|
DOI: 10.7256/2585-7797.2021.2.35984
Received:
21-06-2021
Published:
13-07-2021
Abstract:
The article virtually reconstructs the historical appearance of Moscow Tryokhgorny Brewery production building in the late 19th and early 20th centuries. Through the decades, Tryokhgorny Brewery held the leading position in the brewing industry of both the Russian Empire and the Soviet Union. This study describes virtual 3D-reconstruction methods applied, addresses the issue of using various source types (narrative, graphical and photographic materials) and considers the issue of data incompleteness. It briefly describes the history of Tryokhgorny Brewery and the subject of research and preservation of industrial heritage. The source base gathered led to the conclusion that its informative potential is enough for creating scientific virtual 3D-reconstruction. As a result, the renders of virtually reconstructed “Varnya” production building were created in Unreal Engine 4 software. In 2006 Tryokhgorny Brewery stopped working and turned into a possible industrial heritage object as its main buildings were constructed in the late 19th century. Historical research and virtual reconstruction of Tryokhgorny Brewery are specifically topical today because despite its importance as an object of industrial heritage it is in danger of complete destruction. .
Keywords:
Tryokhgorny brewery, Badayevsky brewery, industrial heritage, Moscow factories, industrial architecture, Russian Empire architecture, virtual 3D-reconstruction, 3D-modeling, 3ds-max, Unreal Engine
This article written in Russian. You can find original text of the article here
.
Введение
В этом исследовании рассматривается тема индустриального наследия - редкая среди работ по реконструкции объектов историко-культурного наследия. К настоящему времени реализовано уже немало научных проектов в области виртуальных реконструкций дворцов, усадеб и храмовых комплексов, чего нельзя сказать о теме индустриального наследия.
Ключевыми работами для понимания концепции индустриального наследия в контексте отечественных подходов являются публикации В.В. Запария – одного из ведущих российских специалистов в области изучения индустриального наследия, что продолжительное время занимал должность национального представителя России в Международном комитете по сохранению индустриального наследия (TICCIH - The International Committee for the Conservation of the Industrial Heritage) [1],[2],[3].
Индустриальное наследие определяется как совокупность строений и артефактов, произведенных обществом с использованием труда и считающихся достаточно важными для сохранения их для будущих поколений. Противопоставление индустриального наследия и культурного не вполне корректно, поскольку первое является частью материально-культурного наследия человечества [2].
Объектами индустриального наследия могут становиться промышленные объекты, прекратившие по тем или иным причинам производственную деятельность. В России первыми объектами индустриального наследия являются предприятия петровского времени, однако, наибольшее количество промышленных сооружений в Российской империи было создано в ходе процесса индустриализации конца XIX – начала ХХ вв.
Индустриализация затронула не только экономические аспекты развития, но также принесла перемены в структуру общества, его институты и образ жизни. В последней трети XX в. процесс индустриализации претерпел изменения: увеличился темп внедрения инноваций, что сопровождалось появлением новых материалов и модернизацией всего технического оснащения. Старые индустриальные постройки стали постепенно частью истории. Тогда же зародилась индустриальная археология, объединившая историков, антропологов, инженеров, архитекторов и экономистов [2]. В 1960-е гг. сформировалось движение в защиту и сохранение объектов индустриального наследия. В 1978 г. движение официально переросло в международную организацию TICCIH, которая рассматривала актуальные вопросы сохранения индустриального наследия, а также занималась проведением конгрессов, конференций и семинаров; издавала свой ежеквартальный бюллетень и поддерживала другие издания, посвященные индустриальному наследию [3].
Одна из основных проблем, которая возникает в деле сохранения индустриального наследия, связана с тем, что учреждения, занимающиеся сохранением культурного наследия, как правило, определяют ценность объекта по возрасту, эстетическим характеристикам и его уникальности. В то же время, объекты индустриального наследия прежде всего функциональны: их облик формировался практической необходимостью того или иного производства. Объекты индустриального наследия, таким образом, не всегда уникальны и имеют нередко схожие черты. В связи с этим В. В. Запарий указывает, что индустриальные объекты должны отбираться для сохранения по принципу наибольшей репрезентативности [2]. Можно предположить, что тот же принцип отбора объектов по возрасту, эстетичности и уникальности, зачастую исключающий индустриальное наследие из сохраняемых памятников культурного наследия, касается и объектов для создания виртуальной 3D-реконструкции, что объясняет малое количество работ по виртуальной реконструкции именно индустриального наследия.
Другой вопрос касается дальнейшего использования объектов индустриального наследия. Основным решением здесь является музеефикация, подразумевающая перепрофилирование старых промышленных построек в объекты культуры и туризма, что, кроме очевидной общественной пользы, может иметь и коммерческую привлекательность. Имеется богатый опыт музеефикации индустриальных объектов в Европе (общественные пространства и музеи Великобритании, различные центры творчества во Франции, превращение Венеции из промышленного центра в туристический и т. д.), США («коридоры наследия») и России — музеи-заповедники. Возможны и другие направления перепрофилирования старых индустриальных зданий – превращение их в рекреационные объекты, социальные, научные и образовательные учреждения, а также коммерческие, спортивные и творческие центры, жилые дома и офисы. Отдельным способом сохранения промышленных памятников, особенно в случаях невозможности их физического сохранения, является виртуализация [4],[5],[6].
Основной задачей данного исследования является проведение научно обоснованной 3D-реконструкции основного производственного корпуса Трехгорного пивоваренного завода, крупнейшего предприятия этой отрасли не только в Москве, но и в России. Однако, прежде чем переходить непосредственно к процессу моделирования, обратимся к истории завода.
Из истории Трехгорного завода
История Трехгорного пивоваренного завода берет свое начало в 1875 г., когда уроженцем Выборга, обучившимся пивоваренному делу в Германии, А. А. Кемпе и русским купцом Б. А. Гивартовским было организовано «Трехгорное пивоваренное товарищество в Москве». Другими учредителями были А. К. Крестовников, А. А. Карзинкин, И. В. Щукин, П. П. Дюшен, К. Т. Солдатенков, С. П. Вишняков, Н. С. Грачев, А. А. Лутрейль, А. Фон-Барбер, К. Ф. Герике, А. К. Беккерс и Торговые дома «М. Борисовский с сыновьями», «И. В. Юнкер и Ко». Товарищество имело статус акционерного общества, его управление осуществлялось тремя директорами, образующими правление товарищества [7],[8].
Постройкой первоначальных корпусов завода руководил А. А. Кемпе [7]. Был приглашен известный архитектор австрийского происхождения А. Е. Вебер. С 1871 г. он работал в Москве над такими постройками, как здание гостиницы и ресторана «Славянский базар», доходный дом Трындиных и дом Е. И. Козицкой (он же – дом Г. Г. Елисеева). Впоследствии над корпусами завода работали также архитекторы Р. И. Клейн, обучавшийся в Императорской академии художеств, а затем во Франции (Музей изобразительных искусств им. А. С. Пушкина, магазин «Мюр и Мерилиз» (впоследствии ЦУМ), Чайный дом на Мясницкой, особняк В. А. Морозовой на Воздвиженке, Средние торговые ряды на Красной площади) и Г. П. Евланов, часто работавший над перестройкой зданий (главный дом усадьбы Н. И. Морозова, Доходный дом И. И. и Н. И. Болдыревых, изменение фасада дворовой постройки во владении братьев Скворцовых) [9].
Корпуса Трехгорного завода были построены в так называемом "кирпичном стиле", который часто использовался в промышленной архитектуре дореволюционной России. Многие мотивы "кирпичного стиля" восходят к и немецкой архитектуре XV-XVI вв., получившей наименование немецкой кирпичной готики, а также к ломбардской архитектуре того же времени [9].
Строительство завершилось в 1876 г., тогда же первая партия пива Трехгорного завода поступила в продажу. Производительность завода неизменно росла, и рубежу XIX-XX вв. Трехгорный пивоваренный завод вышел на первое место по выпуску пива в Российской империи. Качество продукции также было на высоте, о чем свидетельствуют награждения Трехгорного завода правом изображения Государственного Герба в 1882 и 1896 гг. В 1895 г. были перестроены солодовенный и варочный корпуса, с этим временем совпадает и резкий рост продаж продукции завода [7],[10].
Тяжелые времена Трехгорный завод переживал во время революций и Первой мировой войны. Забастовки останавливали работу завода, однако правление не наказывало рабочих за простои и удовлетворяло их требования повышения заработной платы и сокращения трудового дня [11].
Сухой закон, введенный в связи с Первой мировой войной, вынудил Трехгорный завод перейти на производство, не связанное с алкоголем, например, выполнялись заказы на изготовление взрывчатки и алюминиевых красителей для текстиля [12].
В 1917 году, после Революции, завод управлялся совместно прежним руководством и заводским комитетом. В 1918 г. А. А. Кемпе вместе с сыном покинули Россию. Моссовет разрешил заводу, который стал именоваться «Тригор», выпускать слабоалкогольное пиво. Готовую продукцию разбавляли артезианской водой наполовину и продавали так вплоть до 1921 года [12].
В 1921 г. Московский совет народного хозяйства постановил начать восстановление работы Трехгорного завода. На ремонт и закупку сырья требовались огромные суммы, которыми на тот момент ни МСНХ, ни Главсельпром не обладали. Планировалось изготавливать на заводе пивные и медицинские дрожжи для Наркомздрава. Тогда же для Главного санитарного управления стали производиться жидкие и сухие лечебные пивные дрожжи [13],[14]. К 1926 году работа по восстановлению завода была в значительной степени проведена: было осуществлено техническое переоснащение, производственные мощности превысили дореволюционные показатели [15],[16]. В 1928 г. «Трехгорный пивоваренный завод Моссельпрома» приказом ВСНХ СССР №729 удостоился третьей премии среди лучших предприятий СССР, войдя таким образом в первые 90 лучших [17].
В 1929 г. по причине начала антиалкогольной кампании в СССР производство алкогольной продукции было сосредоточено именно на Трехгорном заводе, в то время как другие крупные заводы этого времени – Хамовнический и Шаболовский – перешли на выработку фруктовых вод, кваса и безалкогольного меда. Часть производства на Трехгорном заводе также была отведена под минеральные воды [18],[19]. Так, можно утверждать, что и в Советском Союзе Трехгорный завод играл значительную роль в пивоваренной промышленности страны.
В 1934 г. протоколом заседания Президиума Московского совета РК и КД №23 Трехгорному заводу было присвоено имя соратника Ленина, первого депутата от рабочих в IV государственной думе Российской империи А. Е. Бадаева [20]. А. Е. Бадаев был членом ЦК партии, занимал множество руководящих должностей – в 1937-1938 гг. занимал пост народного комиссара пищевой промышленности РСФСР, с 1938 г. - заместитель Председателя Московского горисполкома, работал в Президиуме Верховного Совета СССР. После освобождения от должности в Президиуме с 1943 по 1951 гг. А. Е. Бадаев занимал пост руководителя «Главпива» [21],[22].
В 1970-х гг. был перестроен производственный корпус – «Варня» [23]. Облик кирпичного стиля XIX века был утерян, ему на смену пришло минималистичное многоэтажное строение с редким декором. Тем не менее, часть кладки оригинальной Варни рубежа веков сохранилась и до сегодняшнего дня. В конце XX в. функционально-градостроительная роль района, где расположен завод, существенно возросла. В 2005 г. правительство Москвы приняло решение вывести действующее производство с территории завода, которую заняли различные арендаторы [23].
В 2006 г. территория завода была поставлена под охрану как объект культурного наследия [24], однако корпуса, не получая достаточного внимания, пришли в обветшалое состояние и с 2014 г. стали появляться планы и проекты по застройке территории завода. Наконец, в 2019 г. границы охраняемых территорий завода были скорректированы, что поставило под угрозу уничтожения в том числе строения XIX века, представляющие культурную ценность [51].
Из опыта виртуальной реконструкции культурного и индустриального наследия
Направление виртуальной 3D-реконструкции прошло значительный путь за последние десятилетия. Инструменты 3D-моделирования постоянно совершенствуются, а вместе с ними и методы, вследствие чего растет качество выполняемых реконструкций. Данная работа ориентируется на новейшую практику виртуальных 3D-реконструкций, сложившуюся на кафедре исторической информатики исторического факультета МГУ.
Основными работами по данному направлению являются сборник статей, посвященных 3D-реконструкции «Виртуальная реконструкция историко-культурного наследия в форматах научного исследования и образовательного процесса» и монография Д. И. Жеребятьева «Методы трехмерного компьютерного моделирования в задачах исторической реконструкции монастырских комплексов Москвы» [26],[27]. В данных публикациях подробно рассматриваются актуальные методы виртуальной 3D-реконструкции, их опыт и классификация.
Следует также перечислить некоторые знаковые проекты в области исторической 3D-реконструкции, опыт которых оказал влияние на методологию данной работы.
Один из крупных успешных проектов по исторической 3D-реконструкции, показавший возможности и перспективы направления - виртуальная реконструкция московского Страстного монастыря (середина XVII – начало XX вв.) [28]. Опыт проекта был освещен в ряде статей под авторством Л. И. Бородкина, Д. И. Жеребятьева, О. Г. Ким, М. С. Мироненко, В. В. Моора и др. [29],[30],[31],[32],[33]
Другой проект, который хотелось бы отметить - виртуальная реконструкция исторического ландшафта Белого города и основных строений этой важной части центра Москвы XVI-XVIII вв. [34] По проекту имеется ряд публикаций [35],[36],[37] [38].
Данные проекты имели междисциплинарный характер и опирались на совместную работу специалистов из разных сфер, поскольку, кроме виртуальной реконструкции зданий, восстанавливался ландшафт, создавались виртуальные интерфейсы верификации исторических источников и взаимодействия в виртуальной среде [38].
Производились и работы непосредственно по реконструкции индустриального наследия. Наиболее ранний их опыт в России прежде всего отражен в работах Е. А. Курлаева, посвященных промышленному наследию Урала. В частности, была создана виртуальная реконструкция Мазуевского завода на 1722 г. Для презентации результатов реконструкции был создан фильм «Мазуевский завод в 1722 г.» [39],[40] Другим примером реконструкции индустриального наследия является работа Р. М. Житина, посвященная моделированию строений Ново-Покровского сахарного завода. Объектом реконструкции в данном проекте стал рабочий поселок, была восстановлена геометрия построек и пространственная планировка [41].
Следует обратиться также и к зарубежному опыту виртуальной реконструкции индустриального наследия, в частности, работе по виртуальной реконструкции старой электростанции в Пьештяни, Словакия [42] [43]. Реконструируемая электростанция была одной из первых в Австро-Венгерской империи – она была построена в 1906 г. и находилось в эксплуатации вплоть до 1990-х гг. Проект ставил задачу восстановления внешнего и внутреннего облика электростанции, а также применяемого оборудования, в результате был достигнут впечатляющий уровень реалистичности виртуальной реконструкции.
Другим интересным и принципиально близким к данной работе по теме проектом является виртуальная реконструкция, произведенная музеем пивоварения в польском городе Тиски в Польше [44]. Сама пивоварня ведет свою историю с XVII века и является одним из крупнейших пивоваренных предприятий в стране. Музей, имеющийся при пивоварне, является одной из точек «Европейского маршрута индустриального наследия» (European Route of Industrial Heritage – ERIH) [45]. В рамках музейного проекта производилась виртуальная реконструкция частично внешнего и внутреннего облика пивоваренного завода и производственного оборудования [46].
Опыт и принципы виртуальной реконструкции индустриального наследия рассматривались в таких работах, как «Industrial Heritage: The past in the future of the city» Л. Лореса [47], «3d modeling of industrial heritage building using COTSs system: test, limits and performances» коллектива авторов из Италии [48], «Implementing BIM for industrial and heritage building conversion» коллектива авторов из Литвы [49] и др. Общие теоретические и практические аспекты виртуальной 3d-реконструкции находят описание в работах «Virtual reconstruction as a scientific tool: the extended matrix and source-based modelling approach» Э. Деметреску [50] и «The virtualization of CH for historical reconstruction: the AR fruition of the Fountain of ST. George Square in Valletta» [51].
Источниковая база исследования
Объектом виртуальной реконструкции в данной работе является производственный корпус Трехгорного пивоваренного завода – «Варня», как этот корпус называется в источниках [7]. Как было обозначено ранее, корпус Варни дважды подвергался перестройке и на данный момент его исторический облик утрачен, что делает его возможным объектом виртуальной реконструкции. Существенно, что Варня, т. е. варочное отделение, является необходимой частью любого пивоваренного предприятия и центральным звеном пивоваренного процесса. В варочных отделениях происходила варка пива из солода, который заготавливался в солодовенном отделении, однако, более маленькие пивоваренные заводы могли и вовсе закупать готовый солод. После варки пиво поступало в бродильное отделение, где происходили процессы брожения [52]. Солодовенный, варочный и бродильный корпуса Трехгорного завода были соединены между собой наружными мостиками, что отражало неразрывность пивоваренного процесса [53].
Для создания обоснованной виртуальной 3D-реконструкция необходима обоснованная источниковая база. Важнейшими источниками здесь служат чертежи, прорисовки фасадов и фотографии, поскольку текстовые описания недостаточны для того, чтобы целиком восстановить архитектурный облик.
Планы и чертежи корпусов Трехгорного завода имеются в фонде 54 Центрального государственного архива Москвы, фондообразователем которого является Московское губернское правление [53],[54],[55]. Тем не менее, планы и чертежи не всегда в точности отражают облик построек, а потому реально существовавшие здания могли в той или иной мере отличаться от тех, что представлены на такого рода источниках. Это имело место и в случае Трехгорного завода: реконструируемый корпус Варни отличался от плана, где имелась дополнительная галерея, и, кроме того, он подвергся перестройке в 1890-е гг. Следует отметить, что реконструировался именно облик, который корпус Варни приобрел в 1890-х гг., как просуществовавший наибольший период времени и лучше всего обеспеченный источниками.
Рис. 1. Поэтажный план Варни Трехгорного пивоваренного завода. ЦГА Москвы Ф. 54. Оп. 149. Д. 45. Л. 8.
Фотографии, в свою очередь, изображают именно то здание, которое существовало в действительности. Качество фотографий XIX века не всегда позволяет рассмотреть детали, а само изображение существует в перспективе, что требует дополнительных инструментов для работы. Большой комплекс фотографий имеется в юбилейной публикации к двадцатипятилетию завода [7], на данный момент этот источник оцифрован и представлен на сайте Российской государственной библиотеки [56]. Многие исторические и современные фотографии объекта опубликованы на электронных ресурсах – Pastvu [57], Архнадзор [25], Livejournal [58]. Исторические фотографии, однако, по большей части являлись дубликатами тех, что собраны в юбилейной публикации к двадцатипятилетию завода [7], поэтому электронные ресурсы, прежде всего, были интересны фотографиями других исторических корпусов завода. Важно заметить, что на разных корпусах Трехгорного завода имелись повторяющиеся архитектурные элементы, а потому можно было опираться на высококачественные современные фотографии данных элементов при создании виртуальной реконструкции аналогичных на корпусе Варни.
Поскольку количество исторических фотографий было невелико, не имело смысла проводить какой-либо их отбор, однако, тем не менее, они обеспечивали изображения всех фасадов здания Варни.
Рис. 2. Фотография завода с тыльной стороны. При значительном приближении можно рассмотреть, что на верхнем этаже Варни имелись окна, а нижний закрыт стоящими вплотную котельной и машинным отделением. (Фотография опубликована в издании «Двадцатипятилетие Трехгорного пивоваренного товарищества в Москве. 1875/76-1900/901 гг. М., 1901. Л. 18 [7]» Цифровая копия представлена на сайте РГБ [56])
Таким образом, применялся синтез различных видов источников. Строительная документация содержала информацию о постройке и перестройке корпусов. Чертежи и планы давали общее представление о структуре здания, его габаритах и пропорциях. Фотографии рубежа XIX-XX вв., с применением технологии camera match, о которой речь пойдет позднее, позволили более точно расположить и восстановить детали декора. Современные цветные фотографии дали представление о материалах, использовавшихся при строительстве корпусов завода, а также содержали высококачественные изображения некоторых аналогичных архитектурных элементов, которые было труднее рассмотреть на исторических фотографиях.
Рис. 3. Фотография Варни периода рубежа XIX-XX вв. Фронтальный фасад. (фотография предоставлена автору О. Г. Ким)
Рис. 4. Более темный и мелкий кирпич - кладка XIX века. Видны также частично заложенные окна и элементы декора. (Современная фотография из открытых источников)
Виртуальная реконструкция: создание 3D-модели
Создание 3D-модели предполагает три основных этапа: моделирование геометрии (формы), наложение текстур (материалов) и финальная визуализация. Для каждого из этапов необходимо подобрать соответствующее программное обеспечение, оптимальное для выполнение каждой конкретной задачи.
Для создания геометрии модели был выбран 3ds-max – классический пакет ПО для моделирования архитектуры и один из стандартов 3D-моделирования для индустрии геймдизайна. Данное программное обеспечение обладает внушительным функционалом, удобными средствами пространственной привязки, что позволяет точно располагать объекты в пространстве, а также обширными средствами создания разверток (развертка предполагает создание карты переноса 2D-изображений – текстур на 3D-модель), которые были дополнены плагинами Advanced UV Normalizer и PolyUnwrapper. Ключевой для виртуальных реконструкций является технология Camera Match, позволяющая совместить двухмерное изображение объекта с 3D-пространством, что облегчает расчеты расположения и масштаба элементов объекта и делает 3D-реконструкцию более точной относительно оригинала.
Для текстурирования и последующей визуализации был выбран игровой движок UnrealEngine 4. Особенности подхода к моделированию позволили нам использовать метод тайлингового наложения текстур. Это позволило сильно оптимизировать размер текстур, поскольку используется один и тот же набор текстурных карт для многих объектов, а не множество крупных текстурных карт для каждого по отдельности. (тайлинг – способ наложения текстур на объект, предполагающий многократное повторение одной текстуры без видимых швов).
Использование тайлинга позволило не обращаться к дополнительному текстурному редактору, а полностью произвести текстурирование при помощи динамических материалов UnrealEngine 4. Заготовки для материалов свободно распространяются в официальном магазине Epic Games – компании-разработчика UnrealEngine.
Рис. 5. Настройка материала кирпича в Unreal Engine 4
ДвижокUnrealEngine 4 также обладает функционалом, позволяющим создавать различные формы визуализации – от статичных рендеров до видеороликов и интерактивных систем, поэтому финальная визуализации результатов реконструкции производилась также в нем.
Первым этапом работы над самой моделью был подбор ключевых источников и выявление противоречий между ними. Как упоминалось ранее, чертежи и прорисовки фасадов имели отличия от финального облика корпуса, а потому главными источниками в данной работе стали фотографии.
Габариты здания, тем не менее, были взяты с имевшихся чертежей и обмеров, далее, при знании масштабов, применялась технология cameramatch, для более точного определения расположения и размеров архитектурных элементов.
Принцип работы технологии cameramatch предполагает, что 2D изображение добавляется в сцену, где создается простой объект тех же размеров (известных нам по чертежам). Далее на 2D-картинке отмечаются несколько, не менее пяти точек, не лежащих все на одной плоскости. Эти точки привязываются к точкам на 3D-объекте, и в результате программой создается камера, смотрящая из такой позиции, чтобы данные точки совпали наиболее корректным образом. После этого становится возможно работать с 3D-объектом, ориентируясь на 2D-изображение и располагать его элементы в правильных местах.
Специально для применения технологии camera match в 2D-редакторе Adobe Photoshop были модифицированы фотографии, служащие визуальными источниками по облику Варни. Была повышена контрастность для большей видимости линий, основные линии отмечены яркими цветами, а на их пересечении установлены точки, которые совмещались с точками 3D-модели.
Рис. 6. Фотография Варни, обработанная в Adobe Photoshop для применения с технологией camera match в 3ds-max (фотография опубликована в издании «Двадцатипятилетие Трехгорного пивоваренного товарищества в Москве. 1875/76-1900/901 гг. М., 1901. Л. 17 [7]» Цифровая копия представлена на сайте РГБ [56])
Рис. 7. Применение технологии camera match в 3ds-max. Синим выделены очертания окон, границы архитектурных элементов обозначены линиями (Двадцатипятилетие Трехгорного пивоваренного товарищества в Москве. 1875/76-1900/901 гг. М., 1901. Л. 17 [7] Цифровая копия представлена на сайте РГБ [56])
Рис. 8. Для большей точности технология camera match применялась независимо к нескольким изображениям. Затем результаты были усреднены для минимизации ошибок. (Оригинальная фотография предоставлена автору О. Г. Ким)
Далее следовало создание геометрии трехмерной модели - построение формы объекта из полигонов (многоугольников). Как правило, оно начинается с простых фигур, таких как плоскость, куб, цилиндр и сфера, которые затем превращаются инструментами 3D-моделирования в нужную форму. Геометрия не имеет цвета и не должна быть очень подробной, поскольку одна и та же поверхность при текстурировании может приобрести материал с фактурой кирпича, стекла, ткани и т. д., что придаст ей все необходимые свойства, такие как цвет, глянцевость/матовость, металличность и рельеф.
Отдельными ассетами (объектами) создавалась геометрия здания. Поскольку многие архитектурные элементы повторялись, они не моделировались несколько раз, а создавались единожды, а затем копировались. Копирование в 3ds-max возможно производить как функцией copy – создание независимых копий, так и функцией instance – где копия будет автоматически изменяться при изменении другой копии.
Рис. 9. Ранний этап создания геометрии. Цветом для удобства выделены различные ассеты. На фоне можно разглядеть добавленные в сцену планы и чертежи
Поскольку применялся тайлинг, было невозможно использовать технологию запекания нормалей, предполагающую создание двух моделей: одной высокополигональной (high-poly), другой низкополигональной (low-poly), а затем перенесение детализации с более подробной высокополигональной модели на более экономную для расчетов низкополигональной в качестве имитирующей геометрии – нормалей. Созданную модель можно считать среднеполигональной (mid-poly). С одной стороны, она одновременно содержит необходимую детализацию, такую как фаски на углах и достаточно подробные своды, с другой – не имеет фактуры или неровностей, поскольку они создаются вместо этого текстурными картами.
Следующим этапом, после построения геометрии, является создание разверток. Развертки создавались по одной для ассета, затем ассеты объединялись между собой в единые объекты по используемым для них материалам. После этого при помощи плагина Advanced UV Normalizer устанавливался единый параметр texel density - значение разрешения текстур на площадь геометрии. Использование единого значения параметра texeldensity позволило поддерживать единый уровень детализации на всем строении, поскольку более подробные и более размытые текстуры на одном объекте выглядят нарочито нереалистично.
Рис. 10. На данном скриншоте видно, что цвета уже обозначают материалы, а не различные ассеты
Наибольшую сложность вызывала развертка округлых и полукруглых форм, т. к. кирпич в них должен также лежать по кругу: если развернуть их обычным способом, то материал кирпича ляжет прямо, что будет некорректно относительно реальной кладки. Таким образом, приходилось выпрямлять данные элементы на развертке, что, поскольку в скругленном состоянии длины внутреннего и внешнего контура неодинаковы, вызывало растяжения на развертке. Растяжения необходимо было свести к минимуму, что достигалось повторениями алгоритмов выпрямления (straighten) и ослабления напряжения (relax) на полигонной сетке и, при необходимости, корректировалось вручную на уровне точек и полигонов.
Рис. 11. Процесс создания развертки. Красным и синим показаны растяжения. Красные – сетка слишком сжата, синие – сетка слишком растянута
Рис. 12. Наложение материала произведено некорректно, при создании UV-развертки не учтено направление кладки кирпича на декоративных элементах
Рис. 13. Правильное использование тайлинга – UV развертки были созданы с учетом направления кладки кирпича
Модель с развертками была перенесена в движок UnrealEngine 4 через экспорт в формате «.fbx». Поскольку архитектура Варни экспортировалась целиком, объекты сохранили свое положение относительно друг друга, однако геометрия не соединялась в единый объект, поэтому для различных элементов стало возможно назначить разные материалы.
В движке UnrealEngine 4 были настроены материалы, главным источником для которых послужили современные фотографии сохранившейся кладки Варни 1890-х гг. и других корпусов. В качестве основы для материалов использовались готовые примеры материалов из официального магазина компании Epic Games. Благодаря технологии процедурных материалов, любые их параметры, включая частоту, цвет самих кирпичей и цемента между кирпичами, выпуклость и шероховатость, можно было корректировать, чтобы добиться максимального соответствия с реально применявшимся материалом.
Рис. 14. Интерфейс движка Unreal Engine 4 во время работы с материалами. Для подобных декоративных элементов был создан отдельный материал, как на рис. 13
Были настроены освещение и фокусное расстояние линзы виртуальной камеры для рендера, чтобы добиться максимального соответствия с имеющимися источниками. Модель корпуса Варни была помещена на план строений завода, относящийся к рубежу веков [59]. По указанным на нем границам, а также некоторым общим планам завода, были восстановлены габариты рядом стоящих корпусов, которые были также установлены на карту в виде силуэтов. Это позволило обозначить принадлежность корпуса Варни к общей структуре строений завода и представить его не «в вакууме», а в более логичной и эстетически приятной среде. Проделанная работа позволила перейти к финальной стадии – созданию рендеров в высоком разрешении – см. рис. 14-19.
Рис. 15. Рендер виртуальной реконструкции архитектурного облика корпуса Варни. Ракурс и поле зрения имитируют одну из основных фотографий, использованных при виртуальной реконструкции
Рис. 16. Рендер виртуальной реконструкции архитектурного облика корпуса Варни. Фронтальный и боковой фасады
Рис. 17. Рендер виртуальной реконструкции архитектурного облика корпуса Варни. Боковой и задний фасады. Нижний этаж заднего фасада закрывают строения котельной и машинного отделения
Рис. 18. Рендер виртуальной реконструкции архитектурного облика корпуса Варни. Изображение корпуса Варни в структуре Трехгорного завода. Слева Варня соединяется мостиком с солодовенным отделением, справа – с бродильным
Рис. 19. Рендер виртуальной реконструкции архитектурного облика корпуса Варни. Крупный план окон второго этажа
Рис. 20. Рендер виртуальной реконструкции архитектурного облика корпуса Варни. Крупный план входа в корпус
Заключение
Подводя итог, следует сказать, что ввиду значительной роли Трехгорного завода в пивоваренной промышленности как Российской империи, так и Советского Союза, а также, принимая во внимание трудную ситуацию с сохранением памятника на сегодняшний день, которая может закончиться даже его полной утратой, исследования и виртуальная реконструкция Трехгорного пивоваренного завода являются несомненно актуальными и необходимыми.
Был сделан вывод, что собранная в ходе исследования источниковая база дает возможность произвести исторически обоснованную виртуальную 3D-реконструкцию корпуса Варни на рубеже XIX-XX вв. – ключевого звена производственного процесса Трехгорного пивоваренного завода. Была произведена виртуальная реконструкция архитектурного облика данного корпуса на указанный период. Результаты представлены в форме рендеров, сделанных в программном обеспечении Unreal Engine 4.
Ближайшее продолжение данного проекта связано с реконструкцией внутреннего облика Варни и установленного в ней оборудования, а также с созданием возможностей виртуального участия пользователя в производственном процессе, происходившем в Варне.
В заключение хочется выразить благодарность д. и. н., профессору Л. И. Бородкину, заведующему кафедрой исторической информатики МГУ, за помощь и руководство в ходе работы, О. Г. Ким за предоставленный доступ к источникам по теме данного исследования и полезные консультации, а также М. С. Мироненко за консультации по вопросам 3D-моделирования и полезные ссылки.
References
1. Zaparii V. V. «Industrial'noe nasledie» i ego sovremennoe tolkovanie // Akademicheskii vestnik UralNIIproekt RAASN. Ekaterinburg. 2009. № 1. S. 32-35.
2. Zaparii V.V. Industrial'noe nasledie (k voprosu o ponimanii dannoi kontseptsii v Rossii i za rubezhom) // Ekonomicheskaya istoriya. Obozrenie. Vyp. 13 / Pod red. L.I.Borodkina. M.: Izd-vo MGU, 2007. (Trudy istoricheskogo fakul'teta MGU: Vyp. 39). S. 211-217.
3. Zaparii V. V. Mezhdunarodnyi komitet po sokhraneniyu industrial'nogo naslediya (TICCIH) // Byulleten' Nauchnogo soveta Rossiiskoi akademii nauk po problemam rossiiskoi i mirovoi ekonomicheskoi istorii. 2008. № 6. S. 5-8.
4. Mastenitsa E.N. Muzeefikatsiya promyshlennogo naslediya: opyt i perspektivy. // Muzei. 2012. № 5 S. 4-11.
5. Alekseeva E.V. Industrial'noe nasledie: vidovoe raznoobrazie, puti i sposoby pereprofilirovaniya // Ural'skii istoricheskii vestnik. 2021. № 2 (71). S. 46-54.
6. Massimo P. Vosstanovlennye zavody: novaya zhizn' industrial'nogo naslediya v Italii // Ural'skii istoricheskii vestnik. 2021. № 2 (71). S. 55-64.
7. Dvadtsatipyatiletie Trekhgornogo pivovarennogo tovarishchestva v Moskve. 1875/76-1900/901 gg. M., 1901. — 14 s. 67 l.
8. Ustav Trekhgornago pivovarennago tovarishchestva v Moskve: utv. 6 iyunya 1875 g. M.: Tipo-Litogr. I.F. Shchetinkina i E.A. Martynova, 1911. – 21 s.
9. Zodchie Moskvy vremeni eklektiki, moderna i neoklassitsizma (1830-e — 1917 gody): ill. biogr. slovar' / Gos. nauch.-issled. muzei arkhitektury im. A.V.Shchuseva i dr. M.: KRABiK, 1998. — 328 s.
10. TsGA Moskvy F. 54. Op. 149. D. 45. L. 1-26.
11. TsGA Moskvy F. 1281. Op. 1. D. 166.
12. Anikin S. A., Fatyukhin D. S. Pivovarennye zavody tsarskoi Rossii. (Spravochnik s istoricheskimi ocherkami). M. 2007. S. 182-185.
13. Yugov A. Novaya khozyaistvennaya politika Mossel'proma. // Byulleten' Moskovskogo soveta narodnogo khozyaistva. M. 1921. № 15-16.
14. Erenburg D. G. Sovremennoe sostoyanie pivovarennoi promyshlennosti. // Pishchevaya promyshlennost' M. 1924. № 3/4. S. 11-16.
15. Torgovo-promyshlennaya gazeta. M. 1926. № 144. S. 4.
16. Prilozheniya k karte promyshlennosti SSSR. Evropeiskaya chast'. / VSNKh SSSR. M. 1927. — 694 s.
17. Torgovo-promyshlennaya gazeta. M. 1928. № 131. S. 6.
18. Moskovskaya promyshlennost'. / Organ Prezidiuma MSNKh. Tekhniko-ekonomicheskii zhurnal. M.: Izdanie MSNKh, 1929. Vyp. 2. — 60 s.
19. Moskovskaya promyshlennost'. / Organ Prezidiuma MSNKh. Tekhniko-ekonomicheskii zhurnal. M.: Izdanie MSNKh, 1929. Vyp. 6. — 48 s.
20. RGAE. F. 7733. Op. 24. D. 2608. L. 2.
21. Bol'shaya sovetskaya entsiklopediya. 3-e izd. T. 2. M., 1970. S. 596.
22. Pochebut G. A., Malkin B. G. A. E. Badaev — deputat piterskikh rabochikh (1883-1951). Leningrad, 1962. — 158 s.
23. Chaiko D. S. Trekhgornoe pivovarennoe tovarishchestvo: istoriya i perspektivy postindustrial'nogo razvitiya. // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2017. № 5. S. 10-15.
24. O korrektirovke granits zon okhrany i utverzhdenii rezhimov regulirovaniya gradostroitel'noi deyatel'nosti na territoriyakh zon okhrany ob''ekta kul'turnogo naslediya (pamyatnika istorii i kul'tury) «Trekhgornyi pivovarennyi zavod, kon. XIX – nach. XX veka, arkh. A. E. Veber, R. I. Klein, A. P. Evlanov. Ansambl'» // Elektronnyi fond pravovykh i normativno-tekhnicheskikh dokumentov. [Elektronnyi resurs]. URL: https://docs.cntd.ru/document/3666650 (Data obrashcheniya 26.04.2021).
25. Arkhnadzor. [Elektronnyi resurs]. URL: http://www.archnadzor.ru/2019/07/04/pamyatnik-invalid-amputatsiya-istorii/ (Data obrashcheniya 26.04.2021); URL: http://www.archnadzor.ru/2019/06/17/otkuda-nogi-rastut/ (Data obrashcheniya 26.04.2021).
26. Virtual'naya rekonstruktsiya istoriko-kul'turnogo naslediya v formatakh nauchnogo issledovaniya i obrazovatel'nogo protsessa: sb. nauch. st. / pod red. L.I. Borodkina, M.V. Rumyantseva, R.A. Barysheva. Krasnoyarsk: Sibirskii federal'nyi universitet, 2012. — 196 s.
27. Zherebyat'ev D. I. Metody trekhmernogo komp'yuternogo modelirovaniya v zadachakh istoricheskoi rekonstruktsii monastyrskikh kompleksov Moskvy. M.: MAKS Press, 2014. — 224 s.
28. Proekt «Virtual'naya rekonstruktsiya moskovskogo Strastnogo monastyrya (seredina XVII – nachalo XX vv.): analiz evolyutsii prostranstvennoi infrastruktury na osnove metodov 3D modelirovaniya» // Istoricheskii fakul'tet MGU imeni M.V. Lomonosova [Elektronnyi resurs] URL: http://hist.msu.ru/Strastnoy/ (Data obrashcheniya 28.04.2021).
29. Borodkin L. I. Virtual'naya rekonstruktsiya monastyrskikh kompleksov Moskvy: proekty v kontekste Digital Humanities // Vestnik Permskogo universiteta. Seriya "Istoriya". 2014. Vyp. 3 (26). S.107-112.
30. Borodkin L. I., Zherebyat'ev D. I., Konchakov R. B., Moor V. V. Virtual'naya rekonstruktsiya Strastnogo monastyrya (XVII–XX vv.): pervyi etap proekta // Informatsionnyi byullyuten' Assotsiatsii "Istoriya i komp'yuter". M., 2014. № 42. S. 216-218.
31. Borodkin L.I., Zherebyat'ev D.I., Kim O.G., Mishina E.M., Moor V.V., Ostapenko M.Yu. Istochnikovedcheskie i metodologicheskie aspekty virtual'noi rekonstruktsii istoricheskoi zastroiki tsentra Moskvy: Strastnaya ploshchad', 1830-e gg. // Istoricheskaya informatika. 2014, № 1. S. 40-52.
32. Zherebyat'ev D. I., Kim O. G. Osobennosti virtual'noi rekonstruktsii moskovskogo Strastnogo monastyrya i prilegayushchei ploshchadi XVII — nachala XVIII vv. // Elektronnyi nauchno-obrazovatel'nyi zhurnal «Istoriya», 2015. T.6. Vyp. 8 (41) [Elektronnyi resurs] URL: https://history.jes.su/s207987840001266-1-1/ (Data obrashcheniya 04.07.2021).
33. Mironenko M. S. Sovremennye podkhody k 3d-rekonstruktsii ob''ektov kul'turnogo naslediya: problemy vizualizatsii i vospriyatiya (na primere Moskovskogo Strastnogo monastyrya i Chudova monastyrya Moskovskogo Kremlya) // Elektronnyi nauchno-obrazovatel'nyi zhurnal «Istoriya», 2015. T.6. Vyp. 8 (41). [Elektronnyi resurs] URL: https://history.jes.su/s207987840001270-6-1/ (Data obrashcheniya 04.07.2021).
34. Belyi gorod. Virtual'naya rekonstruktsiya istoricheskogo landshafta tsentra Moskvy. [Elektronnyi resurs] URL: http://landscape.vrmsu.ru/ (Data obrashcheniya 28.04.2021).
35. Borodkin L. I. O virtual'noi rekonstruktsii istoricheskogo gorodskogo landshafta Belogo goroda // Istoricheskaya informatika. 2019. № 4. S. 90-96.
36. Borodkin L. I. Tsifrovye tekhnologii v zadachakh virtual'noi rekonstruktsii istoricheskogo gorodskogo landshafta // Vestnik Permskogo universiteta. Istoriya. 2019. № 4. S. 109-117.
37. Kim O. G., Moor V. V., Zherebyat'ev D. I. Virtual'naya rekonstruktsiya dominantnykh ob''ektov istoricheskoi zastroiki Belogo goroda Moskvy (XVI – XVIII vv.) // Istoricheskaya informatika. 2020. № 2. S. 100-134.
38. Mironenko M. S., Chertopolokhov V. A., Belousova M. D. Tekhnologii virtual'noi real'nosti i reshenie zadachi razrabotki universal'nogo interfeisa dlya istoricheskikh 3D-rekonstruktsii. // Istoricheskaya informatika. 2020. № 4. S. 192-205.
39. Kurlaev E. A. Rekonstruktsiya oblika metallurgicheskogo zavoda XVIII v. v vide komp'yuternoi modeli // Informatsionno-analiticheskii byulleten' Nauchnogo Soveta Rossiiskoi Akademii Nauk po problemam rossiiskoi i mirovoi ekonomicheskoi istorii. M., 2008. № 6. S. 9-17.
40. Kurlaev E. A. Promyshlennaya arkheologiya i sokhranenie industrial'nogo naslediya v Rossii: k voprosu ob issledovanii i rekonstruktsii razrushennykh promyshlennykh pamyatnikov. // Industrial'noe nasledie. Sbornik materialov nauchnoi konferentsii g. Saransk, 23-25 iyunya 2005. Saransk: Izdatel'stvo Mordovskogo universiteta. 2005. S. 102-108.
41. Zhitin R. M. Virtual'naya rekonstruktsiya kompleksa khozyaistvennykh i zhilykh postroek Novo-Pokrovskogo imeniya // Sotsial'no-ekonomicheskie yavleniya i protsessy. Tambov. 2014. T. 9. №. 9. S. 113-119.
42. Hain V., Ganobjak M. Forgotten Industrial Heritage in Virtual Reality — Case Study: Old Power Plant in Piešt’any, Slovakia. Presence: Teleoperators and Virtual Environments 2018; № 26 (4). P. 355–365.
43. Hain V., Hajtmanek R. Industrial Heritage Education and User Tracking in Virtual Reality, Virtual Reality and Its Application in Education [Elektronnyi resurs] URL: https://www.intechopen.com/books/virtual-reality-and-its-application-in-education/industrial-heritage-education-and-user-tracking-in-virtual-reality (Data obrashcheniya 16.05.2021).
44. The Museum of Tyskie Browary Książęce [Elektronnyi resurs] URL: https://browarytyskie.pl/en/homepage/ (Data obrashcheniya 28.04.2021).
45. European route of industrial heritage [Elektronnyi resurs] URL: https://www.erih.net/ (Data obrashcheniya 20.06.2021).
46. MR | VR Virtual Tour through Tychy Museum of Brewery from XIX century // Youtube [Elektronnyi resurs] URL: https://youtu.be/PP4fhiyZoak (Data obrashcheniya 28.04.2021).
47. Loures L. Industrial Heritage: The past in the future of the city. [Elektronnyi resurs] URL: https://www.researchgate.net/publication/239823904_Industrial_Heritage_The_past_in_the_future_of_the_city (Data obrashcheniya 20.06.2021).
48. Piras, M., Di Pietra, V., Visintini, D. 3d modeling of industrial heritage building using COTSs system: test, limits and performances. [Elektronnyi resurs] URL: https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLII-2-W6-281-2017 (Data obrashcheniya 20.06.2021).
49. Pavlovskis M., Migilinskas D., Antucheviciene J., Kutut V. Implementing BIM for industrial and heritage building conversion. [Elektronnyi resurs] URL: https://www.researchgate.net/publication/336563984_Implementing_BIM_for_industrial_and_heritage_building_conversion (Data obrashcheniya 20.06.2021).
50. Demetrescu E. Virtual Reconstruction as a Scientific Tool: The Extended Matrix and Source-Based Modelling Approach. [Elektronnyi resurs] URL: https://www.researchgate.net/publication/323703757_Virtual_Reconstruction_as_a_Scientific_Tool_The_Extended_Matrix_and_Source-Based_Modelling_Approach (Data obrashcheniya 21.06.2021).
51. Scianna A., Gaglio G. F., Grima R., La Guardia M. The virtualization of CH for historical reconstruction: the AR fruition of the Fountain of ST. George Square in Valletta // ISPRS International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, V. XLIV-4/W1-2020, 2020. P. 143-149.
52. Simonov L. N. Pivovarenie (zavodskoe i domashnee), kvasovarenie i medovarenie: Pr-vo soloda, khmelya i drozhzhei. Razvedenie chistoporod. drozhzhei. Neobkhodimye spravoch. tablitsy. SPb: L. S[imonov], 1898. — 904 s.
53. TsGA Moskvy F. 54. Op. 145. D. 29. L. 12 (1-2).
54. TsGA Moskvy F. 54. Op. 149. D. 45. L. 1-26.
55. TsGA Moskvy F. 54. Op. 151. D. 75. L. 5a.
56. Rossiiskaya gosudarstvennaya biblioteka [Elektronnyi resurs]. URL: https://www.rsl.ru/ (Data obrashcheniya 27.06.2021).
57. PastVu. [Elektronnyi resurs]. URL: https://pastvu.com/ (Data obrashcheniya 28.04.2021).
58. LiveJournal. [Elektronnyi resurs]. URL: https://vadimrazumov.ru/510909.html?rfrom=deadokey (Data obrashcheniya 28.04.2021).
59. TsGA Moskvy F. 54. Op. 169. D. 126. L. 9.
Link to this article
You can simply select and copy link from below text field.
|
