Цифровые модели деревянных дач как инструмент изучения и сохранения объектов деревянного зодчества

Сохранение и изучение объектов культурного наследия предусматривает тщательную междисциплинарную подготовку, включая мониторинг и сбор данных об объекте исследования, выполнение натурного обследования, обмерных чертежей, а также их последующий ввод в цифровую информационную систему, анализ исторических материалов, обработку и систематизацию (рис. 1). Как следует из схемы В. В. Талапова единственной современной технологией получения реальной формы (геометрии) здания является лазерное 3D сканирование, которое становится неотъемлемой частью процесса информационного моделирования памятника архитектуры.

В статье А. Ю. Майничевой, В. В. Талапова и С. О. Куликовой рассматривается практическое применение созданной библиотеки универсальных многопараметрических семейств бревен в реставрации терема в псевдорусском стиле в с. Асташово Костромской области (рис. 2). Цифровое BIM моделирование для разборных объектов, к которым относится деревянная архитектура, подразумевает и дискретность самой BIM модели, возможность воспроизведения и анализа каждого элемента в отдельности. Кроме моделирования элементов конструкции русских деревянных построек моделируется система их соединений, что позволяет сформировать так называемые «многопараметрические семейства интеллектуальных бревен» [1].

Применение BIM для сохранения целого ряда объектов деревянного зодчества делает возможным объединить все памятники в одну информационную систему, вести электронный поиск и обработку информации о памятниках для целей научных исследований, проведения реставрационных работ, современного приспособления и включения в культурный оборот (рис. 3).

BIM технологии с целью музеефикации могут явиться одним из способов представления недоступных при физическом осмотре уникальных конструктивных особенностей объекта деревянного зодчества. В ходе моделирования передаются все особенности памятника (например, места врубки бревен). Согласно статье Аникеевой С.О., разработка методики информационного моделирования памятников деревянной архитектуры, попавших в зону затопления Богучанской ГЭС, позволит в дальнейшем работать практически с любым деревянным сооружением [2].

Требования, предъявляемые к компьютерной реконструкции таких уникальных объектов, как памятники деревянного зодчества предполагают индивидуальный подход к работе в каждом конкретном случае. В работе Т. И. Козловой и В. В. Талапова, на основе комплексного исследования была создана архитектурная модель Спасо-Преображенской церкви Зашиверского острога, как типичного образца архитектуры шатровых церквей Московской Руси. Это было сделано не с целью построения формы (геометрии), но главным образом с целью воссоздания информации об уникальных элементах на основании архивных данных, литературных источников, уцелевших конструкций, а также для контроля их состояния (рис. 4) [3].

Такой подход к моделированию памятников архитектуры позволяет паспортизовать все элементы, из которых состоит здание, индивидуально отслеживая их состояние, создать так называемый «цифровой паспорт объекта культурного наследия» [4]. Уточнение общей схемы информационной модели позволило добавлять к элементам модели данные, необходимые для сравнения и оценки прочностных характеристик сооружения, что поднимает памятник деревянного зодчества до уровня «умного» (рис. 5).

Для более точной демонстрации всех особенностей объекта деревянной архитектуры, возвращения в культурный контекст утраченных элементов, а также для понимания того, точно ли воссоздана модель, оптимально было бы объединить технологии информационного моделирования и виртуальной реальности (ВР). Программа для рендеринга в реальном времени служит дополнением к программе для архитектурного BIM моделирования.

С 2011 года, Основной образовательной программой «Дизайн среды», а затем Центром по изучению, сохранению, реставрации и актуализации культурного наследия Санкт-Петербургского государственного университета и Музейно-архитектурной клиникой СПбГУ, ведется работа по оцифровке архивных чертежей НИИ «Спецпроектреставрация» ансамбля деревянных дач бывшей деревни Бобыльская М. Н. Бенуа, А. А. Грубе и Л. И. Крона (ныне Петродворцовый район Санкт-Петербурга) [6, с. 8], их натурному изучению и разработке концепции приспособления к современному использованию в целях актуализации и ревитализации. При поддержке Всероссийского общества охраны памятников истории и культуры (ВООПИИК) и кафедры Геодезии землеустройства и кадастров СПбГАСУ были получены цифровые копии этих дач («облака точек») (рис. 6, 7), на основании которых были выполнены чертежи фасадов данных объектов культурного наследия в современном состоянии (рис. 8). Следуя изученной методике информационного моделирования памятников деревянного зодчества, планируется создание трехмерных моделей трёх дач бывшей деревни Бобыльской, которая будет не только выполнять учебно-просветительскую и коммуникационную функции, но и может использоваться в дополненной реальности (ДР) и / или виртуальной реальности (ВР).

ДР — это система, которая накладывает цифровую информацию на физический мир, в котором мы находимся. Таким образом, благодаря ДР, мы можем визуализировать сооружение в его реальной среде, даже если оно физически отсутствует, или проверить ход его реставрации и сравнить с моделью, имеющейся в BIM. Со своей стороны, ВР позволяет нам заменить окружающую нас физическую среду цифровой. Благодаря этому появилась возможность проведения виртуальной встречи музейного предмета, коим выступает архитектура деревянного зодчества, и посетителя музея. Инструмент ДР / ВР может быть использован для представления возможных решений проблемы дизайна и, таким образом, позволяет всем участникам проекта интуитивно понять его, независимо от роли, профессионального опыта или стадии проекта. Кроме того, гиперреалистичное, интерактивное и иммерсивное представление, обеспечиваемое ВР, будет способствовать росту популяризации культурной значимости русского деревянного зодчества и продвижению проекта реставрации и приспособления «Арт-резиденции СПбГУ “Дача Бенуа”».

При этом, в целом, очень важно предусмотреть доступность технического обеспечения для реализации BIM технологии, принимать во внимание трудозатраты, обучение пользователей, в том числе смежных специалистов, получить правовую основу для создания информационной модели в программном обеспечении, обеспечить надежное хранение информационной модели памятника как предмета цифровой культуры и цифрового наследия.