Методы изучения истории архитектуры на основе 3D моделирования

Цифровые технологии и искусственный интеллект становятся всё более актуальными в различных областях человеческой деятельности, в частности, в научных исследованиях. Если говорить об истории архитектуры, то технологии расширенной реальности (AR/VR) и 3D моделирования только начинают апробироваться в этом разделе науки. Ставка делается на 3D реконструкцию как отдельных исторических памятников, так и более крупных объектов. В статье описываются способы 3D реконструкции – ручное моделирование, различные варианты 3D сканирования, в том числе фотограмметрический метод. Оцениваются возможности привлечения искусственного интеллекта для развития технологии. Рассматриваются способы воссоздания в цифровой среде сложных архитектурных комплексов вплоть до городов применительно к разным историческим эпохам. Как отдельная ветка исследования приводится вариант реконструкции нереализованных архитектурных проектов известных авторов. В качестве рабочих примеров приводятся цифровые 3D модели Москвы нач. XIX и XX веков, Санкт-Петербурга нач. XVIII века, Ярославля нач. XX века и альтернативной модели Москвы с реализованными объектами Русского авангарда нач. XX века и генплана 1935 г. Оцениваются перспективы дальнейшего развития описываемой технологии.

1. Строганова Л. А., Веретенникова А. А. Применение иммерсивных технологий в дизайне и архитектуре // Состояние, проблемы и перспективы развития современных социально-экономических процессов. Петрозаводск: МЦНП «Новая наука», 2021. C. 63-78.

2. Чистяков А.В. Интерактивное виртуальное прототипирование в архитектурном проектировании // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2017. Т. 17. №. 4. С. 74-78. DOI: 10.14529/build170411

3. Руденко, М.П. Способы виртуальной реконструкции памятников архитектуры // Системный анализ и информационные технологии в науках о природе и обществе. 2015. № 1-2(8-9). С. 110-117. EDN XSASKP.

4. Herold H., Hecht R. 3D reconstruction of urban history based on old maps // Digital Research and Education in Architectural Heritage: 5th Conference, DECH 2017, and First Workshop, UHDL 2017, Dresden, Germany, March 30-31, 2017, Revised Selected Papers 1. Springer International Publishing, 2018. С. 63-79. DOI: 10.1007/978-3-319 76992-9_5

5. Хапаев В.В., Бацура И.В. Компьютерная 3D реконструкция античного и средневекового города Херсонес Таврический: опыт, проблемы и перспективы // Историческая информатика. 2018. № 4. С. 39-56. DOI: 10.7256/2585-7797.2018.4.28489

6. Бородкин Л.И. и др. Виртуальная реконструкция Московского Страстного монастыря (XVII-XX вв.): комплексное использование технологий 3D-моделирования // Информационный бюллетень ассоциации История и компьютер. 2015. № 44. С. 8-12. EDN YMJPPU.

7. Маландина Т.В. Виртуальная 3D-реконструкция интерьеров подмосковных усадеб XVIII – начала XX веков: парадные интерьеры усадебного комплекса Никольское-Урюпино // Историческая информатика. 2021. № 2. С. 134-170. DOI: 10.7256/2585-7797.2021.2.36029

8. Notre Dame Cathedral's restoration is imagined through digital scans by architectural historian Andrew Tallon [Электронный ресурс]. URL: https://archinect.com/news/article/150132307/notre-dame-cathedral-s-restoration-is imagined-through-digital-scans-by-architectural-historian-andrew-tallon (дата обращения: 8.08.2024).

9. Ledoux H, Biljecki F, Dukai B, Kumar K, Peters RY, Stoter JE et al. 3dfier: automatic reconstruction of 3D city models. // Journal of Open Source Software. 2021. №6(57) Article 2866. DOI: 10.21105/joss.02866

10. Pompeii - a 3DRevival — Lund University [Электронный ресурс]. URL: https://portal.research.lu.se/en/projects/pompeii-a-3d-revival (дата обращения: 8.08.2024).

11. The real history behind the most impressive landmarks in Assassin's Creed Origins [Электронный ресурс]. URL: https://www.pcgamer.com/the-real-history-behind-the-most-impressive-landmarks-in-assassins-creed-origins/ (дата обращения: 8.08.2024).

12. L. Ragia, F. Sarri and K. Mania. 3D reconstruction and visualization of alternatives for restoration of historic buildings: A new approach. // 1st International Conference on Geographical Information Systems Theory, Applications and Management (GISTAM), Barcelona, Spain, 2015, pp. 1-9.

13. В Белокаменном подклете Старого Английского двора откроется выставка «Зарядье. Архивы возможного» // Сайт мэра Москвы [Электронный ресурс]. URL: https://www.mos.ru/news/item/129328073/ (дата обращения: 8.08.2024).

14. Ярградфорум и 3D Ярославль. Новости Vimania [Электронный ресурс]. URL: https://vimania.ru/w/blog/2022/08/25/ (дата обращения: 10.08.2024).

15. 3D Москва, утерянная или невоплощённая. Дзен.ру [Электронный ресурс]. URL: https://dzen.ru/a/ZkIKvL5L0A2WZtpR (дата обращения: 10.08.2024).

16. Коренев В.И. Использование цифровых технологий и 3D-моделирования в градостроительной деятельности (на примере города Томска) // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2020. Т. 22. № 6. С. 70-82. DOI: 10.31675/1607-1859-2020-22-6-70-82

17. Buyukdemircioglu M., Kocaman S. Reconstruction and efficient visualization of heterogeneous 3D city models // Remote Sensing. 2020. Т. 12. №. 13. С. 2128. DOI: 10.3390/rs12132128

18. Yilmaz H. M. et al. Importance of digital close-range photogrammetry in documentation of cultural heritage // Journal of Cultural Heritage. 2007. Т. 8. №. 4. С. 428-433. DOI: 10.1016/j.culher.2007.07.004

19. Шестопалова О.Л., Шестопалов Р.П. Об интеграции BIM-технологии информационного моделирования зданий с методами фотограмметрии при построении цифровых моделей объектов в архитектурно-строительной отрасли // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. №. 8. С. 138-143. DOI: 10.24412/2071-6168-2022-8-138-144

20. Гарифуллин А.Р., Майоров Н.Д., Фролов В.А. Дифференцируемые процедурные модели для реконструкции 3D-моделей по одному изображению // Графикон-конференции по компьютерной графике и зрению. 2023. Т. 33. С. 14-24. Bifrost

21. Croce V. et al. H-BIM and artificial intelligence: classification of architectural heritage for semi-automatic scan-to-BIM reconstruction // Sensors. 2023. Т. 23. №. 5. С. 2497. DOI: 10.3390/s23052497

22. for Autodesk Maya 2025. Autodesk [Электронный ресурс]. URL: https://www.autodesk.com/products/maya/bifrost (дата обращения: 8.08.2024).

23. NVIDIA RTX GPU ускоряют новые алгоритмы ИИ в Adobe Substance Alchemist и Blender [Электронный ресурс]. URL: https://render.ru/ru/news/post/18206 (дата обращения: 8.08.2024).

24. 3 essential ZBrush retopology techniques. TheFastCode [Электронный ресурс]. URL: https://www.thefastcode.com/en-try/article/3-essential-zbrush-retopology-techniques (дата обращения: 8.08.2024).

25. Jie S., Zhixin L. I., Wenyuan Z. Recent progress in large-scale 3D city modeling // Acta Geodaetica et Cartographica Sinica. 2019. Т. 48. №. 12. С. 1523. DOI: 10.11947/j.AGCS.2019.20190471

26. Lei, B., Stouffs, R., & Biljecki, F. (2022). Assessing and benchmarking 3D city models. // International Journal of Geographical Information Science, 37(4), 788–809. DOI: 10.1080/13658816.2022.2140808

27. Собрание фасадов, Его Императорским Величеством Высочайше апробованных для частных строений в городах Российской Империи. 1809—[1812] года. Части І—V. С.-Петербург, 1809—1812. 287 c.

28. Biljecki F., Ledoux H., Stoter J. Generating 3D city models without elevation data // Computers, Environment and Urban Systems. 2017. Т. 64. С. 1-18. DOI: 10.1016/j.compenvurbsys.2017.01.001

29. Plan de Moscou - Plan von Moskau v.2 1:10K 1812. Retromap [Электронный ресурс]. URL: https://retromap.ru/0818125_0420092_55.751776,37.611501 (дата обращения: 8.08.2024).

30. Виды Москвы в гравюрах 19 века. Дом Н.В. Гоголя - мемориальный музей и научная библиотека [Электронный ресурс]. URL: https://gogol.museum-online.moscow/entity/ALBUM/3557470 (дата обращения: 8.08.2024).

31. PastVu - ретроспектива среды обитания человечества: [Электронный ресурс]. URL: https://pastvu.com/ (дата обращения: 8.08.2024).

32. 3D-модель Москвы 1812-1912 гг. Портал «Архитектура и энтропия» [Электронный ресурс]. URL: https://cih.ru/lb/index.html (дата обращения: 10.08.2024).

33. Исчезнувшие достопримечательности Ярославля. Журнал «ЦИХ journal» [Электронный ресурс]. URL: https://cih.ru/j3/726.html (дата обращения: 10.08.2024).

34. Москва, которой не было, 1920—1970. Портал «Архитектура и энтропия» [Электронный ресурс]. URL: https://cih.ru/lb/m2.html (дата обращения: 10.08.2024).

35. Мастер, Маргарита и Москва, которой не было. Дзен.ру [Электронный ресурс]. URL: https://dzen.ru/a/Zcuijjvq3VBaFpRs (дата обращения: 10.08.2024).