Virtual Reconstruction of the Interior of Nicholas’s I Small (Bottom) Study in the Winter Palace in 1850-1855

Рабочие кабинеты исторических деятелей в определенной мере воплощают в своем облике их образ жизни, личностные особенности, характер деятельности. Облик интерьеров апартаментов известных исторических деятелей нередко претерпевал изменения в ходе различных событий. Зачастую новый владелец не всегда по ряду причин мог сохранить интерьер предыдущего хозяина в первозданном виде. Многие современные музеи, находящиеся в старинных исторических зданиях (бывших дворцовых комплексах, дворянских усадьбах и т.д.) демонстрации посетителям утраченных исторических интерьеров.

В современную эпоху цифровых технологий поиск путей решения проблемы сохранения утраченных исторических интерьеров получил новые возможности для развития и претворения в жизнь. Важную роль играют здесь технологии 3D моделирования.

Историческая 3D реконструкция интерьера обладает выраженной спецификой в сравнении с 3D-реконструкцией монастырей, дворцово-парковых ансамблей или исторической городской застройки. Тема виртуальной реконструкции исторического интерьера чаще возникает в контексте музейного дела и является в настоящее время недостаточно разработанной. В данной статье подробно обсуждается методика такой реконструкции на примере воссоздания облика интерьеров Нижнего (Малого) кабинета Николая I в Зимнем дворце.

1. Краткая история убранства Нижнего кабинета Николая I

Нижний кабинет – небольшое угловое помещение, выходившее окнами на Адмиралтейство и в западину разводной площадки (будущего Салтыковского садика). Этот зал, отделенный от покоев княжон глухой стеной, был оборудован как кабинет императора в 1839 г. кабинет имел хорошую связь со вторым и третьим этажами: в соседней Проходной (часть современного зала № 18) находилась круглая чугунная лестница, соединявшая по вертикали все этажи; по короткому коридору можно было также попасть на лестницу с подъемной машиной и подняться наверх уже на своеобразном «лифте».

Нижний кабинет становится основным местом работы и отдыха Николая I, и именно здесь, в аскетичной и простой обстановке, на старой походной кровати он принимает смерть после долгой болезни в мыслях о судьбе Отечества, терпящего поражение в Крымской войне 1853-1856 гг.

Долгое время Нижний кабинет входил в Мемориальные комнаты: императоры Александр II, Александр III и Николай II держали его интерьер в виде, приближенном к первозданному, меняя детали, но оберегая его историческую ценность как кабинета Николая I. После революции 1917 года ситуация изменилась. Погромы, ликвидация мемориальных комнат в 1926 г., а впоследствии эвакуация предметов интерьера с началом Великой Отечественной войны привели к частичной или полной утрате оригинальных вещей и отделки кабинета.

Сегодня помещение бывшего императорского кабинета является частью 17-го зала музейного комплекса «Государственный Эрмитаж». После Великой Отечественной войны залы Зимнего дворца приспосабливали под музейные нужды, и в северо-западном ризалите была проведена серьезная работа по реставрации, осуществлены перепланировки, по итогам которых в 60-е годы XX века помещение бывшего Нижнего кабинета вошло в 17-й зал Государственного Эрмитажа и стало местом презентации экспонатов по скифской истории, потеряв свой уникальный интерьер.

Современное состояние интерьера помещения, где когда-то был кабинет, весьма далеко от своего первоначального вида: на сегодняшний день ничто, кроме оригинальных стен и сводов, а также оконных рам и элементов фурнитуры, не сохранилось. Его экспозиция ничем не напоминает нам о том, что здесь когда-то жил и работал Николай I, а на сегодняшний день данное помещение и вовсе входит в зону, закрытую для посещения.

Сегодня существуют уникальные возможности воссоздания и сохранения утраченных памятников культурного наследия посредством новейших компьютерных технологий. Для нас принципиально важным является то, что они позволяют не только реконструировать внешний облик объекта, но и создать научно обоснованную виртуальную 3D-реконструкцию внутренней пространственной среды – интерьера.

2. Проекты по исторической 3Dреконструкции утраченных интерьеров

Работа по созданию научно обоснованной виртуальной реконструкции утраченных интерьеров Нижнего кабинета Николая I требует изучения существующих мировых и отечественных проектов в рассматриваемой авторами проблематике.

Стоит отметить, что к данным работам авторы не относят проекты, связанные с оцифровкой с помощью технологий виртуальных панорам, лазерного сканирования, фотограмметрии и других технологий, существующих исторических интерьеров, которые не потеряли свой первоначальный облик. Поэтому авторы намеренно не будут затрагивать виртуальные туры по интерьерам музеев, дворцовым ансамблям и дворянским усадьбам.

Отметим, что большую ценность представляют опубликованные в сборниках «Виртуальной археологии», результаты новейших исследований, освещавшиеся в рамках трех Международных конференций в стенах Государственного Эрмитажа в 2012, 2015 и 2018 годах ^[1-3]. Одна из важнейших проблем, которые поднимаются в данных материалах, связана с реализацией виртуальных реконструкций в мультимедийных экспозициях музеев: речь идет о разработке динамических трехмерных моделей и использовании технологии дополненной виртуальной реальности (VR), которая в рамках развития музейного дела являются одним из наиболее перспективных направлений ^{[4, с.6-11]}.

Более того, среди материалов конференций есть и работы, в которых осуществляется опыт реконструкции элементов интерьера и их декора. Так, в исследовании «From The Dig To Cyberspace/ A Case Study Of Virtual Worlds As A Tool For Interpretation Centers», проведенном в университете Ла-Корунья в Испании, описываются возможности реконструкции мозаичных поверхностей и внутреннего убранства виллы по архивным материалам ^{[5, с.215-225]}.

Стоит выделить несколько проектов, связанных, так или иначе, с реконструкцией утраченного интерьера.

Яркая виртуальная реконструкция экстерьеров и интерьеров Версаля была осуществлена компанией Google в сотрудничестве с музеем: в программе SketchUp Google было воссоздано убранство дворцово-паркового комплекса на пяти временных срезах: 1624 г., 1668 г., 1679 г., 1725 г. и 2012 г. (см. Рис.1).

Рис.1. Виртуальная реконструкция интерьеров Версальского дворца (Google)

Источниковая база проекта была сформирована при сотрудничестве с искусствоведами и архитекторами, специалистами по интерьерам Версальского дворца. В нее вошел обширный комплекс разновременных графических источников: фотографии, акварели, гравюры, чертежи, планы и т.д. Также исследователи применяли технологии фотограмметрии и аэрофотосъемки для воссоздания современной геометрии зданий и их убранства в 3D-пространстве. Результаты реконструкции опубликованы на сайте проекта. Зрителю были предоставлены возможности просмотра видео, виртуального посещения разновременных построек Версаля, виртуального погружения в воссозданное историческое пространство в формате видео 360 ^[6].

Достаточно интересным зарубежным проектом является реконструкция утраченного облика интерьера трапезной флорентийского монастыря Le Murate Progetti (Италия) XVI века, выполненная итальянскими исследователями под руководством профессора Франко Николлучи и Николя Амико ^{[3, с.132-142]}. В XIX веке здание монастыря было перестроено под тюрьму. В ходе перестройки из трапезной была перенесена картина Джорджо Вазари «Тайная вечеря» 1546 г. в другое здание, первоначальный интерьер трапезной был полностью утрачен.

Для создания виртуальной 3D реконструкции интерьера трапезной авторы использовали современные обмеры ныне существующего здания бывшей тюрьмы, чертежи тюрьмы XIX века, при реконструкции предметов интерьера использовали ряд аналогов интерьеров монастырских трапезных. Созданная 3D модель представлена исследователями в виде рендеров и интерактивной 3D модели на сайте Sketchfab с текстовым описанием [https://sketchfab.com].

Еще один проект, ставивший своей задачей реконструкцию как экстерьеров, так и интерьеров архитектурных построек, был проведен в отделе САПР ^[7] архитектурно-технического университета Дармштадта, Германия (см. Рис.2). Начатый в 1995 г. проект касался восстановления в виртуальном пространстве внутреннего и внешнего убранства синагог, уничтоженных нацистами в 1940-х годах: в программе ArchiCAD были восстановлены в виде визуальных реконструкций синагоги Берлина, Дрездена, Ганновера, Кельна и других городов.

Рис.2 Виртуальная реконструкция утраченных в годы Второй мировой войны синагог (Дармштадский университет, Германия)

Отметим еще одну работу такого рода, которая была создана сотрудниками «Виртуального музея повседневной жизни» (MUVI), Италия (см. Рис.3). Они провели реконструкцию болонской повседневности на трех временных срезах: 1930-е гг., 1950-е гг., 1980-е гг. Каждому срезу соответствует модель 4D реконструкции, включающей застройку квартала Болоньи с экстерьерами и частично восстановленными интерьерами. Источниковая база исследования состоит из разновременных фотографий. Репрезентация проекта предполагает возможность виртуального посещения с помощью технологий виртуальных панорам ^[8].

Рис.3. Виртуальная реконструкция болонской повседневности («Виртуальный Музей Повседневной Жизни» (MUVI), Италия)

Рис.4. Виртуальная реконструкция интерьеров дома В.В. Набокова в Санкт-Петербурге на нач. XXв.

Интересной представляется работа сотрудников музея писателя В.В. Набокова совместно со специалистами из Санкт-Петербургского государственного университета в области 3D реконструкций по воссозданию исторического интерьера дома писателей в Санкт-Петербурге на начало ХХ века. На сайте проекта представлены как документы, использовавшиеся для 3D реконструкции, в виде обмерных чертежей по состоянию на 2010 г. фотографии интерьера, так и результаты реконструкции: 3D рендеры с различных точек обзора (см. Рис. 4), а также планы и развертки помещения ^[9].

Рассмотрев реализованные проекты по 3D реконструкции исторических интерьеров, перейдем непосредственно к теме нашего исследования.

Работа по созданию научно обоснованной виртуальной реконструкции интерьеров Нижнего кабинета Николая I требует изучения эволюции объекта исследования, выявления комплекса источников, необходимых для построения и верификации 3D моделей элементов интерьеров, а также описания общей методологии создания виртуальной реконструкции интерьеров кабинета Николая I. Эти аспекты исследования представлены в статье Д.Ю. Гук, опубликованной в данном выпуске журнала. Характеристика методов и технологий будет дана ниже.

3. Методы и технологии реконструкции: программное обеспечение

Методы и технологии 3D реконструкции определялись состоянием источниковой базы исследования и особенностями работы с каждым типом визуальных исторических документов (чертежом, акварелью, фотографией), а также задачами презентации результатов 3D реконструкции (с потенциальной возможностью их экскурсионной демонстрации).

Построение любой простейшей трёхмерной модели невозможно без использования графических редакторов, которые необходимы для обработки изображений. Это, прежде всего, коррекция перспективы, контрастности, резкости, удаление и добавление элементов, обработка, создание и редактирование рабочих материалов для 3D моделей (текстур), разработанных на основе фотографий, акварелей или готовых материалов из Интернет-библиотек. Для решения данных задач был выбран один из самых распространенных графических редакторов - Adobe Photoshop. В программе корректировались планы, чертежи и акварели, а также создавались цветовые палитры интерьера.

Программа Sketch Autodesk служит помощником в решении задач проведения реконструкции сложных орнаментальных структур по фотографиям и акварелям. Главной причиной того, что выбор пал именно на эту программу, является возможность создания эскизов на планшетном компьютере: в различных закрепленных слоях по источнику воссоздаются сложные элементы, преобразующиеся в текстуру.

В качестве инструмента 3D реконструкции внутреннего пространства кабинета и основных предметов интерьера использовалась программа SketchUp 8 и SketchUp Pro2019, как наиболее оптимальная для решения поставленных задач по реконструкции, чему есть ряд существенных причин.

Во-первых, программа считается одной из относительно простых и доступных пользователю, не имеющему специального образования: дружественный интерфейс может быть во многом освоен на интуитивном уровне, что позволяет работать с программой историку, занимающемуся реконструкцией утраченного объекта, осуществляя поиск нетривиальных решений конкретных задач реконструкции. Бесплатная версия программы SketchUp 8 очень удобна для просмотра промежуточных и итоговых результатов 3D реконструкции.

Во-вторых, трудно переоценить функциональность данной программы: SketchUp успешно решает как задачи реконструкции внешнего облика объектов, так и их интерьеров - за счет богатого инструментария и возможности его расширения за счет различных плагинов.

Отдельно стоит отметить, что работа по воссозданию максимально точных форм и размеров основных предметов интерьера осуществляется с помощью функционала программы SketchUp2019, в которой большую роль в реконструкции их геометрии играет инструмент Match Photo («Совмещенное фото»), который позволяет без специальных расчетов установить размер предмета относительно помещения, в котором он находится. А так как восстановление стен и сводов выполнялось с учетом размеров, заданных, в том числе, имеющимися изобразительными источниками, то применение данного инструмента ускоряет и облегчает процесс реконструкции.

Рис.5. Пример работы с инструментом MatchPhoto: выстраивание геометрии камина

В открытое рабочее поле файла, создающегося в программе SketchUp, подгружается акварель или фотография. Она выравнивается согласно осям X и Y, что позволяет получить 3D пространство с встроенными параметрами загруженного изображения. Соответственно тот объект, который мы будем строить в программе по, допустим, написанным художником граням и ребрам, будет иметь структуру, идентичную изображенной на источнике (см. Рис. 5).

Тем не менее, у такого способа есть существенный минус, связанный с тем, что художник не всегда имеет возможность выстроить абсолютно верную перспективу, что искажает реальный размер предмета. Данную проблему можно решать, во-первых, сопоставлением постепенно воссоздающихся предметов, а во-вторых, корректировать размеры при включении их в структуру интерьера при сборе полной модели помещения.

Для воссоздания же таких сложных предметов интерьера как скульптура, в работе применяется программа Skulptris Alpha 6. Ее успешная апробация показала, что она дает возможность с помощь виртуальной «лепки» реконструировать лица людей; особенно важна здесь заранее встроенная возможность симметричной лепки, т.е. при изменении правой половины лица отраженная левая будет меняться точно по тем же траекториям.

Визуализация готовых сцен с добавленными в пространство Нижнего кабинета и Адъютантской комнаты предметами интерьера осуществляется в другой программе, так как в SketchUp существует только упрощенный рендер, по сути это и есть рабочее поле – с одним основным источником света, простыми тенями. Эту задачу могут решить программы со встроенными плагинами, например, рендер V-ray. В данной работе выбор был сделан в пользу бесплатной программы Twinmotion 2018.

Twinmotion 2018 предоставляет возможность выполнить качественный рендер с корректно настроенным освещением, фактурой материала и эффектами, в виде скриншота, панорамы 360 градусов, видео файла, а также видео-панорамы статичной или динамической (видео 360 градусов). Стоит отметить, что говоря о видео 360 градусов или видео-панораме, мы подразумеваем видео файл с возможностью панорамного обзора во время просмотра, который создан искусственно в результате компьютерной обработки – рендера всей 3D сцены с интерьером комнаты внутри программного обеспечения, а не видео 360 градусов, снятого на камеру в реально существующем интерьере.

Создание рендера видео-панорамы занимает достаточно длительное время. Современный ноутбук с параметрами процессором i7, 16 Гб ОЗУ, видео картой GeForse GTX 950m производит рендер видео 4k в формате mp4 на 30 секунд в течение 34 часов. Учитывая рабочий процесс обсуждения с консультантами внешнего облика элементов интерьера, материала предметов мебели, их фактуры, внесения правок на разных этапах работы, было принято временное решение не спешить с созданием видео-панорам с живыми элементами стаффажа (огонь в камине, пламя свечи на бра, птиц за окном на фоне двигающихся облаков). Все это можно сделать позднее. Видео-панораму можно создать из статичной панорамы интерьера в программе Adobe Premiere в формате mp4, задав нужную длительность видео и дополнив звуковым фоном (треск огня в камине, шум улицы).

В созданную видео-панораму вставляются метаданные с помощью программы Spatial Media Metadata Injector, необходимые для того чтобы видео файл распознавался мобильными устройствами как панорамное видео. Сервис Youtube применялся нами в качестве инструмента для презентации панорамного видео с возможностью его просмотра на мобильных устройствах в приложении Youtube. Встроенные в мобильные устройства акселерометр и гироскоп позволяет пользователю добиться эффекта «присутствия» при просмотре с экрана или в очках виртуальной реальности, находясь в музейном пространстве. Использование QR кодов в музейном пространстве позволяет добиться загрузки необходимого ракурса обзора в формате видео 360 на мобильном устройстве.

Таким образом, мы рассмотрели основные программы, которые были задействованы в работе. Далее речь пойдет непосредственно о процессе воссоздания помещений и их внутреннего убранства.

4. Источниковая база и процесс реконструкция стен и сводов Нижнего кабинета Николая I: проблема соотношения обмерных чертежей и планов

Современное состояние 17-го зала комплекса «Государственный Эрмитаж» максимально полно отражено на предоставленных сотрудниками музея обмерных чертежах, сделанных после реконструкции 1960-х гг. Конечно, работа с ними выявила некоторые неточности, но так как обмеры делались полностью вручную, то здесь играет роль человеческий фактор, в целом мало повлиявший на реальную ситуацию: отклонения в расчётах минимальны. Архитектурные обмеры представляют особенную ценность, так как позволяют создать модель помещения в трех измерениях (в том числе своды), основываясь как на графике, так и на конкретных цифрах, характеризующих ширину, длину, высоту любого элемента.

Таким образом, этот тип графических источников является отправной точной реконструкции: обосновав в ходе работы возможности соотнесения и наложения планов и чертежей в трех различных измерениях в компьютерной программе, где осуществляется непосредственно сама реконструкция, мы получаем основную информацию о параметрах стен и сводов реконструируемого помещения, а соответственно и реальные основания для построения основной геометрии с помощью функционала выбранного программного обеспечения.

Прежде чем приступать к реконструкции непосредственно предметов интерьера Нижнего кабинета Николая I, необходимо воссоздать оригинальные стены, своды, оконные и дверные проемы помещения.

Имеющиеся в нашем распоряжении исторические планы ^[10-11] планы-реконструкции ^[12] и обмерные чертежи, предоставленные Государственным Эрмитажем, позволяют нам ответить на главные вопросы, от которых зависит ход создания 3D реконструкции:

1. Какие изобразительные источники необходимо взять за основу для воссоздания основной геометрии помещения?
2. Какова степень корректности соотнесения высокоинформативных обмерных чертежей 1960-х гг. и планов конца 1830-х гг.?

В упомянутой выше статье Д.Ю. Гук дается история трансформаций зала №17, включая этапы перестройки интерьера. Соответственно, отталкиваясь от исторических документов, мы можем воссоздать стены, своды и оконные проёмы, ориентируясь на обмеры 1960-х гг., и осуществить их корректировку по планам конца 1830-х гг., «зашив» дверной проем между кабинетом и покоями дочерей Николая I, но добавив стену с дверным проемом между кабинетом и адъютантской, а также оставить пространство для реконструкции лестницы, ведущей из адъютантской в подвал. Тем не менее, восстановление интерьеров подвальных помещений в задачи нашей работы не входит.

Стоит отметить, что построение 3D модели интерьера не предполагало эскизного или проработанного проектирования всего архитектурного комплекса Государственного Эрмитажа в силу большого объёма работы и отсутствия исчерпывающего количества планов и чертежей всего здания в целом. При реконструкции интерьеров помещений рабочего кабинета Николая I и адъютантской мы учитывали принцип дальнейшего масштабирования модели. Созданная по итогам работы 3D модель строилась таким образом, чтобы иметь возможность дальнейшего включения в общий массив здания или дополнения. Масштаб модели 1:1, геометрия комнат проектировалась в начале системы координат в программе SketchUp.

Восстановление экстерьера изначально не являлось одной из задач работы, такие архитектурные элементы как колонны, общая отделка окон и цвет стен были воссозданы эскизно без детальной проработки (см. Рис.5).

Опубликованные планы и отсканированные чертежи с обмерами подверглись небольшой коррекции в программе Adobe Photoshop: был повышен уровень контрастности и резкости, а также обрезаны лишние помещения для предотвращения ошибок.

План конца 1830-х гг. был размещен на рабочем поле в программе SketchUp по красной и зеленой осям. Два обмерных чертежа были так же загружены в программу: один из них дополнил план (он был наложен в том же масштабе – размер воспроизводимых комнат в программе полностью повторяет размеры, указанные на обмерных планах, масштаб измеряется в мм – в другом закрепленном слое на план), второй был установлен вдоль зеленой и синей осей, став основой для создания оконных проемов, выходящих во двор. В качестве источника для восстановления окна с видом на Адмиралтейство была взята одна из акварелей и также откорректирована по масштабу.

Рис.6. Реконструкция стен по совмещенным планам и чертежам

Далее с помощью инструмента Push/Pull («Тяни/Толкай») программы SketchUp были подняты стены помещений, предварительно обозначенные на плоскостях с прикреплёнными изображениями (см. Рис. 6). Было сформировано два уровня реконструкции: 1 этаж и подвальные помещения. Подвальные помещения необходимы, так как именно в них вела изображенная на фотографиях 1940-х винтовая лестница ^[13-14].

На откорректированные по высоте стены были наложены спроектированные своды: они создавались исключительно по обмерам, указанным на обмерных чертежах. Обтекаемые формы сводов были достигнуты за счет расширения основного инструментария программы SketchUp с помощью плагина SkinBubble (см. Рис.7).

Рис. 7. Реконструкция сводов (вид под углом сверху)

Рис.8. Реконструкция элементов экстерьера

Таким образом, нами была осуществлена поэтапная работа по реконструкции основной геометрии Нижнего кабинета Николая I и соседней адъютантской комнаты (см. Рис.8).

5. Источниковая база реконструкции элементов интерьера Нижнего кабинета

Многочисленные акварели позволяют восстановить как экстерьер северо-западного ризалита Зимнего дворца, так и непосредственно интерьер кабинета Николая I. В первую очередь именно по акварелям осуществляется воссоздание интерьера: они дают возможность выявить основные элементы, с которыми предстоит работать (отделка, мебель, элементы декора и т.д.), реконструировать как основную геометрию предметов интерьера, так и воссоздать оптимальные цветовые палитры, используемые материалы, сопоставляя между собой изображения, выявлять основные орнаментальные рисунки, рисунки резьбы и лепнины.

Расстановка предметов в помещении также осуществляется согласно акварелям: здесь ориентация идет на прижизненные изображения и работы, написанные в день смерти императора: Козлов А.А., Садовников В.С., Тимм В.Ф. писали свои работы именно в это время.

Основные проблемы использования в работе акварелей как источника для реконструкции связаны с возможностью искажения перспективы, существенными неточностями в изображении мелких элементов декора. Отметим, что почти все изображения Нижнего кабинета написаны с одного и того же ракурса: от входа к окну с видом на Адмиралтейство. Только акварель В.Ф. Тимма позволяет нам увидеть интерьер, расположенный по правой стене от дивана до фигурного мягкого кресла.

С одной стороны, это позволяет сравнить разновременные акварели, с другой же - мы получаем «слепую зону» в пространстве входа в кабинет и первого от двери окна, выходящего во двор.

Наконец, важную роль в воссоздании предметов интерьера играют фотографии, сделанные после 1917 г. во время существования экспозиции в Мемориальных комнатах:

1. Кубеш К.К. Кабинет императора Николая I на первом этаже северо-западного ризалита Зимнего дворца до штурма. 1917. Фотография. Государственный Эрмитаж ^[15].
2. Кубеш К.К. Кабинет императора Николая I на первом этаже северо-западного ризалита Зимнего дворца после штурма. 1917. Фотографии. Государственный Эрмитаж ^[16].
3. Винтовая лестница, ведущая из Адъютантской комнаты в подвал. 1940-е. Фотография. Государственный Эрмитаж ^[13].
4. Адъютантская комната на первом этаже Зимнего дворца после выезда Музея Революции. Конец 1940-х. Фотография. Государственный Эрмитаж ^[14].

Фотографии, в отличие от акварелей, содержат более точное изображение таких сложных элементов как орнаментальные части отделки, мраморная лепнина, резные элементы декора мебели, в них меньше искажений, так как здесь работает не глазомер художника, а техника. Также ракурсы первых двух упомянутых выше фотографий позволяют заполнить «слепые» места. Более того, именно имеющиеся фотографии фиксируют состояние Адъютантской комнаты, с сохранившимся с николаевских времен камином и лестницей, в то время как по другим источникам кроме параметров стен и сводов ничего установить невозможно. Стоит отметить, что черно-белые фотографии обладают невысокой резкостью, что ограничивает возможности их применения.

Наличие достаточно большого количества чертежей, акварелей и фотографий позволяет рассмотреть историю изменений в интерьере данного помещения, получить материал для создания реконструкции кабинета именно на период жизни в нем императора, т. е. в 1850-1855 гг.

Немалую ценность для рассматриваемой реконструкции представляют текстовые источники. Здесь стоит выделить официальную документацию, представленную описями предметов Нижнего кабинета Николая I и камер-фурьерскими журналами.

Если камер-фурьерские журналы содержат ежедневные краткие записи о жизни императорского двора и помогают в выявлении особенностей времяпрепровождения Николая I в стенах Нижнего кабинета, то описи позволяют дополнить ту информацию, которая содержится в графических источниках: нередко при упоминании того или иного предмета интерьера также фиксировался его цвет или материал. Именно по этим источникам можно корректировать те или иные элементы 3D модели. Более того, на основании разновременных описей можно оценить степень сохранности интерьера на различных этапах его существования. Тем не менее, так как мы в данной работе воссоздаем только предметы, представленные на изобразительных источниках, то описи носят в ней вспомогательный характер.

6. Реконструкция архитектурных элементов интерьера

Воссоздание архитектурных элементов интерьера предполагает работу со следующими объектами:

1. Оконные рамы
2. Двери
3. Камины
4. Винтовая лестница

Работа с оконными рамами, дверьми и фурнитурой - элементами интерьера, сохранившимися с царских времен, предполагала не столько реконструкцию, сколько реализацию применения инструмента Match Photo для адекватного воссоздания их геометрии и размеров.

Современные фотографии были добавлены на рабочее поле в программе SketchUp через инструмент Match Photo, был установлен подлинный масштаб следующих предметов: двойные оконные рамы, оконная и дверная фурнитура, сами двери.

Все объекты были вручную спроектированы с помощью простых геометрических форм инструментальной панели SketchUp; каждый объект, согласно вышеописанному алгоритму, получил свою текстуру: тёмно-коричневое дерево для рам, позолоченный метал для оконных и дверных петель и ручек, окрашенное в белый цвет дерево (см. Рис. 9).

Рис.9. Спроектированная фурнитура и ее размещение в исторических интерьерах

Далее все предметы были преобразованы в группы и подготовлены для погружения в основную сцену.

Камин и винтовая лестница – предметы на данный момент полностью утраченные – являются ключевыми в функционировании системы комнат Николая I, включавшую Нижний кабинет, Адъютантскую комнату и комнаты подвала.

Камин – основной элемент каминного блока – в своей основной геометрии воспроизводился по послереволюционным фотографиям с помощью технологии MatchPhoto и был размещен в общей сцене согласно планам помещения. Материал объекта – белый мрамор – был подтвержден информацией из описи и смоделирован по акварелям.

Что касается Адъютантской комнаты, то на послереволюционной фотографии были зафиксированы также камин и духовое окно. Камин представлен уже в достаточно разрушенном состоянии. По сохранившимся остаткам – декоративному орнаменту и габаритам, заметно сходство с камином из рабочего кабинета императора. В связи с этим нами была взята уже созданная ранее модель камина и размещена в комнате по данным плана, над обоими каминами было сделано духовое окно.

Винтовая лестница – один из ключевых элементов систем нижних комнат Николая I. Именно по ней император мог спуститься из Адъютантской комнаты в подвал и изолированно пройти к выходу на улицу.

Рис. 10. Вид на кованую лестницу в Адьютантской комнате (слева).
Реконструкция основной геометрии винтовой лестницы в SketchUp (справа)

Рис. 11. Реконструкция кованных подступенников

В процессе реконструкции использовались фотографии 1940-х гг. ^[13-14] и современные фото подобной лестницы. По фотографиям 1940-х гг. была восстановлена основная геометрия: каждая ступень с частью поручня представляет собой сектор модели, размноженные под углом секторы, формируя основное тело винтовой лестницы. Верхний и нижний ярус представляют собой идентичные круглые площадки с поручнями (см. Рис. 10).

Современные фотографии аналогичной лестницы помогли в воссоздании кованого рисунка на ступенях: подступенники полностью состояли из него (см. Рис. 11). Материал лестницы – чугун – был наложен уже в процессе создания рендеров в программе Twinmotion 2019. Элементы лестницы были сгруппированы и внесены в общую сцену в программе SketсhUp 2019.

7. Реконструкция оригинального убранства помещений Нижнего кабинета и Адъютантской комнаты

Отделка помещений Нижнего кабинета и Адъютантской комнаты и их убранства предполагает воссоздание следующих объектов в компьютерных программах:

1. Цветовая палитра;
2. Материалы;
3. Орнаментальное покрытие стен;
4. Орнаментальное покрытие пола;
5. Шторы;
6. Картины;
7. Каминные часы и ширма;
8. Скульптура;
9. Зеркало и бра;
10. Клетка для птицы.

Оптимальный алгоритм работы с подбором цвета и материала был разработан в процессе создания 3D-реконструкции отделки помещения и впоследствии применен при воссоздании всех элементов интерьера.

Рис.12. Цветовая палитра, созданная в AdobePhotoshop

Общая технология подбора адекватного цвета и материала для того или иного элемента интерьера характеризуется следующими этапами:

1. Подбор цвета: в программе Adobe Photoshop автоматически создаются цветовые палитры на основании двух акварелей, которые мы имеем в цвете ^[17-18]; при неадекватном отображении основных цветов на палитре применяется инструмент «Пипетка», (см. Рис. 12).
2. Параллельно идет подбор материала: на основании описи или визуальной оценки изобразительных источников (если нет информации по описи) устанавливается материал: дерево, мрамор, метал, сукно, кожа и т.д.
3. Соотнесение цвета и материала для создания текстуры: цветовая коррекция изображений материала в Adobe Photoshop.
4. Добавление сохраненного в JPEG изображения в библиотеку текстур в программе SketchUp.
5. Наложение полученной текстуры на объект.

Важно учитывать, что поскольку используемые для 3D реконструкции акварели и фотографии были частично отсканированы из полиграфических изданий, а также отсняты на фотоаппарат, цветовая палитра интерьера могла быть зафиксирована с отдельными отклонениями в цвете. При оцифровке с помощью сканирования оригиналов акварелей, проблемы с цветопередачей изначально не возникло бы. Поэтому для корректировки возможного искажения цветопередачи все имеющиеся цветные акварели были сопоставлены между собой по цвету для каждого из предметов интерьера.

В итоге по каждому из них был определен усреднённый цвет, который брался за основу при создании материала для 3D модели.

Воссоздание текстур оконных рам, сводов, фурнитуры велось согласно вышеперечисленным этапам, в результате чего мы получили максимально приближенный к оригиналу материал того или иного объекта.

В процессе воссоздания убранства Нижнего кабинета Николая I был разработан алгоритм работы со сложными орнаментальными рисунками, которые представлены на обоях и на ковре.

Реконструкция производилась в несколько этапов с использованием специального программного обеспечения. Во-первых, в работе применялся фоторедактор Adobe Photoshop – в целях исправления перспективы на акварелях и фотографиях, повышения четкости и контрастности изображения. Во-вторых, существенную роль сыграло приложение Sketch Autodesk, которое обеспечило возможность воссоздания орнамента ковра и обоев, во многом благодаря удобной функции рисования от руки на планшете (с применением стилуса) прямо в рабочем поле программы.

Общая технология реконструкции, применяемая в данной работе, характеризуется следующими этапами:

1. Отбор наиболее четких по геометрии орнаментального рисунка акварелей и фотографий и их корректировка в программе Adobe Photoshop;
2. Загрузка в установленную на планшет программу Sketch Autodesk изображений, отредактированных в Adobe Photoshop;
3. Прикрепление загруженного изображения в фоновый слой и закрепление этого слоя для предотвращения рисования поверх акварелей/фотографий, что может помешать созданию оптимальной текстуры;
4. Создание нового слоя;
5. Осуществление реконструкции одного элемента орнамента в новом слое;
6. Наложение цвета с помощью инструмента «Пипетка»: перенос осуществляется с акварельных изображений;
7. Отсечение всех лишних областей: в файле сохраняется только крупный элемент орнамента;
8. Тиражирование элемента орнамента для создания текстуры;
9. Сохранение текстуры в формате JPEG;
10. Наложение воссозданной текстуры на поверхность.

Восстановление двух сложных орнаментов, представленных в убранстве помещения, шло по данному алгоритму, но потребовало решения своего ряда проблем.

Орнамент на ковре был получен с помощью сопоставления двух ключевых цветных акварелей: работ В.С. Садовникова ^[17] и К.А. Ухтомского ^[18]. Садовников, чья акварель является первостепенной по важности в силу того, что была написана в день смерти императора и характеризует прижизненный интерьер, пишет ковровые поверхности весьма условно: угадывается основная цветовая палитра, но при этом отсутствует пригодный для воспроизведения орнамент. Обращаясь же к акварели К.А. Ухтомского, можно отметить, что художник изобразил достаточно четкий, подходящий для реконструкции орнаментальный рисунок. Здесь акварель К.А. Ухтомского позволяет не просто дополнить картину, изображенную В.С. Садовниковым, но и опровергнуть ошибочную версию об отсутствии орнамента на ковре кабинета (см. Рис. 13,14).

Рис.13. Орнамент ковра на акварелях В.С. Садовникова и К.А. Ухтомского

Рис. 14. Готовая текстура ковра

Орнамент бумажных обоев был воссоздан на базе сопоставления акварелей и фотографий. Снова обращаясь к акварели В.С. Садовникова ^[17], мы видим, что зеленый фон покрывают более темные вензеля достаточно сложной формы. Более того, их рисунок совершенно лишен орнаментальной сути: уловить систематичную повторяемость схожих элементом или сложенных их них орнаментальных блоков не представляется возможным. Фотографии же К.К. Кубеша ^[15-16] дают совершенно другую информацию: рисунок на обоях кабинета имеет четкую структуру и состоит из двух сложных вензелей, соединенных по диагонали тонкими линиями, напоминающими ветви.

Рис 15. Реконструкция орнамента обоев по акварели и фотографии

Также стоит отметить, что наиболее ценной тут является фотография, снятая от большого окна к дверям, так как ракурс позволяет использовать ее, практически не корректируя перспективу, не растягивая и не деформируя рисунок. Соответственно, в данном случае в ходе сопоставления двух изобразительных источников мы получаем основную геометрию орнамента из фотографии, а реконструируем цветовую палитру по акварели (см. Рис. 15).

Таким образом, реконструкция орнаментальной отделки предполагает следование выработанному алгоритму с постоянным обращением к сопоставлению всех имеющихся изобразительных источников и воспроизведение в программе Sketch Autodesk оптимальной структуры рисунка, его цветовой палитры.

Перед описанием этапов работы по 3D моделированию предметов интерьера отметим ряд важных методических аспектов работы. Из-за большого объема работы по реконструкции элементов интерьера отдельные предметы проходят несколько стадий 3D реконструкции. В определенной последовательности каждый элемент интерьера проходит детальную обработку. Отдельные предметы интерьера, до которых не дошла очередь детальной проработки, воспроизводятся вначале эскизно. Они собираются из библиотечных элементов. На втором этапе работы каждый элемент восстанавливается по фотографиям вручную. Отметим, что на этапе реконструкции есть допустимый предел точности отрисовки геометрии в программе. Такие элементы геометрии как стыки деталей мебели (например, деревянных частей стула), болт крепления шарниров колесиков на стуле, клепки на ступенях чугунной лестницы и другие элементы могут быть воспроизведены с определенной степени точности.

Тяжелые темные шторы воссоздавались по следующей технологии: с помощью плагина ClothWorks был расширен инструментарий программы SketchUp и на воссозданный с помощью Match Photo каркас была нанесена ткань. Элементы двух различных драпировок были несколько раз скопированы и частично отражены для создания полного оформления одного окна.

Материал штор известен нам из текста описи: плотный зеленый бархат, мы нанесли его на все поверхности элементов полного оформления для одного окна.

На глухой стене расположено шесть крупных картин, пять из которых в тяжелых единообразных рамах, а также пять небольшого размера. На левом выступе стены у окна, выходящего на Адмиралтейство, висят еще две больших и четыре маленьких картины. На левом выступе находятся три прямоугольные картины и один портрет в овальной раме. Между окнами, выходящими во двор, висит крупная картина над зеркалом, еще две поменьше находятся между дальним от входа окном и выступом стены, где висит портрет. Внутри выступов оконных проемов также висят четыре картины среднего размера. Последние пять картин расположены на стене над фигурным креслом.

Реконструкция картин является достаточной сложной в силу ряда трудностей, возникающих на ее двух основных этапах: реконструкция рам предполагает выявление различных форм сложной резьбы и требует детальной проработки каждого ее типа, а воссоздание самого изображения в высоком качестве, позволяющем различить сюжет картины, зачастую не представляется возможным: оригиналы картин во многом утрачены, а данные источников размыты, фрагментарны, могут дать лишь черно-белое изображение.

Тем не менее, воссоздать некоторое количество рам и картин представляется возможным. На данном этапе оригиналы картин, которые могли висеть в кабинете, или их копии выявить не удалось, в будущем еще предстоит провести дальнейший поиск. Авторы акварелей и гравюр, фиксируя облик интерьеров рабочего кабинета императора в цветном и чёрно-белом исполнении, уделили внимание каждой мелочи, включая сюжеты картин. Более точно они представлены на черно-белых фотографиях интерьеров начала XX в. В случае, когда на разных изобразительных источниках удавалось идентифицировать одну и ту же картину, предпочтение отдавалось источнику, зафиксировавшему цвет, в данном случае акварели.

Работа с резьбой на рамах выполнялась по общему алгоритму. Текстура, наносимая на картины, интерпретируется как позолоченное дерево. Картины же вносились в реконструируемый интерьер согласно следующим этапам реконструкции:

1. Проецирование добавленной через Match Photo акварели на пустую плоскость в раме (см. Рис. 16);
2. Создание текстуры;
3. Растягивание или сжатие текстуры в пределах рамы;
4. Сохранение изображения как уникальной текстуры.

Рис. 16. Промежуточный этап реконструкции рам и размещения на них текстур полотен с помощью инструмента Match Photo

Таким образом, все доступные изображения были добавлены в качестве полотен в рамы; в том же случае, когда на графическом источнике была представлена только сама рама (в силу ракурса, с которого снимал фотограф или рисовал художник), мы добавляем в модель пустую раму без картины.

Каминная ширма, часы и скульптуры, стоявшие на камине, были выделены нами в каминный блок. Воспроизведение размеров предметов каминного блока и их геометрии (за исключением скульптурного бюста) проводилось с помощью инструмента Match Photo.

Далее мы столкнулись с самой сложной частью реконструкции предмета интерьера: воспроизведение лепнины. Дело в том, что графические источники не дают абсолютно точного изображения лепнины: на акварелях и даже фотографиях она выглядит достаточно смазано или вовсе отсутствует ^[19].

Рис.17. Реконструкция резьбы по дереву: каминные часы

Рис.18. Реконструкция мраморной лепнины: камин

Таким образом, воссоздать лепнину на камине или резьбу на часах мы можем лишь приблизительно. Тем не менее, здесь можно выделить основные этапы работы по воссозданию лепнины или резьбы:

1. Определить ясно читаемые формы: вензель, растительный рисунок, геометрия и т. д.;
2. Определить, насколько рисунок резьбы орнаментален: выявить минимальные повторяющиеся элементы, центр композиции;
3. Воссоздать повторяющийся элемент или составить его из более мелких элементов;
4. Копировать (или копировать и отражать) элемент по всей поверхности.

Таким образом, был воссоздан основной вензель на резных деревянных часах (см. Рис. 17) и симметричная мраморная лепнина на камине (см. Рис. 18).

Стоит сразу отметить, что камин, стоявший в Адъютантской комнате, по параметрам и лепнине идентичен камину в Нижнем кабинете.

Еще один объект, относящийся к этому блоку - каминная ширма. Здесь после проектирования основной геометрии были наложены тканевый материал и текстура полированного дерева (см. Рис.19).

Рис. 19. Реконструкция каминной ширмы на основе акварели В.С. Садовникова (слева)

Рис.20. Реконструкция бюста А.Х. Бенкендорфа в программе Skulptris Alpha 6

Также в работе был осуществлен опыт реконструкции скульптурных элементов без применения возможностей фотограмметрии.

Был воссоздан бюст А.Х. Бенкендорфа, располагавшийся на камине над резными каминными часами. Для проведения работы со скульптурой функционала программы SketchUp недостаточно, поэтому здесь была апробирована программа Skulptris Alpha 6. Она рассчитана на достаточно продвинутого в художественном аспекте пользователя; тем не менее, нам удалось по акварели, содержащей изображение бюста в профиль ^[20], вручную, используя так называемую «лепку», создать 3D-модель, подобную оригиналу (см. Рис. 20). На полученную заготовку бюста была наложена текстура (бронза).

Во-вторых, была проведена работа по идентификации статуэток, стоявших по две стороны от каминных часов: фигура слева представляет собой вставшего на дыбы коня и лежащего под ней человека, справа же стоят всадник на коне и гарцующий конь, которого сдерживает человек.

Наиболее четкое изображение статуэток, стоявших напротив часов, можно обнаружить на литографии с акварели В.Ф. Тимма ^[9]. Естественно предположить, что эти статуэтки, были отлиты из бронзы. Модели бронзовых статуэток были реконструированы гипотетически. Были взяты с современные фотографии скульптурных композиций Аничкова моста, обработаны в Adobe Photoshop и импортированы в программу SketchUp в виде плоскостных изображений и после размещены на камине.

Напольное зеркало и два настенных бра представляют единую систему оформления межоконного пространства напротив кровати императора.

Реконструкция зеркала, которое мы видим на акварельных изображениях, проводилась следующим образом. Через Match Photo была получена геометрия зеркала; отделки на нем, судя по акварелям, нет, соответственно после наложения зеркальной текстуры и текстуры дерева на раму мы можем объединить его в группу, подготовив к добавлению в модель. Отметим, что реальная отражающая поверхность появится у зеркала только после рендеринга в программе Twinmotion 2019.

Бра реконструируются с помощью технологий Match Photo весьма условно: мы имеем только базовый размер. Добиться же приближенного к оригиналу варианта позволяет проектирование вручную, когда, как пирамида, собираются один за другим элементы ножки, далее создаются более тонкие «рожки»: один, сгруппированный и раскопированный, преобразовывается в тройную развилку.

Текстура бра состоит, вероятно, из металла, покрытого сусальным золотом, соответственно эта текстура воспроизводится согласно основному алгоритму и накладывается. Далее этот предмет также преобразуется в группу (см. Рис. 21).

Рис. 21. Реконструкция бра с добавлением эффекта горящей свечи

Птичья клетка реконструируется по одному элементу, т.е. сектору, который мы можем заметить на акварели А.А. Козлова ^[22]. Элемент тиражируется, копированию задается траектория по окружности: как итог, имеем готовую клетку. Далее добавляется жердочка и наносится текстура: сусальное золото (см. Рис. 22). Элемент преобразуется в группу.

Рис. 22. Реконструкция клетки на основе воссоздания одного сектора

Все предметы были сгруппированы и подготовлены для рендеринга в общей сцене.

§8. Реконструкция предметов мебели Нижнего кабинета и Адъютантской комнаты

Реконструкция основных предметов мебели Нижнего кабинета предполагает моделирование, наложение текстур и добавление в общую сцену следующих объектов:

1. Рабочий стол Николая I
2. Туалетный столик
3. Два журнальных стола
4. Мягкая мебель и стулья
5. Походная кровать императора

Из предметов интерьера Адъютантской комнаты мы можем восстановить камин и винтовую лестницу, ведущую из нее в подвал, а также создать модели стола, дивана и зеркала, частично изображенные на фотографиях 1917 г.

Реконструкция столов Нижнего кабинета представляла собой поэтапное воссоздание четырех различных форм, характеризующихся отличными столешницами, ножками и размерами: длинный письменный стол у большого окна, квадратный журнальный стол на толстой ножке у дивана, небольшой круглый журнальный столик на трех ножках, располагавшийся у ближайшего ко входу в кабинет окна, квадратный высокий туалетный столик у зеркала.

Воспроизведение размеров столов и их геометрии проводилось с помощью инструмента Match Photo. Получив основную геометрию, мы приступили к подбору такого существенного элемента как ножки столов: они являются одной из наиболее сложных частей для проектирования в силу своей сложной резной структуры.

Прямоугольные ножки туалетного столика, сужающиеся от основания стола к полу, отличаются простотой, потому не требуют дополнительной проработки. У журнальных столиков также не наблюдается особо сложных форм: круглый столик стоит на высокой ножке, состоящей из двух блоков – цилиндрическая тонкая ножка перетекает в треногу, которая воссоздавалась с помощью инструмента «Арка».

Реконструкция же письменного стола предполагала воссоздание резных ножек, состоящих из нескольких блоков сферической формы: необходимость в процессе реконструкции ножек и спинок обращаться именно к разноплановым сферическим элементам стала толчком для отказа от применения в каждом отдельном случае технологии моделирования с нуля. Программа дает возможность сохранять любой элемент в группе и видоизменять его под каждый реконструируемый предмет: инструменты растягивания, отражения, копирования позволяют обходиться построением модели нескольких сферических форм и редактировать их в зависимости от конкретной ножки.

Далее на все предметы этого блока была наложена единая текстура: темное красно-коричневое полированное дерево (см. Рис. 23). Единственное исключение составляет покрытие письменного стола: вся столешница, не считая деревянной рамы шириной в 10 см, была затянута зеленым сукном (см. Рис.24).

Рис.23. Реконструкция журнальных и туалетного столиков

Рис.24. Реконструкция рабочего письменного стола Николая I

Результаты реконструкции сгруппированы и подготовлены для погружения в основную сцену.

Мягкая мебель Нижнего кабинета Николая I представлена тремя предметами: диван, кресло с прямоугольной спинкой, кресло с фигурной стенкой. Также сюда можно отнести стулья, так как их сиденья были оформлены мягкими подушками. Воспроизведение размеров предметов мягкой мебели и их геометрии проводилось с помощью инструмента Match Photo.

После воссоздания основной геометрии одного стула он был растиражирован: сопоставление всех имеющихся изобразительных источников показало, что в комнате стоят шесть стульев разной конфигурации. Один стул имеет простую спинку с одной широкой горизонтальной балкой, его ножки не соединены ничем, еще один стул имеет три перпендикулярных к основной широкой горизонтальной балке ажурных перекладины и такие же простые ножки, как у первого стула. Еще четыре объекта из этой группы обладают спинкой, состоящей из пяти перпендикулярных сиденью балок, соединенных ромбовидным узором, ножками, соединенными тонкими горизонтальными балками между собой.

Главной особенностью данных стульев являются металлические колесики, закрепленные на всех ножках. Эти мелкие элементы реконструировались, как и оконная фурнитура, отдельно от основного предмета, группировались по четыре штуки и насаживались на ножки каждого стула (см. Рис. 25).

Рис. 25. Модели колесиков для стульев

Основные сложности реконструкции диванов и кресел были связаны с элементами объемной обивки. В данном случае они были обтянуты мягкой набитой кожей, создающей стеганую неровную поверхность. И если в случае с диванными подушками мы могли воспользоваться плагином SkinBubble, а в реконструкции обивки сидений стульев – FreddoScale, то в воссоздании диванной поверхности с помощью плагина SkinBubble был реконструирован один групповой элемент, состоящий из четырех объемных ромбов, скрепленных посередине черной пуговицей (см. Рис. 26). Далее этот элемент копировался на все пространство спинок дивана и кресел, а места стыков «зашивались» вручную или «топились» в соседних плоскостях. Все объёмные материалы, согласно описи, покрывались зеленой кожей ^[21].

Рис. 26. Реконструкция элемента кожаной обивки

Диван и кресла обладают своим уникальным оформлением ножек, которые были воссозданы как из уже смоделированных видоизмененных элементов (кресла), так и проектировались с нуля, так как ножки дивана имеют форму перевернутого усеченного тетраэдра и специфический декор (см. Рис. 27). Обратим внимание и на структуру подлокотников: у фигурного кресла они объемные и обтянуты кожей, у кресла с прямоугольной спинкой они изогнутые деревянные, а диванные подлокотники совмещают в себе деревянную и кожаную части, причем деревянная часть покрыта резьбой, восстановленной частично из заготовок для камина, частично из новых элементов.

Рис. 27. Модели фигурных ножек кресел и дивана

Рис. 28. Мягкая мебель после проектировки в SketchUp 2019

После завершения оформления и нанесения текстур (темное коричнево-красноватое лакированное дерево и зеленая кожа) все предметы сохраняются как группы: они готовы для перенесения в пространство кабинета (см. Рис. 28).

Спальное место, которое Николай I оборудовал в своем Нижнем кабинете, представлено скромной складной армейской походной кроватью на восьми ножках, расположенной между диваном и камином перпендикулярно входу.

Опись предметов Нижнего кабинета содержит очень подробное и живое описание данной кровати: «Кровать деревянная полированная, складная о 8-ми ножках, соединенных между собой проножками, на медных петлях и медных крючках. Спинки кровати железные, обтянутые кожей. Затянута кровать парусиной, привязанной тесемками, к желтой коже по краям кровати. На ней: лит.а – матрац складной в наволочке из полосатого серого тика. Прошит сквозь наволочку тесемкой. Лит. б – матрац волосяной тонкий, обтянут с лицевой стороны красным сафьяном и оборотной замшей цвета крем, укрепленной помпонами того же цвета. Лит. в – матрац малый, тонкий в тиковой наволочке полосатого серого цвета, прошит сквозь наволочку тесемкой. Шаль восточная шерстяная темно-серого цвета, затканная рисунком в виде цветов и гюлей» ^[21].

На акварели В. Ф. Тимма ^[19] так же четко видна структура основного каркаса кровати: простые деревянные балки обтянуты тканью, сверху лежит постель с подушкой, покрытая серым покрывалом с чуть более темным орнаментом, неподдающимся распознаванию ни по одному изобразительному источнику.

Воспроизведение размеров кровати и ее геометрии проводилось с помощью инструмента Match Photo. Для воссоздания покрывала была проведена работа по поиску подходящего плагина-расширения, так как основной инструментарий программы SketchUp не позволяет создать эффект ниспадающей ткани: удалось установить и освоить функционал плагина ClothWorks, который позволил максимально реалистично воссоздать геометрию покрывала. Далее на поверхность данного объекта были наложены все необходимые текстуры: коричневато-красноватая древесина и серая орнаментальная ткань (см. Рис. 29).

Рис. 29. Походная кровать с покрывалом, реконструированным с помощью плагина ClothWorks

Затем готовый объект был преобразован в группу и вставлен в общую сцену между камином и диваном перпендикулярно входу: расположение кровати показало, что она находилась в существенной близости по отношению к камину и дивану, так как стояла в 20 сантиметрах от того и другого.

Один из ракурсов послереволюционной фотографии с видом из рабочего кабинета императора в сторону Адъютантской зафиксировал несколько предметов мебели, которые просматриваются за белой дверью (см. Рис. 30). Для более четкой идентификации предметов мебели в программе Adobe Photoshop был использован фильтр инверсии цветов, который позволил просветить все темные участки кадра. В результате визуального анализа на фотографии были идентифицированы следующие предметы интерьера: мягкая мебель (диван), зеркало у входа в Адъютантскую комнату, журнальный столик между окнами с задвинутым стулом, а также - по аналогии с соседней комнатой - между окнами над журнальным столиком располагалось бра для освещения комнаты в вечернее время.

Рис. 30. Результат инверсии цветовой палитры фотографии кабинета и Адъютантской комнаты в программе AdobePhotoshop

Вышеупомянутые предметы интерьера были реконструированы по аналогии с мебелью императорской комнаты - за исключением отдельных конструктивных элементов дивана. Ножки дивана были сделаны чуть выше в соответствии с фотографией Адьютантской комнаты. После построения моделей предметов мебели следующим этапом работы стало ее размещение в интерьерах комнаты в программе SketchUp 2019.

9. Размещение предметов интерьера в пространстве комнат, рендеринг и репрезентация проекта

Вопрос размещения предметов мебели в реконструированном пространстве Нижнего кабинета императора Николая I тесно связан с обозначенными нами выше этапами существования левой части современного 17-го зала Государственного Эрмитажа.

Сопоставление текстов описей и сравнительный анализ разновременных акварелей и фотографий, позволили утверждать, что с 1850 по конец 1920-х гг. позволяет условно выделить три основных этапа в истории интерьеров Нижнего кабинета, отмеченных годами составления описей, а именно 1859, 1910 и 1925-1926 гг. ^{[21, 23-24]}.

Тексты описей не выявили утраты или появления новых предметов в пространстве кабинета, но в процессе сопоставление акварелей и фотографий были выявлены существенные отличия в расположении таких предметов как стулья, столы, картины. Это прослеживается как на самых ранних изображениях, в работах А. А. Козлова ^[22], В.Ф. Тимма ^[19] и В.С. Садовникова ^[17], акварели К.А. Ухтомского ^[18], так и на фотографиях, снятых после 1917 г.

На акварели К.А. Ухтомского ^[18], написанной художником в середине XIX в., исчезает со стены портрет великого князя Михаила Павловича, висевший рядом с окном кабинета, выходящим на Адмиралтейство, с глухой стены были сняты восемь небольших картин, располагавшихся между крупными картинами над диваном и выступом стены у окна, исчезла картина над зеркалом, в то время как на нижней части свода над кроватью императора была размещена картина, которая ранее там отсутствовала; был переставлен круглый столик на трех ножках из центра комнаты к окну, расположенному у выхода из помещения в Адъютантскую комнату. На фотографиях Кубеша ^[15-16], датированных 1917 г., мы тоже видим изменения в расположении на стенах помещения картин: крупная картина в тонкой раме, висевшая над камином, была снята. Тем не менее, стоит отметить, что ряд изменений, зафиксированных на акварели К.А. Ухтомского, был отменен, т.е. убрана картина с выступа свода над кроватью императора, круглый столик был возращен в центр помещения, на правой стене между выступом снова были вывешены небольшие картины в круглых и прямоугольных рамах. Возможно, в этот период сотрудник, который отвечал за сохранность Мемориальных комнат, сделал перестановку как раз на базе упомянутых выше трех работ, датированных 1854-1855 гг.

Таким образом, размещая предметы интерьера в пространстве Нижнего кабинета, мы в первую очередь ориентируемся на акварели А. А. Козлова и В.С. Садовникова, а также литографию В.Ф. Тимма (см. Рис. 31-35).

Рис. 31. Интерьер Нижнего кабинета в программе SketchUp 2019: вид от входа

Рис. 32. Интерьер Нижнего кабинета в программе SketchUp 2019: вид от окна на Адмиралтейство

Рис. 33. Интерьер Нижнего кабинета в программе SketchUp 2019: вид сверху

Рис. 34. Интерьер Адъютантской комнаты в программе SketchUp 2019: вид от входа в кабинет

Рис. 35. Интерьер Адъютантской комнаты в программе SketchUp 2019: вид от входа из сеней

Следующим этапом работы стала подготовка к визуализации модели рабочего кабина и Адъютантской. Важной составляющей, на которой будет концентрироваться внимание пользователя, является вид из окна, или фоновая застройка. Этот вид изменялся во времени.

Для демонстрации конечного продукта планировалось создание панорам и видео 360 градусов. Нами были выбраны ракурсы 3D рендера, в которых точка обзора комнаты находится на чуть большем удалении от окна, а шторы частично задвинуты. Фоновая застройка была передана современной фотографией, снятой с необходимых ракурсов - с окон комнаты № 17 и соседней комнаты. Фотографии были размещены на специальных панелях напротив каждого окна. Общая итоговая 3D модель была сохранена в программе SketchUp для дальнейшего этапа визуализации.

Поскольку в программе SketchUp 2019 был собран полностью интерьер кабинета, на этапе визуализации предстояла работа менее сложная технически, но также требовавшая особых навыков настройки визуальных свойств материала.

Рис.36. Пример настройки фактуры позолоченного дерева на раме в программе Twinmotion 2019

Рис. 37. Рендер модели винтовой лестницы из Адъютантской комнаты в подвал в программе Twinmotion 2019

Созданная 3D модель в формате skp (версия 8) была импортирована в программу Twinmotion 2019 и размещена на 3D сцене, далее были добавлены источники света (солнечный свет и пара источников света на месте бра). По каждому элемента интерьера шла детальная проработка свойств материала: степень освещенности, отражение, настройка фактуры и другие. Для отдельных материалов, таких как стекло, зеркало, позолота картин (См.Рис. 36), чугун (см. Рис. 37) использовались готовые настройки материала в Twinmotion 2019.

Рис. 38. Рендер интерьера «Нижнего» кабинета в программе Twinmotion 2019: вид от входа

Для создания эффекта отражения напротив зеркала в комнате размещался компонент программы, отвечающий за отражение, далее настраивалась чистота отражения и степень запыленности зеркала (см. Рис. 38).

Рис. 39. Рендер интерьера Нижнего кабинета в программе Twinmotion 2019: вид от окна на Адмиралтейство

Рис. 40. Рендер интерьера Адъютантской комнаты в программе Twinmotion 2019: вид от входа в Кабинет

Достижение фотореалистичного эффекта свойств материала при 3D рендере - весьма сложный, длительный процесс, он требует тонких программных настроек. К сожалению, программа на первом этапе работы с материалом не позволила сделать ворс напольного ковра более объёмным. Возможно, более поздняя проработка текстурных карт поможет добиться необходимого объёма (см. Рис. 39-40).

Рис. 41. Рендер интерьера Адъютантской комнаты в программе Twinmotion 2019: вид от входа из сеней

После настройки материалов в программе были определены ракурсы рендера высококачественных изображений интерьеров (см. Рис. 38-41), точки рендера панорам и точки съёмки видео 360 (см. Рис. 42-44).

* * *

Перейдем к описанию работы по созданию видео 360. Отталкиваясь от современного облика комнаты № 17, были выбраны показательные точки обзора, с которых посетитель музея или экскурсовод может, стоя в комнате, увидеть сохранившиеся фрагменты интерьера и это же место на исторической 3D реконструкции с помощью видео 360. Выбранные точки были сохранены в программе Twinmotion 2019. Затем в программе был поставлен этап рендера панорам в формате jpg 8K.

Рис. 42. Рендер интерьера Нижнего кабинета в Twinmotion 2019: панорама 1

Рис. 43. Рендер интерьера Адъютантской комнаты в Twinmotion 2019: панорама 2

Рис. 44. Рендер интерьеров Нижнего кабинета и Адъютантской комнаты в Twinmotion 2019: панорама 3

Полученные панорамы импортировались в программу Adobe Premiere, после чего кадр растягивался до длительности 1,5 минуты, накладывался звук окружающей среды. Итоговый файл сохранялся в формате 4k, формате видео mp4 кодеком H264.

Для того чтобы мобильные устройства и планшеты воспроизводили файл как видео 360, необходимо добавить метаданные файла. Нами была использована программа Spatial Media Metadata Injector, предложенная компанией Youtube. После обработки файлы загружаются на сайт Youtube.

Чтобы пользователи виртуальной реконструкции комнаты №17 и экскурсоводы могли открыть нужное видео 360 в необходимой точке просмотра на мобильном устройстве, потребуется заранее подготовить QR коды на каждое видео (QR-код — от англ. Quick Response Code — код быстрого реагирования, матричный штрихкод). Сгенерировать QR код на видео с Youtube можно с помощью интернет ресурса онлайн генератора QR кодов ^[25]. В результате получается QR код в виде картинки, который можно разместить в виде небольших информационных стендов в комнате или раздать посетителям музея в необходимой точке просмотра (см. Рис.45).

Рис.45. QR код панорам 1-3

С помощью приложения на планшете или телефоне по QR коду телефон открывает необходимую ссылку и запускает приложение Youtube, в котором воспроизводится видео 360. При наличии акселерометра в планшете или в мобильном устройстве, устройство просмотра реагирует на поворот и так же меняет ракурс просмотра. Такая технология демонстрации может очень быть удобной в ходе экскурсии при просмотре видео 360 в очках: появляется дополненная реальность, которая существует параллельно с реальным, сегодняшним обликом объекта реконструкции. Результаты работы также доступны в Youtube по ссылкам ^[26-28].

* * *

В результате проведённой работы была построена виртуальная модель интерьеров Нижнего кабинета Николая I и выявлена роль этого небольшого, но такого знакового пространства повседневной жизни императора в 1850-1855 гг. В ходе работы были раскрыты особенности данных интерьеров, перекликающиеся с личностными качествами Николая I: изолированная, просто меблированная комната, которая в последние годы жизни императора приобрела полифункциональное значение, отвечала его внутренним запросам.

Нам удалось на основании соотнесения разновременных и разноплановых источников нескольких типов посредством сформированного пакета программного обеспечения (SketchUp 2019, Adobe Photoshop, Sketch Autodesk, Skulptris Alpha 6, Twinmotion 2018), воссоздать основной прижизненный интерьер Нижнего кабинета Николая I в Зимнем дворце. В процессе работы были подобраны оптимальные алгоритмы работы с источниками на всех этапах реконструкции того или иного элемента интерьера.

Результаты данного исследования могут быть реализованы в мультимедийном пространстве музейного комплекса «Государственный Эрмитаж» и быть экспонированы с помощью технологий дополненной реальности и видео 360 градусов с помощью QR кодов, а также на платформе YouTube и т.д.

Авторы выражают глубокую признательность Д.Ю. Гук, канд. филол. наук, старшему научному сотруднику отдела археологии Восточной Европы и Сибири Государственного Эрмитажа, за консультации и предоставление возможности доступа к источникам, а также чл.-корр. РАН Л.И. Бородкину, зав. кафедрой исторической информатики МГУ за организационную поддержку проекта.