3D pod vodou
16. 5. 2009
Najít vrak staré lodi převážející poklady – to je snem každého dobrodružného ducha. Vědcům evropského projektu zvaného Venus se splnil. Zkoumají vrak římské nákladní lodi zvané „korbita“. Archeologové se domnívají, že loď se potopila již asi před 2100 lety, když narazila na nedaleký útes. Nejspíš byla naložena až třemi tisíci amforami s toskánským vínem a směřovala do Marseille. Tento vrak leží v hloubce 105 metrů a dosud se archeologové museli spoléhat pouze na běžné dvourozměrné fotografie a videa, neboť potopit se do takové hloubky nemohou. Nyní pomocí kamer umístěných na speciálním podvodním plavidle a díky zvláště vypracovanému počítačovému programu vytvářejí virtuální model vraku, který umožní loď v klidu pracoven dopodrobna prostudovat s přesností na centimetr.
Zátoka Sormiou u Marseille v jižní Francii, brzy ráno. Na výzkumné lodi se plaví počítačoví odborníci a archeologové z Francie, Itálie a Portugalska, kteří spolupracují na evropském výzkumném projektu. Nedaleko se nachází starověký vrak. A na něm chtějí vědci ověřit novou metodu, která jej umožní rekonstruovat v 3D – jinými slovy: vědci chtějí vytvořit virtuální vrak.
Výzkumná loď pluje vpřed a technici naposledy kontrolují ponorku i malé dálkově ovládané plavidlo. Dnešní úkol nebude snadný. Vědci spouštějí ponorku. Zabere to asi patnáct minut, než dosáhne svého cíle hluboko pod hladinou. Ponorka prozkoumá vrak římské nákladní lodi zvané „korbita“. Archeologové se domnívají, že se potopila před více než dvěma tisíci lety poté, co narazila na nedaleký útes. Nejspíš vezla náklad až tří tisíc amfor s toskánským vínem a směřovala do Marseille. Vrak je nyní hustě obydlen bohatou faunou.
Pamela Gambogiová, archeoložka, SBAT: Vraky římských obchodních lodí, které převážely víno nebo jiné zboží, jsou pro nás opravdu důležité. Když poznáme stavbu těchto lodí, můžeme pak určit, jaký druh amfor na palubě převážely a kolik jich bylo. Pomůže nám to stanovit způsob obchodování ve středomoří během římského období, zvláště na západě, tedy v Itálii, Francii a Španělsku. Historie obchodu povede i k lepšímu poznání kulturní výměny uvnitř římského impéria. Vraky jsou přitom velmi ohroženy vlečnými sítěmi – povrchy mnohých z nich jsou zničeny dříve, než je stihneme prozkoumat.
Tento vrak leží v hloubce 105 metrů. Dosud se archeologové museli spoléhat pouze na běžné dvourozměrné fotografie a videa, protože do hloubky větší než 60 metrů se potápěči nedostanou. Loď byla objevena před deseti lety a archeologové ji od té doby zkoumají. Nyní ji ale budou moci spatřit ve třech rozměrech – plasticky.
Luc Long, podvodní archeolog, DRASSM: V digitálním modelu počítáme s přesností na centimetr. Mohu tedy změřit vzdálenost mezi dvěma předměty, celkovou vzdálenost a celkový objem nákladu. Mohu i spočítat amfory. A jelikož je přesnost důležitá, budu moci dokonce spatřit další podrobnosti, které umožní odlišit jednu amforu od druhé, například hrnčířský styl nebo otisky palce jeho tvůrce. Virtuální model budu moci používat jako skutečný.
Cíl expedice, tedy vytvoření 3D virtuálního modelu, je ale velmi obtížný. Vědci už o něj usilují pátý den a čas běží. V předcházejících dnech totiž snahy vědců zmařilo množství malých, ale zásadních technických problémů, jako je třeba selhání podvodního blesku. Dopoledne se už nabíjení blesku podařilo opravit a operátoři ponorky začínají vrak fotografovat. Pořizují snímky alespoň ze tří úhlů. U každého obrázku se také ukládají data o poloze.
David Scaradozzi, operátor podvodního robota, Polytechnická univerzita v Marche: Když operátor ponorky udělá fotku, kamera u něj zaznamená různá navigační data, jako je zeměpisná délka a šířka, hloubka pod hladinou a výška nad vrakem. Tato data jsou pro 3D rekonstrukci nezbytná. Jakmile známe umístění fotografického aparátu při pořizování obrázku, můžeme detaily vtělit do celku. Světlo se ale vodou šíří špatně, můžeme fotit předměty maximálně do vzdálenosti tří metrů.
Ani signály z GPS do takové hloubky nepronikají, takže k získání počítačových dat je třeba uplatnit mnoho lidských dovedností. A tyto obrázky se ještě dále doplňují pomocí sonaru.
Pierre Drap, koordinátor, projekt VENUS, CNRS: Snažíme se sloučit údaje ze zvukových a optických senzorů. Zvuk se na rozdíl od světla šíří vodou velmi dobře, takže zachycujeme zvukové vlny, které se odrážejí od dna. Sonar poskytuje velmi přesné údaje o rozměrech. Nejdříve měříme přesně z velké blízkosti a pak se vzdalujeme od ponorky, takže získáme rámcový přehled.
Vrak je považován za nejkrásnější v oblasti Marseille. Po třech hodinách intenzivního měření se ponorka vynořuje. A odpoledne se počítačoví vědci konečně dostávají ke kameře. K seřazení fotografií podle navigačních údajů slouží originální program. Poté se ještě přidají informace ze sonaru. Postup je složitý, takže trvá téměř dvě hodiny, než se všechny údaje přenesou a než proběhnou všechny výpočty. Je to napínavé pro techniky i archeology. V podvečer se už první trojrozměrná fotomozaika a 3D grafika objeví na obrazovce. Úkol je splněn, metoda funguje. Stres odchází, přichází radost.
Silvia M. Zanoliová, počítačová odbornice, Polytechnická univerzita v Marche: Dokázali jsme to! Z více než šesti set fotografií jsme v reálném čase vytvořili trojrozměrnou fotomozaiku. Tato koláž bude mít pro podmořské archeology hlavně dvě výhody. Za prvé, protože probíhá v reálném čase, můžeme se vrátit a pořídit více fotografií ve stejný den, což uspoří peníze i čas. Za druhé, archeologové se mohou na obrázky podívat a hned se rozhodnout, na jakou oblast vraku lodi se soustředit, neboť se jeví jako nejslibnější.
Pomocí této první rekonstrukce si již vědci vytvoří mnohem lepší představu o vraku, než dříve. Na základě 3D zobrazení každé z těchto amfor si mohou udělat poznámky a mohou začít vypracovávat první archeologickou zprávu o místě nálezu. Přesný situační plán je totiž pro odborníky velmi důležitý. Časem ale bude nutné vytvořit ještě mnohem realističtější grafiku. Podmořští archeologové pak budou moci bádat, aniž by si namočili nohy.
Autor: Šárka Speváková