В НовГУ создали 3D-модель церкви Благовещения на Городище XII века

27 июня 2025, 13:35   735

В Новгородском университете создали цифровой исторический паспорт церкви Благовещения на Городище, возведённой в XII веке. Исследования проводились сотрудниками лаборатории «Технологии информационного моделирования» и кафедры «Строительные конструкции» при активном участии магистрантов и аспирантов Политехнического института НовГУ.

3D-модель, созданная учёными НовГУ, показывает, как храм выглядел в XII, XIV, XIX веках и в каком состоянии находится в наши дни.

— Первый храм на этом месте был заложен в 1103 году, — рассказал заведующий лабораторией «Технологии информационного моделирования», доцент кафедры «Строительные конструкции» НовГУ Кирилл Вареник. — В 1342—1343 годах на месте разобранного храма XII века был выстроен новый. Во время Великой Отечественной войны церковь была значительно разрушена. С 2019 года руины храма законсервированы и открыты для посещения.

Основой для построения трёхмерной модели объекта консервации стали данные наземного лазерного сканирования. Это технология, при которой сканеры измеряют координаты точек поверхности объекта с высокой точностью, вплоть до миллиметра. На выходе генерируется облако точек в виде цифровой геометрической копии объекта. При создании 3D-модели облако точек используется как «подложка», позволяя моделировать сложные архитектурные формы и элементы.

Модель церкви на период с XII по XIV век создавалась по данным археологических раскопок и научных исследований Института археологии РАН. Церковь Благовещения была второй каменной постройкой Новгорода после Софийского собора и первой княжеской церковью. Модель этой эпохи представлена в двух вариантах: трёх - и пятикупольном. Благодаря раскопанным фундаментам и основаниям стен удалось точно определить размеры в плане. Для восстановления облика глав церкви был использован научно обоснованный метод аналогий с храмами-современниками.

— Учёные-археологи считают Церковь Благовещения протооригиналом собора святого Георгия Юрьева монастыря, но по пропорциям плана и по абсолютным размерам она ближе к Никольскому собору, — пояснил Кирилл Вареник. — Таким, образом, был сделан вывод об участии одного и того же мастера в строительстве этих трёх храмов. Осталось только неясным – сколько было глав у церкви – три (как у Георгиевского собора) или пять (как у Никольского собора). Именно поэтому в цифровой информационной модели представлены оба варианта.

В XIV века церковь начала разрушаться. Было принято решение её разобрать и практически на том же месте возвести новую. Создание цифровой информационной модели церкви на период с XIV по XIX век шло по чертежам проекта реставрации от советского архитектора Леонида Красноречьева. Над моделью XIX-XX веков работали по фотографиям и архивным данным.

Важная особенность 3D-моделей, созданных в НовГУ — они содержат информацию об утраченных частях здания и внутренний антураж: артефакты, элементы убранства, даже граффити и фресковая живопись, участки которой были восстановлены в Центре реставрации монументальной живописи Новгородского музея-заповедника.

— Создаваемые на данный момент цифровые модели исторических объектов не содержат полную, исчерпывающую информацию о них, — отметил Кирилл Вареник. — В то же время, многие неучтённые данные могли бы позволить более эффективно проводить работу реставраторов, музейных работников, археологов и других участников жизненного цикла объекта. Поэтому мы разработали алгоритм внесения в цифровую модель информации о различных артефактах.

Всего археологи обнаружили несколько десятков квадратных метров фресок XII века, считавшихся утраченными. Самый крупный из найденных фрагментов имеет размер примерно 110х50 сантиметров, а самые мелкие – миллиметры. На обломках фресок сохранились фрагменты ликов, одежд, орнаментов. Есть множество граффити. Это тексты на глаголице и кириллице, кресты, изображения зверей. При этом на обломках фресок прекрасно сохранился красочный слой, краски имеют яркий, насыщенный цвет.

— Для корректного отображения сохранившейся фресковой живописи необходимо было сделать фотофиксацию нужных участков под прямым углом с выравниванием по горизонтали и вертикали, а также сделать точные замеры этих участков, — рассказал инженер лаборатории «Технологии информационного моделирования» Александр Чамеев. — Затем выбирается подготовленное изображение стены, где должна быть фреска. На ней размещается элемент с заданными параметрами. На плоских поверхностях данный способ работает очень хорошо, но в случаях, если поверхность криволинейная (неплоская стена, свод и т.п.), этот процесс более сложный.

Ещё одно решение авторов модели — возможность перехода по ссылкам из списка артефактов. Для этого на облачном хранилище предварительно была создана папка с научными статьями, которые посвящены археологическим раскопкам в церкви, позволившим обнаружить и изучить эти артефакты. Затем ссылки на облако со статьями были импортированы в ведомость для удобного хранения информации. Таблица содержит следующие столбцы: порядковый номер и тип артефакта, век создания, местоположение в храме, авторы исследований, ссылки на статьи, примечание. Данная ведомость может быть дополнена прочей необходимой информацией и ссылками.

Как отметил Кирилл Вареник, особенно важно то, что в одной модели наглядно представлены варианты исторических реконструкций, предлагаемые различными учёными в области истории, археологии и архитектурной реставрации. Данный подход будет способствовать принятию более обоснованных решений по эксплуатации объекта. Кроме того, визуализация памятников культуры и их исторических изменений может использоваться в работе музеев.

Исследования велись при активном содействии специалистов Института археологии РАН, Новгородского музея-заповедника, Центра реставрации монументальной живописи и Новгородского научно-реставрационного управления.

Аналогов цифрового исторического паспорта, созданного учёными НовГУ, на данный момент нет.

— Наше преимущество перед конкурентами в том, что мы выполняем полный цикл работ, — отметил Кирилл Вареник. — Это лазерное сканирование объекта и построение облака точек, создание цифровой информационной модели и различных визуализаций на её основе. Обзор разработки сделан при грантовой поддержке Минобрнауки России, в рамках Десятилетия науки и технологий. В области работы с объектами культурного наследия наша лаборатория — флагман в РФ.

Ранее уже были созданы цифровые модели церквей Андрея Стратилата и Георгиевского собора Юрьева монастыря. Успешный опыт работы с этими объектами позволил учёным НовГУ начать разработку собственной методики эксплуатации и сохранения объектов архитектурного наследия на основе создания информационных цифровых моделей. Разрабатываемая сотрудниками методика основана на объединении информационного моделирования, лазерного сканирования, фотограмметрии, обследования технического состояния конструкций, а также программирования. Данный подход универсален и реализуем в любом программном комплексе для параметрического моделирования.

В методике разрабатывается возможность внесения в модель полного спектра данных: информации о материалах конструкций и элементов, результатов экспертиз и реставрационных работ разных лет, выборка дефектов и повреждений по виду конструкций и другим категориям, стадии объекта на протяжении его жизненного цикла, научные статьи по тематике и многое другое.

Достигается это за счёт разработки специальных трёхмерных параметрических блоков для программного обеспечения и плагинов методами графического программирования. Это позволит воплотить размещение всей информации в единой цифровой модели. В результате, получается трёхмерный подробный цифровой паспорт, который позволит эффективно эксплуатировать и сохранять объекты архитектурного наследия, а также проводить виртуальные туры и экскурсии. Глубокий анализ рынка показал, что аналогов по созданию подобных паспортов на данный момент на территории РФ нет.

Кроме того, в данный момент разрабатываются программный модуль (плагин и веб-интерфейс) «Система ведения эксплуатационных информационных моделей ОКН и загрузки информации». Он позволит музейным и архивным работникам, реставраторам, археологам, подрядным и экспертным организациям взаимодействовать с цифровой моделью, загруженной на сервер, через API. Это не требует установки специализированного ПО и последующего обучения работе в нем сотрудников, а также закупки дорогостоящего компьютерного оборудования. Лица, принимающие участие в эксплуатации объекта, будут через браузер подключаться к модели, заполнять формы и подкреплять только те документы, которые непосредственно относятся к их сфере деятельности.

Тем самым обеспечится надёжное, централизованное хранение всей информации об объекте в единой цифровой модели. Это обеспечит оптимизацию, повышение качества эксплуатации и бережное сохранение объектов культурного наследия.

Положительные результаты исследований подтверждают актуальность разработки и могут лечь в основу федерального пилотного проекта по использованию технологий информационного моделирования в сохранении объектов культурного наследия.

Эту и другие новости читайте в официальном телеграм-канале Новгородского университета.