ШІ відтворив Ла-Лагуну XVI століття у 3D

Місто Сан-Крістобаль-де-Ла-Лагуна, що на Канарських островах, знову постало перед нами – таким, яким воно було у XVI столітті. Завдяки амбітному проєкту Університету Ла-Лагуни (ULL), старовинне місто Агере з його лагуною, курними вуличками та невисокими будинками, які колись описав італійський інженер Леонардо Торріані, вперше відтворили в цифровому 3D-форматі. Ця ініціатива поєднала історію, сучасні технології та штучний інтелект, щоб ми могли зазирнути в минуле і краще зрозуміти сьогодення цього міста, яке з 1985 року є об'єктом Всесвітньої спадщини ЮНЕСКО.

Проєкт показує, як виглядала столиця Канарських островів наприкінці XVI століття. Тоді це було найрозвиненіше місто архіпелагу – як економічно, так і освітньо. Люди жили на території, яка сьогодні обмежена церквою Ла-Консепсьйон, вулицею Каміно-Ларго та стадіоном Франсіско Пераса. Ці міські квартали, хоч і з невеликими змінами, збереглися до наших днів.

Керують цим масштабним проєктом Фернандо Перес Нава та Ісабель Санчес Берріель з кафедри комп'ютерної інженерії та систем Університету Ла-Лагуни. «Ідея проєкту з'явилася завдяки співпраці між мерією Ла-Лагуни та нашим університетом, адже ми шукали спільні точки дотику», – пояснює Фернандо Перес. Він також нагадує, що першу пропозицію висунула Кармен Роса Ернандес з культурного відділу муніципалітету.

Завдання було дуже складним. У сучасній Ла-Лагуні майже не залишилося незмінних будівель XVI століття. Тому команді, до складу якої увійшли фахівці з інформатики, історії та образотворчого мистецтва, довелося починати практично з нуля. Головною опорою став план міста, створений Торріані у 1588 році, який зберігається в Університеті Коїмбри. Також використовували історичні описи та порівняльні дослідження архітектури того часу.

«Це була надзвичайно складна робота, адже про Ла-Лагуну тієї епохи майже нічого не збереглося», – визнає Фернандо Перес. Проте, завдяки історичним картам та під керівництвом істориків, команді вдалося створити повний план міста – це стало першим великим успіхом проєкту. Після цього етапу дослідники змогли вивчити, як були поділені ділянки, які будівельні техніки використовували, як було організовано суспільство та які були типи житла. Вони розрізняли багатші та скромніші райони, де відрізнялися матеріали, розташування та дизайн дверей і вікон.

У результаті проєкту відтворено міську забудову площею понад 20 квадратних кілометрів. Було повністю оцифровано міські квартали та за допомогою комп'ютера створено понад тисячу житлових будинків, а також церкви, монастирі, скити та адміністративні будівлі. Крім того, відтворено віртуальних персонажів – шляхту, духовенство, торговців, ремісників та селян – в одязі, що відповідає тій епосі.

Проєкт вийшов на новий рівень завдяки використанню штучного інтелекту. Як йдеться у статті 2024 року, дослідники розглядають старі історичні карти як сучасні зображення. Застосовуючи методи глибокого навчання, вони змогли автоматизувати найдовшу частину роботи – розпізнавання кожного будинку. При цьому вони спиралися лише на карту Торріані, адже, як кажуть самі дослідники, «ми не можемо вигадувати хмарочоси». «Раніше доводилося вручну перевіряти кожне житло: його розмір, кількість поверхів, дверей та вікон, а тепер ми змогли це автоматизувати», – пояснюють науковці.

Завдяки сучасним алгоритмам система розпізнає фасади, виправляє спотворення на оригінальних малюнках і створює параметричні 3D-моделі. Ці моделі відповідають як архітектурній логіці, так і історичній правдивості. Для найважливіших будівель використовували ще більш точні дані – LIDAR. Це 3D-інформація, отримана за допомогою лазерних імпульсів, які вимірюють відстані до об'єктів, що забезпечило високу точність у відтворенні висот та об'ємів.

Ісабель Санчес Берріель, фахівчиня з комп'ютерної інженерії, представила останні розробки на II Конференції Futura Cultura Lab. Йдеться про інтерактивний додаток, де користувач може вільно спілкуватися з віртуальними мешканцями міста. «На відміну від інших подібних проєктів, тут діалоги не є заздалегідь запрограмованими», – пояснює Санчес.

Щоб досягти такого рівня взаємодії, генеративному штучному інтелекту надали весь історичний та просторовий контекст, щоб він міг відповідати логічно та послідовно. Навіть мову ретельно опрацювали, використовуючи тексти Мігеля де Сервантеса, щоб відтворити іспанську мову тієї епохи. У своїй доповіді Ісабель Санчес також наголосила, що ця методологія має великий потенціал для застосування до інших історичних карт.

Дослідження не обмежується лише Ла-Лагуною. Команда вже працює над тим, щоб застосувати цю методологію до інших карт Торріані на Канарських островах, зокрема до карт Санта-Крус-де-Тенерифе, Гарачіко, Тельде, Лас-Пальмас або Сан-Себастьян-де-Ла-Гомера. Мета – продовжити цифрову реконструкцію історичних міст архіпелагу та спростити аналітичну роботу за допомогою автоматизованих інструментів.

Окрім наукової сфери, ця реконструкція має багато практичних застосувань. Це і віртуальні тури, і 360-градусний контент, і навіть досвід віртуальної реальності, де можна прогулятися Ла-Лагуною 1588 року за допомогою звичайного мобільного телефону. Також розробляються освітні відеоігри, що базуються на цьому історичному середовищі. Обидва доктори наук сподіваються, що повністю завершений проєкт буде представлений на початку наступного року.