Археолог Джон Гарман, досліджуючи стародавні петрогліфи, знайшов неочікуване джерело натхнення – зображення Марса. Особливо його вразив знімок, оброблений за допомогою методики NASA, який перетворив звичний червоний ландшафт на яскравий мозаїчний візерунок, що розкривав небачену раніше деталізацію. Гарман одразу зрозумів, як цей метод може допомогти в дослідженні найдавніших наскельних малюнків.
Ця техніка, відома як “decorrelation stretch” (розтягнення без кореляції), використовується для посилення контрасту в цифрових зображеннях. Вперше її розробили дослідники Лабораторії реактивного руху NASA (JPL) у 1978 році для покращення інтерпретації супутникових знімків з високим рівнем кореляції даних.
“Я пошукав у Google і знайшов статтю NASA, яка пояснювала алгоритм”, – розповів Гарман. Археолог вперше застосував його до фотографій наскельних малюнків, зроблених у Нижній Каліфорнії, Мексика. На одному зі знімків виявилася нова жовта фігура, яка, здавалося, з’явилася нізвідки. “Це переконало мене в її корисності”, – зазначив він.
Відтоді Гарман за допомогою програмного плагіна покращив сотні зображень стародавнього наскельного мистецтва.
Космічні технології на Землі
Техніка розтягнення без кореляції не просто підвищує контрастність кольорів, а відображає вихідні кольори в іншому, розширеному діапазоні. В основі методу лежить перетворення Кархунена-Лоєва – теорема, яка використовується в статистичному аналізі для максимального стиснення енергії, тобто концентрації більшої частини інформації сигналу в меншій кількості компонент.
У 1978 році керівник групи цифрової обробки зображень у JPL, Джим Соха, запропонував застосувати це перетворення для покращення кольору цифрових зображень.
Пізніше, у 1996 році, Рональд Аллі, член групи Сохи в JPL, доопрацював процес, зробивши його швидшим і точнішим. Саме на статтю Аллі натрапив Гарман, коли почав використовувати цю техніку для вивчення наскельного мистецтва. “Хтось мусив написати опис цієї речі, щоб користувачі розуміли, про що йдеться”, – зазначив Аллі.
Гарман, який зараз на пенсії, має досвід роботи в медичній візуалізації та ступінь доктора математичних наук Каліфорнійського університету в Берклі, що додало йому впевненості. Використовуючи статтю Аллі, Гарман створив програмний плагін Dstretch для покращення цифрових зображень.
Розкриваючи минуле
Археолог зумів адаптувати метод розтягнення без кореляції для аналізу наскельних малюнків. “Я почав експериментувати і виявив, що, змінюючи колірний простір, я можу досягати чудових результатів на різних зображеннях”, – сказав він.
Колірний простір – це діапазон чисельно представлених кольорів, як-от RGB (червоно-зелено-синій), що часто використовується в екранах. Плагін Dstretch містить власні колірні простори, які виявилися особливо корисними для зображень наскельного мистецтва, з якими працює Гарман.
За допомогою Dstretch археологи виявили зображення кажанів та свиней у стародавньому єгипетському некрополі Бені-Хассан, розкривши рідкісні для єгипетського мистецтва зображення тварин. У провінційному парку “Пишучі на камені” в Альберті, Канада, Dstretch показав те, що можна вважати ранньою формою графіті-тегування: піктограму коня з вершником, яка, ймовірно, слугувала візитівкою воїна племені Кроу, що дражнила своїх ворогів з племені Блекфут.
Програмний плагін також дозволив виявити близько 15 раніше невідомих фігур та розкрити нові деталі на 28 інших зображеннях на стоянці Årsand 1 у Західній Норвегії. “Ніхто достеменно не знає, чому люди створювали ці наскельні малюнки, принаймні в багатьох випадках”, – сказав Гарман, розмірковуючи про свою захопленість стародавніми зображеннями. “І символи досить дивні”.