Реставрация старых картин — процесс, требующий и художественного чутья, и усидчивости. На восстановление одного полотна уходят месяцы и даже годы. Алекс Качкин, аспирант Массачусетского технологического института (MIT), предложил метод, который использует искусственный интеллект и полимерные маски для быстрого и обратимого восстановления поврежденных произведений искусства. Его разработка, описанная в журнале Nature, обещает вернуть к жизни тысячи картин, спрятанных в запасниках музеев.
От хобби к научному прорыву
Алекс Качкин — не профессиональный реставратор, а инженер-механик, для которого восстановление картин начиналось как хобби. Однажды он потратил девять месяцев на барочную итальянскую картину, и это заставило его задуматься: нельзя ли ускорить процесс с помощью технологий? Идея появилась в 2021 году во время поездки через всю страну в MIT. Тогда он посещал галереи и видел, сколько поврежденных произведений остаются недоступными для публики из-за нехватки ресурсов на реставрацию. По данным Nature, около 70% картин в музейных коллекциях хранятся в запасниках, в том числе из-за высокой стоимости восстановления.
Качкин решил применить свои знания и современные технологиии, чтобы создать метод, который не только ускоряет процесс, но и делает его обратимым, сохраняя оригинал в неприкосновенности. Его решение — сочетание компьютерного зрения, искусственного интеллекта и инновационного подхода к печати полимерных масок.
Как это работает: от скана до маски
Процесс начинается с традиционной очистки картины, чтобы убрать старые реставрационные наслоения. Затем полотно сканируется с высоким разрешением, и данные передаются в программное обеспечение, разработанное Качкиным. Оно анализирует повреждения и создает цифровую версию восстановленного изображения. Алгоритмы компьютерного зрения определяют, как должны выглядеть утраченные фрагменты, основываясь на сохранившихся частях картины и стиле художника.
Качкин сознательно отказался от использования генеративных ИИ-моделей вроде Stable Diffusion, которые могут вызывать «пространственные искажения» и затруднить точное совмещение цифровой реставрации с оригиналом. Вместо этого он применил проверенные методы компьютерного зрения: «перекрестное окрашивание» мелких трещин и «локальную частичную свертку» для восстановления простых узоров. Для сложных элементов, таких как лица, он использовал традиционные методы реставрации, заимствуя нужное из других работ того же художника.
На основе цифровой модели программа составляет карту повреждений, выделяя тысячи участков, которые требуют восстановления, и подбирает для каждого точный цвет. Эта карта преобразуется в физическую маску — двухслойную полимерную пленку. Первый слой содержит цвета, второй — дает яркость и точность оттенков. Пленки печатаются на высокоточных струйных принтерах, а затем вручную накладываются на картину и фиксируются лаком, который используется в реставрации. Важно, что материалы маски можно растворить специальным составом без вреда для оригинала.
Чтобы продемонстрировать работоспособность метода, Качкин выбрал сложный объект — сильно пострадавшую картину XV века. Ее приписывают Мастеру Поклонения Прадо (Master of the Prado Adoration). Алгоритмы обнаружили 5 612 поврежденных зон на картине. Чтобы точно воспроизвести утраченные фрагменты, программа использовала 57 314 уникальных цветовых оттенков — каждый участок требовал индивидуального подбора цвета для соответствия оригиналу. Весь процесс — от сканирования до нанесения маски — всего 3,5 часа. Для сравнения, традиционная реставрация такого полотна могла бы занять около 200 часов. То есть новый метод примерно в 66 раз быстрее.
Цифровой файл маски сохраняется, создавая своего рода «историю болезни» картины. Как отметил Качкин в интервью MIT News, это дает специалистам четкое понимание, какие изменения были внесены, чего раньше в реставрации не удавалось достичь. Это особенно важно, учитывая, что многие картины проходят через несколько процедур «омоложения» за свою историю, и каждое вмешательство может повлиять на их восприятие.
Автор технологии признает, что метод не заменяет реставраторов, а лишь помогает им. Решения об уровне вмешательства и соответствии оригинальному замыслу художника остаются за человеком. «Это инструмент, который освобождает от рутинной работы, позволяя сосредоточиться на более сложных задачах», — говорит он.
Есть и технические ограничения. Метод лучше всего подходит для плоских и лакированных картин. Произведения с выраженной текстурой, такие как импрессионистские полотна с густыми мазками, или фрески на изогнутых поверхностях, пока не подходят для этой технологии, так как пленка может не прилегать плотно, вызывая оптические дефекты. Кроме того, требуется дальнейшее изучение долговременного воздействия полимерных пленок на поверхность картин, хотя их обратимость уже является большим плюсом.
Потенциал и перспективы
Метод Качкина может стать прорывом для музеев, где хранятся тысячи поврежднных картин, не попадающих в экспозиции из-за ограниченных бюджетов. По словам исследователя, его цель — привлечь внимание к реставрации и дать дополнительные инструменты для работы специалистам. Возможность быстро и недорого восстанавливать менее ценные, но все же значимые произведения искусства может изменить подход к сохранению культурного наследия.
К тому же метод открывает новые горизонты для цифровой документации. С файлами масок можно отслеживать историю реставрации. Возможно, в будущем их получится использовать для создания виртуальных копий картин, доступных онлайн. Это особенно актуально в эпоху цифровизации музейных коллекций.
В профессиональных кругах мнения разделились. Йенс Стенгер, химик-физик из музея Глиптотека в Копенгагене, высоко оценил точность и обратимость метода, назвав его «поистине удивительной работой». В то же время скептики, такие как Марк Уолтон из Университета Гонконга, считают, что технология требует тщательной проверки сообществом искусствоведов и реставраторов. А Маргарет Холбен Эллис из Института изящных искусств Нью-Йоркского университета, выражает опасение, что автоматизация может упростить процесс принятия решений, требующих тонкого художественного чутья. Она подчеркивает, что без личного осмотра сложно оценить, насколько естественно маска смотрится на картине.
Что дальше
Качкин уже поделился своим программным обеспечением онлайн, то есть его наработки доступны для других исследователей и реставраторов. В будущем он планирует усовершенствовать технологию, чтобы она могла работать с более сложными поверхностями и текстурами. Также важно изучить, как полимерные пленки ведут себя в долгосрочной перспективе, особенно в условиях музейного хранения.
И все же метод, насколько можно судить, рабочий. Вполне возможно, в скором времени мы увидим в музеях картины, которые считались потерянными для зрителей, — и все это благодаря сочетанию инженерной мысли и любви к искусству.
А что вы думаете об этой технологии — просто интересный проект или реально рабочая идея?
