных масштабах, с различной детализацией, высоким разрешением. Сделали кадры окружающего ландшафта и внутреннего пространства грота. Обработали каждый из блоков с помощью компьютерной программы, совместили «мозаи­ку» в единый образ. В ходе цифровой реставрации программа удивила тем, что «проявила» первоначальный оттенок пигмента, сохранив естественные светло-коричневые вкрапления кварца на скале.

– Впервые на основе цифровых методов была выполнена прорисовка всей композиции грота Сартынбет, – подчеркнула директор музея. – Причем мы уточнили ее, выявив множество зон с пигментом, которые невидимы глазом.

Всего в ходе полевых работ 2024–2025 годов исследователи выявили и задокументировали 74 грота, содержащих больше 700 древних изображений и знаков. В том числе крупнейший в Центральной Азии комплекс петроглифов зафиксирован, например, в местности Кокентау. Цифровые двойники выложены в открытом доступе на хостинге Sketchfab и позволяют познакомиться с историческим наследием Восточного Казахстана и Прииртышья в любом уголке мира, где есть Интернет. В дальнейших планах – серия археологи­ческих экспериментов по реконструкции древних технологий нанесения рисунков. Предстоит выяснить, как готовились крас­ки, какие компоненты использовались, какими инструментами наносились изображения на скалы.

– Мы хотим начать еще интерактивные занятия с детьми, – поделилась идеей руководитель университетского музея. – Представьте, школьники узнают о древних техниках, о возможностях цифровой реконструкции и экспериментальной археологии. Это же лучший способ заинтересовать подрастающее поколение историей и культурой своей страны.