За підтримки

Чимало українських архітектурних пам'яток у занедбаному або взагалі критичному стані. Для того щоб їх відреставрувати чи бодай законсервувати, потрібні десятки років і мільярди гривень. Однак завдяки цифровим технологіям можна доволі швидко та дешево зберегти їхній вигляд. На щастя, із цим працюють не лише закордонні IT-хаби. Це вже реальність і в Україні.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

1.

Почнімо з фотограмметрії. Ця наука вивчає форми різних предметів у просторі та розташування за їхнім фотографічним зображенням. Дивовижно, але цей метод фотографування існує вже понад 100 років. Започаткували його у Франції для створення топографічних карт. Звісно,
з роками технологія розвивалася космічними масштабами, до того ж у буквальному сенсі, адже ще у 19 сторіччі почали робити аерознімання території з повітряної кулі, а згодом і за допомогою космічних апаратів. Цей метод зарекомендував себе і в архітектурі, ставши важливим інструментом у вивченні геометричних характеристик будівель, що важливо для їхньої подальшої реконструкції.

2.

3D-моде
лювання

Тривимірна модель пам’ятника Дерибасу в Одесі. Автор: Pixelated Realities

А тепер повернімось у 2016 рік. Тоді в історичному просторі Одеси відбулося дві новини: погана і хороша. Поганою стало те, що влада міста дозволила зруйнувати історичну пам’ятку 19-го сторіччя - дачу Докса. Хороша – те, що команда Pixelated Realities не сиділа склавши руки й завдяки сучасним технологіям встигла зробити знімки будівлі й відтворила її вигляд у 3D.

Тривимірна модель дачі Докса в Одесі. Автор: Pixelated Realities

Для цього фотографи і волонтери, які допомагали проєкту, зробили майже 8 тисяч фотознімків, 3 тисячі з яких отримали вже після знищення будівлі завдяки аерофотозйомці з дронів. Тепер люди мають можливість побачити, який вигляд мав фасад і навіть інтер’єр дачі. Надалі команда планує ще вдосконалити модель.

Зі світових компаній, що працюють у цьому річищі, варто згадати каліфорнійську CyArk, яка за підтримки Google зробила проєкт зі збереження і сканування світової історичної спадщини Open Heritage Project. Особливу світову відзнаку отримала інтерактивна карта міста Баган, що у М'янмі. Це місто відоме старовинними буддійськими храмами. Туристи зі всього світу приїжджають, щоб їх побачити, але пандемія майже унеможливила туризм. Автори проєкту дали змогу кожному побачити ці храми в 3D.

Інтерактивна мапа пагоди в місті Баган. Автор: CyArk.

На Дуже Цифрових Резиденціях опрацьовували 3D-моделювання, творчі практики в поєднанні з технологіями та 3D-друк. Наприклад, художниця Олександра Степаненко працювала над скульптурою «Cālla cancer civitatem». У застосунку Blender вона розробила модель квітки, на якій стояли будинки, символізуючи негармонічну забудову в міському просторі. Ці об’єкти були дороблені в цифровому просторі, надруковані на 3D-принтері

3.

Доповнена реальність

Свого часу доповнена реальність стала проривом у гейміндустрії. Тепер ж розвивається не лише ця технологія, а й засоби її застосування. Так ДР і гейміфікації (ігрові практики та механізми в неігровому контексті) почали застосовувати й у туризмі.

Pixelated Realities у 2018 році зробила на платформі Unity незвичайний для України проєкт під назвою «Молодий Рєпін». Це мобільний гід з ефектами ДР по одному з найстаріших міст Слобожанщини і батьківщині великого художника Іллі Рєпіна – Чугуєву.

3D-бюст Іллі Рєпіна в застосунку «Молодий Рєпін». Автор: Pixelated Realities

Застосунок «Молодий Рєпін» доступний для завантаження у Google play. У застосунку ви не просто подорожуєте по історичних вулицях містечка, а ще й слухаєте докладну розповідь про них від самого Іллі Юхимовича Рєпіна. Скульптури та будівлі оживають, якщо навести смартфон на QR-код.

Цікаво, що деякі світові музеї не обмежуються лише стандартними експозиціями, а дійсно виходять за рамки. Як наприклад, один з найбільших музеїв сучасного мистецтва в Нью-Йорку – New Museum. Цей музей так зацікавився кіберпростором, що його технологічним партнером став Apple.

У межах проєкту [AR]T вже доступні безкоштовні арттури доповненої реальности в шістьох світових містах: Лондоні, Сан-Франциско, Нью-Йорку, Парижі, Гонконгу й Токіо. Усе, що потрібно, – завантажити застосунок на свій смартфон і шукати дивовижні 3D-декорації серед звичних будівель.

Іншопланетянин танцює. Автори: Nick Cave. Фото dezeen.com

На Дуже Цифрових Резиденціях доповнену реальність використовували для скульптур та цифрових муралів. У Харкові на резиденціях Анастасія Худякова та Максим Кулик за допомогою куратора резиденції Романа Борозенцев та Gwara Media зробили мурал з доповненою реальністю.

Настя Худякова за підтримки кураторської команди реалізувала проєкт муралу з доповненою реальністю «Діалог».

VR-туризм

4.

Технологічний туризм неможливий без турів віртуальної реальности. На щастя, громіздкі шоломи, з яких усе починалося, вже замінили зручні і легкі окуляри. Тому стало набагато легше насолоджуватися цією технологією, яка зараз поширюється у маркетингу територій, – промоції різноманітних місць земної кулі. Лише уявіть: щоб опинитися на мальовничому острові чи посеред гір, достатньо просто підключитися до програми і надіти пристрій.

Можливість подорожувати світом, не виходячи зі своєї кімнати, є, наприклад, на сервісі Google Street View Trusted . Це особливо цінно в наш час локдауну і пандемії.

Українці теж не пасуть задніх і створюють яскраві VR-проєкти. Так, Українська компанія Aero3D нещодавно оцифровувала і створила віртуальні 3D-тури по Муніципальному музею ім. О.В. Блещунова в Одесі. Завітавши на сайт, ви побачите 3D-модель двоповерхового музею. Ви можете обрати кімнату, в яку хочете зайти, і подивитися експонати зсередини, ніби ви дійсно зараз у музеї.

Користь від цієї розробки не лише в ефекті присутности, але й в інформативності. Оскільки ви не просто блукаєте по кімнатах музею, а можете дізнатися інформацію про експонат, навівши курсор, і навіть побачити маленьку 3D-копію у вікні, що вирине. Сподіваємось, що згодом кожен український музей можна буде відвідати не лише офлайн, але й онлайн.

Щоб створити 3D-галерею, потрібно здійснити такі кроки:

Оцифрувати експонати за допомогою фотограмметрії (про неї ми вже вище згадували).

1.

2.

3.

Отримані 3D-моделі обробити в редакторі для об’ємного моделювання. Щоб покращити полігональну сітку та текстуру, зробивши таким чином відображення 3D-моделі реалістичнішим, потрібно накласти спеціальні мапи.

4.

5.

Підготувати професійну фотоапаратуру, а також студійне освітлення з різними фонами, підібравши окремо для кожного експоната.

Після зйомки ретельно обробити всі фото у фоторедакторі, а відтак – згенерувати 3D-моделі у спеціалізованому програмному забезпеченні.

Створити технічну можливість для відвідувачів музею та користувачів інтернету отримати вичерпну інформацію щодо технології, сюжету та символіки зображень.

5.

Бази даних і цифрові паспорти

Ми вже розглянули 3D-моделі, 3D-сканування і VR/AR туризм. Ці технології оживлюють буденний світ і перетворюють його на справжній атракціон. Тепер докладніше поговоримо про річ, яка об’єднує всі ці складові, це – бази даних, тобто цифровий архів, що містить інформацію про вже відскановані та сфотографовані культурні об’єкти.

Пам’ятники Дюку і Єкатерині в базі даних Pixelated Realities

Наприклад, команда Pixelated Realities зібрала до своєї бази площу Дюка, Пасаж, пам’ятник Катерині і ще багато будівель. Ця база постійно поповнюється, і незабаром мають з’явитися нові цінні історичні артефакти. Команда вже анонсувала план відтворення зниклих об’єктів культурної спадщини за допомогою віртуальних турів і виставок доданої реальности та має намір відсканувати весь центр Одеси. Це вже зроблено з місцевістю біля Потьомкінських сходів, де в 1917-му році був легендарний на той час Рибний ресторан: його закрили ще в далекому 1964 році, але згадують і досі.

Цим також займаються Пікселі, створивши проєкт з креативною назвою ARCH F6. Геймери, мабуть, здогадалися, що під F6 мається на увазі автозбереження, яке в багатьох комп'ютерних іграх активується саме цією клавішею. Зміст проєкту цілком відповідає цій тезі – зберегти історичне надбання Одеси.

Наразі ARCH F6 – це позначки на Google мапі з інформацією про будівлю, її стан і необхідні реставраційні роботи. Така мапа значно спрощує відновлення фасаду будинку, адже не завжди руйнування будівлі вчасно фіксують місцеві служби. Інший ризик – це корупція із забудовниками, які можуть лобіювати руйнацію архітектурної спадщини для задоволення бізнес-потреб. Наприклад, упродовж 2007–2010 років понад 130 одеських будівель виведені з офіційного реєстру культурної спадщини. На щастя, чимало із цих будинків є в ARCH F6, тому завдяки проєкту можна легко контролювати їхній стан і статус.

У початковії версії кожен містянин міг зробити свій інформаційний внесок у збереження культурного надбання. Для цього під час прогулянки містом, потрібно було, знайшовши старовинний будинок, перевірити, чи є він на електронній мапі із зеленою позначкою (як на картинці вище). Якщо є, натиснути на неї, після чого заповнити форма з кількома питаннями про стан цієї споруди. Наразі ж ця функція призупинена, оскільки для супроводу таких баз необхідні значні ресурси та зусилля, а громадським організаціям дуже складно власним коштом виконувати роботу там, де її неефективно виконує держава.

Інший схожий проєкт – Kharkiv Heritage, доступний на Android. Це мобільний застосунок, що був створений ентузіастами для популяризації архітектурної спадщини Харкова. Зараз в аплікації доступна понад сотня будівель, що їх можна відвідати, гуляючи по місту. Громадські ініціативи не завжди сталі, адже їхнє обслуговування і підтримка потребують ресурсів. Kharkiv Heritage не має iOS версії та вебсайту. Android-версія наразі теж не працює.

Піксельовані Реальності у майбутньому хочуть створювати віртуальні паспорти цифрових будівель. Компанія планує зафіксувати архітектурні пам’ятки, зробити 3D-моделі цих будівель і створити цифровий паспорт фасаду одного з будинків як зразок для використання в Одесі та в інших містах. Таким чином Pixelated Realities створять інструмент для діалогу міських структур з підрядниками та громадського контролю над процесами реконструкції та реставрації.

За допомогою цифрових систем або блокчейну архітектурна спадщина може бути цілком захищена від бізнес-зазіхань. Проте для цього необхідні мільйони гривень і це функція держави, яка не виконується.

Завдяки 3D-друку можна комбінувати цифрові методи роботи з мистецтвом, робити зміни та легко ретранслювати цифрові копії у фізичні об’єкти.

Тривимірний принтер складається з декількох різних компонентів. Усі деталі прикріплені до спеціальної рами. Рухомою головкою керують крокові двигуни, а ними – спеціальні контролери. Головка, що друкує, є найважливішою частиною принтера. Саме вона під впливом високої температури розплавляє матеріал, який формує 3D-деталь. Матеріал потрапляє у принтер через спеціальні кружці. Увесь процес друку відбувається на столі, що підігрівається. Принтер також має термістори, що керують температурою головки, кінцеві вимикачі, джерело живлення, а також додаткові елементи, такі як РК-дисплей.

Перед початком друку необхідно підготувати відповідний проєкт майбутньої деталі. Для цього використовуються спеціальні програми з 3D-моделювання. Потім художники отримують файл STL, який використовується програмним забезпеченням принтера. Саме з цієї програми передаються спеціальні команди, що управляють 3D-принтером. Маючи STL-файл, можна переглянути об’єкт, який потрібно роздрукувати.

3D-друк

6.

Лазерне сканування

Лазерне 3D-сканування – це знімальна система, яка доволі швидко вимірює відстань від сканера до точок об'єкта і реєструє відповідні напрями з подальшим створенням тривимірного зображення в контурі хмари точок.

Наземне лазерне сканування – це технологія, за допомогою якої вимірюються горизонтальні та вертикальні напрямки поширення лазерного випромінювання з подальшим створенням тривимірного зображення в контурі хмари точок.

І хоча цей метод широко використовується в будівництві та промисловості, він дуже добре підходить і для культурної спадщини та її збереження, адже завдяки відносно невеликим зусиллям (якщо порівнювати з новим будівництвом) лазери можуть створити цифрові копії пам’ятки, що руйнується.

Можна виділити декілька видів лазерів

Завдяки даним, отриманим за допомогою лазерного сканування, можна з високою точністю відтворити об’єкти у вигляді 3D-моделі.

Ті, що використовують структуроване світло

Якщо освітлювати сцени структурованим світлом, використовуючи спеціально розроблені фільтри, то глибину можна визначити за допомогою одного зображення відбитого світла. Основна функція такого сканера – ви проєктуєте структурований світловий малюнок на об’єкт, а потім знімаєте його принаймні однією камерою (як правило, двома камерами), щоб зафіксувати способи, якими об’єкт деформує світлову картину.

LIDAR

Це спеціальний датчик, який має вбудований лазер і працює за принципом 3 етапів:


● Лазер світить і його промінь переміщується зі швидкістю світла;
● Датчик отримує його назад;
● Пристрій обчислює час за який промінь повертається.

Лідар уже є в багатьох пристроях. Його застосовують у безпілотних автомобілях і робототехніці. Однак ця технологія також має доволі довгу історію.

Зараз LIDAR використовується в іграх та інтегрований навіть в останні версії планшетів Apple

7.

Цифровий сторітелінг

Сторітелінг – мистецтво розповідати історії. Цифровий сторітелінг відрізняється від класичного тим, що представляє демократизацію сучасного світу, де кожен, хто має комп’ютер або мобільний пристрій, може розповісти свою історію, використовуючи будь-яку кількість соціальних медіа, подкастів або інших онлайн-платформ. Ми живемо в безпрецедентну епоху культурної участи, і цифрове розповідання історії – важлива частина цього.

WalQlike – мобільний застосунок, що генерує унікальні екскурсії-ігри індивідуально для кожної людини чи групи людей, залежно від її або їхніх інтересів, часу на екскурсію та того, скільки людей у компанії з цим застосунком екскурсія перетворюється на цікавий квест: щоб отримати кожен наступний пункт подорожі, необхідно успішно виконати певні завдання.

Гейміфікація культурної спадщини

Гейміфікація – процес перетворення контенту з 3D-моделей та оцифрованих просторів в ігровий двигун або використання інтерактивних підходів до культурних продуктів. Це можливо за допомогою програмних інструментів на кшталт Unity та Unreal Engine. Для цього важливо залучати геймдизайнерів. Прикладом може бути проєкт музею Сікорського в Києві у віртуальній реальності.

Музей створений на базі Сікорський у Києві. Зараз він в аварійному стані, тому спочатку музей буде віртуальним, а в майбутньому його відкриють в офлайн-форматі. До цього спільнота навколо музею відстоювала збереження будинку, хвилювалася, адвокатувала про збереження будинку і збирала кошти для встановлення і запуску проєкту.

Наразі за допомогою дронів та лазерного сканування відцифровано будинок, створені перші моделі просторів для музейної вебплатформи.
У Museum Sikorsky можна буде побачити піонерів авіації та їхні винаходи, потрапити в кабіну «Іллі Муромця», пройти київськими та заокеанськими шляхами Ігоря Сікорського, відкрити за дверима цифрового світу інші музейні простори, що приєднаються до проєкту, а ще самому змоделювати авіаконструкції та навчитися повітряному бою і пілотуванню в космосі.

На Дуже Цифрових Резиденціях резиденти створили Будинок «Слово» у віртуальній реальності. Для цього вони використовували ігровий двигун Unreal Engine, ілюстрації та ігровий сценарій. (проєкт містить помилки, як первинна концепція резидентів)

У світі на основі культурної спадщини створюють ігрові шедеври та віртуальні світи. Кілька найуспішніших широкомасштабних цифрових симуляцій за останні роки використані в надзвичайно популярній серії ігор Assassin’s Creed, розробленій Ubisoft. Різноманітні пам’ятники та місця помітно фігурують у всій серії, але на різних рівнях деталізації та точности. Час і простір, представлені в ігровій серії, дають можливість вивчити, як уявлення про минуле можна зібрати, щоб іграм бути впізнаваними серед широкої авдиторії. Це своєю чергою формує в нас уявлення про механіку культурної пам’яті.

Зйомка за допомогою дрона

8.

За допомогою безпілотників можна скоротити час польових робіт, виконуючи топографічне картографування. Світові виробники дронів, окрім приладів для звичайних фото- та відеозйомок, протягом останніх років почали випускати промислові дрони.
За допомогою програмного забезпечення на основі матеріалів з дронів можна отримати такі типи даних: хмару точок, ортофотоплан, матрицю висот, текстуровані поверхні тощо. Ці дані можуть бути основою для обчислення об’ємів моделі, що використовується при візуалізації архітектурних об’єктів.

На Дуже Цифрових Резиденціях дрони використовували для створення 3D-моделі пам’ятника герцогу де Рішельє (пам’ятник Дюку). Позаяк пам’ятник стоїть на високому постаменті, обличчя ніхто не бачив. Завдяки дронам можна наблизити культурну спадщину до людей.

Завдяки фрезеруванню можна проводити розкрій плоских заготовок з листового металу, створювати фасонні профілі, об’ємні деталі, виконувати різні отвори, пази, нарізати різьблення. Фрезерування широко викорисовують у промисловості. Це зручний інструмент для виготовлення сувенірів, мініатюр об’єктів, деталей архітектурних об’єктів.

На Дуже Цифрових Резиденціях в Одесі цей метод використовували для створення нових скульптур з елементами культурної спадщини. За допомогою фотограмметрії захоплювали міський простір і створювали 3D-моделі простору, тоді обробляли їх у програмних застосунках Blender, робили медіаарт у вигляді 3D-моделей та анімацій і поєднували з реальними об'єктами, а потім вирізали їх з дерева, пластику та металу за допомогою фрезерувальних верстатів.

Цифрові методи роботи з культурною спадщиною – це можливість для талановитих експертів та початківців відкрити нові горизонти та опрацьовувати соціально важливі теми. В Україні цей напрямок активно набирає обертів, але на міжнародному рівні він значно розвиненіший: це тема наукових конференцій, досліджень та корпоративної соціальної відповідальності компаній.

Для митців цифрові технології – можливість створювати артоб’єкти швидше, дешевше, якісніше, адже за допомогою доповненої та віртуальної реальности можна прототипувати, експериментувати та моделювати. Таким чином замість сотень тисяч гривень, центнерів бронзи та металу скульптори можуть використовувати пластик, який коштує декілька сотень гривень. Художники ж можуть створювати мурали в доповненій реальності та відкривати нові горизонти творчости.

Уперше в Україні повний цикл цифрового виробництва застосували на Дуже Цифрових Резиденціях – проєкт, що розпочався наприкінці липня у Харкові та Одесі, мистецькі практики у сфері переосмислення культурної спадщини, цифрової скульптури та медіаарту. Під час резиденції були створені скульптури та виставки. Більше ви можете дізнатися в подкастах, які зафіксували перебіг резиденції.