Ученые МИИГАиК создали нейросеть для воссоздания облика полуразрушенных сельских храмов.

---

---

В Московском государственном университете геодезии и картографии (МИИГАиК) созданы передовые алгоритмы и модели для 3D-реконструкции и восстановления объектов культурного наследия. Технология разработана на стыке фотограмметрических методов и искусственного интеллекта: с помощью фотографий сохранившихся фрагментов алгоритм способен «достроить» и восстановить исходный вид архитектурного памятника.

Большое количество заброшенных после революции и полуразрушенных сельских или деревенских церквей России не включены в списки архитектурного наследия, но представляют большой интерес для историков, архитекторов и реставраторов.  Многие из них, несмотря на столетнее противостояние природным воздействиям, всё ещё хранят фрагменты оригинальной настенной живописи и фресок. Общее состояние некоторых построек совсем неудовлетворительно: где-то разрушены и утрачены купола и крыши, где-то обрушены перекрытия и потолочные конструкции. Созданная нейросеть позволяет воссоздать частично разрушенные здания, «достроить» утраченные элементы и получить реалистичную 3D модель средствами компьютерного зрения и архитектурной фотограмметрии.

«Кафедра фотограмметрии университета МИИГАиК отметила 100-летие со дня основания. Сегодня фотограмметрические методы, основанные на строгих математических алгоритмах обработки изображений, эволюционируют, дополняются возможностями искусственного интеллекта и машинного обучения. Российская школа фотограмметрии имеет значительный научный задел для реализации уникальных проектов в самых разных отраслях экономики от строительства до медицины. Подобные проекты кроме безусловного вклада в достижение технологического лидерства государства имеют для университета дополнительную гуманитарную ценность - сохранение и будущее восстановление архитектурных и изобразительных шедевров истории России», - отметила ректор университета МИИГАиК Надежда Камынина.

Результатами проекта стало создание нейросетевых моделей: для 3D-реконструкции по одной фотографии (виртуальное восстановление разрушенных частей здания), для предсказания параметров внешнего ориентирования камеры относительно сетчатых объектов (фототриангуляция методами машинного обучения), для однопроходной реконструкции и 3D-дорисовки частично разрушенных объектов по единственному изображению (включает фреймворк с оценкой глубины, диффузионной 2D-дорисовкой и генерацией неявной 3D-поверхности). Разработана база данных, включающая более 200 трёхмерных моделей зданий исторического наследия (православных храмов) и аннотаций к ним.

Исследовательский проект «Сохранение и восстановление информации о частично разрушенных архитектурных памятниках России методами трёхмерного зрения» осуществлен в университете МИИГАиК под руководством и.о. заведующего кафедрой фотограмметрии университета МИИГАиК, кандидата технических наук, доцента, Татьяны Скрыпицыной при поддержке гранта Российского научного фонда (№ 24-21-00314). В планах ученых - работа над совершенствованием обучаемых моделей:

«Искусственный интеллект - как ребенок, его нужно много и долго учить. И в практическом смысле, как его научишь, так он и будет работать. Чтобы научить искусственный интеллект восстанавливать фрески, ему надо показать тысячи фресок. Нужно чтобы он «узнал» историю, изобразительное искусство и традиции разных эпох, даже законы физики. Он должен не просто понимать механизм разрушений, увидев результаты этого процесса 200, 500, 1000 раз, он должен уметь показать, как пустить его вспять, воссоздать утраченное, а со временем - и предвидеть возможные разрушения с помощью предиктивных моделей», - рассказала руководитель проекта Т.Скрыпицина. «Российские аналоги нашей разработки умеют «раскрывать» обнаруженные фрески, увеличивать яркость, насыщенность цветов выявлять элементы живописи или текста из спектральных каналов. Уникальность нашей технологии именно в воссоздании утраченных фрагментов, в созданной возможности увидеть оригинальный шедевр, сохранить его в том виде, в котором его задумал художник».

Восстановление памятников истории – сложный процесс, требующий высочайшего уровня точности. Новый разработанный программный модуль автоматизирует рутинные расчеты и предлагает научно обоснованные варианты реконструкции. Благодаря интуитивно понятному интерфейсу, работать с программой могут реставраторы, историки и искусствоведы. Программа гибко настраивается под конкретные задачи каждого объекта культурного наследия и стабильно работает на обычном пользовательском компьютере, что делает её доступной для реставрационных мастерских по всей стране и для специалистов, занимающихся сохранением культурного наследия.

Практическое применение результатов цифрового нейросетевого восстановления трёхмерных моделей утраченных главок храма Воскресения в с. Остров

https://naslediye3d.ru/restore/

Изготовление главок храма, как результат работы.

Результатом совместной работы фотограмметристов, специалистов по нейронным сетям и архитектора стала трёхмерная векторная модель куполов, а также построенные на её основе обмерные чертежи. Они легли в основу проекта новых куполов, которые в данный момент изготавливаются в мастерских. В декабре 2025 года в храм была доставлена первая изготовленная главка. Она будет размещена на колокольне.

Дополнительно по теме: https://tass.ru/nauka/26267319