ВведениеЦарицын — Сталинград — Волгоград: за четыре века своего существования город на Волге дважды менял свое название. При этом именно сталинградский период его существования (имя Сталина город носил с 1925 по 1961 г.) исключительно интересен с точки зрения архитектурной и градостроительной истории.
Взрывной рост промышленной инфраструктуры в 1930-х гг., тотальное уничтожение города в ходе Великой Отечественной войны: было разрушено свыше 85% зданий, уникальное по масштабам новое строительство, которое началось в феврале 1943 г. — сразу после окончания Сталинградской битвы.
Но если город 1950-х — 1960-х гг. можно представить, ориентируясь на реалии современного Волгограда, то достоверный облик довоенного Сталинграда является объектом изучения специалистов и пока остается terra incognita для жителей современного Волгограда и туристов.
Заполнить этот существенный пробел призвана общественная инициатива «
Цифровой Сталинград», над реализацией которой работает проект «
Сохраненная культура» во главе с В. Б. Наумовым и российская
ГК «
Геоскан» .
Основной текстИзвестно, что большая часть городских архивов сгорела в огне Сталинградской битвы. Но сохранились карты и планы Сталинграда вплоть до 1941 г. Есть материалы аэрофотосъемки, которая проводилась немецкими летчиками до и после бомбардировок. Имеется большое количество архивных кино- и фотодокументов, позволяющих восстановить внешний вид отдельных зданий.
Существенный минус этих данных — их мозаичный, рассредоточенный характер. При этом значительная часть указанных материалов не представлена в Интернете, что превращает восстановление облика довоенного города в серьезный вызов для исследователей и оказывается невыполнимой задачей для туристов и горожан.
Цель общественной инициативы «Цифровой Сталинград» — реконструировать подлинный, научно обоснованный облик центра довоенного города при помощи современных цифровых технологий с опорой на исторические материалы и архивные кино- и фотодокументы. И дать наглядное, в формате виртуальной 3D-модели, представление о нем.
В рамках первого этапа работы над «Цифровым Сталинградом» была проведена проверка технологии создания цифровой 3D-модели довоенной застройки города. Силами ГК «Геоскан» выполнена цифровая трехмерная модель сталинградского дома Легпрома — административно-жилого комплекса, построенного в 1934—1936 гг. на площади Павших Борцов по проекту архитекторов В. И. Кочедамова и И. П. Иващенко. В ходе Сталинградской битвы дом Легпрома был разрушен и позже не восстанавливался.
В работе над данной цифровой моделью можно выделить 8 основных этапов.
1. Поиск и отбор материалов, отражающих подлинный облик и назначение объекта. В процесс были вовлечены разработчики ГК «Геоскан» и участники проекта «Сохраненная культура», в частности, к.т.н., профессор П. П. Олейников, автор монографий «Архитектурное наследие Сталинграда» и «Мастера архитектуры Сталинграда. Архитектор Виктор Кочедамов».
2. Улучшение качества исходных изображений с помощью нейронной сети. Оптимальный результат здесь дают методы, основанные на паттернах (patch based methods), например, нейронная сеть Topaz Gigapixel AI.
3. Определение точек пересечения прямых на изображениях. В дальнейшем это помогает выровнять изображения между собой.
4. Выравнивание снимков между собой по общим точкам (классическая фотограмметрия). Прямая фотограмметрическая засечка позволяет определить взаимное ориентирование всех изображений, относительно общих точек (опознаков), и получить пространственную модель улицы, а также построить основные плоскости сооружений, по которым будет производиться дальнейшее моделирование. Здесь можно использовать Autodesk ImageModeler.
5. 3D-моделирование. После загрузки файла в 3D-редактор выполняется настройка камер и привязка изображений в плоскости проекции каждой камеры. Для моделирования был использован Autodesk 3Ds Max.
6. Создание текстурной развертки. Для контроля масштаба оптимально использовать материал с текстурой «шахматной доски» (checker).
7. Создание материалов для физически корректного рендеринга (PBR). Это позволяет отображать объекты более достоверно, моделируя поток света как в реальном мире. Для создания PBR-материалов используют специальное программное обеспечение, например, Mari, 3D Coat, Quixel Suite, Substance Painter.
8. Визуализация. Для проверки достоверности готовой работы удобно использовать проект с настроенными камерами, где выполнялось моделирование. Визуализировать рекомендуется с помощью известных систем рендеринга с физически корректным поведением света: V-Ray, Corona, Arnold, Octane.
ВыводыАпробация разработанной методологии на базе новых цифровых технологий открыла широкие возможности для дальнейших исследований и создания точной, исключающей возможные ошибки цифровой реконструкции разрушенного центра довоенного Сталинграда, а также обозначила возможные перспективы использования данной и подобных 3D-моделей в сфере образования, туризма и музейных практиках.
Смотреть видеозапись доклада