Виртуальная реконструкция Казанского кафедрального собора г. Иркутска

Федеральное государственное автономное



образовательное учреждение

высшего образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»



Гуманитарный институт



институт

информационных технологий в креативных и культурных индустриях



кафедра



УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

_______ М.А. Лаптева



«____» _______ 2016 г.







БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА







09.03.03.14 «Прикладная информатика в области искусства и гуманитарных наук»



код – наименование направления



Виртуальная реконструкция Казанского кафедрального собора г. Иркутска



Тема































Руководитель



ст. преподаватель



И.Н. Рудов



подпись, дата



должность, ученая степень



инициалы, фамилия

Выпускник







Я.В. Болдырева



подпись, дата







инициалы, фамилия























Красноярск 2016



Продолжение титульного листа бакалаврской работы по теме Виртуальная реконструкция Казанского кафедрального собора г. Иркутска



















Консультанты по

разделам:







наименование раздела



подпись, дата



инициалы, фамилия











наименование раздела



подпись, дата



инициалы, фамилия











наименование раздела



подпись, дата



инициалы, фамилия







Нормоконтролер



Н.О. Пиков



подпись, дата



инициалы, фамилия

















































































2



СОДЕРЖАНИЕ







Введение ...................................................................................................................

4

1

Виртуальные реконструкции и технологии их создания .................................

7



1.1

История и классификация виртуальных реконструкций (ВР) ...................

7



1.2

Типология виртуальной реконструкции .....................................................

11



1.2

Этапы построения виртуальной реконструкции ........................................

20

2

Технологии виртуальной исторической реконструкции ...............................

21



2.1

Программное обеспечение разработки виртуальной реконструкции .....

21



2.2

Вспомогательные технологии виртуальной реконструкции ....................

28

3

Концепция ВР казанского кафедрального собора ..........................................

35



3.1

Анализ источников, подготовка к разработке ВР ......................................

35



3.2

Описание структуры и информационного наполнения ВР ......................

43

Заключение ............................................................................................................

50

Список использованных источников ..................................................................

51















































































3



ВВЕДЕНИЕ







Внедрение компьютеров в гуманитарные науки и образование оказывает заметное влияние на междисциплинарные исследования, объединяющие методики и практики гуманитарных, социальных и вычислительных наук. Это способствует изучению возможностей применения новых информационных и цифровых коммуникационных технологий в гуманитарных науках.



Существуют более распространенные направления деятельности связанные с прикладной разработкой:



	Исследование ИКТ и возможности их применения, разработка и внедрение новых цифровых инструментов, методов и моделей;



	Создание  различных  цифровых  ресурсов,  сервисов  и  платформ,



мобильных приложений, 3D моделей, ГИС-объектов и других;



	Разработка онлайн-инструментов для обучения информационных технологий в гуманитарных науках.



Особое внимание уделяется компьютерному моделированию. В России впервые были опубликованы работы по компьютерному моделированию исторического процесса во второй половине 1970х годов и вызывали острые дискуссии. МИД СССР проводило научно-исследовательскую работу по решению проблемы качественной обработки данных по общественным наукам. Наиболее предпочтительным оказалось использование ЭВМ. Была создана диалоговая, информационная и аналитическая система по международным проблемам (ДИАС/СМП). Эта система открыла возможность автоматизировать предметно-содержательный анализ событийной и предметной информации.



	настоящее время можно выделить 3 типа моделирования. Первый тип моделей характеризует изучаемую реальность инвариантно, такой, какой она была в действительности. Модель второго типа называется математическая модель. Целью этого типа может быть реконструкция отсутствующих данных на некотором интервале времени; анализ альтернатив исторического развития;



теоретическое  исследование  возможного  поведения  изучаемого  явления  по





4



построенной математической модели. Третьим типом является смешанный тип, где есть возможности комбинирования первого и второго типа.



	наше время сохранение историко-культурного наследия является важной задачей, в связи с постоянно растущими угрозами его существованию,



обусловленными недостатком средств для реставрации или восстановления. Виртуальная реконструкция памятников культуры может решить эту проблему, так как на базе современных компьютерных технологий используются методы 3D-моделирования. Виртуальная реконструкция (ВР) – направление, в основе которого отчетливо проявляется взаимное развитие теории и практики.



Рассматривая виртуальную реконструкцию как вспомогательный инструмент исторического исследования, целью которого является точное воссоздание какого-либо объекта или события в трехмерной среде, результаты ВР используются для аналитической работы, существенно повышая эффективность за счет визуальной составляющей и высокой степени информативности исследования.



Виртуальная реконструкция как самостоятельное научное направление характеризуется более широкими целями. Исследователь непосредственно в процессе работы над виртуальной реконструкцией, использует наглядный, максимально приближенный к реальностям материал ВР, получает информацию об объекте исследования. Затем выдвигает теории и гипотезы, провидит эксперименты, подтверждающие или опровергающие их. В процессе исследования результат может изменяться с полученными фактами, приближаясь при этом к наибольшей степени объективности.



	мире возрастает внимание к виртуальной реконструкции исторического прошлого. Это объясняется обновлением методологических принципов исторического познания и тенденцией сохранения историко-культурного наследия.



Данная дипломная работа относится к смешанному типу моделирования



	заключается в виртуальной реконструкции здания Казанского кафедрального собора в Иркутске построенное в 1894 году и утраченное в 1932 году.





5



Казанский кафедральный собор величественно возвышался на главной площади Иркутска неполные 40 лет. Но, несмотря на это, он прочно остался в памяти горожан. Монументальный и торжественный собор был символом культурного расцвета и богатства Иркутска в конце XIX – начала XX века. Храм, расположенный в центре города, не только возвышался над окружающей застройкой, но и объединял отдельные приходские храмы, чьи выразительные объемы придавали городу неповторимый живописный силуэт. Собор входил в число крупнейших культовых сооружений России.



Особенностью данной виртуальной реконструкции является то, что Казанский кафедральный собор был полностью утрачен и по сей день не вошел в список восстановленных объектов. Существует идея воссоздания собора, которая впервые была озвучена в 2010 году и сразу нашла отклик у горожан и стала своеобразной объединяющей идеей. Это событие может дать совершенно новую ступень в истории развития города и региона.



Объект дипломной работы ? методы 3-х мерного моделирования в контексте исторических исследований



Предметом дипломной работы является виртуальная реконструкция Казанского кафедрального собора.



Цель настоящей дипломной работы ? разработать виртуальную реконструкцию Казанского кафедрального собора с применением технологий трехмерного моделирования.



Достижение цели требует решения следующих задач:



	Рассмотреть теоретические и технологические аспекты создания виртуальных реконструкций;



	Проанализировать существующее программное обеспечение и обосновать его использование при разработке виртуальной реконструкции Казанского кафедрального собора;



	Разработать концепцию виртуальной реконструкции Казанского кафедрального собора.









6



1 Виртуальные реконструкции и технологии их создания







1.1 История и классификация виртуальных реконструкций (ВР)







Современное общество стремительно развивается под воздействием информационных технологий. Развитие формирует у человека новые стереотипы социального и культурного поведения. Так же изменяется досуг людей, образование, наука, здравоохранение и культура.



Все больше внимания уделяется сохранению историко-культурного наследия, так как это является одной из приоритетных задач не только международного сотрудничества, но и выражается на законодательном уровне.



	1972 году ЮНЕСКО приняла Конвенцию об охране всемирного и природного наследия, которая утверждена более чем в 120 странах, в том числе и России [1], [2]. В настоящее время в России оказывают большое влияние две организации. Первая – Всероссийское общество охраны памятников истории и культуры (ВООПИК). Это добровольная общественная организация осуществляет деятельность по охране, сбережению, популяризации и использованию историко-культурного наследия России. Вторая организация –



Российский фонд культуры. Это некоммерческая организация, которая осуществляет организационную и финансовую поддержку граждан и организаций на федеральном и региональном уровне в области литературы, искусства, творческого развития молодых талантов, а также проектов по восстановлению подлинности и исторической справедливости событий и фактов российской деятельности.



На данный момент одной из актуальных проблем является возможность применения информатизации в сохранении историко-культурного наследия. Существует несколько способов сохранения наследия с помощью информационных технологий:



	создание электронного каталога;



	оцифровка изображений;





7



	создание виртуального гида;



	создание виртуальной реконструкции и др.



Виртуальная реконструкция одна из наиболее молодых научно-практических направлений. Данная дипломная работа является примером сохранения историко-культурного наследия с помощью виртуальной реконструкции. Объектом является Казанский кафедральный собор в городе Иркутск.



Термин виртуальная реконструкции происходит из двух понятий «виртуальное» и «реконструкция». Понятие «виртуальное» чрезвычайно многогранно и имеет множество определений, но в рамках данного направления оно ограничено смыслом нематериальности, что является неотъемлемой чертой любого объекта, созданного в виде 3D модели. «Реконструкция» – это воссоздание внешнего вида (основано на сохранившихся фрагментах и останках, с использованием имеющейся исторической информации о нем с помощью современных методов исторической науки) и конструкции объекта архитектуры, а также среды или исторической эпохи, в которой существовал объект.



Виртуальная реконструкция появилась в начале 1990-х годов благодаря возникновению специализированного программного обеспечения. Зарубежным научным коллективами проводился ряд исследований по реконструкции объектов историко-культурного наследия: реконструкция Ватиканского дворца эпохи Возрождения (Германия, 1998 г.); реконструкция буддийского храмового комплекса Сазаедо (Япония, 1999 г.); аналогичные исследования идут также в Германии, Польше, Италии, Великобритании, Швейцарии, Франции.



	России развитие виртуальной реконструкции происходит с запозданием, появляются публикации теоретического характера. Практические разработки появились только в середине 2000-х годов, например,



реконструкция крепости Илурат, реконструкция деревянной крепости Тамбов XVII века.









8



	настоящий момент виртуальная реконструкция является сложившейся индустрией. В мире возрастает особое внимание к виртуальной реконструкции



исторического прошлого. Это объясняется появлением новых методологических принципов исторического познания, а также тенденцией актуализации и сохранения историко-культурного наследия.



	настоящее время нет единой классификации виртуальной исторической реконструкции.



Существует подразделение реконструкции по нескольким признакам:



По форме демонстрации:



	видеопрезентации;



	статичные картинки;



	интерактивные реконструкции.



По технологическому основанию:



	трехмерные;



	двухмерные.



По содержанию:



	научно-популярные реконструкции;



	научно-исследовательские реконструкции и др.



Так же существует типология моделей исторических процессов и явлений. Она включает в себя три класса:



	статистические модели;



	аналитические модели;



	имитационные модели.



Статистические модели используют одни и те же данные для оценки параметров и для оценки «правильности» модели. Тем самым они приводят к более точному соответствию с практическим материалом.



Для аналитической модели характерно, что процессы функционирования элементов рассматриваемой системы записываются в виде некоторых функциональных соотношений (уравнений). Аналитическая модель может исследоваться либо аналитически, когда стремятся получить в общем виде





9



явные зависимости (решения) для зависимых величин, либо численно, когда, не имея возможности решать имеющиеся уравнения в общем виде, мы все же получаем численные результаты с помощью компьютера.



	имитационных моделях приближенно воспроизводится сам изучаемый процесс в смысле его функционирования во времени, причем имитируются элементарные явления, составляющие процесс, с сохранением их логической структуры и последовательности протекания во времени. Моделирующий алгоритм позволяет по исходным данным, содержащим сведения о начальном состоянии процесса (входной информации) и его параметрах, получить



						сведения	о	состояниях	процесса	на	каждом	последующем шаге.







































































































10



1.2 Типология виртуальной реконструкции







	настоящее   время   еще   не   создана   общепринятая   типология,



					охватывающая	все	направления	виртуальной	исторической	реконструкции.



Можно выделить типологию, основываясь на различных критериях.



	По временному признаку



а) 3D виртуальная реконструкция – виртуальная реконструкция объекта историко-культурного наследия, построенная на определенный временной срез.



б) 4D виртуальная реконструкция. Используется в тех случаях, когда построение виртуальной реконструкции проводится на основе хорошо сохранившихся комплексов источников, объект может быть представлен в его эволюции. Такие реконструкции в большинстве получают название 4D виртуальные реконструкции, где в качестве одной из компонентов измерения служит время, а 3D-инструментарий используется для пространственного анализа реконструируемого объекта в его исторической эволюции.



	По объекту реконструкции



а) Виртуальные реконструкции городов и поселений.



В настоящее время очень сложно судить о количестве таких проектов. Преимущество имеют виртуальные реконструкции, относящиеся к периоду древнего мира, после уже идут реконструкции, относящиеся к периоду Нового и Новейшего времени.



Цели и задачи построения виртуальной реконструкции данного типа: Изучение особенностей формирования и развития городской инфраструктуры, компьютерное восстановление утраченных памятников культуры и архитектуры, создание полигонов апробации научных гипотез.



Примером реконструкции является проект «Rome Reborn». Над проектом



работали: коллектив университета Вирджинии (США), центр экспериментальных технологий университета UCLA (Лос-Анджелес, США) и др. В проекте осуществляется создание 3D-моделей, показывающие развитие городов древнего Рима от первого поселения в конце бронзового века (около





11



1000 г. до н.э.) до опустошения города в раннем средневековье (ок. AD 550) [3].



Смотрите рисунок 1.





























































Рисунок 1 – Проект «Rome Reborn»







Также примером является проект Киото XVII в. (Япония). Над данным



проектом работали: междисциплинарная исследовательская группа филологического, геодезического факультетов и факультета информатики Азиатско-Тихоокеанского Университета Рицумэйкан. В данном проекте осуществляется создание крупномасштабной городской 3D модели города Киото в начале периода Эдо [4]. Смотрите рисунок 2.











































12



























































Рисунок 2 – Проект «Киото XVII в.»







б) Реконструкция комплекса исторических построек и отдельных зданий. К  этой  реконструкции  объекта  можно  отнести  монастыри,  дворцы, погребальные  комплексы,  усадьбы,  а  также  отдельные  здания,  имеющие ценность   историко-культурного   наследия.   Данный   вид   исторической реконструкции  уступает  реконструкции  город.  При  создании  исторических построек и зданий обычно моделируется не только экстерьер, но и интерьер здания, что представляет интерес для данной реконструкции. Цели и задачи



данного типа практически совпадают с реконструкцией первого вида.



Наиболее значимым проектом этого типа является Монастырь Санта-Мария XII в. (г. Риполь, Испания). Над проектом работали: Политехнический университет Каталонии (Барселона, Испания), визуальная компьютерная лаборатория, ISTI-CNR, Пиза, Италия [5]. Смотрите рисунок 3.





















13

































































Рисунок 3 – Проект «Монастырь Санта-Мария XII в.»







							Так	же	значимым	проектом	данного	типа	является	виртуальная



реконструкция парка Юань Мин Юань XVIII в. (Китай). Над проектом работали: коллектив архитектурного и исторического факультета университета Цинхуа (Китай) с участием доктора исторических наук Гуо Дайхенг, аспирантки Хи Ян, архитекторов Йонгтиан Ванг, Ю Ли, Лианг Лин, и сотрудников Пекинского технологического института Йетао Хуанг, Юэ Лу и компьютерной компании Global Vision Technology [6]. Смотрите рисунок 4.





































14





















































Рисунок 4 – Проект «Виртуальная реконструкция парка Юань Мин Юань



XVIII в.»







в) Реконструкция ландшафта



Данная реконструкция относится к специфическим объектам виртуальной реконструкции. Количество проектов реконструкции исторического рельефа за последнее время возросло, во многом за счёт перехода зарубежных исследователей-археологов к введению электронной системы фиксации и обработке результатов раскопок в компьютерных программах, в которых существует возможность объемной реконструкции территории, а также применению лазерных сканеров.



Данный тип реконструкции возник не так давно, благодаря процессу интеграции 3D инструмента анализа пространства в программы геоинформационных систем. Моделирование осуществляется с помощью программных модулей, таких как 3D Analyst, программы ArcGIS 9 или аппаратных модулей, таких, как наземные лазерные сканеры и лазерные сканеры воздушного базирования, ставящиеся на пилотируемые или беспилотные летательные аппараты (самолёт, вертолёт, гексакоптерит и др.) для сканирования поверхности земли.



15



Цели и задачи построения исторической реконструкции ландшафта заключаются в изучении ландшафта для моделирования исторических событий, например сражения, проанализировать расположение войск и тактику полководцев, рассмотреть широкий круг вопросов, таких как влияние природно-географического фактора на изучаемое историческое событие.



	качестве примера в данной области стоит отметить работу исследователей Щвейцарского федерального технического института геодезии



	фотометрии (ЕТН Цюрих, Щвейцария) Ж. Нидерст, Д. Висновковой по виртуальной реконструкции части рельефа Щвейцарии конца XVIII в. на основе данных макета Л. Фалера [7]. Так же стоит отметить исследования сотрудника Института археологии РАН Д.С. Коробова и сотрудника Института этнологии и антропологии РАН С. Н. Алексейчука по реконструкции аланских укреплений и рельефа на Мосейкином мысу возле Кисловодска [7].



г) Реконструкция предметов быта, вооружений, археологических находок



	т.д



Отдельные музейные центры ставят себе задачу создать «электронный архив» элементов убранства интерьера, оказавшие влияние на развитие декоративного искусства (мебели, каминов, печей, оконных драпировок и др.) в трехмерных моделях, а затем использовать полученный инструментарий для реставрации и реконструкции памятников. Работы ведутся, как и историками и археологами, так и музееведами. На данный момент российские музеи только приступили к разработке баз «электронного архива» и оцифровке экспонатов в трехмерные модели. К числу российских музеев, занимающих лидирующие позиции по оцифровке своих экспонатов, можно отнести Государственный исторический музей, приступивший одним из первых в России к подобной работе, Эрмитаж, музей ГМИИ имени А. С. Пушкина и др.



Целями и задачами построения виртуальной реконструкции данного типа являются: оцифровка музейных экспонатов, построение электронной платформы с целью изучения и предоставления широкого доступа к 3D модели большому числу исследователей.





16



Одной из крупных коллекций цифровых объектов является проект архива CyArk – компании, специализирующейся на производстве лазерных сканеров. Архив объектов историко-культурного наследия был сформирован в2003 г. в рамках некоммерческого проекта фирмы CyArk для университетов. Проект CyArk посвящён сохранению объектов всемирного наследия посредством их интеграции в базу CyArk 3D Heritage Archive Network – интернет-архива, который является хранилищем цифровых моделей с описательной информацией, воссозданных в виртуальной реальности с помощью технологии лазерного сканирования [8]. Смотрите рисунок 5.

































































Рисунок 5 – Пример проекта архива CyArk, Уганда гробница







д) Реконструкция исторических интерьеров, виртуальные музеи



	последнее  время  данное  направление  виртуальной  исторической



реконструкцииприобретаетбольшиемасштабывмузейных,



искусствоведческих и археологических исследованиях.



Цели и задачи построения виртуальной реконструкции данного типа: в научно-реставрационной деятельности музеев используются реконструкции



17



предметов хранения или здания с целью визуализации утрат и восстановления первоначального вида различных объектов с сохранением в реальности актуального состояния памятника.



	качестве примеров работ данного типа стоит рассмотреть проекты виртуальных музеев компании Google – Google Art Project 2, реконструкцию зала Клода Моне и Поля Сезана ГМИИ им. Пушкина компании Enter Netica и др [9]. Смотрите рисунок 6.

















































Рисунок 6 – Виртуальный музей от Google Art Project







е) Виртуальная реконструкция исторических событий



Данная реконструкция является обособленным видом в типологии визуальных исторических моделей. В большинстве случаев реконструкция создается коллективом исследователей, специализирующихся в данном направлении, или компьютерными компаниями с участием историко-консультантов.



Цели и задачи построения виртуальной реконструкции исторических событий: Результаты исследований, проводимых в этой области, весьма неоднородны и позволяют увидеть ход исторических событий, например сражений, от третьего лица, непосредственно участвовать в них или











18



смоделировать возможные варианты исхода того или иного исторического события.



	качестве примера проектов виртуальной реконструкции данного типа отметим фильм «История государства российского», снятый на основе известного труда Н.М. Карамзина с использованием технологий трёхмерного моделирования, ряд научно-популярных фильмов канала History Channel и



National Geographic.





















































































































19



1.3 Этапы построения виртуальной реконструкции







Процесс создания виртуальной реконструкции исторической реконструкции можно поделить на несколько этапов:



	Постановка задач реконструкции



Этап заключается в постановке задачи исторической реконструкции;



	Формирование базы источников



На этом этапе определяется круг доступных графических, изобразительных и описательных источников, на основе которых будет осуществляться построение трехмерной модели;



	Выбор программного обеспечения



На этом этапе происходит выбор программного обеспечения, необходимого для осуществления поставленных задач;



	Верификация источников



Данный этап заключается в проверке на достоверность собранных данных. На основе верификации формируется база источников, на основе которой будет построена трехмерная модель;



	Преобразование данных в 3Dформат. Создание трехмерной модели объекта, создание модели ландшафта и построек



На этом этапе происходит построение трехмерной модели зданий изучаемого объекта историко-культурного наследия на основании описательной, изобразительной и графической информации;



	Создание интерактивной системы навигации и обеспечение верификации элементов 3D модели



На последнем этапе происходит построение интерактивной системы навигации пользователя в трехмерном пространстве и обеспечение верификации элементов 3D модели.



















20



2 Технологии виртуальной исторической реконструкции







			2.1 Программное	обеспечение	разработки	виртуальной



реконструкции







Еще в конце 1980-х годов начался период формирования комплексов программ трёхмерного моделирования и признания их в научной деятельности в качестве инструментария технологии виртуальной исторической реконструкции.



Выпущенный в 1990 году пакет Lightwave для компьютеров Amiga, был одним из первых комплексных пакетов для моделирования и рендеринга. А уже



	1996 году появилась программа 3Ds Max компании Autodesk, которую сейчас



	своих исследованиях широко используют археологи, историки и историки архитектуры.



Именно благодаря тесному сотрудничеству историков и технических специалистов мы можем говорить об использовании трёхмерных технологий в области исторической реконструкции в наше время.



Использование программ трёхмерного моделирования в исторических исследованиях до конца 1990-х гг. требовало от гуманитариев сотрудничества с техническими специалистами, либо специальной подготовки, и на данный этап времени специально разработанных пакетов программ трёхмерного моделирования для историков нет.



	последнее время прослеживается тенденция к упрощению процесса работы в среде компаний, специализирующихся на разработке программ по трёхмерному моделированию и «3D движков». В связи с этим существенно облегчилась система взаимодействия пользователя и программы,



осуществляемая ранее программистом, а сейчас через визуальный интерфейс программы.













21



Благодаря сотрудничеству гуманитариев и IT-специалистов, а также упрощению программного инструментария, стало возможным использование программ трёхмерного моделирования в исторических исследованиях.



Рациональный выбор программного обеспечения играет огромную роль в построении виртуальной реконструкции.



На сегодняшний день можно выделить три направления программ разработки реконструкции: 2D редакторы (графические редакторы), 3D редакторы (трёхмерные редакторы) и «3D движки» (3D engines).



Рендеринг (англ. Rendering – «визуализация») – термин в компьютерной графике, обозначающий процесс получения изображения по модели с помощью компьютерной программы.



3D движок (англ. 3D engine – «трёхмерный движок») – это центральный программный компонент компьютерных интерактивных приложений с графикой, обрабатываемой в реальном времени. 3D движок включает в себя движок рендеринга («визуализатор»), физический движок, звук, систему скриптов, анимацию, модуль искусственного интеллекта, сетевой код, управление компьютерной памятью и многопоточность.



2D редактор (растровый графический редактор) – специализированная программа, предназначенная для создания и обработки растровых изображений.



Полученные изображения (текстуры) служат основой для построения моделей, выступая в качестве материала для трёхмерной модели.



Наиболее распространёнными графическими редакторами являются: программы Adobe Photoshop, Corel Draw, а также их бесплатный аналог «The GNU Image Manipulation Program». Подобные программы не являются уникальными, существует много других, менее известных графических редакторов.



								3D	редактор	(англ.	3D	editor	–	«трёхмерный	редактор»,	программы



трёхмерного моделирования, программы автоматизированного проектирования) – программный пакет, предназначенный для разработки





22



трёхмерных моделей на основе чертёжной документации, описаний и графических источников.



На сегодняшний день существует множество программ, которые применяются для визуализации, построения трёхмерных моделей и их обработки. Трёхмерные редакторы дают возможность исследователю визуализировать реконструируемый объект, смоделировать в программной оболочке какой-либо процесс или событие; с помощью программного модуля расчёта прочностных характеристик провести анализ созданной трёхмерной модели.



	большинстве случаев конечный результат работы в программе трёхмерного моделирования может быть представлен широкому кругу пользователей только посредством отдельных снятых картинок реконструкции



(скриншотов) или видеофрагментов.



Стоит отметить, что большинство трёхмерных программ являются коммерческими, ведь, как правило, «обычный» пользователь для просмотра трёхмерной модели не будет приобретать программу, именно для таких пользователей существуют бесплатные программы-плееры, служащие для просмотра трёхмерных моделей. Подобные плееры имеются для каждого формата трёхмерной модели, в частности для формата моделей, созданных в таких программах как AutoCAD или Autodesk 3D Max.



Возможности программ-плееров весьма ограничены, вследствие чего большинство разработчиков виртуальных реконструкций предпочитает представлять свою работу посредством программ «трёхмерных движков», которые существенно улучшают возможности работы с трёхмерной реконструкцией. Таким образом, появляется возможность анализа трёхмерных моделей, реконструкции процессов (событий), появляется возможность работы



	просмотра восстановленной виртуальной реконструкции в реальном времени.



Все программы трёхмерных редакторов основываются на общей базе:



	схожий интерфейс, включающий в себя следующие элементы и функции: готовые «примитивы», которые применяются при построении любой





23



3D модели (куб, цилиндр, треугольник, конус, иногда шар и т. д.), функции копирования, вставки, зеркального отражения объекта, функции освещения объекта и т. д;



	схожая система построения 3D моделей: полигональное моделирование,



	которое входят Editable mesh (редактируемая поверхность) и Editable poly (редактируемый полигон). Методы моделирования могут сочетаться друг с другом, а моделирование на основе стандартных объектов является основным методом и служит отправной точкой для создания объектов сложной структуры, что связано с использованием примитивов в сочетании друг с другом в качестве элементарных частей составных объектов.



Перечислим основные программы трёхмерных редакторов:



Autodesk 3D Max, Autodesk Maya, Zbrush, AutoCAD, ArhiCAD, Catia, Hexagon, MoI, Nevercenter Silo, 3DWorldStudio, Argile, Google SketchUp, Blender, Wings 3D, Cartography Shop. Последние четыре программы относятся к бесплатному программному обеспечению.



Перечислим основные программы трёхмерных конвертеров 3D моделей: Deep Exploration CAD, 3D Photo Browser, 3D Object Converter и др.



3D движки – компьютерные программы, необходимые для построения виртуальных «интерактивных миров», в которые помещаются трёхмерные модели.



Наиболее распространёнными трёхмерными движками, применяемыми для разработки виртуальных исторических реконструкций, являются программы: Cry Engine, Unreal Tournament UDK, Unity 3DQuest 3D, 3DVia Studio (Virtual Tools), Torque Game Engine, Nebula Device, ShiVa 3D game



engine, Unigine, 3D Game Studio и др.



Трёхмерный движок дает возможность разработчику создать интерактивную реконструкцию памятника культуры с возможностью просмотра в реальном времени, задать определённый алгоритм развития событий, обучающую систему, создать, например, аналог электронного справочника, интегрировать в виртуальную среду базы данных и т. д.





24



3D конвертеры (англ. 3D converter – «трёхмерный конвертер») – программа, предназначенная для пересохранения 3D файлов в разные существующие форматы трёхмерных моделей.



Развитие методов пространственной реконструкции историко-культурных объектов в программах-плеерах просмотра трёхмерных моделей или модулей, существующих в программах трёхмерных редакторов для просмотра трёхмерных моделей (например, в программах AutoCAD, ArhiCAD, Autodesk 3D Max и др.), пока что невозможно. Многие программы трёхмерных движков позволяют сделать все вышепе.......................