TEDGlobal 2011
Ben Kacyra: Ancient wonders captured in 3D
Бен Касайра: Древние чудеса ловят в 3D
Filmed:
Readability: 4.9
603,659 views
Древние сооружения хранят для нас великие тайны ушедших цивиллизаций. Однако их безопасность под угрозой - именно человек готов стереть их с лица земли. Бен Касайра рассказывает о трехмерном сканировании зданий и сооружений, которое позволяет запечатлеть объект до мельчайших деталей.
Ben Kacyra - Digital preservationist
Ben Kacyra uses state-of-the-art technology to preserve cultural heritage sites and let us in on their secrets in a way never before possible. Full bio
Ben Kacyra uses state-of-the-art technology to preserve cultural heritage sites and let us in on their secrets in a way never before possible. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:16
I'd like to start with a short story.
0
1000
4000
Позвольте начать с рассказа
00:20
It's about a little boy
1
5000
2000
Речь пойдет о мальчике
00:22
whose father was a history buff
2
7000
5000
чей отец увлекался историей
00:27
and who used to take him by the hand
3
12000
2000
и нередко водил его
00:29
to visit the ruins of an ancient metropolis
4
14000
4000
на развалины древнего города
00:33
on the outskirts of their camp.
5
18000
3000
к которым прилегал их городок.
00:36
They would always stop by to visit
6
21000
3000
Они всегда навещали
00:39
these huge winged bulls that used to guard
7
24000
3000
вот этих огромных крылатых быков, что некогда были стражами
00:42
the gates of that ancient metropolis,
8
27000
2000
ворот этого древнего города,
00:44
and the boy used to be scared
9
29000
2000
мальчик пугался
00:46
of these winged bulls,
10
31000
2000
этих крылатых быков
00:48
but at the same time they excited him.
11
33000
2000
и одновременно восхищался ими
00:50
And the dad used to use those bulls
12
35000
2000
Там же отец частенько рассказывал
00:52
to tell the boy stories about
13
37000
2000
сыну истории об
00:54
that civilization and their work.
14
39000
4000
этой цивилизации и их делах.
00:58
Let's fast-forward to the
15
43000
3000
Давайте перенесемся в
01:01
San Francisco Bay Area many decades later,
16
46000
3000
область залива Сан-Франциско десятки лет спустя,
01:04
where I started a technology company
17
49000
3000
где я основал компанию по разработке различных технологий,
01:07
that brought the world its first
18
52000
3000
которая принесла миру первую
01:10
3D laser scanning system.
19
55000
2000
системы трех-мерного лазерного сканирования.
01:12
Let me show you how it works.
20
57000
2000
Давайте посмотрим, как она работает
01:14
Female Voice: Long range laser scanning
21
59000
2000
Женский голос: лазерное сканирование большого радиуса действия
01:16
by sending out a pulse that's a laser beam of light.
22
61000
3000
происходит при помощи рассылки импульса лазерного светового луча.
01:19
The system measures the beam's time of flight,
23
64000
2000
Система приборов измеряет время путешествия луча,
01:21
recording the time it takes for the light
24
66000
2000
записывая время, необходимое свету,
01:23
to hit a surface and make its return.
25
68000
3000
чтобы добраться до искомой поверхности и вернуться.
01:26
With two mirrors, the scanner calculates
26
71000
2000
Используя два зеркала, сканер вычисляет
01:28
the beam's horizontal and vertical angles,
27
73000
3000
вертикальный и горизонтальный углы луча,
01:31
giving accurate x, y, and z coordinates.
28
76000
3000
позволяя точно определить координаты x, y, и z
01:34
The point is then recorded
29
79000
2000
После этого точка передается
01:36
into a 3D visualization program.
30
81000
5000
в программу для 3D отображения.
01:41
All of this happens in seconds.
31
86000
3000
Весь процесс занимает считанные секунды
01:46
Ben Kacyra: You can see here,
32
91000
2000
Бен Касайра: Вы сами видите
01:48
these systems are extremely fast.
33
93000
3000
что система работает очень быстро.
01:51
They collect millions of points at a time
34
96000
3000
Одновременно она измеряет миллионы точек
01:54
with very high accuracy
35
99000
2000
с очень высокой точностью
01:56
and very high resolution.
36
101000
2000
и очень высоким разрешением.
01:58
A surveyor with traditional survey tools
37
103000
3000
Традиционные методы съемки
02:01
would be hard-pressed to produce
38
106000
2000
еле-еле могли бы обеспечить
02:03
maybe 500 points in a whole day.
39
108000
3000
около 500 точек за целый день.
02:06
These babies would be producing
40
111000
3000
А эти малышки могут просчитать
02:09
something like ten thousand points a second.
41
114000
3000
около десяти тысяч точек за секунду.
02:12
So, as you can imagine,
42
117000
2000
Так что вы можете себе представить,
02:14
this was a paradigm shift
43
119000
3000
насколько это изменило всю парадигму
02:17
in the survey and construction
44
122000
2000
обмера и строительства
02:19
as well as in reality capture industry.
45
124000
3000
а также всей индустрии отображения действительности.
02:26
Approximately ten years ago,
46
131000
3000
Около десяти лет назад
02:29
my wife and I started a foundation to do good,
47
134000
3000
мы с женой основали благотворительный фонд
02:32
and right about that time,
48
137000
2000
и как раз тогда
02:34
the magnificent Bamiyan Buddhas,
49
139000
3000
прекраснейшие Бамианские статуи Будды в Афганистане
02:37
hundred and eighty foot tall in Afghanistan,
50
142000
3000
сто восемьдесят футов высотой,
02:40
were blown up by the Taliban.
51
145000
3000
взорвал Талибан.
02:43
They were gone in an instant.
52
148000
2000
Раз! И их не стало,
02:45
And unfortunately, there was
53
150000
2000
и к сожалению
02:47
no detailed documentation of these Buddhas.
54
152000
2000
никаких документов и чертежей о них не сохранилось.
02:49
This clearly devastated me,
55
154000
2000
Это меня просто убило
02:51
and I couldn't help but wonder about
56
156000
2000
и я снова и снова думал о том,
02:53
the fate of my old friends, the winged bulls,
57
158000
3000
какая судьба ждет моих крылатых быков
02:56
and the fate of the many, many
58
161000
3000
и многие другие
02:59
heritage sites all over the world.
59
164000
3000
памятники мировой культуры.
03:02
Both my wife and I
60
167000
2000
Мы с женой
03:04
were so touched by this
61
169000
2000
были настолько тронуты случившимся,
03:06
that we decided to
62
171000
2000
что решили
03:08
expand the mission of our foundation
63
173000
3000
расширить предназначение нашего фонда
03:11
to include digital heritage preservation
64
176000
4000
добавив накопление цифровых материалов о культурном наследии
03:15
of world sites.
65
180000
2000
стран мира.
03:17
We called the project CyArk,
66
182000
3000
Проект называется CyArk
03:20
which stands for Cyber Archive.
67
185000
2000
- это сокращение от Киберархива
03:22
To date, with the help of
68
187000
2000
На сегодняшний день,
03:24
a global network of partners,
69
189000
3000
при помощи партнеров и друзей в глобальной сети
03:27
we've completed close to fifty projects.
70
192000
2000
мы завершили около пятидесяти проектов
03:29
Let me show you some of them:
71
194000
2000
Давайте посмотрим несколько:
03:31
Chichen Itza,
72
196000
2000
Чичен-Ица
03:33
Rapa Nui --
73
198000
2000
Рапа Нуи
03:35
and what you're seeing here
74
200000
2000
а здесь вы видите
03:37
are the cloud of points --
75
202000
2000
облако точек
03:39
Babylon,
76
204000
2000
Вавилон
03:41
Rosslyn Chapel,
77
206000
2000
Рослинская капелла,
03:43
Pompeii,
78
208000
2000
Помея
03:45
and our latest project, Mt. Rushmore,
79
210000
2000
и наш последний проект - гора Рашмор
03:47
which happened to be one of
80
212000
2000
кстати, один из
03:49
our most challenging projects.
81
214000
2000
самых сложных в реализации.
03:51
As you see here, we had to develop
82
216000
2000
Здесь видно, что пришлось разработать
03:53
a special rig to bring the scanner
83
218000
3000
специальное оснащение для подъема сканера
03:56
up close and personal.
84
221000
3000
на необходимое расстояние.
03:59
The results of our work in the field
85
224000
3000
По результатам полевых работ
04:02
are used to produce
86
227000
2000
выполняются презентации или их используют в
04:04
media and deliverables to be used
87
229000
2000
фильмах
04:06
by conservators and researchers.
88
231000
3000
с ними работают исследователи и ученые.
04:09
We also produce media for
89
234000
4000
Также мы создаем материалы
04:13
dissemination to the public --
90
238000
3000
для широкой публики
04:16
free through the CyArk website.
91
241000
3000
с ними можно бесплатно ознакомиться на сайте проекта CyArk.
04:19
These would be used for education,
92
244000
3000
Эти материалы могут быть полезны в областях образования,
04:22
cultural tourism, etc.
93
247000
2000
туризма по местам культуры, и тд.
04:24
What you're looking at in here
94
249000
2000
А здесь вы видите
04:26
is a 3D viewer that we developed
95
251000
3000
3D просмотрщик, который мы разработали
04:29
that would allow the display
96
254000
2000
для показа
04:31
and manipulation of [the] cloud of points
97
256000
2000
и обработки облака точек
04:33
in real time, cutting sections through them
98
258000
3000
в реальном времени, выполнения сечения
04:36
and extracting dimensions.
99
261000
2000
и вычисления размеров.
04:38
This happens to be the cloud of points
100
263000
2000
А вот это - облако точек
04:40
for Tikal.
101
265000
1000
Тикаля в Гватемале.
04:41
In here you see a traditional 2D
102
266000
2000
А здесь обычный плоский
04:43
architectural engineering drawing
103
268000
2000
архиректурный чертеж
04:45
that's used for preservation, and of course
104
270000
3000
используемый для сохранения объекта,
04:48
we tell the stories through fly-throughs.
105
273000
3000
и конечно, мы рассказываем об объектах и делаем пролеты.
04:51
And here, this is a fly-through
106
276000
2000
Вот здесь пролет
04:53
the cloud of points of Tikal,
107
278000
2000
через облако точек Тикаля
04:55
and here you see it rendered
108
280000
3000
а здесь он воспроизведен
04:58
and photo-textured with the photography
109
283000
2000
и текстурирован на базе фотографий
05:00
that we take of the site.
110
285000
3000
сделанных на объекте.
05:03
And so this is not a video.
111
288000
2000
А вот это не видео
05:05
This is actual 3D points with
112
290000
2000
Это сами точки
05:07
two to three millimeter accuracy.
113
292000
3000
с точностью до 2-3 мм.
05:11
And of course the data can be used
114
296000
2000
И разумеется, на базе этих данных
05:13
to develop 3D models that are
115
298000
3000
можно строить трех-мерные модели,
05:16
very accurate and very detailed.
116
301000
3000
которые будут отличаться точностью и детализацией.
05:19
And here you're looking at a model
117
304000
2000
А здесь вы видите модель
05:21
that's extracted from the cloud of points
118
306000
2000
полученную по облаку точек
05:23
for Stirling Castle.
119
308000
2000
Замка Стирлинг
05:25
It's used for studies, for visualization,
120
310000
3000
Ее используют как для создания зрительного образа,
05:28
as well as for education.
121
313000
3000
так и в учебных целях.
05:31
And finally, we produce mobile apps
122
316000
2000
И наконец, мы занимаемся разработкой мобильных приложений,
05:33
that include narrated virtual tools.
123
318000
3000
в том числе виртуальные инструменты с подстрочным комментарием (репортажем)
05:37
The more I got involved
124
322000
3000
Знаете, чем больше я занимаюсь
05:40
in the heritage field,
125
325000
2000
вопросами сохранения памятников,
05:42
the more it became clear to me
126
327000
3000
тем мне становится яснее,
05:45
that we are losing the sites
127
330000
3000
что мы теряем места
05:48
and the stories faster than we can
128
333000
3000
и историю с ними связанную быстрее, чем
05:51
physically preserve them.
129
336000
3000
физически можем их сохранить.
05:54
Of course, earthquakes
130
339000
2000
Землетрясения
05:56
and all the natural phenomena --
131
341000
2000
и природные катастрофы:
05:58
floods, tornadoes, etc. --
132
343000
2000
наводнения, ураганы и т.д.
06:00
take their toll.
133
345000
3000
делают свое дело.
06:03
However, what occurred to me was
134
348000
3000
Но я больше думаю
06:06
human-caused destruction, which was
135
351000
2000
об антропогенных разрушениях,
06:08
not only causing a significant portion
136
353000
2000
которые не просто занимают существенный процент среди
06:10
of the destruction, but actually
137
355000
3000
возможных причин, но
06:13
it was accelerating.
138
358000
3000
этот процесс ускоряется.
06:16
This includes arson,
139
361000
2000
Это и поджоги
06:18
urban sprawl,
140
363000
2000
и расширение городов
06:20
acid rain, not to mention
141
365000
3000
и кислотные дожди,
06:23
terrorism and wars.
142
368000
2000
вне всякого сомнения войны и терроризм.
06:25
It was getting more and more apparent
143
370000
3000
Все более очевидно,
06:28
that we're fighting a losing battle.
144
373000
2000
что мы ведем игру на поражение
06:30
We're losing our sites
145
375000
2000
Мы теряем места
06:32
and the stories,
146
377000
2000
и историю
06:34
and basically we're losing
147
379000
2000
и фактически теряем
06:36
a piece -- and a significant piece --
148
381000
2000
часть - существенную часть -
06:38
of our collective memory.
149
383000
3000
нашей общественной, коллективной памяти.
06:41
Imagine us as a human race
150
386000
2000
Вот представьте, что человечествo
06:43
not knowing where we came from.
151
388000
4000
не знает о том, откуда оно появилось.
06:47
Luckily, in the last two or three decades,
152
392000
3000
Хорошо еще, что последние два-три десятка лет
06:50
digital technologies have been developing
153
395000
3000
активно развивались цифровые технологии
06:53
that have helped us to develop tools
154
398000
2000
и они позволили разработать инструменты
06:55
that we've brought to bear
155
400000
2000
которыми мы пользуемся
06:57
in the digital preservation,
156
402000
2000
для цифрового фиксирования
06:59
in our digital preservation war.
157
404000
2000
в нашей борьбе за сохранение.
07:01
This includes, for example,
158
406000
2000
Например, это касается
07:03
the 3D laser scanning systems,
159
408000
4000
трехмерных лазерных сканеров.
07:07
ever more powerful personal computers,
160
412000
3000
все более мощных персональных компьютеров,
07:10
3D graphics,
161
415000
2000
3D графики,
07:12
high-definition digital photography,
162
417000
3000
цифровой фотограмметрии с высоким разрешением,
07:15
not to mention the Internet.
163
420000
3000
и, без сомнения, Интернет.
07:18
Because of this accelerated
164
423000
2000
Ведь растущая скорость
07:20
pace of destruction,
165
425000
2000
уничтожения объектов
07:22
it became clear to us that we needed
166
427000
2000
заставляет нас
07:24
to challenge ourselves and our partners
167
429000
3000
и наших партнеров
07:27
to accelerate our work.
168
432000
2000
ускорить свою рбаоту
07:29
And we created a project
169
434000
2000
Мы создали проект
07:31
we call the CyArk 500 Challenge --
170
436000
3000
который назвали CyArk 500 Challenge;
07:34
and that is to digitally preserve
171
439000
3000
в его рамках предполагается запечатлеть в цифровом виде
07:37
500 World Heritage Sites
172
442000
3000
500 памятников культурного наследния
07:40
in five years.
173
445000
2000
за пять лет.
07:42
We do have the technology
174
447000
2000
У нас есть технология
07:44
that's scaleable,
175
449000
2000
которую можно масштабировать,
07:46
and our network of global partners
176
451000
4000
и сеть партнеров
07:50
has been expanding and can be expanded
177
455000
3000
которая разрастается и может
07:53
at a rapid rate,
178
458000
2000
разрастаться еще быстрее
07:55
so we're comfortable
179
460000
2000
и мы уверены,
07:57
that this task can be accomplished.
180
462000
3000
что задача может быть решена.
08:00
However, to me, the 500 is
181
465000
3000
Однако я полагаю, что эти 500
08:03
really just the first 500.
182
468000
4000
это всего лишь первые пять сотен.
08:07
In order to sustain our work into the future,
183
472000
4000
Чтобы продоложать работать и дальше,
08:11
we use technology centers
184
476000
3000
мы обращаемся в технологические центры,
08:14
where we partner with
185
479000
3000
сотрудничаем с
08:17
local universities and colleges
186
482000
2000
университетами и колледжами,
08:19
to take the technology to them,
187
484000
3000
передаем им свои технологии,
08:22
whereby they then can help us
188
487000
3000
чтобы они, в свою очередь, могли нам помочь
08:25
with digital preservation of their heritage sites,
189
490000
3000
с цифровым архивом памятников культуры,
08:28
and at the same time, it gives them
190
493000
3000
а парнерам достается
08:31
the technology to benefit from in the future.
191
496000
4000
доступ к перспетивнейшей технологии.
08:35
Let me close with another short story.
192
500000
4000
Позвольте мне закончить еще одним рассказом.
08:39
Two years ago, we were approached
193
504000
2000
Около двух лет назад
08:41
by a partner of ours to digitally preserve
194
506000
3000
один из партнеров предложил
08:44
an important heritage site,
195
509000
2000
заняться важным объектом,
08:46
a UNESCO heritage site in Uganda,
196
511000
3000
находящимся под охраной Юнеско в Уганде,
08:49
the Royal Kasubi Tombs.
197
514000
3000
Королевскими гробницами Касуби.
08:52
The work was done successfully in the field,
198
517000
3000
Полевые работы были завершены,
08:55
and the data was archived
199
520000
2000
данные упакованы
08:57
and publicly disseminated
200
522000
2000
и выложены в открытый доступ
08:59
through the CyArk website.
201
524000
3000
на сайте CyArk.
09:02
Last March,
202
527000
2000
В марте прошлого года
09:04
we received very sad news.
203
529000
3000
нас настигла печальная весть:
09:07
The Royal Tombs had been destroyed
204
532000
3000
гробница была уничтожена в результате
09:10
by suspected arson.
205
535000
3000
умышленного поджога.
09:13
A few days later, we received a call:
206
538000
3000
Несколько дней спустя, нам позвонили
09:16
"Is the data available
207
541000
3000
и спросили: "Есть ли данные
09:19
and can it be used for reconstruction?"
208
544000
4000
и можно ли на их базе выполнить реконструкцию?"
09:23
Our answer, of course, was yes.
209
548000
3000
Разумеется, мы ответили утвердительно.
09:28
Let me leave you with a final thought.
210
553000
3000
И последняя мысль:
09:31
Our heritage is much more than
211
556000
3000
Наследие наше куда богаче, чем
09:34
our collective memory --
212
559000
2000
просто коллективная память
09:36
it's our collective treasure.
213
561000
2000
это коллективное сокровище
09:38
We owe it to our children,
214
563000
3000
Мы обязаны перед нашими детьми,
09:41
our grandchildren and the generations
215
566000
2000
внуками и следующими поколениями,
09:43
we will never meet
216
568000
3000
которые мы сами никогда не увидим,
09:46
to keep it safe
217
571000
2000
сохранить это сокровище
09:48
and to pass it along.
218
573000
2000
и передать им.
09:50
Thank you.
219
575000
2000
Спасибо
09:52
(Applause)
220
577000
2000
Апплодисменты
09:54
Thank you.
221
579000
2000
Спасибо
09:56
Thank you.
222
581000
2000
Спасибо
09:58
Thank you.
223
583000
11000
Спасибо
10:09
Well, I'm staying here because
224
594000
4000
Ну и я здесь, потому что
10:13
we wanted to demonstrate to you
225
598000
3000
хотел показать,
10:16
the power of this technology
226
601000
3000
насколько это мощная технология
10:19
and so, while I've been speaking,
227
604000
3000
и вот, пока я говорил,
10:22
you have been scanned.
228
607000
3000
Вас отсканировали.
10:25
(Laughter)
229
610000
3000
смех
10:29
The two wizards that I have
230
614000
3000
Два волшебника
10:32
that are behind the curtain
231
617000
2000
что прячутся за занавеской
10:34
will help me bring
232
619000
3000
позволят вывести
10:37
the results on the screen.
233
622000
5000
результаты на экран
10:45
(Applause)
234
630000
7000
Апплодисменты
10:52
This is all in 3D and of course
235
637000
3000
Разумеется, все это 3D
10:55
you can fly through the cloud of points.
236
640000
3000
можно пролететь через облако точек
10:58
You can look at it from on top,
237
643000
2000
посмотреть на него сверху
11:00
from the ceiling.
238
645000
2000
с потолка
11:02
You can look from different vantage points,
239
647000
2000
посмотреть на него с разных точек,
11:04
but I'm going to ask Doug to zoom in
240
649000
3000
однако я попрошу Дага приблизить
11:07
on an individual in the crowd,
241
652000
3000
кого-нибудь из толпы
11:10
just to show the amount of detail
242
655000
3000
просто, чтобы вы увидели, насколько детальной
11:13
that we can create.
243
658000
3000
получается съемка
11:19
So you have been digitally preserved
244
664000
3000
Вот и вас сохранили в цифре
11:22
in about four minutes.
245
667000
2000
и заняло это четыре минуты.
11:24
(Laughter)
246
669000
2000
смех
11:26
I'd like to thank the wizards here.
247
671000
4000
Я хотел бы поблагодарить волшебников
11:30
We were very lucky to have
248
675000
3000
Нам очень повезло
11:33
two of our partners participate in this:
249
678000
4000
что эти два партнера с нами:
11:37
the Historic Scotland,
250
682000
2000
агенство Историческая Шотландия,
11:39
and the Glasgow School of Art.
251
684000
3000
И школа искусств Глазго.
11:42
I'd like to also thank personally
252
687000
4000
И отдельно большое спасибо
11:46
the efforts of David Mitchell,
253
691000
4000
Дэвиду Митчелу
11:50
who is the Director of Conservation
254
695000
3000
директору
11:53
at Historic Scotland.
255
698000
2000
шотландского отделения сохранения
11:55
David.
256
700000
2000
Дэвид
11:57
(Applause)
257
702000
3000
Апплодисменты
12:02
And Doug Pritchard, who's the Head of
258
707000
2000
И Дагу Притчарду,
12:04
Visualization at the Glasgow School of Art.
259
709000
3000
который руководит визуализаций в Глазго.
12:07
Let's give them a hand.
260
712000
2000
Давайте пожмем им руки
12:09
(Applause)
261
714000
3000
Апплодисменты
12:12
Thank you.
262
717000
3000
Спасибо
ABOUT THE SPEAKER
Ben Kacyra - Digital preservationistBen Kacyra uses state-of-the-art technology to preserve cultural heritage sites and let us in on their secrets in a way never before possible.
Why you should listen
As a child, Ben Kacyra was taken to visit the ruins of the ancient city of Nineveh near his home town of Mosul in Iraq, giving him an abiding appreciation for the value of history. So when the Taliban destroyed the Buddhas of Bamiyan in Afghanistan in 2001, the Iraqi-born civil engineer was dismayed. In 2002, he founded California-based nonprofit CyArk in order to apply a highly accurate, portable laser-scanning technology he’d originally developed for monitoring nuclear power plants and other structures – to preserving the world’s cultural heritage sites, what Kacyra calls “our collective human memory”.
CyArk’s methods are fast and accurate: pulsed lasers generate 3D points of clouds, which render surfaces at accuracy to within millimeters. Combined with high-definition photography and traditional surveying techniques these data make it possible to create highly detailed media – photo textured animations, 3D fly-throughs – that digitally preserve our knowledge of heritage sites against natural disaster, war, and neglect, and make them accessible to the world. Among the sites already scanned are ancient sites in Mexico, the leaning tower of Pisa, and Mount Rushmore.
Ben Kacyra | Speaker | TED.com