Cerkiew pod wezwaniem Świętych Borysa i Gleba na Kołoży w Grodnie wzniesiono w XII wieku (pierwsze wzmianki z 1138 roku). Kilkakrotnie remontowana i przebudowywana, między innymi na początku XVI wieku. W 1853 roku, w wyniku osunięcia skarpy niemeńskiej, zawaliły się ściana południowa oraz część elewacji wschodniej i zachodniej. Wówczas świątynię wyłączono z kultu. Ruina została zabezpieczona na początku XX wieku. Od 1948 roku budynek pełnił funkcje muzealne. W roku 1991 przywrócono cerkiew pod wezwaniem Świętych Borysa i Gleba do kultu.

Cerkiew murowana, wątek ceglano kamienny, sklepienie nawy (nie zachowane) wsparte na ceglanych murach zewnętrznych i wewnętrznych filarach. W strukturze muru osadzone otwarte do wewnątrz naczynia o funkcji akustycznej. Na zewnątrz, w murze aplikowane ceramiczne plakiety z barwną glazurą oraz nieregularne ciosy kamienne /płyty/,zróżnicowane barwnie. Wewnętrzne tynki zachowane na około 10% powierzchni oryginalnych ścian i fragmentach sklepień. Malowidła ścienne zachowane szczątkowo, przede wszystkim w niszach ściennych. Prace dokumentacyjne prowadzone były przez ekipę Polskiego Bractwa Kawalerów Gutenberga, a finansowane przez Ministerstwo Kultury i Dziedzictwa Narodowego ze środków ministerstwa w ramach programów Ochrona dziedzictwa kulturowego za granicą w roku 2015 i w roku 2016.

Prace zrealizowane w latach 2015 - 2016 na terenie cerkwi obejmowały wykonanie zestawu fotografii oryginalnych ścian wewnętrznych i zewnętrznych cerkwi. Wszystkie ściany rejestrowano we fragmentach, które połączone pokryły całość ich powierzchni. Przy użyciu specjalistycznego oprogramowania wszystkie fotografie łączono w wysokiej rozdzielczości, dzięki czemu uzyskano pozbawione zniekształceń optycznych ortofotografie ścian. W trakcie procesu digitalizacji zostało wykonanych łącznie ponad 1500 zdjęć - wszystkie fotografie w wysokiej rozdzielczości. Oprócz rejestracji fotograficznej przeprowadzono pomiary geodezyjne, pozwalające na sporządzenie rysunków wektorowych całości, a w efekcie końcowym opracowanie modelu 3d budynku.

Prace wykonane we wnętrzu świątyni w latach 2015 i 2016 są elementami projektu kompleksowej cyfrowej inwentaryzacji, naukowego opracowania i badań interdyscyplinarnych XII w. cerkwi p.w. ŚŚ Borysa i Gleba na Kołoży w Grodnie. Jego efekty zawarte zostaną w raporcie końcowym, który będzie wyjściowym materiałem dla dalszych, specjalistycznych badań. Efektem finalnym będzie przeprowadzenie, krytyczna analiza i publikacja wyników badań oraz pełna dokumentacja fotogrametryczna obiektu, analiza ikonograficzna, paleograficzna, rozwarstwienie chronologiczne, rekonstrukcja cyfrowa elementów figuralnej polichromii ściennej (unikatowej w charakterze) i detalu architektonicznego oraz wnioski z kwerendy archiwalnej.

Ekipa wykonawcza przebywała w Grodnie w sierpniu 2015 r. i we wrześniu 2016 r. Zakres prac przewidzianych na ten okres obejmował -

- szczegółowe opracowanie fotograficzne, graficzne (rysunek wektorowy) powierzchni ściany wewnętrznych i zewnętrznych (m.in. reliktów malowideł oraz gmerki).
- wykonanie przestrzennego modelu cerkwi
- wykonanie geodezyjnych pomiarów cerkwi
- pobranie i opis próbek zapraw i pigmentów do badań fizycznych i chemicznych.
- wykonanie zestawu zdjęć termowizyjnych obiektu
- określenie zagrożeń dla zachowania zabytku w obecnym stanie.

Ogółem w trakcie pracy w roku 2015 i 2016 ekipa wykonała ponad 2000 fotografii. Część z nich wykonywana była w technice fotografii mozaikowej, pozwoliło to w późniejszej obróbce wykonać gigapanoramę ścian cerkwi w wersji ortho. Wnętrza cerkwi oświetlane były światłem błyskowym o łączne mocy 7 kWs. Przeprowadzono kalibrację barwną z wykorzystaniem zestawu X-Rite. Do wykonywania fotografii wykorzystany został aparat fotograficzny Nikon D800 z matrycą 40 MPx z kompletem obiektywów stałoogniskowych o niskiej dystorsji.

Rok 2015

Ekipa wykonawcza przebywała w Grodnie w sierpniu przez 10 dni. Zakres prac przewidzianych na ten okres do wykonania to dokumentacja ściany północnej wewnątrz cerkwi. Prace rozpoczęto od usunięcia wszystkich elementów wyposażenia cerkiewnego (ikon, lamp, itp) za zgodą właściciela obiektu (Parafia Prawosławna pw. śś. Borysa i Gleba w Grodnie). Warunkiem było przewrócenie stanu pierwotnego po zakończeniu prac. Po usunięciu wyposażenia ruchomego konieczne okazało się również przesunięcie części mebli tworzących sklep z dewocjonaliami, co umożliwiło to dostęp do zasłoniętych fragmentów ścian. Szczególnie istotne było oczyszczenie niszy 2, w której znajdują się fragmenty oryginalnej figuralnej polichromii.

Cała ściana N została sfotografowana korzystając z techniki fotografii mozaikowej. Polega ona na fotografowaniu fragmentów całości, a następnie w trakcie obróbki plików poszczególne fotografie zostają sklejone (ang. stiching) i powstają w ten sposób pliki całej ściany w dużej dokładności. Konfiguracja wnętrza cerkwi nie pozwalała zresztą na inny sposób zarejestrowania widoku ściany N, ze względu na filar (filar N), stojący w odległości ok 1,5 m od ściany. W żadnym ustawieniu aparatu fotograficznego nie ma możliwości dostępu do całej powierzchni ściany N. Wnętrze cerkwi oświetlane było światłem błyskowym z założonymi filtrami UV. Po ustawieniu stałego i równomiernego oświetlenia sfotografowany został wzorzec barwny w celu kalibracji barw podczas obróbki.

Utrudniony jest też dostęp do nisz 1 i 2. Znajdują się one pod sklepieniem chóru i zasłonięte one były wyposażeniem i elementami konstrukcyjnymi stoiska z dewocjonaliami. Dokumentacja nisz 1 i 2 możliwa była po usunięciu mebli.

Wszystkie nisze dokumentowane były w ten sam sposób. Wykorzystując programowalną głowicę panoramiczną wykonywane były serie fotografii, które w trakcie obróbki pozwoliły później na skonstruowanie wycieczek wirtualnych po wnętrzu każdej niszy.

Nisza 2 ściany N została szczegółowo udokumentowana z uwagi na zachowane ślady oryginalnej polichromii. Fragmenty ścian niszy z zachowaną polichromią zostały zarejestrowane w technice fotografii mozaikowej i sklejone w formacie gigapanoram o wymiarach odpowiednio - ściana główna niszy - 29503 x 21664 px i glify na ścianach bocznych - 28000 x 5364 px. Zachowane fragmenty tynków zarejestrowane zostały w podczerwieni (IR) z zastosowaniem filtrów Heliopan 800 i 1000, przy ekspozycji w świetle białym.

W niszy 2 oraz innych punktach oryginalnych ścian zostały pobrane próbki zapraw i pigmentów do dalszych badań fizycznych i chemicznych w celu dokładnej analizy pozostałości oryginalnych tynków.

Materiał fotograficzny wykonany w trakcie pobytu ekipy w Grodnie został poddany obróbce w pracowni graficznej w Warszawie. Wszystkie fotografie wykonywane były w formacie RAW, a następnie wywoływane do formatu TIF i JPG. Wykonane zostały gigapanoramy ze zdjęć mozaikowych całości ściany N i poszczególnych nisz.

Rok 2016

Ekipa wykonawcza przebywała w Grodnie we wrześniu przez 14 dni. Zakres prac przewidzianych do wykonania w roku 2016 to dokończenie prac dokumentacyjnych rozpoczętych w poprzednim roku. Prace obejmowały wykonanie dokumentacji fotograficznej wewnątrz cerkwi pozostałości ściany W, sanktuarium, prothesis i pozostałości diakonikonu, filary N i S, tuneli w ścianach oraz całości zachowanych murów zewnętrznych. Prace rozpoczęto od oczyszczenia dostępu do nisz w ścianie W, zastawione one były elementami wyposażenia sklepiku przykościelnego. Technika wykonywania fotografii była identyczna, jak przy realizacji poprzedniego etapu, rozszerzona o techniki pozwalające na tworzenie modeli 3D obiektu w trakcie obróbki.

Dokumentację fotograficzną uzupełniła seria zdjęć w technice termowizji przy pomocy profesjonalnej kamery termowizyjnej Flir.

Uzupełnieniem dokumentacji fotograficznej było wykonanie pełnej dokumentacji pomiarowej przez wyspecjalizowaną firmę geodezyjną. Pomiary geodezyjne cerkwi zostały wykonane w oparciu o założoną na miejscu osnowę geodezyjną w lokalnym układzie współrzędnych. Do pomiarów użyto nowoczesnego bezlustrowego tachimetru elektronicznego firmy Leica z pełną automatyką, śledzeniem lustra, pomiarem bezlustrowym do 1000 m o dokładnościach rzędu +/- 2 mm. Błąd wyznaczenia współrzędnych stanowiska był za każdym razem mniejszy od 1 mm. W wyniku prac pomiarowych zostały pomierzone odnalezione na miejscu repery robocze i znaki pomiarowe, założone najprawdopodobniej przez służby geodezyjne w celu monitoringu osiadania cerkwi oraz wszystkie elementy charakterystyczne budowli takie jak : krawędzie ścian, załamania, schody wewnątrz ścian, okna, drzwi, niektóre otwory w ścianach, charakterystyczne elementy zdobień, sklepień, belki drewniane itp. Na terenie cerkwi wykonano łącznie ok 1600 pomiarów.

Pomiar elementów charakterystycznych budowli pozwolił na stworzenie odpowiednich przekrojów poprzecznych i podłużnych mierzonych elementów i ich wektorowe odwzorowanie.

Technologie pomiarowe zastosowane w tym przedsięwzięciu są obecnie jednymi z najlepszych dostępnych na rynku.

Rok 2017

Zakres prac przewidzianych do wykonania w tym roku przewidywał wykonanie pełnej obróbki cyfrowej pozyskanych materiałów fotograficznych i danych pomiarowych oraz wykonanie badań fizycznych na próbkach pigmentów i zapraw pobranych z niszy 2 ściany N i oryginalnych tynków wyższej partii.

Zakres i opis badań fizycznych oraz chemicznych dla zapraw i pigmentów pobranych próbek.
W pierwszym etapie szczegółowych badań interdyscyplinarnych obejmujących min. analizę petrograficzną i chemiczną, zostały pobrane reprezentatywne podwójne próbki (przekrój przez warstwy malarskie – badania petrograficzne i SEM; i próbka czystego pigmentu do badań metodą INAA), dodatkowo zostały pobrane próbki czystej zaprawy i tam, gdzie było to możliwe bieli ołowiowej (do INAA). Z nich sporządzono preparaty. Próby do badań mikroskopowych zostały zatopione w żywicy (przekroje poprzeczne przez warstwy malarskie), które następnie zostały sfotografowane w świetle odbitym i wstępnie opisane. W finalnym etapie badań do ustalenia stratygrafii warstw malarskich i identyfikacji zapraw i pigmentów zostały wykorzystane następujące, komplementarne do siebie metody badawcze:
- mikroskopię optyczną w świetle odbitym
- mikroskopię elektronową (SEMEDX i SEMWDS)
- instrumentalną neutronową analizę aktywacyjną

Analizy chemiczne w mikroobszarze wraz z dokumentację graficzną (zdjęcia SE i BSE) zostały wykonane w Państwowym Instytucie Geologicznym – Państwowym Instytucie Badawczym w Warszawie przy pomocy skaningowego mikroskopu elektronowego LEO 1430 wyposażonego w detektor dyspersji energii (EDS) Oxford ISIS 300, a także z użyciem mikrosondy elektronowej Cameca SX 100 wyposażonej w pięć spektrometrów WDS i spektrometr EDS. Oznaczenie stężenia pierwiastków śladowych w próbkach pigmentów z zastosowaniem instrumentalnej neutronowej analizy aktywacyjnej zostały wykonane w Instytucie Chemii i Techniki Jądrowej w Warszawie, gdzie prowadzone są prace głównie nad malarstwem tablicowym i przedmiotami pochodzenia archeologicznego. Analiza próbek zapraw i pigmentów zostały przeprowadzone z zastosowaniem metody INAA bez wydzielania chemicznego z wykorzystaniem wzorców analizowanych pierwiastków. Napromienianie próbek zostało przeprowadzone w reaktorze MARIA w Świerku w kanale o strumieniu neutronów termicznych 8*1013n/cm2s. Próbki zostały napromienione przez 24 godziny i schłodzone przez 8 godzin. Pomiary aktywności tak przygotowanych próbek i wzorców były prowadzone przy użyciu dwóch linii spektrometrycznych w ICHTiJ:
- detektor HPGe firmy ORTEC o wydajności względnej 18% i energetycznej zdolności rozdzielczej 1.95 keV dla energii 1332 keV – 60Co + układ spektrometryczny firmy CANBERRA
- detektor HPGe firmy CANBERRA o wydajności względnej 60% i energetycznej zdolności rozdzielczej 1.92 keV dla energii 1332 keV – 60Co + układ spektrometryczny firmy CANBERRA – analizę widm aparaturowych promieniowania gamma wykonał program GENIE 2000.

Obróbka cyfrowa materiałów fotograficznych.
Wszystkie wykonane w latach 2015 - 2016 fotografie były na bieżąco wywoływane z formatu RAW do formatów TIF (bezstratny) i JPG. W trakcie wywoływania implementowane były do tych plików metadane opisowe. Tak przygotowane zestawy fotografii były w trakcie prac w roku 2017 użyte do wykonania modeli cyfrowych cerkwi w wersji 3D. Do podstawowej operacji - przetworzenia zestawów fotografii w siatki poligonów HiPoly użyte zostało oprogramowanie ReMake i ReCap firmy Autodesk. Ograniczenia wielkości zestawów fotografii spowodowały konieczność grupowania i obróbki poszczególnych elementów cerkwi osobno. W ten sposób powstały oddzielne siatki poligonów -
- bryła zewnętrzna
- ściana W
- ściana N
- prothesis
- sanktuarium
- filar N
- empora

Dla szczegółowego odtworzenia w wysokiej rozdzielczości detalu powstały dwie dodatkowe siatki poligonów:
- nisze 1 i 2 ściany W
- nisza 2 ściany N

Do analizy i dalszego wykorzystania powstałych siatek poligonów wymagane jest specjalistyczne oprogramowanie. Powstałe pliki są duże i wymagają silnych komputerów do uruchomienia. Do celów prezentacji i szerokiego udostępnienia powstałych materiałów przygotowane chmury punktów zostały poddane dalszej obróbce z wykorzystaniem programu 3DSMax firmy Autodesk oraz Pix4D firmy Pix4D SA. Efektem tych opracowań są pliki animacji MP4 poszczególnych elementów, prezentujących ich rzeczywisty wygląd i proporcje. Dalsza obróbka siatek poligonów pozwoliła na wykonanie ortofotografii głównych fragmentów obiektu - trzech fasad zewnętrznych (czwarta, fasada S, jest drewnianą konstrukcją nie mającą znaczenia zabytkowego), ściany W, ściany N wraz z zachodnią częścią prothesis, sanktuarium, prothesis oraz sanktuarium z prothesis po usunięciu ikonostasu. Diakonikon zachował się w małym fragmencie i dostęp do resztek ścian był bardzo utrudniony. W trakcie rejestracji wykonano też dokumentację tuneli w ścianach prothesis i diakonikonu. Fotografie tam wykonane mają charakter wyłącznie dokumentacyjny, nie pozwalają na dalsze opracowania.

Połączenie przestrzennej siatki pomiarów geodezyjnych z kompletem fotografii i siatek poligonów pozwoliło na stworzenie uproszczonego modelu 3D obiektu. Uproszczenie w tym wypadku dotyczy braku tekstur na modelu. Ograniczenie to związane jest ze sposobem prezentacji modelu. W tej technologii sam model jest uruchomiony na serwerach firmy Autodesk i można go oglądać przy pomocy natywnej przeglądarki Autodesk. Na stronie internetowej projektu zagnieżdżony jest link do modelu, wyświetlany jako osobna ramka (FRAME), uruchomiany z dowolnej przeglądarki internetowej. W modelu tym rozmieszczenie i proporcje poszczególnych elementów, łącznie z położeniem tzw. dzbanów akustycznych, jest zgodne z oryginalnym. Model ten pozwala na wykonywanie dowolnych przekrojów przez bryłę cerkwi, jak również na odbycie wirtualnej wycieczki po wnętrzu. W modelu uproszczonym nie został uwzględniony ikonostas.