Моделирование и реконструкция археологических объектов
В археологических исследованиях в настоящее время все шире применяются компьютерные технологии. Идет разработка методов создания и анализа пространственных компьютерных моделей.
В современных условиях объем исходных археологических данных резко возрос, поэтому для статистического анализа необходимостью стало использование специализированных программных средств с целью накопления и хранения полученной информации. Данное обстоятельство определило этап «компьютеризации» в археологии – разработку археологических баз данных и информационно-поисковых систем.
В археологических исследованиях востребованность компьютерных изображений очевидна, однако при этом используется только визуальный иллюстративный аспект археологической компьютерной графики. При таком подходе наглядность археологических материалов становится выше.
В анализе археологических данных возможности компьютерной графики используются сравнительно недавно, что связано с применением ГИС как специализированного класса программного обеспечения. Геоинформационные системы (ГИС) по своей сути являются детальной, точной и достоверной моделью территории.
ГИС описывает пространственные объекты этой территории, их расположение, характеристики, взаимосвязи. В основе моделирования процессов в истории лежит выявление взаимосвязей – расположение археологических памятников, участков, на которых древние люди занимались своей хозяйственной и производственной деятельностью с существовавшим в то время ландшафтом.
Моделирование в археологии имеет свой опыт, предполагающий реконструкцию событий, происходивших в истории в целом в пределах регионов.
Археологические памятники при моделировании рассматриваются как монолитные точечные объекты, имеющие свои географические координаты и небольшие количественные характеристики – культурно-историческую его принадлежность, например, тип памятника и др.
К сложной задаче, но интересной относится моделирование процесса формирования какого-либо отдельного археологического памятника, а также выявление комплексов на его территории. Сформулировать предположения о том, как возник, формировался и развивался изучаемый археологический объект, позволяет культурный слой памятника, который рассматривается как система со сложной структурой.
Уже в самой методике археологических исследований заложена возможность пространственного моделирования.
Проследить динамику формирования исследуемого памятника и его существования позволяет последовательная фиксация в ходе раскопок характеристик культурного слоя. Таким образом, набор исходных данных, положенных в основу, позволяет построить пространственную компьютерную модель культурного слоя памятника.
Для создания такой модели исходные данные находятся в традиционной археологической документации – это послойные планы расположения объектов, прорисовка стратиграфии культурного слоя, карты распределения находок по всем горизонтам, а также полевые и коллекционная описи.
Моделирование формы археологических объектов
При исследовании археологических памятников компьютерное моделирование решает задачу построения пространственной модели культурного слоя. Эта модель объединяет информацию об объектах и слоях, зафиксированных в процессе раскопок.
Сформировать трехмерную модель археологических объектов можно на основе традиционной археологической документации.
На городище Иднакар, например, при раскопках 1974-1995 гг. полученные планиграфические разрезы были расположены в пространстве с шагом 0,20 м по аппликате Z. Поскольку специалисты перешли в настоящее время на новую методику раскопок, то расстояние между смежными планами по оси Z составляет 0,05 м.
Стратиграфические разрезы расположены по абсциссе X и ординате Y с шагом 3,0 м. Для того чтобы предложенный метод был реализован для построения базовой модели выбирается набор контуров.
При этом важно учитывать, что в процессе формирования пространственной модели вертикальные и горизонтальные разрезы преобразуются в трехмерный образ, поэтому необходимо определить какие сечения несут наибольшую информативность.
На этом основании элементы культурного слоя делят, правда, условно, на локальные и протяженные пространственные объекты. Протяженные объекты – это элементы культурного слоя, которые выходят за пределы (рамки) моделируемого пространства по той или иной координате. Такими объектами, например, могут быть различные регулярные слои и напластования, оборонительные сооружения.
Локальные объекты являются замкнутыми, полностью расположенные в границах моделируемого пространства, например, ямы, очаги, основания сооружений и другие элементы культурного слоя памятника. Таким образом, для формирования базовой трехмерной модели протяженных объектов, исходными данными являются контуры границ, которые были выявлены на стратиграфических разрезах. Планиграфические разрезы в этом случае могут использоваться для уточнения и оценки качества построенной модели.
При моделировании локальных объектов используется иной подход – стратиграфические разрезы используют для уточнения модели, а планиграфические карты используются в качестве базовых. Данный подход наглядно показывает результаты трехмерного моделирования протяженного объекта – это внутренняя линия оборонительных сооружений городища Иднакар.
Сформированная пространственная модель отражает особенности формы этой линии укреплений – внутренняя сторона вала вертикальная, с внешней стороны разнообразные врезки и заполнение рва слоем глины в более позднее время.
Повышает информативность такой модели, построение которой не является самоцелью, выбор её ракурса относительно наблюдателя.
Использование технологии пространственного моделирования, таким образом, дает возможность изучить особенности формы объекта в деталях.
Научная реконструкция в археологии
Реконструкция в археологии – это процесс воссоздания физического вида древнего объекта, который он предположительно имел в прошлом.
Процесс воссоздания идет на основе обнаруженных артефактов и археологических данных. Изучая руины и остатки сооружений, археологи определяют их использование в прошлом.
В ходе раскопок археологи постоянно реконструируют остатки археологических объектов, например, первоначальный вид кургана, землянки, каменной кладки, очага, устройство могильных сооружений, первоначальное положение погребенного и др.
Простейшие реконструкции предполагают описательный характер, в виде записей в дневнике, куда заносят предполагаемый первоначальный вид, форму, размер предмета. Простейшие реконструкции имеют связь с научными предположениями.
Собрав достаточное количество материала, археологи могут приступить к процессу реконструкции. Основным методом при этом является компьютерное моделирование и виртуальная реалистическая графика.
Специальные технологии и программы позволяют создавать визуальные модели археологических объектов, благодаря которым можно виртуально погрузиться в далекое прошлое.
Реконструкция может быть модельной или реальной. Выбор оптимального момента в реальной реконструкции является важным и ответственным. К этому моменту приводится облик объекта, и сведение к этому моменту означает гибель остатков деталей, часто гибель безвозвратную.
Надо сказать, что в археологическом материале могли откладываться схоластические процессы, поэтому восстановление опирается на теорию вероятности и результат однозначным не может быть.
Когда однозначная реконструкция и предсказание невозможны, то это совсем не значит, что всякая реконструкция и предсказание тоже невозможны. При ограничении пределов точности вероятностная реконструкция может быть очень надежной.
При реконструкции не требуется восстановить диаметр склеиваемого горшка с точностью до микронов, потому что нужные параметры можно восстановить такими, какие они были. Это говорит о том, что в археологии надежная реконструкция вполне возможна не всего объекта, а только некоторых параметров в заданных пределах.
Безусловно, в археологии значение реконструкции неоценимо, потому что оживляет историю, дает возможность увидеть жизнь людей в прошлом.
Благодаря реконструкции археологи проверяют свои гипотезы, формулируют новые вопросы, расшифровывают тайны древних цивилизаций.
