WIP: Реконструкция здания Женской Гимназии в городе Чердынь (Пермский Край). Ep. 1

Дорогие читатели, приветствую вас в первом выпуске своего дневника создания CG-проекта по реконструкции комплекса старинных зданий. У меня давно вынашивалась идея создания комплексной 3D-реконструкции старинных зданий. Я ежегодно езжу на север Среднего Урала в Пермский край и просто отдыхаю.

Старинный городок Чердынь (Пермский Край) славится богатой историей и мифологией. Сюжет книги Алексея Иванова - Сердце Пармы, активно использует историю и легенды народов населявших и населяющих север Прикамья.

В Чердыни есть комплекс зданий построенных в XIX веке. Комплекс состоит из здания Мужского Приходского Училища и Женской Гимназии. Мужское Приходское Училище было возведено в середине XIX века, а Женская Гимназия возведена ближе к концу XIX столетия.

Здания были построены из кирпича и обладают распространенной в тот период архитектурой. Архитекторы проработали не только фасады и их оформление, но также тщательно проработали функциональность зданий, что можно заметить, как попадаешь внутрь.

complex_photo_summer2022.jpg

Рис. ep1.101. Комплекс зданий Женской Гимназии и Мужского Приходского Училища в 2022 году. Сегодня, в зданиях разместились выставки и администрация Чердынского Краеведческого Музея.

По моей задумке, сюжет итоговой работы представляет собой возвращение в начало XX столетия, примерно в период 1910 - 1915 годов. В тот период по Уралу путешествовал Российский фотограф первооткрыватель цветной фотографии Сергей Прокудин-Горский. Его работы сейчас хранятся в Библиотеке Конгресса США, и доступны для загрузки и обработки. Особенностью данных снимков является возможность анализа окружающего пространства, когда не было асфальтированных дорог и представлен быт жителей города первой четверти XX века.

cherdyn_1900-1915s_102.jpg

Рис. ep1.102. Фотография Чердыни сделанная Сергеем Прокудиным-Горским в 1910 - 1911 годах.

Также для максимально приближенной реконструкции, я специально осуществляю отдельную поездку для встречи со специалистами ЧКМ и сбора различных данных и референсов. Интерес представляют размеры здания и некоторых его элементов, а также исторические фотоснимки, сохраненные в архиве музея. Хочется выразить особую благодарность администрации музея за предоставленные планы здания Женской Гимназии, это позволяет упростить ориентацию по зданию и процесс моделирования всего комплекса в целом.

Основа - размер одного кирпича и слоя цемента

Особе внимание я уделил размерам кирпичей и слоя цемента. В разные десятилетия XIX столетия, были различные стандарты производства кирпичей. Что интересно, в Чердыни было несколько кирпичных заводов, производивших кирпичи для нужд города. Сам город после большого пожара в XVIII веке был отстроен заново, но было принято решение возводить капитальные огнестойкие кирпичные здания, особенно для важных для управления и обеспечения жителей необходимыми услугами зданий. Также, многие купцы построили себе усадьбы используя современные на тот момент материалы, а именно кирпич, цемент и металл. Архитекторы использовали распространенные стили, часто использовавшихся в архитектуре Санкт-Петербурга. Поэтому, Чердынь можно назвать “Маленьким Петербургом” благодаря архитектуре и планировке города, разработанной приглашенными из Петербурга архитекторами и градостроителями.

2016-09-02_09-35-13.png

Рис. ep1.103. Размеры кирпичей в различные десятилетия XIX века. Изображение взято из публикации “Размеры кирпича с XV века до начала XX века

Перед поездкой в Чердынь, я произвел собственные измерения кирпичей, доступных мне зданий в Екатеринбурге. Екатеринбург в XIX веке был уездным городом Пермской губернии, и многие привычные для региона технологии строительства, распространялись и на мой родной город. В качестве референса был выбран дом купца Рукавишникова, расположенный на перекрестке улиц Малышева и Горького. Это здание состоит из двух отдельных корпусов, построенных в различные периоды XIX столетия. Одно было возведено ранее, второе позже.

rukavishnikov_house_metering.png

Рис. ep1.104. Я в процессе измерения кирпичей стены дома Рукавишникова, рулетка измеряющая три слоя кирпичей и блокнот с заметками и записями.

Мое исследование показало, что в доме купца Рукавишникова использовались кирпичи двух ключевых размеров:

  • В корпусе здания по адресу Малышева, 58: 25 х 12,5 х 7,5 см (Д х Ш х В)
  • В корпусе здания по адресе Горького, 37: 25 х 12,5 х 6,6 см (Д х Ш х В)

Между кирпичами аккуратно уложен слой цемента, крепко связывающий их между собой. Размер слоя цемента составляет всего 5 - 6 мм, и этот стандарт использован в кладке всего здания целиком.

Отдельного внимания заслуживают формовые кирпичи, создаваемые с помощью определенных форм и используемые для декорирования фасадов здания. Многие элементы в зданиях созданы очень простым методом, смещением кирпичей на 4 - 6 см, что придает определенную глубину фасадам.

_MG_4333.jpg

Рис. ep1.105. Фотография угла основного корпуса дома купца Рукавишникова в Екатеринбурге (XIX век).

Далее, после всех обмеров основных элементов, я вернулся к фотографиям первого реконструируемого здания - Женской Гимназии, возведенной в конце XIX века.

Подготовка к моделированию, анализ фасадов здания

Первое что я сделал - собрал референсы самого здания. Благо в саму Чердынь я могу доехать за ночь в поезде, и каждое лето делаю множество фотографий города и его архитектуры. В этом году, летом я осуществил первую поездку, где отснял фасады здания Женской Гимназии. А в начале октября я осуществил в вторую поездку, где собрал больше материалов и информации о самом здании и его архитектуре, а также сделал более точные обмеры.

key_elements_markup.jpg

Рис. ep1.106. На данной иллюстрации представлен фотоснимок с нанесенной разметкой основных элементов фасада и блоков, из которых будет создана 3D модель.

На иллюстрации выше я привел пример того, как выглядит Южная сторона Восточного Фасада здания Женской Гимназии. Здание удобно тем, что оно симметрично, и по сути, смоделировать нужно только одну сторону, и половину фасада входной группы, а затем их продублировать и отзеркалировать. Также нужно будет смоделировать Южный и Северный фасады, но они достаточно просты и не требуют большого количества деталей и элементов.

Я взял фронтальный снимок Южной стороны Восточного Фасада здания и разметил на нем основные элементы фасада. Цветовая схема позволяет легче ориентироваться в процессе моделирования и разделить модель на несколько отдельных или групп объектов. Моделировать отдельные элементы, как-бы возводя здание слой за слоем кирпичей, легче. Это позволяет следить за размерами объектов, вносить изменения, управлять деталями и проще редактировать UV-развертки для последующего скульптинга и текстурирования.

20220930_145624.jpg

Рис. ep1.107. Эскиз южной стороны восточного фасада здания Женской Гимназии.

Перед началом работы, я сделал несколько набросков на ватмане, чтобы понять, какие выступы присутствуют на вертикальных угловых колоннах здания. Эти колонны квадратного сечения с выступами, созданными кирпичами со смещением на 4 - 5 см.

Внутри здания, эти колонны образуют прямой угол, так как стены продолжаются от них на одном уровне.

Наброски на бумаге превосходно помогли представить форму элементов стен здания в трех плоскостях.

Конечно, я также сделал несколько набросков в Autodesk Maya, благо классическое полигональное моделирование с соблюдением топологии, очень помогают представить форму в трехмерном пространстве.

Набросок всей сцены

Проведя базовую подготовку, еще до осенней поездки, я начал создавать основную сцену. В качестве основных инструментов были выбраны:

  • Autodesk Maya
  • V-Ray for Maya
  • Blender (для Geometry Nodes)
  • MARI (для текстурирования)
  • DaVinci Resolve (с Fusion)
  • GIMP
  • Krita

Сейчас, для меня это стандартный набор инструментов, и на них я выстроил свой рабочий конвейер. Функционала всех приложений хватает с головой для реализации большинства проектов.

Первое что нужно было сделать - создать грубый набросок всей сцены. А это, целый квартал. Два здания и одно хозяйственное здание, бывшее во времена СССР гаражом или конюшней.

Обмеры квартала

Первое что я сделал, наметил область, которая будет создана. Это квартал улиц Соборная ул. - Юргановская ул. - Советская ул., в котором размещены здания Женской Гимназии и Мужского Приходского Училища. Для оценки размеров территории я использовал сервис ArcGIS от ESRI. Его базового функционала достаточно для того, чтобы измерить расстояния от точки до точки и площади территории.

Screenshot from 2022-09-22 18-45-25.png

Рис. ep1.109. Снимок территории музейного комплекса из космоса в сервисе ArcGIS. Измерение рулеткой и набросок ключевых элементов и положения камеры.

В Maya я набросал ключевые объекты сцены и все размеры, измеренные в ArcGIS. Это позволило определить основные размеры сцены и корректно отпозиционировать все здания. В ArcGIS удобно измерять длину и ширину, однако высоту здания мы измерить не можем, поэтому, воспользовавшись таблицей с размерами кирпичей за определенный период XIX века, а после октябрьской поездки данными измерений, я рассчитал высоту каждого из зданий.

Screenshot from 2022-08-23 11-10-32.png

Рис. ep1.110. Набросок будущей сцены со зданиями Женской Гимназии и Мужского Приходского Училища.

Также я решил добавить интересный объект - трактор, но не простой трактор, который мы привыкли все видеть и застали, а один из первых тракторов, выпускавшихся в первой четверти XX века, в частности, в коллекции музея ЧКМ есть подобный трактор.

Но мне также предстоит подумать, над реализацией этой идеи, так как временной период, который я реализую, относится к 1910 - 1915 годам. И в данный период выгодней создать гужевую повозку с лошадью и кучером.

Перейдем к знакомству с исследовательским подходом, так как изначально подготовка к моделированию была выполнена на основе фотографий и общих сведений, найденных на просторах Интернет, первым делом, я стал экспериментировать с процессом создания модели здания.

Поиск методов создания, классическое моделирование

Вооружившись сведениями о размерах кирпичей и толщине слоя цемента, я подсчитал высоту и ширину ключевых элементов фасада. Благо это не так сложно, но требует определенного внимания при учете ширины и длины кирпича.

Screenshot from 2022-09-24 23-06-06.png

Рис. ep1.111. Модель Южной стороны Восточного Фасада здания Женской Гимназии.

Наиболее детализированным является Южная и Северная стороны восточного фасада гимназии. Но так как они симметричны, можно упростить работу, создав одну стену и продублировав ее на противоположную сторону.

Первое что я сделал, провел анализ фотоснимков и расчет размеров стен и архитектурных элементов. С помощью рулеток я набросал размеры и создал кривую, играющую границу стен всего здания.

Второе - я приступил к моделированию каждого из выделенных в процессе анализа фотоснимков элемента и группы элементов. Разделение позволяет упростить создание разверток и правку модели в будущем. Отдельного внимания заслуживают декоративные кирпичи, они использовались для создания плавных и фигурных переходов между кладкой разной толщины, например могли быть использованы кирпичи с фаской для создания аккуратного отступа или выступа. Также использовались кирпичи, уложенные по диагонали, для создания выступов в виде уголков. Но чаще, архитекторы и строители прибегали к применению простых приемов по смещению кирпичей на 4 - 6 см, и создавали выступы и углубления. Это достаточно выразительно, и очень экономично. Иногда, строители добавляли фаски подбивая уголки кирпичей молотком или киркой.

Процесс создания первой версии модели

Рассмотрим этапы, которые я прошел в процессе моделирования грубой модели Южной стороны Восточного Фасада Женской Гимназии. Первое - основа, я провел измерения рулеткой в сервисе ArcGIS и создал с помощью рулеток и кривых контуры здания. Это позволяет ориентироваться в пропорциях и впоследствии изменять модель так, как мне потребуется.

Screenshot from 2022-09-25 22-30-56.png

Рис. ep1.112. Фундамент над уровнем земли Южной стороны Восточного Фасада.

Первым был создан фундамент, часть фундамента над уровнем земли с единственным отверстием - продухом. В фундаменте здания их несколько, и все они сделаны с помощью простой кладки кирпича. Однако, исследование на месте показало, что раньше использовались не только стандартные кирпичи, но также использовались кирпичи размерами большими, В фундаменте использовали кирпичи размерами до 38 - 40 см в длину.

Screenshot from 2022-09-25 22-31-34.png

Рис. ep1.113. Слои кладки над уровнем фундамента Южной стороны Восточного Фасада.

Выше фундамента возводится стена, здесь архитекторы прибегли к применению формовых кирпичей. По сути это были кирпичи с закругленной фаской, их легко сделать, а в 3D модели, можно смело применить простой инструмент Bevel. Также в процессе строительства были использованы формовые кирпичи с простой фаской под углом, их легко создать как в реальности, так и в 3D модели.

20220930_145616.jpg

Рис. ep1.114. Эскизы колонн в углах здания.

Колонны в углах здания у меня вызвали некоторые затруднения в понимании. Как я писал выше, для этого я специально, на бумаге, создал простые чертежи чтобы понять, как они выглядят в трех проекциях. Особенно в виде сверху и сечении. Далее, в Maya, я создал трехмерную модель колонны и декоративных элементов.

Screenshot from 2022-09-25 22-32-38.png

Рис. ep1.115. Колонны в углах стен Южной стороны Восточного Фасада.

Модель состоит из двух элементов. Первый - сама колонна, а второй - декоративная кладка. Впоследствии будет легко создать UV-координаты и вносить изменения.

Screenshot from 2022-09-26 02-41-34.png

Рис. ep1.116. Стена с оконными проемами Южной стороны Восточного Фасада.

Сама стена достаточно проста, аккуратная кладка с выступами и декоративными элементами, созданными с помощью кирпичей. Она делается просто. Здесь нужно будет учитывать тот момент, что глубина стены 54 см, 13 см занимает проем с оконными рамами, а остальные 41 см - подоконник, с расширяющимися внутри проемами. Как показало измерение и исследование здания, оконный проем расширяется на 15 см, и если у рам он составляет 100 см, во внутренней стороне стены, его ширина составляет 115 см. Сверху, оконные проемы первого этажа снаружи декорированы кирпичной кладкой.

Screenshot from 2022-09-25 22-51-58.png

Рис. ep1.117. Декоративная кладка на уровне границы второго этажа.

Переход между первым и вторым этажом, на фасаде выложен кирпичом в виде выступающих ребер, Если смотреть на эту область изнутри, на этом уровне находится перекрытие второго этажа. Выше этой линии, размещена стена на уровне второго этажа.

Screenshot from 2022-09-25 22-52-48.png

Рис. ep1.118. Стена и оконные проемы на уровне второго этажа.

Колонны и стена на уровне второго этажа обладает аналогичной структурой, за исключением оконных проемов. На втором этаже, верхняя грань оконного проема имеет дугообразную форму. Данная форма выполнена с помощью вертикальной кирпичной кладки и штукатурки. Строителям это позволило выровнять форму и декорировать стену небольшим выступом над окном.

Screenshot from 2022-09-25 22-53-08.png

Рис. ep1.119. Декоративные элементы на стене на уровне второго этажа.

На втором этаже, стены декорированы кирпичными выступами. Зная размер кирпича, мне удалось максимально приблизить модель по размерам к оригиналу. После проведенного исследования “в поле”, стало возможным более точно воссоздать объем данного декора и оптимизировать его для дальнейшего текстурирования.

Screenshot from 2022-09-25 23-01-01.png

Screenshot from 2022-09-25 23-01-42.png

Рис. ep1.120. Уровень потолка и кровли крыши.

Выше по стене расположены декоративные элементы на уровне потолка второго этажа и кровли крыши здания. Здесь было выбрано необычное решение - расположение кирпича под углом, и формирование своеобразной “гармошки”. Это значительно разноображивает визуально фасад здания. Выше создана достаточно “громоздкая” форма из кладки, формирующая выступы на стене и защищающая стены здания от дождя.

Данную часть стены в момент написания данного поста я изучал отдельно и делал наброски, также уделил ей внимание отдельно во время поездки в Чердынь и изучения архитектуры здания и создания референсов декоративных элементов и деталей с различных сторон.

20221003_133447.jpg

Рис. ep1.121. Моя фотокарточка на фоне Воскресенского собора в Чердыни, сделанная на Троицком городище.

На этом, мой первый небольшой пост о моем новом проекте завершен. Я о многом еще не рассказал и дальше будет еще интереснее. Так как проект развивается и интересен многим специалистам и историкам. В следующем посте, я расскажу о результатах поездки и продемонстрирую обновление модели на основе данных, полученных в ходе исследования.

Подписывайтесь на мой блог и следите за обновлениями. Дальше будет еще интереснее и технологичнее. :-)

642 0 850 13
10
2022-10-07
Вот это подход!👍
2022-10-07
Следим за продолжением. Думаю многие художники, нираз мечтали востановить стариную архитектурку)
2022-10-07
Буквально весной была там и брала именно это здание в свою защитную работу по учебе, вот это совпадение...
2022-10-09
О! Пару раз такое делал. Правда в Перми, Троице(там правда деревянные были) и Хохловке. Но Паспорт отделки и 3д делал прямо по кирпичам, так мне показалось удобнее и и точнее. Но деревянное мне понравилось больше восстанавливать. Удачи в этом полезном деле!
2022-10-10
Интересный проект, очень жду продолжения!!
2022-10-11
Проект классный, интересный. А главное - объёмный. Это большая работа. Позвольте поинтересоваться: это ваш личный проект, или есть заинтересованные вашей идеей люди, готовые такие проекты финансировать?

Похвастаюсь чуть-чуть тоже.
У нас был похожий студенческий проект, назывался "реконструкция объектов культурного наследия". Объект - центральные "китайские" бани (Москва, Театральный пр., д. 3, стр. 3, 4). Работали мы во времена ковида, на руках у нас были только фотоматериалы и данные 3D-сканера (облако точек), на объект не пускали. Задачей было - смоделировать, затекстурировать и загрузить в Unreal Engine часть здания. Сделали вполне сносно (для студентов), заказчик остался доволен.

https://www.artstation.com/artwork/3qvKdB
https://www.artstation.com/artwork/r9KnJa
2022-10-11
Да, в Чердыни можно взять много хороших образцов и референсов для создания арта и реализации творческих идей. :) Многие художники Прикамья, ездят за вдохновением и поиском объектов для воплощения в сюжетах.
Fuckspeed YouБуквально весной была там и брала именно это здание в свою защитную работу по учебе, вот это совпадение...
2022-10-11
Александр Мелентьев (Alexandr Melentiev)О! Пару раз такое делал. Правда в Перми, Троице(там правда деревянные были) и Хохловке. Но Паспорт отделки и 3д делал прямо по кирпичам, так мне показалось удобнее и и точнее. Но деревянное мне понравилось больше восстанавливать. Удачи в этом полезном деле!

У меня аналогичная идея, сделать либо классическим методом и попроще, за счет текстурирования. Либо сделать с помощью процедурного моделирования с помощью Bifrost или Blender Geometry Nodes. Пока я в изысканиях и экспериментах.
2022-10-11
Матвей Рысьев (Vergil)Проект классный, интересный. А главное - объёмный. Это большая работа. Позвольте поинтересоваться: это ваш личный проект, или есть заинтересованные вашей идеей люди, готовые такие проекты финансировать?

Похвастаюсь чуть-чуть тоже.
У нас был похожий студенческий проект, назывался "реконструкция объектов культурного наследия". Объект - центральные "китайские" бани (Москва, Театральный пр., д. 3, стр. 3, 4). Работали мы во времена ковида, на руках у нас были только фотоматериалы и данные 3D-сканера (облако точек), на объект не пускали. Задачей было - смоделировать, затекстурировать и загрузить в Unreal Engine часть здания. Сделали вполне сносно (для студентов), заказчик остался доволен.

https://www.artstation.com/artwork/3qvKdB
https://www.artstation.com/artwork/r9KnJa

Ого, очень хорошие работы. Поздравляю.
Нет, мой проект чисто некоммерческий, делаю для души и для повышения опыта в работе. Давно не моделировал и не визуализировал для себя :)
Но думаю, если все удастся и разработаю рабочий конвейер, можно будет выводить данный процесс на коммерческие рельсы.
Люди заинтересованные как оказалось есть, особенно представители музея, который активно претерпевает процесс реконструкции и у меня появилась возможность побывать в потаенных местах :) и подсмотреть то что обычным людям не покажут :)
2022-10-13
Бог в помощь! Серьёзная работа.
RENDER.RU