Кто разработал способ реконструкции лица человека по его черепу

Метод Герасимова: восстановление внешнего облика по черепу

Как выглядели при жизни великие люди ещё несколько сот лет назад могли знать только их современники. Даже картины великих художников не всегда отображали реальный облик известных личностей. Не говоря уже о том, что музыкантов, академиков или врачей портретисты отнюдь не спешили писать маслом ввиду финансовой несостоятельности первых. Да и те изображения, что дошли до нас, являют нам того же Гаусса или Моцарта лишь анфас.

Первые опыты по воссозданию черт лица по черепу

Иное дело – восстановление черт лица по имеющемуся черепу. Антропологические характеристики представителей разных рас существенно отличаются друг от друга, в то время как строение тех же скул или надбровных дуг могут с небольшой погрешностью продемонстрировать внешний вид умершего. Именно на эти показатели опирались первые учёные, проводившие опыты по воссозданию черт лица на основе черепов. В 1895 году швейцарский анатом Вильгельм Гис, по предположительно принадлежавшему Иоганну Баху черепу, смог в гипсе отобразить лик умершего. После сравнения с картинами художников 18-го века выяснилось, что действительно останки принадлежали великому композитору. Его опыт через несколько лет повторил немецкий гистолог Юлиус Кольманн. Теперь опытным образцом выступал череп Данте Алигьери. Оба результаты были несовершенны, а в научной среде ещё и считались ненадёжными.

Увлечение детства переросшее в профессию

Недостатком первых экспериментов по воссозданию лица на основе костей черепа было отсутствие методологии, единого подхода, установленной взаимосвязи между мягкими покровами и особенностями скелета. Первую методику в данной области предложил советский антрополог, скульптор и археолог Михаил Герасимов. По сути он был чуть не первопроходцем этой науки.

С детства юноша был увлечён археологией и мечтал на основании имеющегося материала установить, как же выглядели первобытные люди. Первая археологическая экспедиция, в которую взяли 11-летнего мальчика, состоялась в далёком 1908 году. Тогда под руководством Б. Э. Петри проводились изыскания на Верхоленской горе. Уже через 4 года молодой человек устроился на работу в краеведческий музей Иркутска. Попутно Михаил изучал стоянки древних людей мезолитической и неолитической эпох по Иркутской области и Хабаровскому краю. В возрасте 30 с небольшим лет им была обнаружена всемирно известная ныне стоянка Мальта. Данная памятка считается вершиной археологической работы Герасимова.

Долгие годы проведённые на раскопках укрепили учёного в мысли о возможности установления внешнего облика древнего человека по обнаруженным останкам. Настойчивость, терпение и усердие учёного стали порукой в этом нелёгком деле. Сказался и опыт работы в анатомическом театре при ИГМУ. Первые скульптуры неандертальца и питекантропа были представлены Герасимовым общественности уже в конце 1920-х годов.

Метод Герасимова

Для обнаружения закономерностей между черепом и окончательным внешним видом человека требовалось провести кропотливую работу. Герасимов много времени проводил в моргах, записывал и изучал измерения, полученные наглядным путём. Помимо препарирования голов, учёный тщательно измерял толщину мягких покровов с помощью закопченной иглы, делал рентгенограммы и личные зарисовки лицевых мышц. Более точные данные, чем у зарубежных коллег, удалось получить благодаря исследованиям на телах недавно скончавшихся людей. При этом многонациональный состав населения СССР поспособствовал проведению широкомасштабного анализа расовых антропологических характеристик в ходе проводимых изысканий.

Результатом многолетней работы стали создание шкалы стандартов мягких тканей и методики портретной реконструкции, названной впоследствии именем Герасимова. Сама методика базировалась на теории зависимости толщины мышечных покровов от микро- и макрорельефа самого черепа. Так, форма рта определялась через строение челюстей, форму зубов и ширину зубной дуги. Если при измерении черепа обнаруживалось, что между глазными орбитами было небольшое расстояние, а нос имел высокий корень, то это означало, что умерший был обладателем прямого и тонкого носа. Шероховатости на костной ткани выдавали концентрацию жира на поверхности костной основы – чем рельефнее, тем полнее было лицо. Это же давало возможность установить форму щёк.

Этапы реконструкции

Несмотря на то что Герасимов предельно чётко описал в методологии весь процесс реконструкции лица по черепу, на деле данная работа занимает немало времени. Ведь кроме скучных цифр скульптору ещё придётся задействовать все свои знания в антропологии, анатомии и включить креативность.

Выявление повреждений, восстановление недостающих костных фрагментов

На подготовительном этапе череп очищают от всего лишнего – остатков мягких тканей, известковых отложений, грязи. На этом же этапе исследуют целостность костей, выявляют дефекты, сколы, отверстия. При этом важно определить, разрушения были получены до или после смерти. Ведь в первом случае это существенно может отобразиться на внешнем виде модели.

Анализ черепа

На этом этапе специалисты проводят около сотни измерений черепной коробки. При этом важными характеристиками считаются пол, возраст, расовая принадлежность и прочие антропологические особенности умершего. Например, гендерная принадлежность определяет угловатость внешнего облика – у мужчин таковых больше. В то тоже самое время у женщин формы округлые, лоб и подбородок сглажены, а на скулах и в нижней части лица мягкие ткани имеют большую толщину.

Возраст испытуемого определяется по состоянию зубов и швов между костями черепа. Тогда как расовая принадлежность выявляется морфологическим строением лицевых костей. После замеров и уточнения параметров данные о толщине мягких покровов на отдельных участках лица получают из составных таблиц Герасимова.

Графическая реконструкция

Фактически графическая реконструкция – это воссоздание толщины мягких покровов в узловых точках лица. Это значит, что на данном этапе антрополог восковой мастикой, как колышками, обозначает на черепе высоту мышц от костных фрагментов. Получается своеобразный «ёжик» на базе имеющегося черепа. Промежутки заполняются скульптурной мастикой. На данном этапе специалист подключает свои творческие навыки.

Скульптурное воссоздание головы

С полученной воссозданной модели снимается слепок. Лишь на последнем этапе с него отливается скульптура – прототип ранее жившего человека.

Модели Герасимова

Вплотную занимаясь реконструкцией лица по черепу Герасимов воссоздал немало обликов известных исторических личностей. В списке порядка 250 скульптурных портретов-реконструкций присутствуют:

• Рудаки, таджикский и персидский поэт (860 – 941гг.);
• Ярослав Мудрый, великий князь киевский (978 – 1054гг.);
• Ибн Сина или Авиценна, персидский ученый и врач (980 – 1037гг.);
• Андрей Боголюбский, великий князь владимирский (1111 – 1174гг.);
• Тамерлан, тюркско-монгольский военачальник и завоеватель (1336 – 1405гг.);
• Иван IV Грозный, князь московский и всея Руси (1530 – 1584гг.);
• Федор Ушаков, русский флотоводец (1745 – 1817гг.);
• Фридрих Шиллер, немецкий поэт (1759 – 1805гг.).

Реконструкция по черепу в наши дни

Как и следовало ожидать, за 50 лет прошедших с момента создания методика Герасимова была дополнена и усовершенствована его последователями. Свою роль сыграли и новейшие технологии – развитая рентгенография, УЗИ, компьютерные графические программы с использованием 3Д-графики. Они не только улучшили качество конечного результата, но и заметно облегчили работу экспертов. Сегодня антропологический анализ используется криминалистами при раскрытии особо тяжких преступлений, позволяет сотрудникам МЧС и военных ведомств точно идентифицировать останки погибших. И хотя такие реконструкции пока используются российскими правоохранительными органами достаточно редко – не более сотни в год – всё же можно с достоверностью сказать, что у метода Герасимова есть практическая востребованность.

Учёные-антропологи проводят реконструкцию черепов со вполне определёнными целями. Взяв костные останки живших в течении нескольких столетий в одном регионе они прослеживают изменения человеческого облика в динамике. Например, по этим данным определяется, когда в северных областях начала происходить ассимиляция туземцев с европеоидной расой.

Существующие ограничения

Вместе с широтой познаний самого методолога, Михаила Герасимова, и множества его последователей, у портретной реконструкции имеются определённые лакуны. Например, воссоздание кончика носа модели или формы ушей проводится исключительно творчески, т. е. без научно подведённого базиса. Методика лишь может подсказать, был ли нос прямой, с горбинкой, курносый или уплощённый. Но были ли поры расширенными, загибался ли кончик книзу или имел характерную складку – этого установить невозможно. И программное обеспечение в этом никак не сможет помочь антропологам.

Возможно, вам будет интересно:

Источник

Восстановление лица по черепу

Восстановление лица по черепу или метод антропологической реконструкции облика на краниологической основе — прикладной метод антропологии, позволяющий по внешним данным черепа, по его рельефу и структуре реконструировать портретное лицо (то есть облик) человека, которому этот череп принадлежал.

Содержание

[править] История метода

Во второй половине XIX века был открыт целый ряд стоянок первобытного человека (неандертальцев, кроманьонцев и других) с костными останками. Это побудило ученых искать способы восстановления облика древних людей. В 1877 г. немецкий анатом Шаафгаузен предпринял первую попытку воспроизведения внешнего облика человека по черепам эпохи палеолита. Спустя несколько лет швейцарский ученый Кольман совместно со скульптором Бехли разработали специальную методику исследований и создания по этим данным реконструкций. Они не ставили себе задачи портретного восстановления лица, считая что она вряд ли выполнима.

В 1910 году анатом Сольгер по черепу неандертальца из Мустье сделал реконструкцию, далекую от истинного облика, что было вызвано популярным представлением о звероподобной внешности первобытного человека. В 1913 году анатом Мартин сделал крайне неудачную реконструкцию неандертальца по черепу старика из Ла-Шапель-о-Сен. В результате получилась голова, совершенно не гармонирующая с общим характером черепа.

Тогда же профессор Иенского университета Эггелинг создал эталоны толщин покровов лица, а скульптор на основании этих опытов по тому же черепу воспроизвел лицо, совершенно не сообразуя его со специфическими особенностями неандертальского черепа и посадки головы. Это значительно исказило образ неандертальца. Наконец, американский анатом Мак Грегор в 1915—1918 гг. создал реконструкции питекантропа, эоантропа, неандертальца и кроманьонца, получившие широкую популярность. Однако он отказался от попыток индивидуализации портрета, в результате чего получились условные, как бы отвлеченные образы.

Работы Эггелинга, Кольмана, Меркле, Мак Грегора и других вызвали массу критических статей, авторы которых утверждали невозможность восстановления портрета по черепу. Широкую известность получил случай, когда по антропологическим промерам одного черепа два скульптора одновременно воспроизвели два изображения, которые оказались совершенно непохожими друг на друга и на подлинник. После этого попытки воспроизвести реконструкцию практически прекратились, и на протяжении многих лет никто не ставил такой задачи.

[править] Вклад М. М. Герасимова

Как считается разработчиками данного метода, вид и рельеф кожных покровов на черепе, и в целом покровов связанных со скелетом, напрямую зависят от рельефа кости и её структуры. Огромный вклад в исследование этой зависимости внес великий советский антрополог, основатель российской антропологической лаборатории портретной реконструкции Михаил Михайлович Герасимов, создавший на полученных данных уникальную методику восстановления лица по черепу. За более чем половину века своего существования методика претерпела лишь небольшие изменения и дополнения, сделанные учениками М. М. Герасимова — Лебединской, Дебец и другими.

Метод восстановления лица по черепу предоставляет возможность осуществить прямое сопоставление физического типа людей прошлого и настоящего. М. М. Герасимов за свою жизнь создал целую галерею портретных реконструкций исторических лиц. Количество реконструкций исчисляется сотнями. Но первые его работы были посвящены ископаемым людям — австралопитекам, питекантропам, неандертальцам, кроманьонцам. Среди реконструкций исторических лиц — Ярослав Мудрый, Иван Грозный, Андрей Боголюбский, а также воины бронзового века из курганов и могильников. Самой значимой в своей жизни реконструкцией он считал реконструкцию облика Тимура или Тамерлана. 21 июня 1941 года экспедиция, возглавлявшаяся М. М. Герасимовым, вскрыла могилу Тимура.

М. М. Герасимов проводил свои эксперименты и замеры толщин покровов головы в моргах. Он установил, что все сделанные до него попытки измерить толщину ткани в определённой краниометрической точке были абсолютно неверными, так как авторы замеров использовали забальзамированные или пропитанные формалином головы или головы людей, смерть которых наступила более 2-3 часов назад. Как установил Михаил Михайлович, во всех вышеописанных случаях ткани провисают, оплывают и не могут быть фиксированы с точностью в определённой точке. Герасимов же работал только с головами людей в течение первых двух часов с момента смерти, в основном — в военном госпитале во время Великой Отечественной войны. После долгих лет работы в морге и в краниологоческой лаборатории он, наконец, вывел единый, верный алгоритм создания антропологической реконструкции.

[править] Метод

Процесс создания скульптурной реконструкции на краниологической основе делится на следующие этапы [нет источника] :

1. Анализ черепа
2. Графическая реконструкция
3. Скульптурное воспроизведение схемы головы. На подлинном черепе восстанавливаются основные мускулы, наносятся гребни толстот, обеспечивающие в дальнейшем объективное построение портрета.
4. Завершение работы над бюстом с учётом исторических данных (костюм, причёска).

При создании портретов угроза некоторого искажения полученного образа в результате последующих этапов работы незначительна, так как при определении причёски всегда учитываются наиболее яркие этнические черты, а одежда воспроизводится по данным археологии. Поэтому портрет может быть дополнен изображением прически, одежды и украшений, если сведения о них достаточно достоверны. Воспроизведение внешнего облика лица по черепу может быть реализовано как в виде скульптурного изображения, так и в виде графического.

[править] Анализ черепа

На этапе анализа черепа выполняются основные краниометрические замеры.

Антропо-краниометрические данные [нет источника] :

• Продольный указатель
• Поперечный указатель
• Черепной указатель. Определение вида черепа
• Наибольшая ширина лба
• Наименьшая ширина лба
• Лобный указатель
• Наибольшая ширина грушевидной апертуры
• Высота грушевидной апертуры
• Носовой указатель
• Выступание глабеллы по шкале Брока
• Ширина орбиты
• Высота орбиты
• Орбитный указатель
• Отношение наим. расстояния от краёв глазниц к ширине орбиты
• Тип профилировки орбит
• Предположение о расе
• Выраженность надбровных дуг
• Выраженность глабеллы
• Выраженность подносового шипа
• Выраженность костной части носа (носовой ости)
• Тип профилировки лица
• Определение разреза глаз
• Данные для нижней челюсти
• Описание скуловых дуг
• Скуловой диаметр
• Лобно-скуловой указатель
• Длина затылочного отверстия
• Ширина затылочного отверстия
• Средняя ширина лица
• Объём мозговой коробки по формуле: 359,34+0,000365 × прод.диам × попер.диам. × ушн. высота

Затем составляется краниометрический паспорт черепа, в котором указываются пометки на черепе, краткое описание, место хранения, ответственное лицо, состояние черепа (целостность определяется по типу: cranium — целый череп с нижней челюстью, calvarium — череп без нижней челюсти, calva — черепная крышка), данные о раскопках или местонахождении и проч.

С помощью специальных схем определяется возраст черепа — по количеству зубов, степени их стирания, порядку прорезывания, зарастания зубных ямок, сглаживания и истончения альвеолярных отростков, степени облитерации (зарастания) костных швов и др. По рельефу черепа и статистическим данным определяется пол (обычно, это самая лёгкая часть первого этапа).

[править] Графическая реконструкция

На этапе графической реконструкции череп фотографируется в основных проекциях (но наиболее информативен профиль) с помощью кубуса- (куба-) краниофора, по фотографии или с помощью диаграфа строится профиль черепа. На схеме черепа реконструируются зубной ряд (если необходимо), нижняя челюсть (если отсутствует), височная и жевательная мышцы, глазное яблоко, губы, соответственно прикусу, нос. Известно, что если продолжить направление подносового шипа и направление костей носа, то в месте их пересечения будет находиться кончик мягкого носа. А если зеркально отразить профиль грушевидной апертуры, относительно прямой, проведённой от окончания носовых костей до кончика подносового шипа, можно получить приблизительный контур мягкого носа.

Используя эти и многие другие антропологические приёмы, из работ Герасимова и Лебединской можно получить абсолютно точный контур носа. Толщину кожных покровов подбирают для каждого черепа индивидуально, отталкиваясь от таблиц составленных Герасимовым. В зависимости от пола, возраста, расы, рыхлости компактного вещества кости (указание на ожирение) или cribra orbitalia — испещрение костного вещества на внутренней верхней поверхности орбит (признак голодания и анемии), реконструируются мелкие дефекты и особенности лица.

[править] Скульптурная реконструкция

Самый интересный и наиболее трудоёмкий — этап скульптурной реконструкции. По данным таблицы толщин покровов и корреляций Герасимова, с помощью штангенциркуля, скульптурного пластилина и тончайшего лезвия получают столбики-маяки соответствующей высоты толщиной около 5 мм, которые расставляются в главных, соответствующих замерам М. М. Герасимова, точках. После того, как все маячки выставлены во всех краниометрических точках, по профилю и франкфуртской горизонтали они соединяются гребнями из того же пластилина так, чтобы не повредить высоты маяков. Поэтому высота гребня между разными по высоте маяками должна быть неравномерной, и на одном своём конце быть равной ближайшему маяку, а на другом — увеличиваться относительно другого маяка.

После чего полностью формируются две главные линии — фронтальная и линия франкфуртского сечения, которая является экватором черепа и проходит по нижнему краю глазницы, до верхнего края ушного отверстия. Промежутки между гребнями заполняются воском или тем же пластилином. В соответствии с индивидуальными анатомическими особенностями моделируются глазные яблоки, рассчитывается разрез глаз, моделируются веки.

Постановка уха выполняется следующим образом. Известно, что длина прямой, проведённой от глабеллы, то есть точки, лежащей посередине между бровями, до подносового шипа, равна длине уха.(max.). Верхний контур уха равен по своей форме и своему положению шву височной кости, к которому присоединяется височная мышца. Выставляется высота и контур, затем моделируется ухо.

Если необходимо, протезируются или имитируются зубы для точного определения прикуса. Профиль носа вырезается из пластилина по готовой графической реконструкции и реконструируется нос. По данным графической реконструкции, выполненной в натуральном масштабе, моделируются губы. В дальнейшем идет художественная обработка полученного образа с учетом половых, возрастных, расовых и этнических особенностей.

[править] Компьютерные техники

Компьютер прост в использовании, но реконструкции, полученные компьютерным методом, крайне неточны. Все результаты, полученные такими методами, являются приближёнными и стандартизованными в пределах стандарта, заложенного в программе. Напротив, при непосредственной работе с черепом достигается максимальная точность подбора толщины тканей для данного рельефа. Антрополог может реконструировать такие мелкие детали, как морщины и небольшие дефекты лица, которые компьютер не в состоянии воспроизвести. Такая точность особенно важна при криминалистической экспертизе. И только при непосредственной работе с черепом, с его индивидуальным рельефом, это становится возможным.

Человек способен видеть в каждом отдельном черепе уникальный неповторимый образец рельефа, микрорельефа, способен различать степень рыхлости компакты кости, выраженность тех или иных её фрагментов. По таким и схожим, на первый взгляд незначительным, особенностям черепа достигается максимальное сходство с оригиналом. Морщины, пухлость, полнота, жировые складки и наплывы, мелкие дефекты, положение бровей и форма губ — всё это и многое другое возможно реконструировать только при работе с черепом, без применения компьютера.

Источник