Превентивна консервація та реставрація творів станкового живопису: використання сучасних інформаційно-комунікаційних технологій

Abstract

Дисертація розглядає використання інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ) у сфері дослідження, консервації-реставрації та превентивної консервації творів станкового живопису як в Україні, так і у світовій практиці. На основі дослідження історіографії та джерельної бази у першому розділі з’ясовано, що ця тема є мало вивченою в Україні, натомість вона є достатньо актуальною, з огляду на стрімкий розвиток цифрових технологій, змін у людській свідомості та способах передачі знань, навчання й поширення інформації. Встановлено, що цифровізація не лише пришвидшила обмін інформацією у названих галузях, але й змінила сам підхід до багатьох усталених понять. У роботі розглянуто використання цифрових технологій як в технологічній експертизі, так і у мистецтвознавчій. Традиційні методи технологічних досліджень, які склалися протягом ХХ століття, набули нових можливостей завдяки ІКТ, що зробило їх набагато ефективнішими. Це радіографія (рентгенографія), зйомка в ультрафіолетовій та інфрачервоній зонах спектру, мікроскопічне обстеження, стратиграфічне дослідження, рентгенофлуоресцентний аналіз, інфрачервона спектроскопія та інші. Крім того, виник цілий ряд нових методів технологічного аналізу матеріалів творів станкового живопису, які засновані саме на цифрових технологіях: комп’ютерна томографія, оптична когерентна томографія, мультиспектральна та гіперспектральна візуалізація, макрорентгенівське флуоресцентне сканування та інші. Новітні цифрові технології дозволяють проводити й мистецтвознавчий аналіз творів станкового живопису. Створення цифрових високоякісних зображень, їхня доступність для користувачів сприяє поширенню знань про твори станкового живопису. Надання вільного доступу до цифрових зображень слугує також їх кращій збереженості: це дозволяє їх експонувати при більш слабкому освітленні, оскільки якісні репродукції компенсують недостатнє освітлення та неможливість наблизитися до творів у музейній експозиції, щоб роздивитися подробиці. Для отримання таких зображень використовують технології високоточного сканування. Лазерні та оптичні сканери дозволяють отримати детальні тривимірні моделі станкового живопису, здатні зафіксувати текстуру, колір і найдрібніші деталі живописного зображення та інших частин твору. Використання різноманітних інформаційних технологій, таких як 3D-візуалізації та доповнена реальність, сприяє освітнім цілям музеїв та поглибленню знань відвідувачів про музейні артефакти. Технології віртуальної та доповненої реальності дозволяють дослідникам вивчати твори мистецтва в інтерактивному віртуальному середовищі з відтворенням втрачених елементів або в уявному просторі. Проаналізовано вплив ІКТ, що пропонують нові можливості для аналізу творів живопису шляхом запровадження технологій комп'ютерного бачення на основі машинного навчання та штучного інтелекту. Застосування алгоритмів машинного навчання дозволяє автоматизувати процеси аналізу та розпізнавання образів, стилів і технік, що допомагає дослідникам виявляти характеристики художніх творів. Важливим внеском ІКТ у поширення спеціальних знань й результатів складних матеріалознавчих досліджень є сайти, створені у рамк ах масштабних дослідницько-консерваційних проєктів, таких як «Ближче до Ван Ейка: заново відкриваючи Гентський вівтар», «Операція «Нічна варта»», Art-ICT. Відкритість, широке інформування щодо них, спеціальні технічні винаходи і, найголовніше, — вражаючі відкриття, зафіксовані у наукових публікаціях та на сайтах, стали результатом цих проєктів. Особливо цікавими виявилися нові методики виявлення прихованих зображень, первісних підготовчих малюнків, слідів авторських переробок, а також дуже точних даних про стан збереженості видатних творів станкового живопису. Подібна практика доводить ефективність застосування штучного інтелекту. Проведення досліджень сітки тріщин на старих творах станкового живопису — кракелюру — перейшло на новий рівень завдяки ІКТ, оскільки зараз стало можливим відділяти сітку кракелюру у цифрових зображеннях, вивчати, класифікувати і навіть виконувати атрибуцію за малюнком кракелюру. Розглянуто проблеми застосування ІКТ у превентивній консервації, яка, окрім основного свого завдання — створення необхідних умов, за яких артефакти будуть руйнуватися якнайменше, — на сьогодні містить багато різноманітних аспектів, таких як правильне поводження, транспортування, використання, зберігання та експонування. Сучасна наука і практика збереження (превентивної консервації) артефактів відводить вирішальну роль використанню ІКТ для підтримки й контролю параметрів музейного мікроклімату, а саме: освітлення, температурно-вологісного режиму, облаштування сховищ та будівель, — з метою гальмування руйнівних процесів у творах мистецтва; а також для більш точного визначення стану збереженості творів мистецтва, що дає можливість правильно добирати методику консервації та реставрації. Cвітовою науковою спільнотою було визнано важливість використання інформаційно-комунікаційних технологій як цінного інструменту для збереження та популяризації матеріальної та нематеріальної культурної спадщини. Використання ІКТ сприяло виникненню нової парадигми у консервації, презервації та поширенні культурної спадщини, — Інтелектуального Управління Спадщиною (Intelligent Heritage Management). Ця парадигма спирається на використання ІКТ для превентивного обслуговування спадщини, підвищення енергоефективності, рівня безпеки та спостереження за об’єктами, розуміння профілю та інтере сів відвідувачів, а також активно сприяє поширенню та популяризації культурної спадщини. На основі прикладів великих музеїв світу (Британського музею, Музею Лувр, Ватиканських музеїв та ін.) показано ефективність та перспективи застосування ІКТ з різною метою: моніторингу кількості відвідувачів у музейних залах у реальному часі; моніторингу корозії в реальному часі; документування на основі високоякісних цифрових зображень; моніторингу стану збереженості важкодоступних артефактів; прогнозування ризиків та ін. Проте, зі збільшенням обсягу цифрових даних зростає і занепокоєння стосовно безпеки цих даних та захисту прав власника. Тому впровадження комплексних протоколів безпеки даних є обов'язковим. Це включає методи шифрування для передачі та зберігання даних, обмеження доступу та регулярні аудити кібербезпеки. Крім того, дотримання етичних та юридичних норм, що регулюють конфіденційність даних, забезпечує відповідальне використання інформації. Зазначено також важливість освіти превентивних консерваторів та рол ь «м’яких» (надпрофесійних) навичок для превентивних консерваторів та консерваторів-реставраторів, серед яких виділяють вміння комунікувати, вести дискусію, мати навички управління та креативності у вирішенні проблем. До професійних навичок відносять волод іння навичками роботи з ІКТ. З’ясовано, що використання ІКТ сьогодні є невід’ємною та ефективною частиною консерваційно-реставраційної галузі. Це стосується повсякденних користувацьких програм з метою документування стану збереженості та виконуваних процесів, а також спеціально розроблених цифрових технологій, покликаних оптимізувати процеси естетичної реінтеграції або компенсації втрат зображення з елементами реконструкції для творів станкового живопису. Завдяки таким технологіям можливо не лише пришвидшити процеси реконструкції втрачених ділянок, але й відмовитися від реконструкції на самих творах станкового живопису, перенісши цю діяльність у область віртуальних реконструкцій. Отже, у даному випадку, ІКТ сприяє дотриманню етичних норм професії консервато ра-реставратора, таких як повага до автентичності та зменшення власної присутності у пам’ятці. Важливим напрямом в галузі реставрації є розробка програм на основі штучного інтелекту задля більш точної оцінки стану збереженості творів станкового живопису. Апробація програми, створеної за участі авторки дисертації колективом представників українських закладів вищої освіти у 2019–2020 роках для допомоги консерваторам-реставраторам, дає позитивні результати як у точності оцінювання відсотку втрачених ділянок жи вопису й ґрунту, так і у можливостях порівняння зображень у різних областях спектру, й більш точного документування цих творів. Це відкриває можливості ретельного відслідковування й фіксації стану збереження та порівняння даних протягом тривалого періоду часу. Визначено, що використання ІКТ в дослідженні, превентивній консервації та консервації-реставрації є на сьогодні важливим аспектом загальної стратегії збереження культурної спадщини. Ці технології не тільки розвивають наше розуміння та можливості, але й роблять процеси збереження культурної спадщини більш доступними, ефективними та прозорими. Доведено, що описані шляхи вдосконалення сфери дослідження, превентивної консервації та інвазивної консервації-реставрації творів станкового живопису за допомогою ІКТ, за умови їх запровадження, зможуть значно підвищити ефективність цих галузей в Україні. Узагальнена у дисертації інформація може бути також використана при укладанні навчальних програм та силабусів з консервації та реставрації творів станкового і монументального живопису. Встановлено, що розроблена українськими вченими програма обрахунку площі втрат творів станкового живопису може бути застосована при подальшій розробці методики обчислення точної площі певних ділянок (втрат, пізніх нашарувань), а тако ж при документуванні музейних колекцій. Використання цієї методики у роботі реставраторів допоможе більш об’єктивно і точно оцінювати стан збереженості цих творів, що є важливим при оцінці стану збереженості та плануванні подальших заходів з превентивної та інтервенційної консервації. The dissertation examines the use of information and communication technologies (ICT) in the field of rese arch, conservation-restoration and preventive conservation of works of easel painting, both in Ukraine and in global practice. Based on the study of historiography and the source base in the first chapter, it was found that this topic is little studied in Ukraine, though, it is quite relevant, given the rapid development of digital technologies, changes in human consciousness and methods of knowledge transfer, education and information dissemination. It was established that digitalization not only accelerated the exchange of information in the mentioned spheres, but also changed the very approach to many established concepts. The work examines the use of digital technologies both in technological examination and in Art History. The traditional methods of tec hnological research, which developed during the 20th century, acquired new opportunities thanks to ICT, which made them much more efficient. These are radiography (rentgenography), filming in the ultraviolet and infrared zones of the spectrum, microscopic examination, stratigraphic research, X-ray fluorescence analysis, infrared spectroscopy and others. In addition, a number of new methods of technological analysis of the materials of works of easel painting emerged, which are based precisely on digital tec hnologies: computer tomography, optical coherence tomography, multispectral and hyperspectral visualization, macro -X-ray fluorescence scanning, and others. The latest digital technologies make it possible to carry out art analysis of works of easel painting. Creation of digital high-quality images, their availability to users contributes to the spread of knowledge about works of easel painting. Making digital images freely available also contributes to their better preservation: it allows them to be exhibited in lower light, as high-quality reproductions compensate for insufficient lighting and the inability to get close to the works in a museum display to see details. High-precision scanning technologies are used to obtain such images. Laser and optical sca nners allow you to obtain detailed threedimensional models of easel painting, capable of capturing the texture, color and the smallest details of the painting image and other parts of the work of easel painting. The use of various information technologies, such as 3D visualizations and augmented reality, contributes to the educational goals of museums and deepens the knowledge of visitors about museum artifacts. Virtual and augmented reality technologies allow researchers to study works of art in an intera ctive virtual environment, with the reproduction of lost elements or in an imaginary space. The influence of information and communication technologies, which offer new opportunities for the analysis of works of art through the introduction of computer vision technologies based on machine learning and artificial intelligence, is analyzed. The application of machine learning algorithms allows automating the processes of analysis and recognition of images, styles and techniques, which helps researchers to ide ntify the characteristics of works of art. An important contribution of ICT to the dissemination of special knowledge and the results of complex material science research are sites created within the framework of large-scale research and conservation projects, such as "Closer to Van Eyck: Rediscovering the Ghent Altar", "Operation "Night Watch"", Art-ICT. Openness, widespread awareness of them, special technical inventions, and, most importantly, impressive discoveries recorded in scientific publications an d on their websites, were the result of these projects. Particularly imposing were the new methods of detecting hidden images, original preparatory drawings, traces of author's modifications, as well as very accurate data on the state of preservation of outstanding works of easel painting. Such practice proves the efficiency of using artificial intelligence. The study of crack grids, i.e. craquelure, in old easel paintings has reached a new level thanks to ICT, as it is now possible to separate the craquelure grid in digital images, study and classify it, and even perform attribution on the craquelure pattern. The problems of the use of ICT in preventive conservation are considered. The preventive conservation today includes many different aspects, such as proper handling, transportation, use, storage and display, in addition to its main task of creating the mandatory conditions under which artifacts will be destroyed as little as possible. Modern science and practice of preservation (preventive conservation) of artifacts assigns a decisive role to the use of ICT to support and control the parameters of the museum microclimate: lighting, temperature and humidity regime, arrangement of storage facilities and buildings, with the aim of inhibiting destructive processes in works of art; as well as for a more accurate determination of the state of preservation of works of art, which makes it possible to choose the right method of conservation and restoration. The world scientific community have recognized the importance of using information and communication technologies as a valuable tool for the preservation and promotion of tangible and intangible cultural heritage. The use of ICT contributed to the emergence of a new paradigm in the conservation, preservation and dissemination of cultural heritage called Intelligent Heritage Management. This paradigm relies on the use of ICT for preventive maintenance of heritage, improving energy efficiency, security and surveillance of objects, understanding the profile and interests of tourists and visitors, and actively promoting the dissemination and popularization of cultural heritage. Based on the examples of the world's major museums, the effectiveness and prospects of using ICT for various purposes are shown: monitoring the number of visitors in museum halls in real time; monitoring of corrosion in real time; documentation based on high-quality digital images; monitoring the state of preservation of hard-to-reach artifacts; risk forecasting, etc. However, as the volume of digital data increases, so do concerns about the security of this data and the protection of its owner's rights. Therefore, the implementation of comprehensive data security protocols is mandatory. This includes encryption methods for data transmission and storage, access restrictions and regular cyber security audits. In addition, compliance with ethical norms and legal frameworks governing data privacy ensures responsible use of information. The importance of the education of preventive conservators and the role of soft skills for preventive conservators and restoration conservators, among which the ability to communicate, lead a discussion, have management skills and creativity in solving problems, are highlighted. Meanwhile the ICT skills are included into the list of professional ones. It was found that the use of ICT today is an integral and effective part of the conservation and restoration industry. This applies to everyday user programs for the purpose of documenting the state of preservation and the processes performed, as well as specially developed digital technologies designed to optimize the processes of aesthetic reintegration or compensation of image losses with elements of reconstruction for works of easel painting. Thanks to such technologies, it is possible not only to speed up the processes of reconstruction of lost areas, but also to abandon reconstruction on the works of easel painting themselves, transferring this activity to the field of virtual reconstructions. So, in this case, ICT cont ributes to the ethical norms of the conservator-restorer profession, such as respect for authenticity and reducing one's own presence in the monument. An important direction is the development of programs based on artificial intelligence for a more accurate assessment of the state of preservation of works of easel painting. Approbation of the program created to help conservators -restorers by a team of representatives of Ukrainian higher education institutions in 2019 – 2020, with the participation of the author of the dissertation, gives positive results both in the accuracy of estimating the percentage of lost areas of painting and soil, and in the possibilities of comparing images in different areas of the spectrum , and more accurate documentation of these works. This opens up the possibility of accurate tracking and recording of the state of preservation and comparison of data over a long period of time. It was determined that the use of ICT in research, preventive conservation and conservation-restoration is currently an important aspect of the general strategy of preserving cultural heritage. These technologies not only advance our understanding and capabilities, but also make cultural heritage conservation processes more accessible, efficient and transparent. It is proven that the ways of improving the field of research, preventive conservation and invasive conservation-restoration of works of easel painting with the help of ICT, provided that they are implemented, can significantly increase the efficiency of these industries in Ukraine. It was established that the program for calculating the area of losses of works of easel painting, developed by Ukrainian scientists, can be applied in the further development of the methodology for calculating the exact ar ea of certain areas (losses, late layering), as well as in documenting museum collections. The use of this technique in the work of restorers will help to more objectively and accurately assess the state of preservation of these works, which is important w hen assessing the state of preservation and planning further measures for preventive and interventional conservation.