Моделирование архитектурных украшений Исаакиевского собора

Актуальность

3D-моделирование является важным инструментом в изучении и сохранении культурно-архитектурного наследия. Исторические здания разрушаются, сносятся, перестраиваются, в результате чего часть важных деталей может быть утеряна навсегда.

Развитие информационных технологий привело к появлению программных средств, возможности применения которых выходят далеко за рамки их прямого назначения. Так, например, произошло с программами трёхмерного моделирования. В связи с развитием компьютерных технологий, 3D-моделирование позволяет в точности воссоздать все особенности архитектурных сооружений изучаемого периода, метод строительства и материал, из которого они построены.

Развитие технологий 3D-моделирования даёт нам широкие возможности – теперь исследователь на основе различных типов данных, в том числе снимков из космоса, сможет воссоздать изучаемый объект. В исторических исследованиях это может послужить хорошим подспорьем, и, как говорит древняя пословица: «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать».

Исаакиевский собор в Санкт-Петербурге является четвёртым по величине купольным храмом в мире. Помимо архитектурной уникальности собор известен многочисленными живописными и мозаичными картинами, авторами которых являются выдающиеся российские художники.

Выбор объекта в качестве предмета исследования проекта обусловлен его культурно-историческим значением.

Цель

3D-визуализация архитектурных украшений и декораций Исаакиевского собора в двух вариантах.

Задачи

1.  Исследование архитектуры Исаакиевского собора.
2.  Создание моделей архитектурных декораций.
3.  Получение опыта работы в 3D-сфере.
4.  Создание текстур.
5.  Создание двух видов освещения.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Компьютер с установленным программным обеспечением

Описание

Сначала были созданы модели различных архитектурных элементов:

• дверь собора,
• украшения окон,
• детали под фронтоном,
• рёбра на стенах,
• небольшие люки на крыше,
• рёбра на куполах.

Затем были доработаны окружение и основа собора:

•      Исправлены длина и ширина собора.

•      Добавлено вольное окружение (коричневый пол с ограждением).

Добавление материалов и текстур происходило после ознакомления с фотографиями Исаакиевского собора. Например, для стен автор брал текстуры серого мрамора, для крыши – зелёный металл, для купола – материал золотого цвета. Для добавления текстур автор использовал технологию узлов (nodes).

Текстурирование осуществлялось с помощью технологии узлов (nodes) и встроенного в Blender 3D аддона Node Wrangler. Этот аддон автоматически создаёт группу узлов при условии, что были выбраны изображения. После наложения изображения на объект, если нужно, происходит корректировка размера и позиции изображения.

Освещение

В проекте автор использовал два вида освещения: HDRI и встроенные в Blender источники света.

Управление уровнем освещённости HDRI используется для создания окружения, которое обеспечивает подходящее натуральное освещение собору (дневной и ночной свет).

Встроенные в Blender источники света используются для подчёркивания архитектурных деталей в ночное время суток.

Анимация

Для презентации модели собора сделаны анимации полёта камер.

Для записи движения камеры автор использовал метод анимации в реальном времени (active input), появившийся в версии Blender 2.91: после нажатия сочетания клавиш «shift + `» (позволяет управлять камерой клавишами WASD) и включения записи, автор вручную «пролетел» камерой над собором. После этого, открыв редактор графических представлений (graph editor), нажимая сочетание клавиш «alt + o», сглаживал кривые анимации, для того чтобы движения камеры стали плавнее.

Обработка видео

Для обработки видеоанимаций полёта камер была использована программа Adobe Premiere.

Два видеоряда были совмещены на одном экране. Это было сделано для того, чтобы показать различия между дневным и ночным освещением собора во время полёта камеры.

В качестве музыкального сопровождения была использована композиция Мориса Равеля «Струнный квартет фа мажор».

Результаты работы/выводы

Модель Исаакиевского собора с архитектурными декорациями и двумя видами освещений. Сделаны две анимации полёта камеры в ночное и дневное время суток (видео в формате MP4, длиной 37 секунд, 30 кадр/с).