Реализация проектов по лазерной съемке уникальных памятников ар-хитектуры позволяет с уверенностью утверждать, что через многие го-ды, при любой степени поврежденности можно будет проверить точность реставраторского вмешательства, сохранить исторический вид культур-ных ценностей, не превращая их в «новодел»

Т.Б. Троицкая (НПК «Йена Инструмент»)

Вопросам проведения лазерного сканирования при решении геодезических задач, создании крупномасштабных инженерно-топографических планов предприятий и месторождений в интересах энергетической, нефтегазовой, горнопромышленной отраслей специалисты компании ООО НПК «Йена Инструмент» посвятили немало публикаций. В этой статье рассматривается применение технологии лазерного сканирования для реализации проектов по съемке архитектурных сооружений.

Всего несколько лет назад трудно было представить, что трехмерные модели будут внедряться в документацию, постепенно вытесняя бумажные чертежи. Технология лазерного сканирования занимает прочные позиции при решении многих задач, связанных с высокоточными измерениями.

Лазерное сканирование с построением полигональной модели в архитектуре уже вполне обыденное явление. Трехмерная модель здания может быть использована для проектирования пристроек и наружных сооружений на фасадах, дополнительных конструкций внутри здания. Возможен контроль соответствия конструкций проекту (исполнительная съемка), причем как во время строительства, так и по его окончании. Для этого достаточно совместить проектную модель с моделью, полученной по данным съемки на текущий момент. В результате можно не только увидеть, но и промерить отклонения, проконтролировать соответствие технологическим допускам. С использованием трехмерной модели легко вычислить объем необходимых для реставрации материалов, составить обмерные чертежи конструктивных элементов без проведения обмерных работ. Подробное сканирование может выявить элементы, нуждающиеся в реставрации, но незамеченные при визуальном осмотре.

Виртуальное решение реальных технических вопросов строительства и эксплуатации зданий лишь одна из многих возможностей, предоставляемых лазерным сканированием. Не менее важно сохранение культурного наследия путем создания цифровых, по сути вечных, моделей старинных усадьб, храмов, дворцов. С этой точки зрения измерительные работы можно сравнить с искусством.

Специалистами НПК «Йена Инструмент» для подготовки к реставрации была проведена лазерная съемка объектов музея-усадьбы Государственного историко-художественного и литературного музея-заповедника «Абрамцево».

Первое упоминание об Абрамцеве («пустоши Обрамкова») относится к XVI в. В XVIII в. на территории пустоши была устроена барская усадьба с господским домом и регулярным садом. В 1843 г. усадьбу приобрел известный писатель, театральный критик и, кстати, первый директор Константиновского межевого института (ныне Московский государственный университет геодезии и картографии) С.Т. Аксаков.

Дом Аксаковых был средоточием духовной жизни России середины XIX в. В Абрамцеве гостили Н.В. Гоголь, И.С. Тургенев, М.С. Щепкин, А.С. Хомяков, М.П. Погодин, Н.М. Загоскин, Ф.И. Тютчев. В 1870 г. усадьбу приобрел промышленник и меценат С.И. Мамонтов. Созданное им творческое объединение вошло в историю русского искусства под названием Абрамцевского художественного кружка. В имении Мамонтова отдыхали и творили талантливые художники, музыканты, актеры того времени: И.Е. Репин, В.Д. Поленов, М.М. Антакольский, В.М. Васнецов, М.В. Нестеров, М.А. Врубель, В.А. Серов, Ф.И. Шаляпин, Н.И. Забела. Здесь были созданы большинство картин М.А. Врубеля и такие живописные полотна, как «Пруд в Абрамцево» В.Д. Поленова, «Аленушка», «Три богатыря» В.М. Васнецова, «Девочка с персиками» В.А. Серова. Усадьбу украшали оригинальные архитектурные сооружения. В 1920 г. решением Наркомпроса был создан музей-усадьба «Абрамцево», в 1930-е годы на территории усадьбы был построен лечебный корпус и открыт дом отдыха, где, в частности, В.И. Мухина работала над созданием макета скульптуры «Рабочий и колхозница».

Рис. 1. 3D модель и фрагмент фасадного чертежа "Главного усадебного дома"

«Главный усадебный дом» Абрамцево представляет собой двухэтажное деревянное здание с двумя флигелями, в котором воспроизведена обстановка барской усадьбы, представлены элементы интерьера, в частности печь, покрытая изразцами, созданными М.А. Врубелем.

Триангуляционная модель «Главного усадебного дома» представляет собой точное целостное изображение, позволяющее рассмотреть дом в деталях, под любым углом, построить чертежи любого уровня от фасадного до фрагментов здания.

Невдалеке от главного здания расположен домик, где жил и работал В.Д. Поленов, сейчас это музей художника. «Поленовская дача» стала следующим объектом работ по лазерному сканированию.

Рис. 2. 3D модель и фрагмент фасадного чертежа "Поленовской дачи"

Специалисты НПК «Йена Инструмент» создали трехмерные модели еще двух объектов, расположенных на территории музея-усадьбы, «Избушки на курьих ножках» и церкви Спаса Нерукотворного для сохранения в цифровом виде информации о геометрии этих сооружений.

Рис. 3. 3D Модель Преображенской церкви

В уникальном историко-архитектурном музее-заповеднике «Кижи», представляющем собой комплекс деревянных сооружений на одноименном острове Онежского озера, была проведена съемка двадцатидвухглавой Преображенской церкви памятника деревянного зодчества XVIII в. Церковь имеет сложную объемно-пространственную конструкцию высотой 41 м (с крестом). Перед специалистами НПК «Йена Инструмент» была поставлена задача детально зафиксировать существующее пространственное положение элементов и конструкций церкви, с которой они успешно справились. Сканирования проводились лазерными сканерами ILRIS 3D (Optech, Inc.) и FARO LS (FARO Technologies).

Остров Кижи по сути музей деревянной архитектуры под открытым небом, включающий памятники Кижского погоста, внесенные в Список всемирного исторического и культурного наследия ЮНЕСКО, крестьянские дома с хозяйственными постройками и самую древнюю деревянную церковь в России церковь Воскрешения Лазаря из Муромского монастыря.

Преображенская церковь входит в основной состав экспозиции музея-заповедника, за ее реставрацией следит весь мир.

Коломенское уникальное место, где в течение многих веков создавались, собирались и бережно хранились памятники отечественной истории и культуры. Здесь, на земле, полной легенд и преданий, в 1923 г. на основе архитектурного ансамбля загородной усадьбы великих князей был основан музей, со временем превратившийся в архитектурный и художественный музей-заповедник «Коломенское», занимающий площадь 390 га.

Рис. 4. Храм Вознесения Господня. Внешний вид

Рис. 4. Храм Вознесения Господня. Полигональная модель

Среди достопримечательностей музея-заповедника выделяется церковь Вознесения Господня, построенная в 1532 г. Это один из первых шатровых каменных храмов на Руси, служивший летней домовой церковью русских царей в XVI XVII вв. В 1996 г. храм был включен в Список всемирного исторического и культурного наследия ЮНЕСКО. При демонстрационной лазерной съемке храма Вознесения Господня в 2003 г. был выявлен прогиб кровли, что обусловило решение о начале реставрационных работ.

Рис. 4. Храм Вознесения Господня. "Облако точек", где виден прогиб кровли

Рис. 4. Храм Вознесения Господня. Трехмерная модель

Реализация проектов по лазерной съемке уникальных памятников архитектуры позволяет с уверенностью утверждать, что через многие годы, при любой степени поврежденности можно будет проверить точность реставраторского вмешательства, сохранить исторический вид культурных ценностей, не превращая их в «новодел». Приходится только сожалеть, что невозможно провести лазерное сканирование многих уже утраченных памятниках прошлого.