Veronika Opletalová

Příběhy virtuální rekonstrukce

Na přelomu let 1989 a 1990 se východoněmecká tajná služba snažila různými prostředky zbavit mnohaleté dokumentace. Část Stasi-Akten zůstala roztrhaná v pytlích – provizorní ruční skartace určená k pozdějšímu úplnému odstranění. K tomu ale nedošlo, celkem se tak zachovalo přes 15 tisíc pytlů s útržky. Brzy po převratu se začalo s ručním skládáním. Stasi-Puzzle. Neutěšený obraz manuálního skládání podnítil berlínského informatika Bertrama Nickolaye k vývoji technologie automatické virtuální rekonstrukce. Nazval ji „ePuzzler“.

V italské restauraci nedaleko berlínské zoo jsem měla možnost se Bertrama Nickolaye na všechno dopodrobna vyptat. Pár metrů odtud na Pascalstraße se nachází jeden ze čtyř berlínských ústavů Fraunhoferovy společnosti, největší organizace pro aplikovaný výzkum v Evropě. V Ústavu výrobních systémů a konstrukční techniky (Fraunhofer IPK) působí Nickolay jako vedoucí Oddělení pro bezpečnostní techniku. Vzhledem k současnému podílu technologie ePuzzler na probíhajících projektech by bylo nasnadě název oddělení rozšířit o „virtuální rekonstrukci“. Možná i k tomu dojde, pokud bude zájem evropských institucí o pomoc při rekonstrukci kulturního dědictví nadále stoupat.

Ve svém vyprávění se Bertram Nickolay vrací do poloviny devadesátých let. To, co měl možnost zhlédnout pár let po sjednocení Německa v televizi, ho nenechalo chladným. Zaměstnanci úřadu Stasi-Unterlagen-Behörde v Zirndorfu ukazovali, jak pozvolna skládají dokumenty Ministerstva státní bezpečnosti NDR (Ministerium für Staatssicherheit, známější pod zkratkou Stasi). Útržky papíru vyrovnávali žehličkou. Za den složili pár desítek listů (zatím to šlo, protože dokumenty nebyly příliš promíchané), jeden pytel přitom obsahuje přes čtyři tisíce listů. Podle dnešního odhadu by pytle mohly obsahovat celkem 600 milionů útržků.

Nickolay si uvědomil, že počítač si s takovým množstvím dat poradí podstatně rychleji. Od osmdesátých let vyvíjel s kolegy z Oddělení pro bezpečnostní techniku systémy rozpoznávající obrazové struktury, idea virtuálního puzzle se mu tedy jevila jako reálná. Oslovil tehdejší vedoucí Úřadu pro dokumenty Stasi a nabídl jí, že vyvine potřebný software. Nesetkal se se zájmem. Přesto se pustil s kolegy do práce. K vývoji automatické rekonstrukce ho motivovalo i to, že měl pár přátel, kteří prošli východoněmeckými věznicemi a o nahlédnutí do listin měli velký zájem. Vzhledem k množství dat a absenci předlohy to nebyl snadný úkol ani pro informatiky. Předpokladem pro automatické skládání je navíc kvalitní oboustranný sken. Skener, jaký pro tyto účely potřebovali, nebyl v 90. letech na trhu; vytvořili si ho. První verzi software pro automatickou virtuální rekonstrukci vyvinuli v roce 1999.

Podobné úsilí, jaké vynaložil při vývoji technologie, musel Nickolay vynaložit při přesvědčování německých úřadů, aby zkusily s virtuální rekonstrukcí pracovat. V roce 2002 vypsala Evropská rada grant na automatizované skládání fragmentů a ústav IPK Fraunhoferovy společnosti soutěž vyhrál. Větší výzkumný projekt byl zahájen až o téměř 10 let později. V roce 2013 získal Bertram Nickolay a jeho tým Evropskou cenu za inovace (EARTO-Innovationspreis). Koncem roku 2015 se zrušila poslední čtyři pracovní místa v Zirndorfu. Pracovníci zde za dvacet let ručně složili milion a půl listin.

Princip a uplatnění

Myšlenka automatické virtuální rekonstrukce je jednoduchá: na základě analýzy tvaru okrajů a barvy útržků počítač navrhne, které díly patří k sobě. Přitom vyhodnotí, co lze s jistotou přiřadit automaticky, a co nikoli. Automaticky, jak jen to jde. Software si poradí s velkým množstvím dat i potenciálních kombinací, problémy ovšem nastávají tehdy, když jsou okraje útržků i jejich barva téměř totožné (pokud například někdo roztrhal víc listů naráz, což nebylo u dokumentů Stasi neobvyklé). V takovém případě je zapotřebí precizní analýza potisku obou stran, zkoumá se návaznost písma apod. Lidská asistence přichází na řadu až ve chvíli, kdy jsou možnosti automatické rekonstrukce vyčerpány, pak musí pracovník vybrat na základě četby textu nejvhodnější z navržených možností. I v případě bezproblémové automatické rekonstrukce se ale počítá se závěrečnou kontrolou na monitoru – předtím, než se listy vytisknou. Obvykle tedy asistence přichází na začátku procesu, kdy je třeba opatrně naskládat útržky mezi dvě průhledné fólie a ty oboustranně oskenovat, a na konci, kdy se na obrazovce kontrolují, tisknou a archivují složené listiny.

Téměř 20 let po zhlédnutí zirndorfské reportáže se Bertram Nickolay nechal opět inspirovat televizním zpravodajstvím, tentokrát reportáží o skládání poškozených bankovek. V Německu je touto činností pověřena asi stovka osob. Bankovky představují zdánlivě snazší puzzle, neboť předloha je dobře známá. Ovšem je-li roztrháno více bankovek, je nutno rozhodnout, které části patří k témuž exempláři, což není snadné, pokud části chybějí. Zásadní roli proto hraje kvalitní sken, který musí být bez odlesků a přesně reprodukovat barvu. Nápad uplatnit ePuzzler v této oblasti už Nickolay nemusel s námahou prosazovat.

Vývoj technologie virtuální rekonstrukce dnes sledují se zájmem archiváři, filologové, kunsthistorici i kriminalisté. Hlavně v Evropě, ale i mimo ni: koncem minulého roku zavítal do ústavu IPK velvyslanec Egypta v Německu Badr Abdelatty, který si prohlédl ePuzzler a domluvil při té příležitosti návštěvu egyptského ministra pro starověk. Technologie ePuzzler by mohla pomoci při skládání fragmentů papyru. Zatím je plánován pilotní projekt v Berlíně, během něhož bude technologie uplatněna při rekonstrukci egyptských sbírek nacházejících se v berlínských státních muzeích. U tak starých dokumentů je na místě asistovaná virtuální rekonstrukce s podporou odborníků, neboť i na okrajích rozpadlých papyrů se podepsal zub času, zásadní roli při skládání tedy hraje obsah. Manipulace s virtuálními fragmenty na obrazovce přitom pomůže uchránit křehké originály. Výhodou virtuální rekonstrukce je i to, že lze pracovat se skeny útržků, které se fyzicky nacházejí ve sbírkách po celém světě – je-li rekonstrukce úspěšná, může pak každá instituce představit vedle vlastního materiálu i podobu složeného celku, aniž by části musely kamkoli cestovat. Ochraně křehkých originálů slouží i nedávno zahájený projekt digitalizace a virtuální rekonstrukce starověkých a středověkých rukopisů v arménském muzeu Matenadaran, které byly v roce 1997 zahrnuty do světového kulturního dědictví UNESCO.

Bertram Nickolay vyjmenovává nejčastější příčiny rozkouskování artefaktů, s nimiž má ePuzzler co do činění: válka, teror, totalitní zvůle, záplavy a zub času. Ale jsou tu i další příčiny. Třeba když někdo své vlastní spisy rozstříhá z lásky k pořádku.

Leibnizova skříň

O Gottfriedu Wilhelmu Leibnizovi se toho ví hodně – i to, že si své myšlenky důsledně zapisoval. Většinou během dopoledne. Denně popsal desítky listů papíru, což tehdy nebyla laciná záležitost. Snažil se přitom každý list co nejúsporněji využít, zapisoval si na něj myšlenky k různým tématům – od filozofie a teologie přes techniku až po matematiku. Pro pořádek je pak obvykle rozstříhal a jednotlivé lístky zařadil do skříně s promyšleným systémem šuplat. Ta se bohužel nedochovala. Zachovalo se „jen“ pár set tisíc výstřižků a vědci z Leibnizova centra při Akademii věd (Leibniz-Forschungsstelle Hannover) se je nyní snaží přiřadit k původním archům a doufají v pomoc techniky. Seskládání lístků má pomoci nejen jejich přesnější dataci, ale též umožnit vhled do Leibnizova způsobu uvažování. A protože papíry byly často popsány oboustranně, pomůže složení fragmentů rekonstrukci té strany, kterou univerzální génius obětoval.

Leibnizova písemná pozůstalost je zahrnuta do Světového kulturního dědictví UNESCO, vedle rukopisných poznámek sem patří i na 15 000 dopisů, které si Leibniz vyměnil s asi tisícovkou učenců. Nadace Klause Tschiry podporuje právě probíhající pilotní projekt věnovaný virtuální rekonstrukci souboru spisů s matematickým zaměřením. Do projektu je zapojena i Fraunhoferova společnost s technologií ePuzzler. Při automatické rekonstrukci hraje vedle tvarů ústřižků roli i barva: velmi pomáhá míra zažloutnutí papíru. Zato okraje ústřižků mají menší výpovědní hodnotu. Kdyby Leibniz jednotlivé části ručně odtrhal, výrazně by to usnadnilo proces jejich automatizovaného seskládání 300 let po jeho smrti.

Vzhledem k nutnosti všechny ústřižky kvalitně, a přitom opatrně oskenovat není ani automatická rekonstrukce otázkou dnů nebo týdnů, ovšem pohybujeme se v horizontu možného: očekává se, že přes 7000 listů matematického konvolutu bude seskládáno do konce roku 2017.

Český Rixdorf

EPuzzler a další technologie rozpoznávající obrazové struktury by měly v budoucnu pomoci i při rekonstrukci a analýze českých textů. Bertram Nickolay je už několik let v kontaktu s Ústavem pro studium totalitních režimů, Archivem bezpečnostních složek i zástupci Ministerstva kultury ČR. Vypadá to ale, že první projekt věnovaný českým písemnostem vyjde z německé iniciativy, konkrétně z popudu berlínských bohemistů. Půjde o výzkum textů českých náboženských exulantů, kteří se ve 30. letech 18. století usadili u Berlína a založili tu obec Böhmisch-Rixdorf. Ta se vzhledem k postupné expanzi města nyní nachází v berlínské čtvrti Neukölln, známé pro svůj multikulturní nádech. Potomci exulantů už česky neumějí, traduje se, že poslední osoba hovořící česky zemřela v roce 1940. Stále se ale dá mluvit o komunitě, neb jde o komunitu náboženskou: Herrnhuter Brüdergemeine – církev obnovené Jednoty bratrské. V srdci Českého Rixdorfu se nachází Kirchgasse, která vede ke kostelu, dřív se jmenovala Malá ulička.

Tým bohemistů z Humboldtovy univerzity pod vedením lingvisty Rolanda Meyera zkoumá rukopisy z osmnáctého století, především texty kázání. Zajímá je postupný vliv němčiny na jazyk exulantů, například výskyt interferenčních chyb v češtině. Plánovaná digitalizace rukopisů má sloužit nejen ochraně křehkých originálů, ale též jako podklad pro počítačovou analýzu obrazových struktur. I když se nejedná o fragmenty, může technologie Fraunhoferovy společnosti výrazně usnadnit výzkum rukopisů, například rozbor vepsaných korektur. Na základě obrazové analýzy lze vysledovat, kdy se jedná o korektury vlastní a kdy do textu zasáhl další pisatel. Technika pomáhá též určit autorství jednotlivých textů, přesněji řečeno rozhodnout, které texty psal jeden a týž autor. Automatizovaná analýza je opodstatněná zejména u většího množství textů, u nichž člověk není schopen postihnout veškeré souvislosti. Výsledkem je předběžné roztřídění materiálu podle zvolených kritérií – jde o podklad pro vlastní práci filologů, nikoli o její nahrazení.

Berlín – Visegrád

Loni v prosinci se v budově hlavní berlínské radnice konala konference o nejnovějších možnostech digitalizace a virtuální rekonstrukce kulturního dědictví. Konference měla i politický rozměr. Pořadatelé – ústav IPK Fraunhoferovy společnosti a kancelář starosty Berlína – ji koncipovali jako Berlin-Visegrád-Konferenz. Tomu odpovídalo i složení osazenstva, přítomni byli zástupci řady kulturních institucí zemí Visegrádské čtyřky. Důvodů k takovému zacílení bylo hned několik. Mezi partnerská města Berlína patří Praha, Budapešť a Varšava. Konference přitom navázala na dřívější setkání zástupců Fraunhoferovy společnosti se zástupci českých a polských institucí.

Vedle projektů popsaných výše se na berlínské radnici diskutovalo například o optimální digitalizaci mincí za pomocí 2,5D skenerů, o využití 3D skenerů v archeologii a 3D tisku při rekonstrukci památek. V souvislosti s dokumentací pískovcových náhrobků na židovských hřbitovech se objevilo dilema: vyvíjet optimální technologii na bázi 2,5D či 3D skenu, nebo raději rychle dokumentovat, dokud jsou nápisy alespoň zčásti čitelné? Václav Chvátal z Tachovského archivnického a muzejnického spolku TAMUS, který se dokumentaci židovských hřbitovů dlouhodobě věnuje, zastával druhou variantu: rychle pořizovat kvalitní fotografie, dokud je co zaznamenávat.

Další berlínsko-visegrádské setkání nad možnostmi digitalizace a rekonstrukce kulturního dědictví by se mělo konat letos v Bratislavě. Zájem o brzké pořádání konference má též maďarská vláda.

Veronika Opletalová (1981) je germanistka, italianistka a výtvarnice. V letech 2014–2016 vedla v Listech sémiotickou rubriku Znaky.

Obsah Listů 2/2017
Archiv Listů
Autoři Listů

Veronika Opletalová

Příběhy virtuální rekonstrukce

Princip a uplatnění

Leibnizova skříň

Český Rixdorf

Berlín – Visegrád

Knihovna Listů

Cena Pelikán

Předplatné

Fejetony

Sledujte novinky

Mapa webu