Компьютерное моделирование как аспект сохранения архитектурного наследия

Авторы: Соловьева Александра Анатольевна, Ушакова Ольга Борисовна (научный руководитель)

.

Рубрика: Технические науки

Страницы: 56-61

Объём: 0,40

Опубликовано в: «Наука без границ» № 2 (19), февраль 2018

Скачать электронную версию журнала

Библиографическое описание: Соловьева А. А., Ушакова О. Б. Компьютерное моделирование как аспект сохранения архитектурного наследия // Наука без границ. 2018. № 2 (19). С. 56-61.

Аннотация: На современном этапе развития общества наблюдается необходимость сохранения и воссоздания архитектурного наследия. Настоящая статья рассматривает возможности применения компьютерного моделирования для решения этой проблемы, анализируются преимущества и недостатки такого подхода, обозреваются российские проекты и зарубежные аналоги. 

К настоящему времени по всему миру было создано огромное количество сооружений, представляющих собой историческую и культурную ценность. Однако многие из них уже разрушены полностью или частично, а словесные описания, чертежи и фотографии не всегда могут сформировать цельное представление об объекте. В связи с этим, сохранение и воссоздание архитектурного наследия посредством компьютерной реконструкции становится одним из выходов из сложившейся ситуации.

Благодаря современному уровню развития компьютерного моделирования появилась возможность создания культурного виртуального пространства. Трёхмерные модели памятников архитектуры, размещенные в таком «виртуальном музее», помогут поднять общественный интерес к архитектуре, культуре и истории на новый уровень.

Конечно, компьютерная модель никогда не сможет заменить собой исчезнувшие памятники, но ей по силе решить некоторые задачи. Виртуальная реконструкция объединяет в себе все сведения об объекте и воссоздает сооружение максимально реалистичным и приближенным к настоящему. Далеко не каждый человек обладает пространственным мышлением и может представить себе объект, основываясь на письменных и устных описаниях, фотографиях, не всегда хорошего качества, или используя лишь свои воспоминания о визите. Такая реконструкция может способствовать полному погружению зрителя, дать ему возможность «прогуляться» по территории давно утраченного памятника, заглянуть во все уголки здания, и всё это не выходя из собственного дома. Более того, такие реконструкции способствуют привлечению общественного внимания к проблемам сохранения памятников культурного наследия и способствует популяризации архитектуры и истории.

Основными плюсами виртуальной реконструкции являются:

  1. Доступность любому заинтересованному человеку. Далеко не каждый имеет возможность вживую увидеть объект, ввиду разрушения последнего или банального отсутствия финансовой возможности съездить на другой конец света ради осмотра культурных ценностей.
  2. Простота распространения. Опубликованная в интернете компьютерная модель будет доступна любому желающему, в любой момент времени, из любой точки земного шара.
  3. Воссоздание архитектурного памятника в нескольких вариантах. Компьютерная модель позволяет наглядно воссоздавать облик объекта в разные периоды его существования без особых усилий и больших затрат.
  4. Создание визуального трёхмерного объекта. Трёхмерное моделирование предоставляет возможность рассмотреть объект со всех сторон», «войти» внутрь модели, рассмотреть её с разных ракурсов и буквально увидеть детали внутренней отделки. Более того, информационная нагрузка 3D-модели более качественна, объемна, чем аналогичные планы и чертежи.
  5. Неограниченное последующее совершенствование модели. Внесение изменений в реально существующий реконструированный памятник дело довольно затратное с точки зрения финансов, энергии, ресурсов и времени. В свою очередь, доработка или переработка компьютерной модели не требует больших затрат.
  6. Шанс навсегда сохранить реконструируемый памятник таким, каким он был в своё время. Компьютерная модель не подвержена влиянию времени или разрушающих реальные памятники стихий.

Однако, при всех имеющихся плюсах, компьютерное моделирование имеет свои минусы и сложности. Таковыми являются:

  1. Недостаточность информации о культурном памятнике. Далеко не каждый материал, свидетельствующий о визуальном облике и строении объекта, может содержать достаточное количество информации о каждой существовавшей мелочи.
  2. Противоречие источников. Даже план строения, несомненно являющийся одним из наиболее точных визуальных источников, не всегда является достоверным и в ряде случаев может вступать в противоречие с другими чертежами или иной информацией, датируемыми тем же временем.
  3.  Не существует определенной методики по созданию виртуальной реконструкции. Нет точного алгоритма, которого стоит придерживаться при создании модели [1]. Метод воссоздания памятника архитектуры будет зависеть от того, какого вида информация о нём была найдена. Воссоздание по устным описаниям разительно отличается от моделирования по чертежам и фотографиям.
  4. Для создания хорошо проработанной компьютерной модели обычно требуется большое количество программного обеспечения и вычислительных ресурсов.

Создание трёхмерной модели является одним из самых современных методов исторического изыскания. Использование трёхмерных визуализаций памятников архитектурного наследия позволяет провести комплексный исторический анализ. Открываются новые возможности, виртуальный мир позволяет совершать с моделью любые возможные действия: реконструировать процесс строительства сооружения или даже взорвать его, ради проверки научной гипотезы [2].

Программы трёхмерного моделирования всё больше раскрывают свой потенциал в этом вопросе. Их использование значительно облегчает процесс реставрационных и реконструкционных работ. Новый метод, в отличие от традиционных с построением макетов и чертежей, дал возможность быстрого дополнения и изменения получаемых моделей. Видимые преимущества дают возможность редактирования без перерисовки эскизов и чертежей, позволяют редактировать форму рельефа, окружающего ландшафта и даже моделировать условия естественного освещения. Такой подход к изучению историко-культурного наследия открывает широкие перспективы и позволяет изучать историю не по отдельным зданиям и сооружениям, а посредством воссоздания целых городов, с созданием виртуальных библиотек информации по различным историческим периодам. Полученные наглядные и интерактивные пособия не только поспособствуют росту интереса к истории и архитектуре, но и позволят как специалистам, так и просто любителям истории и путешествий удаленным доступом изучать любые памятники и культовые сооружения.

Виртуальные реконструкции памятников архитектуры с успехом создаются как в нашей стране, так и за рубежом [1; 3; 4]. Одна из наиболее удачных международных разработок — Rome Reborn, виртуальная реконструкция Рима (рис. 1). Это интернациональный проект, целью которого является воссоздание и презентация теорий процесса развития древнего Рима, начиная с первых поселений в конце Бронзового века, до периода уменьшения населения в начале Средних веков [3]. В итоге, мы можем посмотреть, как город выглядел в тот или иной момент времени.

Виртуальная реконструкция Рима

Рис. 1. Rome Reborn 2.2, виртуальная реконструкция Рима

Ещё одним примером может служить визуальная реконструкция Лондона эпохи Великого пожара 1666 года. Работа является победителем в конкурсе «Off the Map», организованным Британской библиотекой и компанией Crytek, занимающейся разработкой компьютерных игр. Задачей конкурсантов было воссоздание городского ландшафта по картам и гравюрам из коллекции Британской библиотеки [5]. Авторы победной работы — команда второкурсников университета Де Монфора. Данная реконструкция является примером соединения исторических, археологических и архитектурных сведений в среде технологичного игрового движка CryEngine.

К сожалению, из-за недостаточного финансирования и недоценённости метода, разработка таких проектов в России значительно уступает зарубежным аналогам. Тем не менее, частными компаниями, например 3DreamTeam, и инициативными коллективами вузов СПБГУ, МГУ, СПБГАСУ, Тамбовского университета и др. положено начало таких проектов [1; 6; 7; 8; 9]. Из успешных, реалистичных и популярных российских разработок хотелось бы отметить Архитектурную реконструкцию дореволюционного Екатеринбурга (рис. 2), разработанную студией дизайна NAUTILUS. Другой пример качественной работы и добавления интерактивности к разработке — Виртуальные реконструкции Государственного музея архитектуры имени А. В. Щусева [10], все виртуальные проекты которого реализовываются по инициативе и поддержке Министерства культуры РФ. Для популяризации истории отечественной архитектуры музей также сделал отдельное мобильное приложение, снабжённое научными текстами, описаниями и аннотациями для тех, кто хочет виртуально «прогуляться» по местности.

Дореволюционный Екатеринбург

Рис. 2. NAUTILUS, Архитектурная реконструкция дореволюционного Екатеринбурга

Рассмотренные выше примеры показывают, что зачастую создаваемые реконструкции могут носить чисто информативный характер и не претендовать на абсолютную достоверность, но всё же они дают зрителю представление об исчезнувших памятниках целых эпох.

За последнее десятилетие виртуальные реконструкции становятся всё более популярны, подтверждение тому — множество российских и зарубежных разработок. Как утраченные объекты культурного наследия и невоплощенные в жизнь проекты, так и популярнейшие исторические объекты, существующие в данный момент, такие как Эрмитаж, Лувр или Колизей, представляют интерес для воссоздания в виртуальном пространстве.

Результаты виртуальной реконструкции широко применяются в научно-популярных фильмах, компьютерных играх и демонстрируются в музеях [2; 4; 5; 10]. В настоящее время такие компьютерные модели не только являются одним из методов исследования и обработки исторического материала, но и стали прекрасной возможностью для каждого из нас увидеть канувшие в пучину времени произведения архитектуры.

Список литературы

  1. Ушакова О. Б. Результаты научно-графических реконструкций дачной архитектуры конца 10- начала 20 века на Карельском перешейке (2014-2016 гг.) // Современные проблемы истории и теории архитектуры. Сборник докладов III научно-практической конференции. СПб. : СПбГАСУ, 2017. С. 114-120.
  2. MUSEUMS VICTORIA. Режим доступа: https://museumsvictoria.com.au/website/education/learning-lab/ancient-roman-empire/recreation-of-vesuvius-erupting/index.html. Recreation of Vesuvius Erupting (дата обращения: 15.02.2018).
  3. ROME REBORN. Режим доступа: http://www.romereborn.org. — virtual reality. (дата обращения: 12.02.2018).
  4. LUND UNIVERSITY. Режим доступа: https://www.lunduniversity.lu.se/article/researchers-reconstruct-house-in-ancient-pompeii-using-3d-technology. — Researchers reconstruct house in ancient Pompeii using 3D technology (дата обращения: 19.02.2018).
  5. Информационно–исследовательская база данных. Современники Шекспира: электронное научное издание: сайт. Режим доступа: http://around-shake.ru/news/4542.htm. — Визуальная реконструкция Лондона эпохи Великого пожара (дата обращения: 18.02.2018).
  6. Жеребятьев Д. И. Виртуальная реконструкция объектов Страстного монастыря конца XIX — начала XX в.: источниковедческие аспекты, 3d модели / Д. И. Жеребятьев, В. В. Моор, Е. М. Мишинина // Историческая информатика. 2015. № 1 С. 3-15.
  7. Ушакова О. Б. Межвузовский инициативный проект «Уходящая натура» - вклад в изучение и сохранение культурного наследия курортного района // Смоляной путь. Альманах. Выпуск 3. СПб. : Межрегиональный общественный культурный фонд им. Валерия Суслова, 2016. С. 18-23.
  8. О. Б. Ушакова. Вилла «Арфа» Г. В. Барановского. Опыт графической реконструкции // Фонтанка: культурно-исторический альманах. СПб. : ЦГПБ им. Маяковского, 2015. № 18. С. 86-91.
  9. Церковь Спасо-Преображения на Нередице: сайт. Режим доступа: http://www.nereditsa.ru/3D/article.htm#_Toc248281630. — Проблемы и методики трехмерной реконструкции (дата обращения: 18.02.2018).
  10. ВИРТУАЛЬНЫЙ МУЗЕЙ Государственного музея архитектуры им. А. В. Щусева: сайт. Режим доступа: http://vma.muar.ru/ru/projects/chudov-i-voznesenskiy-monastyri-kremlya. — ЧУДОВ И ВОЗНЕСЕНСКИЙ МОНАСТЫРИ КРЕМЛЯ (дата обращения: 19.02.2018).

 

Материал поступил в редакцию 10.02.2018
© Соловьева А. А., Ушакова О. Б., 2018