Чердынь является одним из немногочисленных городов Урала и России в целом, сохранившим свою уникальную и индивидуальную архитектуру. Если в городах-мегаполисах каждую четверть века мы можем наблюдать кардинальные изменения в архитектуре и планировке, то Чердынь остаётся неповторимой и неизменной на протяжении двух последних столетий.

Город интересен архитекторам, занимающимся реконструкцией зданий, возведённых в XVII–XIX вв. Практически все центральные улицы города представлены аккуратными и изящными усадьбами, торговыми лавками, образовательными учреждениями, построенными купцами и промышленниками, жившими в Чердыни и занимавшимися торговлей и производством различных товаров, транспортировкой грузов по рекам [1].

Прогуливаясь по центральным улицам Чердыни, мы обращаем внимание на элегантные купеческие особняки с аккуратно выложенными из кирпича стенами и декоративной кладкой; выходим к центральной площади Чердыни, и по улице Юргановской нашему взору предстают два изящных здания — здание Женской гимназии и здание Мужского приходского училища, в которых ныне размещены экспозиции Чердынского краеведческого музея.

В 2022 году мне довелось посетить Чердынь и, прогуливаясь по городу, я присел на лавочку напротив здания женской гимназии (ныне — выставочный зал ЧКМ, ул. Юргановская, 60) и набросал небольшой эскиз юго-восточного угла здания.

После возвращения домой эскиз был доработан. В ходе его разработки пришла идея о создании комплексной виртуальной модели здания женской гимназии на момент первой декады XX века (1905–1915 гг.). Так стартовало обширное исследование и развитие целого направления в области архитектурной визуализации и реконструкции старинных зданий и сооружений.

Воссоздание старинных зданий в цифровом пространстве подразумевает целый комплекс работ. Большое количество времени занимает поиск информации, чертежей, документов, подготовленных в процессе строительства, фотографий или произведений искусства в определённый период истории. Также уделяется внимание методам строительства, применявшимся на рубеже XIX–XX вв., и исследованию источников материалов, использованных в строительстве зданий Чердыни.

Благодаря поддержке администрации Чердынского краеведческого музея была получена возможность обратиться к архивам и воспользоваться подборкой документов, чертежей и фотографий, созданных в период конца XIX — начала XX вв.

Помимо исследований в архивах музея, Государственного архива Пермского края и поиска в сети интернет, отдельным этапом является обмер и создание фотографий текущего состояния здания. Вооружившись рулеткой, лазерной рулеткой, фотоаппаратом и планшетом, я сфотографировал и произвёл обмер зданий женской гимназии и мужского приходского училища со всех сторон.

Особое внимание было уделено отдельным элементам фасадов и конструкциям зданий. Фотографии служат основой для создания модели здания. Но для большей точности были сняты размеры отдельных кирпичей и цемента, используемого при кладке.

В ходе исследования выполнен поиск фотографий Сергея Михайловича Прокудина-Горского, совершившего экспедицию на Урал в 1910–1912 годах. Особое внимание уделено строительным материалам, использовавшимся в конце XIX века. Полученные данные приобрели особую ценность при воссоздании текстур поверхностей в рамках разработки виртуальной модели исторического здания.

Отличительной особенностью фотографий, созданных С.М. Прокудиным-Горским, является возможность реконструировать визуальное восприятие города и его архитектурного облика с высоты водонапорной башни в Чердыни (возведена в 1899 году), располагавшейся на современном перекрёстке улиц Юргановской и Верещагина. Съёмка 1912 года охватывает основные направления обзора, формирующие панорамное представление о городской среде того периода [3].

Фасады и планы зданий из альбома 1910 года

В архиве музея хранится уникальный альбом, оказавший помощь в изучении проектов учебных заведений Чердынского уезда, существовавших в 1910 году. В альбоме представлены фасады и планы как Чердынской женской двухклассной гимназии, так и мужского приходского училища.

В 1910 году активно использовались сажени: все масштабы в чертежах представлены в саженях. В ходе исследования потребовалось преобразовать единицы измерения из саженей в метры, сантиметры и миллиметры. Благодаря собственным измерениям, проведённым в ходе сбора материалов и данных, анализ чертежей этажей зданий из альбома стал проще.

На планах этажей здания показаны основные архитектурные и инженерные элементы. Чертежи из альбома помогли проанализировать расположение печей и каминов, а также дымоходов, что пригодилось в дальнейшем при моделировании стен здания, стропил и крыши.

В отличие от современных чертежей, на чертежах 1910 года обозначены галтели, оформляющие углы сопряжения стен и потолков. Данная особенность позволяет чётко идентифицировать помещения, в которых применялась декоративная лепнина, а также определить занимаемую ею площадь потолочной поверхности.

Основные цели проекта

Музеи зачастую размещаются в исторических зданиях, и Чердынский краеведческий музей не является исключением. Каждое здание, занимаемое музеем, представляет собой яркий пример инженерной мысли и строительного искусства XIX века.

В рамках разработки концепции проекта виртуальной модели здания были сформулированы следующие научные и прикладные цели:

1. Воссоздать исторический облик здания, соответствующий периоду первой четверти XX века.
2. Исследовать архитектурно-инженерные приёмы, применявшиеся в строительстве в XIX веке.
3. С помощью технологий компьютерного моделирования воспроизвести ключевые архитектурные и конструктивные элементы здания.
4. Сформировать библиотеку цифровых объектов и материалов, пригодных для использования в последующих проектах реконструкции исторических сооружений.
5. Создать художественно-документальную визуализацию архитектурного объекта.
6. Разработать обучающий курс для специалистов в области архитектуры и компьютерной графики (CG-художников).
7. Использовать разработанную модель в качестве инструмента визуальной презентации — в мультимедийных материалах и презентациях.
8. Подготовить цифровую модель к интеграции в картографические сервисы (Яндекс Карты, 2ГИС, Google Карты).
9. Популяризировать знания о Чердыни и Чердынском краеведческом музее среди профессионального сообщества (архитекторов, дизайнеров, строителей, художников).

Достижение каждой из поставленных целей потребовало решения комплекса исследовательских и практических задач, включая:

• проведение историко-архитектурных исследований;
• анализ архивных материалов и технической документации;
• консультации и дискуссии со специалистами в области архитектуры, строительства и реставрации исторических зданий;
• освоение и адаптацию современных методов 3D-моделирования и визуализации;
• разработку методических подходов к цифровой реконструкции архитектурных объектов.

Виртуальная модель здания Женской Гимназии

Современные инструменты компьютерного моделирования и воссоздания трёхмерных поверхностей на основе фотографий и лазерного сканирования позволяют с высочайшей точностью воспроизвести как фасады зданий, так и их интерьеры со всеми деталями.

Проект разбит на несколько крупных этапов:

• Этап 1. Моделирование стен.
• Этап 2. Моделирование окон и дверей.
• Этап 3. Моделирование элементов фасадов.
• Этап 4. Моделирование стропил и кровли.
• Этап 5. Моделирование декоративных элементов интерьера.
• Этап 6. Моделирование интерьеров.

Каждый этап включает ряд отдельных задач и подзадач, в ходе выполнения которых создаётся определённый элемент здания.

На первом этапе были воссозданы стены здания, на втором — окна и двери, на третьем — уточнены и доработаны детали элементов фасадов, на четвёртом этапе — воссоздана кровля здания (рис. 9А и 9Б).

В основе компьютерной модели лежит полигональная модель с высокой детализацией [1]. Стены здания на этапе планирования процесса разделены на несколько отдельных групп (рис. 3), отвечающих за определённую часть стены или декоративной кладки на основе формовочных кирпичей. Это позволило точно управлять размещением текстурных карт кирпичной кладки и фасадной штукатурки на поверхностях, а при моделировании материалов добавило разнообразие и неравномерность, что повысило реалистичность образа.

Благодаря архивным фотографиям была воссоздана решётка и конструкция навеса над входной группой. В отличие от современной решётки, до середины XX века использовалась более массивная, но в то же время более элегантная — с сердечками и завитками.

Окна были воссозданы на основе реальных окон, использовавшихся в здании. Если обойти здание вокруг и подойти к нему с западной стороны, можно увидеть оригинальные окна, установленные в первой декаде XX века, во времена постройки пристроя. Эти окна послужили опорой при создании цифровой копии.

В ходе исследований и обсуждений планов совместно с директором музея Ириной Николаевной Трофимовой была обнаружена и обследована одна интересная особенность ворот и оград, прилегающих к зданию Женской гимназии и занимающих пространство между Женской гимназией и Мужским приходским училищем. На фотографиях первой декады и середины XX века можно увидеть в больших воротах маленькие дверцы, которые позволяли проходить студентам и сотрудникам без открытия створок ворот целиком. В модели эта особенность была учтена и воссоздана с учётом конструкций и возможно применённых решений.

Одним из преимуществ строительства в Чердыни была доступность материалов: практически все основные материалы добывались или производились на производствах, окружавших город и расположенных в близлежащем районе. Исключением являлись металлоконструкции, созданные из швеллеров и рельсов. Их доставку могли осуществлять как по Уральской горнозаводской железной дороге через Усолье (станция Веретье Луньевской ветви УГЖД в XIX веке), так и по рекам бассейна Камы на пароходах с баржами. Строительство комплексных сооружений для Чердыни не представляло большой сложности благодаря транспортной доступности, особенно в летний период, когда реки освобождались ото льда.

Рельсы использованы не только в воротах, но и при возведении здания женской гимназии в межэтажных перекрытиях. Что особенно примечательно, ворота позволяют взглянуть на рельсы стандартов конца XIX века — начала XX века. В те времена рельсы были рассчитаны на меньшую нагрузку и обладали профилем, отличающимся от современных рельсов.

В видео продемонстрирована анимация ворот с встроенными малыми дверями, а также представлены два варианта текстурного оформления конструктивных элементов.

Конструкция ворот изначально проектировалась с учётом последующей анимации: створки и малые двери могут быть анимированы как по отдельности, так и в составе единой системы. Аналогичным образом предусмотрена возможность анимации окон — их можно открывать и закрывать в соответствии с заданными сценариями.

На текущем этапе реализации проекта созданы цифровые модели фасадов, оконных конструкций, ворот и кровли. В настоящее время ведётся работа над воссозданием интерьеров. При моделировании интерьеров применяются технологии фотограмметрии и цифрового скульптинга, что позволяет с высокой точностью воспроизводить лепнину на стенах и другие декоративные элементы, использовавшиеся в оформлении помещений.

Фотограмметрия позволяет сформировать опорную геометрию, на основе которой выстраивается окончательная модель с высокой детализацией. Такая модель может быть использована в дальнейшем для:

• 3D-печати пресс-форм;
• изготовления утраченных фрагментов декоративных элементов.

В процессе моделирования и анализа собранных материалов выявлено, что над входной группой в зоне прохода располагается не глухая стена, а полноценный проём, закрытый оконной рамой с фанерой. Данный проём имеет декоративное оформление. В перспективе его можно адаптировать в качестве дополнительного окна для улучшения освещённости лестничного марша. Для этого может потребоваться переработка входной группы и навеса над ней. Опыт работы с архивными материалами показал, что архитектурные проекты прошлого не уступали по качеству и исполнению современным прогрессивным проектам, за тем исключением, что сейчас мы строим в высоту. Общественные здания, такие как учебные заведения, планировались с учётом количества учащихся и их потребностей; Женская гимназия не являлась исключением. Чертежи, подготовленные студентами‑мастеровыми, помогли сориентироваться в том, как осуществить моделирование объектов и какие инженерные сети существовали в здании более ста лет назад, а также связать их с городской инфраструктурой, существовавшей в начале XX века.

Автор Дмитрий Чехлов | e-mail: dimson3d@yandex.ru | VK: https://vk.com/dimson3d | Телефон: +7(965)512-07-25

Ссылки и сноски:

[1] Северное Прикамье — история научного поиска, изучения и музеефикации. Сборник материалов научно-практической конференции, посвященной 125-летию Чердынского краеведческого музея им. А.С. Пушкина и 80-летию со дня рождения Г.Н. Чагина. г. Чердынь, 2024 год. Из статьи со стр. 327 «Воссоздание облика здания XIX в. Разработка 3D-модели здания женской гимназиив г. Чердынь, Пермский Край», автор Чехлов Д.А. Ссылка: https://cherdynmuseum.ru/2025/08/04/краеведение-в-полном-его-объёме/

[2] Title: G. Cherdynʹ | Title Translation: City of Cherdyn | Creator(s): Prokudin-Gorskiĭ, Sergeĭ Mikhaĭlovich, 1863-1944, photographer | Date Created/Published: [1910] | Medium: 1 negative (3 frames) : glass, b&w, three-color separation ; 24 x 9 cm. | Reproduction Number: LC-DIG-ppem-02304 (digital color rendering from digital files from glass neg.) LC-DIG-prokc-20690 (digital color composite from digital file from glass neg.) LC-DIG-prok-10690 (detail of digital file showing single frame from glass neg.) LC-DIG-prok-00690 (digital file from glass neg.) | Rights Advisory: No known restrictions on publication. For additional information on commercial use, see «Prokudin-Gorskii…,»(https://hdl.loc.gov/loc.pnp/res.237.prok) | Access Advisory: Restricted access. For reference access, please use the digital images in the online catalog to preserve the fragile original items. | Call Number: LC-P87- 4443 [P&P] LOT 10335-B, | Repository: Library of Congress Prints and Photographs Division Washington, D.C. 20540 USA

[3] «Водопровод для Чердыни», ссылка: https://125letbashne.cherdynmuseum.ru/

[4] Лукьянин В. П., Больше века на службе России. Екатеринбург, ООО «СВ-96», ISBN 589516054-9