Бабайцев М. Н. Реконструкция Успенского храмового комплекса в селе Пушкино (Тверская область, Россия) с применением технологий 3D моделирования // Материалы международного молодежного научного форума «Ломоносов-2017» / Отв. ред. И. А. Алешковский и др. [Электронный ресурс], М:, МАКС Пресс, 2017. — 1 электрон. опт. диск (DVD-ROM).
В современном мире в связи с внедрением и расширением использования электронно-вычислительных машин, персональных компьютеров, возросла потребность в 3D технологиях. Англицизм «3D» расшифровывается как «3 dimensional», что в переводе означает «3 измерения» и представляет собой совокупность технологий, программного обеспечения и полезных устройств, использующих указанные технологии. В конце прошлого века в подавляющем большинстве случаев 3D технологии использовались инженерами в оборонной промышленности [3: 387]. Сегодня 3D технологии получили наиболее широкое распространение: их можно встретить практически во всех областях знания, начиная от точных и заканчивая гуманитарными науками. Наиболее часто человек в повседневной жизни сталкивается с 3D посещая кинотеатры, музеи технического профиля и т. п.
3D технологии предоставляют исследователю дополнительный инструментарий, упрощают и автоматизируют некоторые процессы, позволяют получить новое знание. В качестве примера можно привести разнообразные системы автоматизированного проектирования (САПР). Здесь речь идет о процессе создания объемных моделей в виртуальном пространстве — трехмерном моделировании. 3D моделирование является составной частью более сложного явления — трехмерной графики.
Использование 3D технологий в исторической науке видится положительно. С их помощью можно решать прикладные задачи, например, повысить степень интерактивности музеев. Кроме того, имея в наличии реконструкцию объекта историко-культурного наследия, можно всесторонне изучить объект, учитывая влияние внешних факторов. Можно следить за степенью сохранности объекта, а также прогнозировать дальнейшее его состояние, и, в требующих того случаях, принимать меры по обеспечению сохранности. Так же 3D технологии позволяют фиксировать утрачиваемые безвозвратно (в результате археологических раскопок, например) памятники культуры и истории или целый исторический ландшафт [1].
Привлечение всего комплекса исторических источников в процессе работы над трехмерной реконструкцией объектов является необходимым условием для максимально достоверного воссоздания исторического объекта. Реконструировать можно не только отдельный конкретный объект, но и целые комплексы с прилегающей природной территорией.
Реконструируемый объект — Успенский храмовый комплекс села Пушкино, расположен в Калининском районе Тверской области в 32 км от г. Твери по трассе Тверь — Микулино — Волоколамск [4: 367]. Комплекс состоит из 3 основных объектов: колокольни, трапезной, церкви. Памятник был выбран по причине своей доступности.
Цели создания реконструкции: учебный проект в рамках дисциплины в магистерской программе, и предварительного расчета площадей и капиталовложений для последующей реставрации.
Храм находится в центральной части села, восточным фасадом обра-щен к дороге на Тверь. В селе, принадлежавшем тверскому архиерейскому дому, именовавшемся до революции Бели Архиерейские, в 1721 г. на месте обветшавшей церкви выстроили новую (деревянную). Однако в 1743 г. её уничтожил пожар, и в 1750 г. сюда перевезли деревянный храм из с. Крас-ное. Каменную церковь Успения с приделом Архангела Михаила начали строить в 1781 г. на средства прихожан и помещика И. И. Давыдова. Основ-ные работы завершились в 1789 г. освящением придела Михаила Архангела. Главный престол в храме освятили в 1793 году. В это же время была вы-строена трехъярусная колокольня. Новая трапезная с приделами Архангела Михаила и Богоявления сооружена в 1867-69 гг., а пятиярусная колокольня в 1902-07 гг. по проекту архитектора В. И. Назарина. В 1890 г. трапезная была расписана в память о спасении Александра III и его семьи во время же-лезнодорожной аварии 17 октября 1888 г. При этом «на видном месте» изображались святые, имена которых носили члены императорской семьи.
Успенская церковь в с. Пушкино является одним из интереснейших па-мятников архитектуры, отличается богатой строительной историей, которую отражают различные по стилю храм, трапезная и колокольня: храм харак-терен для тверской архитектуры раннего классицизма, трапезная выполнена в формах эклектики, а колокольня – в псевдорусском стиле.
После октябрьской революции 1917 г. храм разделил печальную участь большинства российских церквей: богослужения прекратились. Затем в храме размещались склад, мастерские, конюшня, топливозаправочная станция, гараж.
В 1941 г. Успенская церковь оказалась в центре ожесточенных боев на подступах к городу Калинину.
В настоящее время выломана часть южной стены трапезной, заложены боковые проемы первого яруса колокольни, утрачено ее шатровое заверше-ние; в северном приделе полностью обрушились своды. Темперная живопись XIX в. фрагментарно сохранилась только в основной части храма и продол-жает разрушаться.
Богослужения проводятся в приспособленном помещении в первом ярусе колокольни с 28 августа 2007 г. Силами прихожан помещение храма и прилегающая территория очищены от мусора. Однако силами небольшой общины проведение масштабных восстановительных работ невозможно.
На момент исследования здание религиозного культа было частично разрушено: утрачены купала, часть крыши, окна, фресковая живопись, повреждена кирпичная кладка стен. Произведена реконструкция облика церкви на начало XX века основываясь на изобразительном источнике — сохранившимся фотографиям [2], а также на данных полевых исследований.
Отмечу, что модель отражает памятник лишь внешне.
В процессе работы использовался 3D Studio Max 2015. Из стандартных геометрических фигур с помощью булевых операций были воссозданы основные части строений храмового комплекса, такие как ярусы (всего их 4), крыша, купол и крест колокольни, четверик, восьмерик, крыша, луковица, купол и крест церкви, а также предел и крыша предела, тело и крыша трапезной. Добавлено окружение: поверхность, имитирующая землю, пару стандартных деревьев из встроенной библиотеки программы. В итоге модель имеет порядка 50 тел и состоит, примерно, из 220 000 полигонов. Эти значения динамичны, отражают лишь общую детализацию объекта на текущий момент (начало 2017 г.).
В ходе работы возникли следующие трудности. Во-первых, выявилась деформация ярусов колокольни в модели. Это связано с тем, что в процессе обмера использовался не высокоточный измерительный инструмент (рулетка). Решение проблемы видется в использовании лазерного дальномера имеющего погрешность до 0,1 см.
Во-вторых, выяилась не аутентичность текстур. Текстуры выглядят однородно, не реалистично. Решение: «снятие» текстур с реально здания и последующее их локальное применение к объектам в модели.
В-третьих, выявилась необходимость повысить уровень детализации. Для первоначальных целей (в качестве учебного проекта и примерного расчета площадей лля реставрации) существующий уровень детализации достаточен. Однако, что бы модель стала более соответствовать реальности, необходимо добавить рельефные детали архитектуры. Сделать это следует комплексно, применяя два разных метода. Первый – с помощью зонного наложения соответсвующих текстур, второй – моделирование и наложение стандартных бесшовных текстур. Это необходимо для
Реконструкция храмового комплекса села Пушкино показала, что, во-первых, данная работа может быть выполнена одним специалистом, во-вторых рентабельна: на начало 2017 года храмовый комплекс находится на реставрации, и, к сожалению, его облик не соответствует во многом первоначальному. Реконструкция посредством использования трехмерной графики позволила зафиксировать утраченный облик памятника архитектуры. Конечным продуктом стали трехмерные модели реконструированных объектов, а также фото- и видеоматериалы. Стоит отметить, что проделанная работа не является исчерпывающей. Есть перспективы в виде дополнении и улучшении модели на основании новых научных данных.
