#Учиться #Делать #Отдыхать

#creacity: как оцифровать культурное наследие

Федор Бойцов из Pixelated Realities рассказывает о том, как инновационные технологии помогают в реставрации памятников архитектуры.

10 лет назад в Одессе одномоментно сотни зданий лишились статуса «памятник архитектуры». Этот охранный статус ограничивает собственника менять облик объекта, как заблагорассудится. Любые изменения, даже самые, казалось бы, незначительные, нужно согласовывать в государственном управлении охраны культурного наследия. Утратив этот статус, многие здания были обречены на гибель.

Самый нашумевший пример за последние годы — разрушенная застройщиком дача Докса. Двухэтажный особняк построили в районе Аркадии в конце XIX века. В советское время здание находилось на территории санатория «Дружба», который перестал функционировать с конца 1990-х. С тех пор дача медленно разрушалась, пока пожар в 2010 году окончательно не уничтожил ее крышу.

Фото: archodessa.com

 

В ночь с 28 на 29 октября 2016 года, несмотря на протесты многих активистов и ряда политиков, особняк был окончательно уничтожен строительной компанией «Гефест». Теперь на этом месте появится 24-этажный жилой дом.

 

Буквально через несколько дней дача… ожила в виртуальной реальности. Ребята из Pixelated Realities воссоздали ее 3D-модель. В настоящее время команда продолжает заниматься оцифровыванием культурного наследия Одессы и других городов Украины.

На встречу с ForshMag основатель проекта Федор Бойцов пришел с чудо-открыткой, в которой встречаются реальный и виртуальный мир. На ней изображен памятник герцогу де Ришелье. При помощи специального приложения для смартфона он оживает и обращается к молодому поколению…

 

Что почитать: Архитектурное наследие. Дома, которые мы теряем

 

Все началось с пожара в доме Руссова

Я пошел учиться в архитектурный, потому что не хотел идти в моряки. У меня вся семья моряков. А я хотел играть на бас-гитаре, меня больше ничего не интересовало. Разве что скульптура немного. Но родители учиться в Грековку не пустили. В какой-то момент подумал, что раз умею рисовать, лепить и у меня есть творческие способности, то лучше я пойду на «архитектуру». Учась там, я три раза уходил в академотпуск.

В 2006-м, когда я в очередной раз взял академку, начал работать визуализатором, помощником архитектора. А в 2009 году произошел пожар в доме Руссова, сгорел его купол. Прошло где-то полгода, но с особняком ничего не происходило. Так появилась идея проекта.

Я пришел в бюро «Ретроград», которое на тот момент должно было заниматься реставрацией здания, и сказал: «Так что, мы сейчас возьмем из архивов 3D-модели, отпечатаем на 3D-принтере, отфрезеруем и все восстановим?».

 

На меня посмотрели, будто я с Луны свалился: «Какие 3D-модели? Есть только чертежи и кальки в доступе и недостаточно фотоматериалов». Изображений того, как выглядели сгоревшие элементы декора крыши, в высоком качестве не было. И я подумал: почему такую базу никто не делает?

 

Полуразрушенный дом Руссова. Фото: Петр Обухов.

 

Что почитать: «Это для туристов. Я там не хожу». Как одесситам вернуть себе центр города

 

Быстрее, дешевле, лучше

Pixelated Realities занимается 3D-сканированием, виртуальной и дополненной реальностью. А еще мы показываем, как такие технологии позволяют расширять возможности работы с объектами культурного наследия. В рамках проекта ARCH F6 мы создаем цифровой паспорт фасадов для памятников архитектуры. Из-за несвоевременной реставрации зданий или ее отсутствия многие памятники архитектуры могут просто исчезнуть.

 

Название проекта ARCH F6 произошло от слова «архитектура» (сокращенно ARCH), и F6 — команда «сохранить» в компьютерной игре. Иными словами, проект о том, как сохранить архитектуру.

 

Федор Бойцов из Pixelated Realities. Фото: Стефания Амамджян для ForshMag.

Научно-проектная документация — один из наиболее дорогостоящих аспектов в реставрации. Требуются пакет чертежей, научные изыскания, архивные данные. Все это в лучшем случае бывает оцифровано в формате pdf. Но в основном это какие-то кальки, рисунки столетней давности или пятидесятилетние геодезические чертежи. Вся эта старая система — дорого, долго и неточно.

Cвоей базой ARCH F6 мы решаем проблему дороговизны научно-проектной документации и ее неточности. Разрабатываем методологию, которая поможет это сделать быстрее, дешевле и лучше.

 

Мы планируем создать базу зданий полностью в 3D. Она будет разбита на элементы, понятные абсолютно любому представителю смежной профессии.

 

Из 3D-моделей будут производиться планы, чертежи, разрезы, привязка к геодезии. Например, человек, который занимается конструкциями крыши, будет работать с тем же документом, что и архитектор, скульптор. Этот метод сокращает кумулятивную ошибку, накопленную в кальках, столетних чертежах, и помогает решить вопрос коммуникации смежных профессий.

Фасад дома Руссова. 3D-модель. Фото: facebook.com/pixelatedrealities/

 

Декор — это только часть всей работы. Если мы получаем отсканированный декор, то его можно распечатать на 3D-принтере, снять с него форму и запустить в производство.

 

Мы не собираемся заменить классический труд скульпторов и реставраторов, а скорее вооружить их современными инструментами для обеспечения наилучшего качества. Раньше мастеров, скульпторов, лепщиков декора было больше, времени на работы было значительно больше, бюджеты выделялись солидные. Сегодня все наоборот — мало времени, бюджеты скромные и нет достаточно мастеров.

Используя цифровое производство, можно достичь более высокого качества за меньшее время при более низкой себестоимости работ. Мастер может тратить драгоценное время на доработку и финальную поверхность изделия. Например, когда у нас есть две одинаковые точно отсканированные 3D-модели, у одной из которых частично разрушено лицо, а у другой нет уха, на этапе сканирования мы можем соединить их вместе, «отзеркалить» разрушенные элементы на компьютере, произвести одну мастер-модель на 3D-принтере или отфрезеровать и тиражировать элемент по понятной всем скульпторам технологии литья гипса. Это не месяцы работы, а недели.

Деталь фасада дома Руссова. Фото: facebook.com/pixelatedrealities/

Мы прекрасно понимаем, что не все здания получится сохранить и правильно отреставрировать. Что-то придется реконструировать или даже воссоздать полностью. Декор имеет физические габариты и может не стать на свое «новое место», потому что конструкции чуть-чуть могут поменять. Имея базу 3D-моделей декора по зданию, можно править габаритные размеры, разрабатывать новые системы крепления, сохранив при этом пластику мастеров.

 

Что почитать: Одесситы своими силами из запущенного двора делают сцену

 

Как это работает

Мы используем старую как мир технологию фотограмметриинаучно-техническая дисциплина, занимающаяся определением формы, размеров, положения и иных характеристик объектов по их фотоизображениям. Для этого метода нужны очень хорошие камеры и хорошие «стекла». Мы берем фотик, ходим вокруг объекта и фотографируем его с разных сторон.

Важно фотографировать еще и под разными углами. С верхнего ракурса мы используем коптеры. Для съемки с нижних углов с высоты человеческого роста — камеру со штативом. В идеале еще бы применять лазер. Это такая себе «лазерная указка на стероидах» на треноге. В случае с лазерной указкой при нажатии на стене появляется световая точка. В случае лидара (лазерного сканера Lidar — laser radar) эта точечка при отражении от стены попадает обратно в лазер, который таким образом определяет расстояние.

 

Лазер делает миллионы таких точек, они превращаются в облако точек, которые формируют модель. Но стоить такое устройство может и десятки, и сотни тысяч долларов.

 

Облако точек домов Руссова и Либмана. Фото: facebook.com/pixelatedrealities/

Первый этап нашей работы — загрузка фотографий на компьютер. При этом выбираем максимально четкие, высокого разрешения. Мы работаем в технике Structure from motion (структура из движения). Алгоритм компьютера определяет позицию камеры, откуда была снята фотография. На втором этапе создается карта глубины всех этих камер. На каждом этапе требуется человеческое вмешательство.

В итоге получаем облако точек — примерно такое же, как на лазере. И появляется 3D-модель — обычно с бульбами в виде деревьев и другим «мусором». Потом мы очень долго и нудно ее чистим. Происходит это в пакетах для высокополигонального моделирования и цифрового скульптинга (high poly). В результате у нас получаются суперпрорисованные highpoly 3D-модели. Затем мы распределяем полученные модели на ретопологию по назначению. Например, для 3D-печати нужен один подход, а для игрового двигателя под дополненную или виртуальную реальность — совершенно другой.

 

Что почитать: 6 небанальных музеев Одессы

 

Never stop inventing

Кроме проекта ARCH F6, у нас есть планы создавать проекты виртуальной и дополненной реальности, чтобы показать Одессу, Украину «at the cultural map». Это создание дополненной реальности для развития туризма. Например, эту открытку я сделал для детей на Mini Maker Faire 2017. «So be open-minded and never stop inventing», — говорит Дюк. Это то, что хотелось бы пожелать молодому поколению. Эту открытку можно подписать, приклеить на нее марку и отправить бабушке.

«Говорящая» открытка. Проект Pixelated Realities.

 

Чтобы отсканировать памятник, нашей команде нужна где-то неделя. Сделать, чтобы голова говорила, — примерно две недели.

 

Дюк был одной из самых первых наших «тренировочных груш». Сканировали мы его долго и нудно. Но пришло время снимать голову сверху, и так как Дюк довольно высоко забрался, пришлось придумывать некие технические приспособления.

 

Дима Докунов, еще один участник нашей организации, приехал на велосипеде с шестью длинными металлическими трубами, с веревкой из кокосовой нити и скотчем. Мы соединили трубы в одну большую длинную палку и прикрепили к ней камеру.

 

На дворе холодный февраль. С помощью очков, которые помогают управлять дронами, Дима видел плюс-минус кадр, но так как они очень плохого разрешения, не видел глубину резкости… Объектив у нас был мануальный, без автофокуса. Я видел расстояние от камеры до объекта и мог определять глубину резкости. И вот мы, вместе держа эту конструкцию, таки провели съемку. Сегодня бы мы уже использовали дрон, но высокие штативы списывать со счетов не стоит.

 

Что почитать: В Одессе появился коворкинг для подростков Atom Space

 

Мы пока, как инопланетяне

Мы пока, как инопланетяне. Проекта Pixelated Realities, в котором мы выполняем работы за деньги, пока нет. Но мы уже работаем над рядом проектов на волонтерской основе. Есть такой реставратор Анатоль Изотов. Он сам, наверное, инопланетянин, поэтому мы сошлись. Мы начали применять нашу методологию на тех объектах, реставрацией которых он занимается. Например, в здании по адресу Екатерининская, 8, фасад которого не так давно плачевно обрушился.

Упавший фасад на Екатерининской. Фото: facebook.com/pixelatedrealities

Мы успели отсканировать весь фронтон, который был еще «живой». Там была опасная ситуация, и руками лезть замерять было опасно. Затем реставраторы провели контролируемое обрушение. Мы не успели взять достаточно замеров, чтобы проверить, насколько точная у нас получилась модель. Анатоль среди мусора заметил детали декора и собрал в кучку. Сейчас хотим завершить этот пазл.

У нас уже есть одна модель, полученная непосредственно со здания, и будет другая модель, полученная в студийных условиях. Мы сравним их точность относительно друг друга и наглядно продемонстрируем, как с помощью 3D-технологий можно воскрешать декор даже при тяжелых разрушениях. Примерно такой метод применяют в археологии.

Федор Бойцов. Фото: Стефания Амамджян.

Совместно с Анатолем Изотовым мы провели сканирование ряда объектов в Одессе для помощи в сборе необходимой проектной документации. Мы стараемся участвовать во всем, в чем можем. Но людей, которые могут с нами работать, не так много. Поэтому нам приходится какие-то проекты брать, а какие-то замораживать до лучших времен.

Так я придумал «общественный фотопленер»: когда я иду куда-то сканировать здания, я пишу об этом в Facebook, предлагаю ко мне присоединиться желающим. Вот недавно сняли леса с дома Руссова, чтобы немцы провели лазерное сканирование — техническую съемку лидаром для определения повреждений конструкций. И когда открылась возможность снять дом Руссова, мы попросили ассоциацию архитекторов, своих друзей и коптерщиков прийти поснимать. Пришло человек 10, и они реально помогли. За один день мы сняли более 6 тысяч фотографий, причем достаточно хорошего качества. Мы сейчас будем работать над целым кварталом дома Руссова и дома Либмана, включая верхние ракурсы, крыши и двор.

 

Что почитать: Как открыть бодегу в центре города

 

Метод и социальный эксперимент

Наша идея — продвижение цифровых методов сохранения культурного наследия. Это полезно для реставрации, реконструкции и проектирования в ареале исторической застройки. Для меня это еще и социальный эксперимент. Во-первых, интересно найти дешевый метод, позволяющий не покупать кучу оборудования, каких-то дорогостоящих машин для реализации идеи. Также интересно наблюдать, как разные группы (архитекторы, скульпторы, урбанисты или просто активные люди) смогут собрать данные. На основе этого можно получить достаточно точные модели, применимые в реальной научно-проектной документации.

Квартал дома Руссова и дома Либмана. Фото: .facebook.com/pixelatedrealities

Мы аполитичны, у нас нет инвесторов, мы сами развиваем свой проект. Pixelated Realities — это некоммерческая общественная организация. Создали организацию, чтобы оставаться в юридическом поле, но шаг вправо, шаг влево — и наша деятельность будет незаконной.

 

Мы работаем с объектами интеллектуальной собственности, поэтому возникают вопросы из сферы права. Ведь образ нельзя копировать с целью распространения без разрешения правообладателя.

 

Есть такая штука — социальное предпринимательство, некий бизнес, который решает определенные социальные проблемы. Я проникся этой концепцией. На базе нашей организации могут появляться некие артелиформа производственного объединения граждан для ведения коллективного хозяйства на базе обобществления средств производства, которые будут заниматься чем-то другим — учить маленьких детей лепить из глины, ребят постарше лепить из воска, отливать из бронзы какие-то поделки, штуки-дрюки,вести курсы для 3D-моделирования.

Современных скульпторов не обучают цифровой скульптуре. Они не печатают на принтере и не фрезеруют ничего. В Грековке никто не знает, как это делать. Может быть, один человек на поток. Эти ребята, имея компьютер и обладая подобными знаниями, будут более пригодными на рынке труда. То же касается архитекторов, которые бездумно по программе на скульптуре лепят яблочки, еще что-то.

Для современного архитектора очень важно работать именно с пространством и формой. По институтской программе предмет, который делает из человека архитектора, — это ОПКобъемно-пространственная композиция. Это мышление объемами, принципы композиции и многие другие вещи. Как раз для архитекторов ОПК может переходить в другие инновационные рамки.

 

Если студент может создать макет своего здания, потом его отсканировать, интегрировать в 3D-модель реальной исторической застройки и потом сделать виртуальный тур и рассмотреть свою работу со всех сторон и ракурсов или посетить такой же виртуальный проект другого студента из другого города, страны?

 

Такой подход поможет развить в молодом поколении архитекторов навыки работы с исторической средой и, как следствие, приведет к более качественному облику города. Технологически такое обучение уже возможно, так как для создания виртуального тура необходимо иметь хотя бы смартфон на Android и картонную коробку.

Виртуальный тур возле памятника Дюку.

 

Сегодня в рамках обучения студентов архитекторов мы проводим неофициальные «лекции и практические занятия», на которых объясняем, как создать свой первый 3D-скан макета, что с этой 3D-моделью можно сделать дальше.

 

Мы надеемся, что студенты будут помогать создавать базу, которой будут пользоваться, проектируя свои учебные задания, и у них будет возможность загружать свои работы в виртуальную и дополненную реальность. Эта технология позволит студентам-архитекторам стать лучшими специалистами.

 

Что почитать: Как с помощью дизайна создавать микромиры

 

Сохранить архитектуру Одессы хотя бы в цифровом виде

Должно пройти много времени, пока у нас в Украине появятся такие специалисты, которые смогут пользоваться такими базами данных 3D-моделей. Говорят, мол, наше управление архитектуры отсталое от жизни. Я не говорю об этом, а просто пытаюсь создать инновационные методы и научить людей ими пользоваться. Чтобы таких стало больше и этот метод стал применяться, надо продвигать идею через сферу образования.

 

Но я не знаю, хватит ли мне даже всей жизни для того, чтобы сделать это. Пока единственный вариант, который я вижу, — это просто делать. Чем больше мы работаем, тем больше получается.

 

Федор Бойцов из Pixelated Realities. Фото: Стефания Амамджян для ForshMag.

Я не буду выходить на улицу с флагом и кричать, какие плохие застройщики, мэры, президенты. Я не вижу в этом никакого смысла. Главное — это просто сохранить архитектуру Одессы хотя бы в цифровом виде, как кино, образы. Я просто нашел свою миссию и ее выполняю. Я знаю, что это важно. Я знаю, что рано или поздно Молдаванка будет ревитализирована, и это вынужденный шаг, потому что город должен развиваться.

И в Одессе, как и в любом организме, есть ДНК и свои генетические проблемы. Как, например, протяженность вдоль моря. С одной стороны, это вроде не проблема, вопрос в том, что население города растет, и куда расти городу? Вверх? Ему нужна аграрная часть за городом, и ее же нельзя тупо застраивать зданиями. Больше зданий, больше автомобилей, нагрузка на транспортную инфраструктуру растет — город начинает задыхаться. И эти все проблемы в любом большом городе всегда примерно одинаковые.
Но с другой стороны хорошо, что есть море и платаны…

Мне очень многие вещи не нравятся в современной Одессе. Опять-таки просто легче построить жилой дом в центре, чтобы продать побольше квартир, чем подумать над инфраструктурной развязкой или построить здание другого назначения. Нравится ли мне, что возле Дюка хотят построить многоэтажную гостиницу, которая будет торчать с морского фасада? Не нравится.

 

Но мой подход другой. Кричать: «Нет, нельзя строить такой высотности, вы что, не понимаете?» Я лучше пойду и потрачу это время на то, чтобы отсканировать здание, которое скоро исчезнет.

 

Публикация от Pixelated Realities (@pixelatedrealities)


Очень печально слышать о Зеленом театре… Такие проекты нужны Одессе, чтобы вернуть себе статус культурной столицы. Если реставрация — это престиж, то культура — это признак экономического подъема, так как люди в своем большинстве начинают интересоваться культурой после обеспечения потребностей первых ступеней пирамиды Маслоу. Я очень надеюсь на позитивную реакцию властей города на эту ситуацию и жду возможность посетить Зеленый в 2018 году.

А так если на улице пасмурная погода и вы видите человека с фотоаппаратом, который куда-то очень быстро направляется, знайте — это я иду сканить. Во время пасмурной погоды свет рассеянный, нет острых теней, и получаются очень красивые фототекстуры.

 

По хештегу #creacity на ForshMag выходят публикации, где практики делятся опытом реализации своих проектов.

О том, что такое «креативная экономика».

 

Что почитать

#creacity: как создать интеллектуальную коллекцию одежды

#creacity: советы креативным предпринимателям

#creacity: что объединяет ирландский Голуэй и столицу Франции Париж?

ForshMag - полезный городской интернет-журнал.
Использование материалов ForshMag разрешено только с предварительного согласия правообладателей при наличии активной ссылки на источник.

О журнале

Связь с редакцией: forshmag@impacthub.odessa.ua
Проект

Подписаться