ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2011 История Выпуск 2 (16)

_______________ © Д. И. Жеребятьев, 2011

48

УДК 004.94+711.168

МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В ПРОЦЕССЕ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕКОНСТРУКЦИИ ОБЪЕКТОВ

МОНАСТЫРСКОГО КОМПЛЕКСА

Д. И. Жеребятьев Рассматриваются междисциплинарное взаимодействие исследователей, а также методы,

технологии, используемые для виртуальной реконструкции монастырского комплекса жен-ского монастыря «Всех скорбящих радости» конца XIX – начала ХХ в.

Ключевые слова: монастырь «Всех скорбящих Радости», монастырская застройка, вир-туальные онлайн-реконструкции, базы данных.

Современное состояние методологии и технологии исторического исследования характери-зуется, в частности, расширением методики моделирования исторических процессов и появлением визуального (3D) моделирования объектов прошлого.

Начиная с 1990-х гг. развитие информационных технологий открыло перед историками но-вую страницу в важном деле сохранения историко-культурного наследия. Технологии трехмерного моделирования в междисциплинарной научной среде нашли активное применение для решения различного рода исследовательских задач: восстановления внешнего облика, анализа и синтеза ис-торических источников, проверки научных гипотез конструктивных и функциональных особенно-стей строений с использованием расчетного модуля CAD программ и т.д.

Постановка подобных задач для исследовательского коллектива, выработка методики вирту-альной реконструкции, анализ разнородной источниковой базы данных, включая материалы эко-номического и социального характера, работа с техническими параметрами объектов и геодезиче-скими картами ландшафта предполагают участие специалистов из разных областей: историков, ар-хеологов, искусствоведов, архитекторов, геологов, программистов, дизайнеров и др. Чаще всего собрать такой междисциплинарный коллектив очень затруднительно по ряду причин, и тогда исто-рик должен сочетать в себе несколько профессиональных качеств: знания истории архитектуры и информационных технологий.

Известно несколько примеров таких междисциплинарных отечественных исследований, про-веденных лабораторией социальной истории Тамбовского государственного университета им. Г. Р. Державина [Кончаков, Жеребятьев, 2010, с. 218–237], кафедрой информационных техно-логий в креативных и культурных индустриях Гуманитарного института Сибирского федерального университета [Смолин, Румянцев, 2010, с. 175–196] и Институтом истории материальной культуры РАН, факультетом филологии и искусств Санкт-Петербургского государственного университета [Логдачева, Швембергер, URL]. Мы рассмотрим такое междисциплинарное взаимодействие в ходе реконструкции монастырского комплекса «Всех скорбящих Радости», относящегося к середине XIX – первой трети XX в.

Одной из задач нашего исследования является восстановление облика монастырского ком-плекса с помощью технологий трехмерного моделирования на нескольких временных срезах, ха-рактеризующих основные этапы его эволюции. Особое внимание уделено восстановлению инфра-структуры монастыря 1909 г., когда комплекс сохранял единый архитектурный стиль. Территори-альные рамки исследования определены границей усадьбы Голицыных, начиная с 1890 г. – мона-стыря «Всех скорбящих Радости» (с севера – ул. Сущевский Вал, с юга – Вадковский пер., с запада – ул. Новослободская, с востока – ул. Тихвинская).

Основой виртуальной реконструкции монастырского комплекса служат материалы архивно-го фонда Московской духовной консистории1, Оценочного отделения Московского городского об-щественного управления (Московской городской управы)2, Строительного отделения Московского губернского правления3, монастыря «Всех скорбящих Радости»4, Троице-Сергиевой Лавры5, Мос-ковского губернского совета рабочих, крестьянских и красноармейских депутатов6, Московского областного совета народных депутатов и его исполнительного комитета7.

В ходе работы нами ставилась задача восстановить план застройки территории монастыря в

Междисциплинарное…

49

1909 г., включающий более чем 40 строений, на основании имеющихся планов, относящихся к раз-ным временным периодам, и материалов других источников, в частности, описи строений мона-стыря 1914 г.8

Процесс виртуальной реконструкции условно был поделен на следующие этапы: 1) составление плана территории монастыря в 1909 г. в графическом редакторе Adobe Photo-

shop CS3; 2) создание модели ландшафта; 3) создание моделей монастырских строений в 3D World Studio и размещение в библиотеке

Unity3D; 4) размещение трехмерных моделей на 3D-сцене программы Unity3D; 5) создание интерфейса. Построение аналога геоинформационной системы на базе трехмер-

ной html страницы. Привязка источниковой базы к трехмерным моделям; 6) публикация виртуальной реконструкции вместе с источниковой базой в Интернете. Для виртуальной реконструкции обязательно наличие топографической или спутниковой

карты, на которую спроецированы реконструируемые строения. Это позволяет исследователю за-дать правильный масштаб виртуальной реконструкции. Реконструкция облика застройки монасты-ря была осложнена недостатками источниковой базой, среди основных стоит отметить отсутствие полных планов застройки территории монастыря с 1894 г. до 1912 г., наличие ряда неполных пла-нов монастырской застройки данного периода, отличающихся включением отдельных фрагментов монастырской застройки с рядом ошибок, пропусками строений и частичным отсутствием легенды плана и т.д. Реконструкция застройки территория монастыря в 1909 г. потребовала привлечения большого комплекса описательных источников (донесений, актов, прошений, отчетов, описей строений, писем, воспоминаний и т.д.), позволившего посредством сопоставления с отдельными частями планов монастыря сформировать единый образ монастырской застройки на 1909 г.

Для составления плана временного среза реконструкции нами была взята спутниковая карта Google Map [Google Карты России, URL] в границах улиц: Новослободской, Вадковского переулка, Тихвинской, Сущевского вала, на которую, с помощью графического редактора Adobe Photoshop CS3 были спроецированы строения Скорбященского монастыря 1909 г. в соответствии с информа-цией архивных источников.

Первоначально со спутниковой картой благодаря наличию контрольных точек – сохранив-шихся строений монастыря «Всех Скорбящих Радости» – были сопоставлены и приведены в еди-ный масштаб планы 1852–1853, 1890, 1893, 1912 и 1914 г., после чего, исходя из данных, указанных в источниках (например, место размещения, форма, размер), производилось построение и размеще-ние контуров зданий.

Имея данные чертежей построек, информацию о площади, указанную в описи строений мо-настыря 1914 г., и данные планов (пространственную информацию расположения), нанести кон-кретную постройку в нужном масштабе не составляло труда. К сожалению, такая подробная ин-формация сохранилась не обо всех строениях. В результате синтеза планов и спутниковых карт был получен план территории монастыря 1909 г., который лег в основу модели ландшафта и стал глав-ной отправной точкой масштаба виртуальной реконструкции (см. рис. 1).

Следующим этапом виртуальной реконструкции стало воссоздание ландшафта территории монастыря. В программную среду из библиотеки компонентов был перенесен план территории мо-настыря 1909 г., нанесенный в качестве текстуры на трехмерную поверхность модели в программе 3D World Studio.

Реконструкция ландшафта предполагала следующие этапы работы: моделирование карты высот, восстановление распространения растительного покрова (травы, кустарников, деревьев и другой растительности) в монастырском парке и огороде, а также размещение в трехмерной сцене Васильевского пруда, атмосферы и т.д. Колебание уровня высоты в районе Сущевской части г. Москвы, где располагался монастырь, не превышает +/- 1 м, что позволило нам пренебречь поис-ком геодезического плана местности. Модель ландшафта строилась исследователем с использова-нием компонента ландшафтного генератора условно-бесплатной программы «трехмерного движ-ка» Unity3D, предназначенного для построения виртуальных интерактивных реконструкций.

После окончания процесса восстановления поверхности ландшафта, исходя из данных ар-хивных источников, в том числе фотографий территории монастыря начала XX в., в модели был

Д. И. Жеребятьев

50

представлен почвенный и растительный покров. База почвенного и растительного покрова была сформирована фотореалистичными текстурами разного рода почв и фотографиями растений, обра-ботанных в программе Adobe Photoshop CS3. Фотографии территории монастыря, относящиеся к началу XX в., стали одним из основных источников, позволившим восстановить облик улиц Су-щевской части г. Москвы, ограничивающих по периметру территорию монастырского комплекса.

Монастырский комплекс был поделен на следующие части: храмовые строения, монашеские кельи и комплекс обслуживающих строений (кухня, прачечная, трапезная), усадьба княжны А. Голицыной, скотный двор, парк, монастырский огород и кладбище. Лучше всего сохранилась графическая источниковая база, касающаяся храмовых строений, монашеских келий, усадьбы и хозяйственных построек.

Первоначально в программе трехмерного моделирования 3D World Studio и Autodesk 3d Max были построены и в последующем адаптированы для интеграции в библиотеку трехмерного движ-ка модели храмовых строений (храмы Всемилостивого Спаса, Трех Святителей, архангела Рафаила, Тихвинской Божьей Матери, каменная часовня-памятник – усыпальница А. А. Смирновой) и мо-нашеских келий. После создания трехмерных моделей объекты были переведены из формата «.x» (DirectX) в формат «.3ds» посредством программы Deep Exploration 5.0., адаптированы в программе Autodesk 3D Max, после чего размещены в библиотеке компонентов Unity3D. Первыми трехмер-ными моделями, появившимися на ландшафте, стали храмовые объекты и составные части мона-стырской стены (см. рис. 3). На основании сопоставления контура строений, отмеченных на плане 1909 г., с трехмерными моделями на сцене были размещены объекты храмовых строений и возве-дена монастырская стена.

В комплексе документов строительного отделения Московского губернского правления най-денный материал охватил практически все, за исключением парка, монастырского огорода и клад-бища. Монастырское кладбище с 1500 захоронениями, парк и огород получили более подробное отображение в комплексе описательных источников (описей строений монастыря, прошений игу-мений, актов, донесений и т.д.), в частности, воспоминаниях монастырского священника И. Сперанского [Сперанский, 1915].

Подобного рода описания и наличие фотографий монастырского огорода, кладбища и парка позволили посредством обработки материала в программах трехмерного моделирования (SketchUp, 3D World Studio) и графическом редакторе (Adobe Photoshop) проанализировать перспективу съем-ки, установить точку съемки, размеры отдельных объектов, запечатленных на фотографиях (гроб-ницы Зубатовых, входных ворот, деревянного забора огорода, памятников и т.д.), и в конечном сче-те восстановить облик монастыря «Всех скорбящих Радости» в 1909 г. В дальнейшем предполага-ется восстановить картину застройки территории в другой временной период и проследить эволю-цию монастырской застройки.

Реконструкция монастырского кладбища, парка, огорода и других составных частей мона-стыря дала возможность коснуться не только истории эволюции облика и формы монастырских построек, но и вопросов его экономической и социальной жизни. Таким образом, посредством про-грамм трехмерного моделирования разнотипные исторические источники были синтезированы в единый образ – виртуальную модель монастырского комплекса 1909 г.

Период с конца 1990-х по начало 2000-х гг. был отмечен увеличением числа виртуальных ре-конструкций. Некоторые из них благодаря успешному развитию программного обеспечения вирту-альной реальности были опубликованы в Интернете на сайтах университетов, компьютерных ком-паний и в разделах Рунета, специализирующихся на сохранении культурного наследия. Данное со-бытие ознаменовало новый этап внедрения технологий виртуальной реальности в процесс решения задач сохранения культурного наследия и его репрезентации.

Возможности программы Unity3D, с использованием которой производилась конечная обра-ботка моделей, позволили представить виртуальную реконструкцию монастыря в Интернете в ин-терактивном режиме, когда пользователь может самостоятельно перемещаться в трехмерном про-странстве.

Отдельным аспектом нашей работы стала интеграция в трехмерное пространство аналога геоинформационной системы, необходимой для привязки трехмерных моделей строений мона-стырского комплекса к источниковой базе. На данном этапе существует две технологии интеграции источниковой базы в виртуальную реконструкцию:

Междисциплинарное…

51

1) К каждой трехмерной модели привязывается источниковая база (текстовая, графическая, видео- и аудиоинформация) в «трехмерном движке» (в нашем случае в программе Unity3D) с по-мощью ряда панелей меню или «горячих точек», которые активизируются в определенный момент, например, при приближении к трехмерной модели или наведении на нее курсором мышки и т.д.

Построение источниковой базы в редакторе «трехмерного движка» – весьма трудоемкий процесс, требующий от исследователя навыка программирования (в нашем случае C+ и Java). В большинстве случаев трехмерные движки, такие как Unity3D, Quest3D, 3DVia, Torgue Game Engine и другие, имеют определенное ограничение форматов файлов подключаемых компонентов, что также является существенным недостатком подобного подхода к интеграции источниковой базы.

Весьма сложно без знания программирования интегрировать в среду графические файлы (ар-хивные планы, чертежи, описи) с возможностью масштабирования картинки для ее детального изучения. Масштабирование изображения необходимо при работе с текстовой документацией по истории монастыря конца XIX – начала XX в. В заключение стоит отметить, что применение тех-нологии интеграции источниковой базы непосредственно в «трехмерный движок» возможно толь-ко при наличии в междисциплинарном коллективе программиста.

2) Вторая технология базируется на внедрении источниковой базы в html страницу. Доработ-ка трехмерной html страницы «вручную» или с помощью программ редактирования Интернет-страниц позволяет значительно упростить и ускорить процесс внедрения архивного материала в виртуальную среду, подключать к html странице любые информационные модули, такие как мо-дуль Zoomify программы Macromedia Flash MX 2004.

Модуль Zoomify дает возможность без знаний программирования создавать в html странице swf файлы. Модуль Zoomify предназначен для решения следующих задач: работы с графическим изображением посредством инструментария модуля (масштабирование, поворот изображения и т.д.), безопасной репрезентации графического материала в сети Интернет благодаря системе ин-формационной защиты файла от скачивания (изображение рассекается модулем на несколько де-сятков частей).

Нами была выбрана вторая технология интеграции источниковой базы. Посредством про-грамм Macromedia Dreamweaver 8 и Macromedia Flash MX 2004 модуля Zoomify был переработан интерфейс html страницы: к каждой трехмерной модели строения монастыря была подключена ис-точниковая база (графическая и текстовая информация, найденная нами в архивных источниках). Если к каждой модели строения подключалась источниковая база, то для такого объекта, как клад-бище, помимо источниковой базы была разработана база данных о лицах, похороненных на терри-тории кладбища в 1894–1920 гг. Основной массив базы данных был создан в программах Microsoft Excel и ZOHO. Программа ZOHO предназначена для репрезентации большого массива баз данных Excel и Access в Интернете с возможностью обращения к базе, сортировки по отдельным полям на странице базы данных в онлайн-режиме.

Трехмерная виртуальная реконструкция объекта историко-культурного наследия, по сути, является междисциплинарным источниковедческим исследованием, требующим от исследователя овладения инновационными методами и технологиями исторического исследования, позволяющи-ми не просто визуализировать несохранившийся (или разрушенный) объект историко-культурного наследия, но и провести его комплексный анализ с учетом исторического контекста, где компью-терная программа выступает неотъемлемым инструментом анализа и синтеза исторических источ-ников.

Наличие междисциплинарной исследовательской группы, состоящей из специалистов разно-го профиля, позволяет поставить перед современной методологией виртуальных реконструкций совершенно новые, нетривиальные задачи, где сам продукт исследования – виртуальная реконст-рукция комплекса – является плодом научных исследований междисциплинарного коллектива.

Д. И. Жеребятьев

52

Иллюстрации

Рис. 1. Проецирование плана застройки Скорбященского монастыря 1909 г. на спутниковую съемку

Google Map

Рис. 2. Построение трехмерной модели ландшафта в Unity3D. Генерация растительного покрова

Междисциплинарное…

53

Рис. 3. Процесс реконструкции трехмерной модели монастыря в Unity3D

Примечания 1 ЦИАМ. Ф. 203. Оп. 386. Д. 1. Л. 14; Оп. 407. Д. 5. Л. 1–2; Оп. 408. Д. 5. Л. 1–9; Оп. 436. Д. 5. Л. 1–18. 2 ЦИАМ. Ф. 179. Оп. 63. Д. 15005. Л. 1–8; Оп. 147. Д. 6. Л. 230–236 об.; Оп. 181. Д. 1529. Л. 173–173 об., 185–190. 3 ЦИАМ. Ф. 54. Оп. 147. Д. 6. Л. 230–236 об.; Оп. 179. Д. 926а. Л. 179–180; Оп. 181. Д. 1311. Л. 1–12; Д. 1421. Л. 184–185, 248–249, 251, 255, 255 об.; Д. 1529. Л. 173, 185–190. 4 ЦИАМ. Ф. 1178. Оп. 1. Д. 270. Л. 106, 106 об., 140. 5 РГАДА. Ф. 1204. Оп. 1. Ч. 6. Д. 9814. Л. 1–2 об., 64, 64 об.; Д. 9815. Л. 1–2 об., 12–19, 24, 83, 83 об.; Д. 10746. Л. 1–7; Д. 10828. Л. 1–10; Д. 12256. Л. 1, 1 об. 6 ЦАГМ. Ф. 66. Оп. 11. Д. 8053. Л. 178, 179; Оп. 19. Д. 366. Л. 203. 7 ЦАГМ. Ф. 2157. Оп. 1. Д. 220. Л. 27, 28. 8 ЦИАМ. Ф. 179. Оп. 63. Д. 15005. Л. 1–8.

Библиографический список

Кончаков Р. Б., Жеребятьев Д. И. Применение методики трехмерного пространственного анализа для изучения формирования городской застройки и восстановления культурного наследия // Круг идей: Методы и технологии исторических реконструкций / под ред. Л. И. Бородкина, В. Н. Влади-мирова, Г. В. Можаевой. М., 2010. Логдачева Е. В., Швембергер С. В. Проблемы и методики трехмерной реконструкции [Электрон-ный ресурс]. URL: http://www.nereditsa.ru/3D/article.htm (дата обращения: 10.02.2011). РГАДА. Ф. 1204. Оп. 1. Ч. 6. Д. 9814, 9815, 10746, 10828, 12256. Смолин А. А., Румянцев М. В. Виртуальная реконструкция храмового комплекса г. Енисейска на основе технологии трехмерного моделирования // Круг идей: Методы и технологии исторических реконструкций / под ред. Л. И. Бородкина, В. Н. Владимирова, Г. В. Можаевой. М., 2010. Сперанский И. Историческое описание Московского женского общежительного «Всех скорбящих Радости» монастыря. М., 1915. ЦАГМ. Ф. 66. Оп. 11. Д. 8053; Оп. 19. Д. 366; Ф. 2157. Оп. 1. Д. 220. ЦИАМ. Ф. 54. Оп. 147. Д. 6; Оп. 179. Д. 926а; Оп. 181. Д. 1311, 1421, 1529; Ф. 179. Оп. 63. Д. 15005; Оп. 147. Д. 6; Оп. 181. Д. 1529; Ф. 203. Оп. 386. Д. 1; Оп. 407. Д. 5; Оп. 408. Д. 5; Оп. 436. Д. 5; Ф. 1178. Оп. 1. Д. 270. Google Карты России [Электронный ресурс]. URL: http://maps.google.ru/

Дата поступления рукописи в редакцию: 04.07.2011