Оцифровка диорам

Трехмерная оцифровка диорам Е. И. Дешалыта в Биологическом музее

В Биологическом музее в настоящее время экспонируется пять диорам народного художника РСФСР Ефима Исааковича Дешалыта, привлекая посетителей своей красочностью и реалистичностью. В экспозиции «Эволюционное учение Ч. Дарвина», открытой в 1959 г. к 150-летию со дня рождения учёного и к 100-летию выхода его книги «Происхождение видов», было создано три диорамы: «Смешанный лес», «Пустыня Средней Азии» и «Берег Баренцева моря». Сотрудники специально выезжали в экспедиции для сбора природных материалов. До этого зал был посвящен «Дарвинизму и мичуринскому учению» (1955). В нем располагалось пять диорам, демонстрирующих взаимоотношения живых организмов со средой обитания на примере различных биотопов СССР. Они тоже были созданы сотрудниками диорамно-макетной мастерской комбината декоративно-оформительского искусства Художественного фонда РСФСР под руководством Е. И. Дешалыта.

Позднее сотрудничество продолжилось. В зале «Мир животных» была создана диорама «Тетеревиный ток» (1982). В экспозиции «Мир растений» — диорама «Пойменный луг» (1984), показывающая типичное луговое разнотравье средней полосы России. Кроме этого, Е. И. Дешалыт создал диораму «Иван Владимирович Мичурин с сотрудниками и посетителями в опытном саду» для экспозиции «Принципы и методы работы Мичурина и достижения советской селекции в растениеводстве», которая демонстрировалась в музее в 1968—1980 гг.

В 2021 г. к 100-летию со дня рождения Е. И. Дешалыта музей совместно со студией ITMUS.ru приступил к созданию 3D-копий диорам. Процесс включал в себя несколько этапов. Первый — подготовительный: поскольку некоторые витрины не открывались с момента реставрации в 1980-х, процесс открытия, а в некоторых случаях и демонтаж стёкол, занимал до нескольких часов для каждой диорамы. Правильное студийное рассеивающее освещение играет большую роль в получении хорошего результата, поэтому были использованы комплект постоянного света из четырёх единиц с возможностью изменения холодного и тёплого цветового оттенка и интенсивности. Для наилучшего последующего распознавания как на деревянный короб диорамы, так и на фрагменты предметного плана и фонового полотна мы нанесли 6—8 круговых маркеров в виде наклеек, не приносящих вреда самому предмету (маркеры убрали из сцены на этапе постобработки готовой модели). В каждой сцене с подробной моделью диорамы мы располагали фотограмметрическую линейку — универсальный автоматизированный инструмент для масштабирования и верификации масштабов получившейся трёхмерной копии. Для точной передачи цвета перед съёмкой мы расположили в сцене цветовую мишень.

Темп съёмки диорам варьировал от сложности предметного ряда. Процесс самой съёмки был разбит на два этапа для каждой диорамы: съёмка диорамы в пространстве зала в окружении соседних витрин для масштабирования (примерно 300 фото на диораму); съёмка самой диорамы в высоком качестве (800—1700 фото на диораму). Несмотря на очевидный прогресс технологии фотограмметрии, он всё ещё несовершенен. В диорамах много разноразмерных растений и животных (в том числе мелких насекомых), поэтому была поставлена цель сделать максимальное количество фотографий для передачи этих деталей. Всего было сделано и обработано 7107 фотографий.

Следующий этап — обработка фотографий для построения текстурированной трёхмерной модели в программе Reality Capture. Предварительно мы просеяли и удалили все размытые фотографии, а также проставили «ключевые точки» (маркеры), общие для нескольких фотографий. Все модели диорам просчитывались c максимально возможной детализацией (около 230 млн полигонов), поэтому для показа корректного отображения и быстрой загрузки при показе в интернете геометрию модели необходимо было упростить и сгладить до 1—5 млн полигонов, но сохранить мелкие детали типа листвы и насекомых. После этого текстуру (картинку, которая обтягивает геометрию модели) мы корректировали по цветовой мишени, а также убирали следы от маркеров-меток.

Полученные 3D-модели диорам представлены в двух видах: диорамы в пространстве зала и в более детализированном виде сами сцены диорам (всего десять 3D-моделей). Они загружены на Sketchfab-канал музея (https://sketchfab.com/biomuseum) и в виде iframe встроены в специальную страницу на сайте музея со всеми диорамами. Сотрудники музея подготовили сопроводительный текст для аудиогида. Полученные диорамы оптимизированного размера можно будет посмотреть в 3D-формате на сайте музея, параллельно прослушивая аудиогид. Это возможно благодаря функционалу платформы Sketchfab и «точкам интереса», по которым можно «перелетать» с фрагмента на фрагмент модели, меняя ракурс обзора.

Полученные трёхмерные модели, а также архив исходных фотографий (более 85 Гб) можно будет использовать в научных и презентационных целях.

Выражаем благодарность

• сотрудникам Студии ITMUS.ru Нурлану Ильдаровичу Ахтамзяну и Амиру Ильдаровичу Ахтамзяну

• кураторам экспозиционных залов Михаилу Васильевичу Касаткину, Елене Николаевне Михеечевой и Ярославе Игоревне Алексеевой

• автору текстов для аудиогидов Юлии Вадимовне Шубиной

• куратору проекта Марине Владимировне Куликовой