«Памятники культуры – это генераторы духовной энергии, вложенной в них теми людьми, которые их создавали, а также теми людьми, которые на протяжении многих веков им поклонялись. Разрушая памятники культуры, мы разрушаем самое ценное – духовную энергию народа»
Ф. А. Абрамов
Принимая проект на выполнение, мы автоматически подписываемся под знаком качества полученного и обработанного материала. Так, мы уже неоднократно беремся за подготовку объектов культурного наследия к реставрационным работам, что требует повышенного внимания к каждой детали.
Пожалуй, предмет нашего рассказа не просто нуждается в пристальном внимании и трепетном подходе реставраторов, а беспрекословно достоин быть восстановленным в своем былом величии. Помышляли ли когда-нибудь белокаменные стены Успенского Собора во Владимире, что будут отсняты на камеру беспилотника и закупорены в плотное облако точек? Не думаем, но точно знаем, что настолько важный памятник для истории православного зодчества определенно стоит того, чтобы его двойник сохранился в электронном пространстве еще на много лет вперед.
Главная святыня Владимира
Свято-Успенский кафедральный собор города Владимира уже более 850 лет стоит на том же самом месте со дня заложения его фундамента, возвышаясь над рекой Клязьмой. Он же является великим духовным и архитектурным наследием Владимира и всей России. По его образцу были построены многие поздние храмы, в том числе и Успенский собор Московского Кремля
Собор был заложен в 1158 г. Князем Андреем Боголюбским. Владимирский князь придал ему статус главного храма владимирских и суздальских земель, знаменуя таким образом независимость владимирского князя и его политические притязания на главенство в феодальной Руси. В Успенском происходили особо важные события того времени: венчание на престол великих князей, благословение воинов на битвы.
Но за свою долгую жизнь собор претерпел много изменений с течением времени. Он сильно пострадал от пожара 1185 года настолько, что восстановить его в прежнем виде было очень трудно. Зодчие Всеволода III Большое Гнездо окружили его новыми стенами («галереями») с четырьмя малыми главами – и старый собор оказался как бы в футляре, внутри нового здания. Нередко его называют собором двух князей – Боголюбского и Всеволода.
На протяжении веков Успенский собор еще неоднократно подвергался пожарам и набегам полчищ хана Батыя. Святыня была разворована, сожжена и практически уничтожена до основания. Но каждый раз она возрождалась в буквальном смысле из пепла.
Для восстановления росписи внутренних помещений в 1408 г. пригласили именитых московских иконописцев — Андрея Рублева и Даниила Черного, чьи фрески частично дошли до наших дней. Самые известные фрагменты изображений на тему «Страшного суда» можно видеть в западной, северной и алтарной частях церкви. Но большая часть росписей, украшающих собор, — это новодел 19 века.
Ко всему прочему величию Успенский Собор – это еще и грандиозный древний некрополь. В соборе захоронены великие князья и духовенство, некоторые из них — святые великомученики. Здесь покоятся основатель Успенского собора князь Андрей Боголюбский, Всеволод Большое Гнездо, его сын и дочь, мученики Митрофан и Патрикий. Паломники приезжают поклониться к частицам мощей святого Александра Невского — полководца, чьи войска одержали победу над тевтонскими рыцарями на Чудском озере, а также останкам святителей Симона, Максима, Серапиона. Здесь также можно приложиться к иконам Боголюбской, Владимирской, Максимовской Божией Матери.
А если вы следите за нашими публикациями, то вот интересная отсылка к нашей прошлой статье про Иконостас Донского монастыря. Самый первый многоярусный иконостас, возникший на Руси и не встречающийся больше нигде в мире, появился по предположениям и историческим сведениям именно здесь, в Успенском соборе, благодаря Рублеву и артели мастеров. Сам иконостас 15 века сохранился для нашего поколения только в виде икон, которые он когда-то обрамлял. После реставрации эти иконы вошли в собрания Государственной Третьяковской галереи и Русского музея.
Пожалуй, о работе с такой исторической сокровищницей нам даже и не мечталось.
Первое знакомство с Собором. Подготовка к съемке
Всем известно, что ни один проект не обходится без первых пробных выездов на место работ. Это может быть осуществлено и по нескольку раз, с оборудованием или без, обдумывая, что из способов рациональнее применить, а для этого, конечно, необходимо увидеть объект исследований воочию.
Работа с Успенским пришлась на конец июля 2022 года. Мы предварительно выезжали во Владимир и проводили черновые варианты съемки. Осматривали сумрачную обстановку собора, мысленно примеряли какое оборудование может подойти, сколько на это уйдет часов работы (чтобы даже элементарно оценить количество взятых с собой батареек и портативных зарядных устройств для экономии времени процесса) и множество других нюансов, над которыми предстояло поразмыслить.
Уже тогда был примечен балкон второго этажа собора, он же называется хорами, откуда возможно было бы вести съемку. Но оттуда не так уж просто захватить абсолютно все участки стен, сводов и потолка, поэтому определённо требовалось некое подъемное оборудование, которое расположилось бы на первом этаже.
Что касаемо фасада Успенского, то мы были полностью готовы начать съемку наружной части прямо на первом выезде. На руках уже имелось разрешение на полеты, да и прогноз погоды благоволил. Но это было решено до того, как мы поднялись к Успенскому. Там, на самой высокой точке города, ветер разгонялся порывами с 7 до 15 м/с моментально. Для Phantom’а в такие дни в небе делать откровенно нечего – мало удержаться в воздухе, необходимо ведь получать картинку без смазов.
Примерно на этом наши выезды по сбору необходимой информации, договоренностей с заказчиком и проведения некоторых опытов были завершены. По возвращению мы утвердили список необходимой техники и аппаратуры.
Вот чем мы располагали во время съемочного процесса:
- Уже названный DJI Phantom 4 Pro PPK с огромным комплектом батареек к нему;
- Камера Sony альфа 7 с двумя картами памяти и картридером;
- Штатив для фотоаппарата;
- Осветительное оборудование;
- Ноутбук, необходимый для оперативной сверки фотоматериала и предобработки;
- Два портативных аккумулятора;
- Лазерный сканер Leica, данные с которого объединяли бы наружную и внутреннюю части собора на дальнейшем этапе обработки модели.
- Геодезическое оборудование EFT для геопривязки модели
Из Москвы была привезена проверенная нами уже в нескольких проектах штатив-штанга, используемая в качестве подъемника для камеры. О работе с ней мы еще подробно поговорим далее.
Примерно с таким результатом своеобразной рекогносцировки местности мы приступили к поистине внушающим съемочным работам.
Основной этап работ. Съемка убранства собора
Стартом работ была выбрана дата 3 августа, как и наше командирование во Владимир на 1,5 недели. Ежедневно мы выезжали на объект к 10 утра, поскольку местом нашего мозгового центра и склада оборудования стала гостиница в 15 минутах езды до Успенского собора. Проезжая через центр города нам каждый раз удавалось видеть и главный символ Владимира в виде Золотых ворот, которые, кстати говоря, с Успенским являются ровесниками, и ничуть не уступают друг другу в проявлении величественности и мощи былого древнего государства.
Было решено сразу заняться съемкой внутренних помещений собора ввиду того, что это было самой ответственной и по своему сложной частью проекта, и могло потребовать гораздо больше мысленно рассчитанного времени. В графике работ всегда необходимо иметь несколько запасных дней на такие случаи.
Если вы вдруг так же захотите совместить технологии лазерного сканирования и фотограмметрии, то будет невозможно справиться без необходимых для этого марок для лазерного сканера. Перед съемками мы наклеили такие по всему периметру стен внутри на первом и втором этажах, расположили их на нескольких каменных балках, а также обклеили ими всю наружную часть собора под вопросительные взгляды прихожан. Теперь можно было приступать к съемочному процессу
Всю проведенную нами съемку можно разделить условно на 2 временных этапа работ, которые мы производили каждый день: утрене-обеденное и вечернее время съемок.
Все дни мы работали на одной площади с огромным количеством посетителей святыни. Это очень усложняло и увеличивало по времени процесс работ. Поэтому мы были вынуждены начинать съемку с закрытых, огражденных, труднодоступных, а главное изолированных от людей участков, ради экономии нашего времени. И именно поэтому до вечернего времени мы занимались отснятием огражденного стойками огромного элемента собора – 20-тиметрового массивного барочного иконостаса. Таким образом мы не мешали экскурсионным группам, а они в свою очередь попали на минимальное количество кадров. И все были по итогу остались довольны.
Иконостас снимался дважды: при помощи уже упомянутой штанги и со станций обычных штативов. Знакомим вас с нашим оборудованием уже во второй раз, рекомендуем следить за нашими обновлениями в цикле статей.
Такая штанга плавно поднимает камеру ввысь, и также плавно опускает ее на землю. Так Sony поднималась наверх под взором десятков пар глаз (не только живых людей), смотрящих на нее с настенных фресок и икон. На станции камера преодолевала отметки высоты примерно через каждые 1.7 метра. Затвором и ракурсом камеры мы управляли дистанционно.
Как итог: вышкой было пройдено 6 станций вдоль всего иконостаса – около 10 отметок высот на одну – 36 фотографий на каждую отметку высоты – а значит иконостас и все убранство рядом с ним были отсняты в 2160 фотографий. И это, не считая отдельных простых штативных станций!
Также в утренние часы мы проводили съемку иконостаса с хоров, а позже перемещались вниз и приступали к съемке двух оставшихся подкупольных пространств в южной части собора ближе к выходу. Снимались невероятные росписи стен и оконных проемов.
В долгожданно наступившее вечернее время мы спускали всю аппаратуру с верхов собора и приступали к съемке самых интересных частей первого этажа с его многочисленными замысловатыми перекрытиями, столбами, поддерживающими своды, старинными фресками и реликвариями, охраняющими мощи святых. Успенский в это время суток был предоставлен нам полностью, поэтому мы не ограничивали себя ни во времени, ни в количестве штативных станций. А их вышло порядка 80.
В методике съемки мы не изложим ничего предельно нового. Камера снимала убранство собора вдоль каждой из стен. В восточной стороне святыни, где располагается вход в помещение, прилегающее к колокольне, приходилось и вовсе плотно приставлять штатив к противоположной стене, дабы добиться минимального расстояния фокусировки и объектив мог вобрать в себя больше фотографируемого пространства, а главное получить четкое изображение. Для таких моментов рекомендуется использование широкоугольных объективов.
Поскольку на каждой станции камера снимала всё на 360 градусов вокруг оси, то был велик шанс как захватить больше деталей на снимке, так и получить снимок с размазанным пятном близко расположенного к объективу предмета или стены. Поэтому снимки просматривались после снятия каждой такой станции.
Схематично камера двигалась следующим образом, приведенном на изображении.
Самыми тяжелыми моментами оказывались узкие пространства, заключенные между четырьмя столбами. Такие повторялись по несколько раз по всей внутренней площади собора (они отмечены на схеме черным кругом из стрелок).
Съемку на такой площади фотографирования не спасет ни один широкоугольный объектив. Слиться со стеной как в предыдущем случае здесь уже бы не получилось. Приходилось снимать стены на дальних расстояниях, как-бы «прорезая» створом объектива пространство по диагонали.
В общих чертах примерно так мы бы описали съемочный процесс внутри Успенского. О дополнительных интересных моментах в работе можете узнать ниже.
Также существует и такой секрет данного проекта, что в наши обязанности входило отснять и алтарное помещение, скрытое от любого взора за иконостасом. Оно точно так же требует будущих реставрационных работ. Но секрет на то он и секрет, и материалов съемки приложить не можем в силу большого уважения к святыне, ее устоям и правилам. Все-таки даже некоторые работники собора не имеют туда доступ. Но заверяем, помещение ничуть не уступает основной части собора. Абсолютно такой же высоты стены, около 20 метров, съемочная площадь – около 1/6 самого собора. А на стенах удалось лицезреть сохранившиеся фрески.
Обязательно примечаем, что в конце каждого дня всегда происходила сверка всего фотоматериала и даже пробная триангуляция внутренних помещений для сверки как ПО «сошьет» в единую картинку стены и потолок. При отрицательном результате приходилось полностью переснимать отдельные участки помещения, это оказывалось единственным решением.
Суммарно съемка всего внутреннего пространства Успенского собора заняла у нас около шести-семи дней.
Успенский собор с высоты
Снаружи собора все происходило гораздо проще и тривиальнее, так скажем уже по знакомой схеме при работе с беспилотником.
Вокруг собора нами были заложены опознаки для проведения аэрофотосъемки, а на основании ГНСС измерений были получены координаты точек их закрепления.
Нами предварительно были построены и подгружены полетные задания в дрон. Phantom совершил около 10 вылетов над собором, снимая его в надир и наклон, захватывая изображения его фасадов и куполов. Одной батарейки хватало на 1 вылет, поэтому иногда приходилось оперативно сажать дрон на землю, не закончив маршрут.
Всего было получено около 1500 фотографий, из которых впоследствии был произведен отбор доброкачественного материала.
С этим этапом мы управились за половину дня. Съемка производилась в тот же день, когда на фасады Успенского были наклеены марки и произведены замеры лазерным сканером.
Из интересного, на фасадах нам удалось увидеть звериные и женские маски и пилястры с декоративными листьями реставрации 19 века, копирующие их давних предшественников.
Особые моменты в работе
Проект Успенского Собора успешно сдан, вся необходимая информация по объекту работ в виде ортофотопланов стен, потолков, пола, отдельных 3D-моделей и просто детальных снимков уже передана нашим коллегам, поэтому самое время поделиться нашим опытом работ: как нами решались потенциальные проблемы и обходились сложные моменты.
Во-первых, чаще всего при съемке внутри храмов, соборов и монастырей возникает единая распространенная и довольно понятная проблема получения снимков низкого качества. Проблема кроется в слабой интенсивности освещения. Полумрак – вечный компаньон таких мест.
Освещение в целом существует там не для того, чтобы включать его, когда темно, а для особых моментов богослужений. А значит надеяться только на локальное освещение довольно опрометчиво. Но опять же, нужно смотреть по ситуации, все сугубо индивидуально.
В общей картине, большое количество паникадил (светильники со множеством свечей) внутри спасало наше положение. Но на некоторых моментах пришлось добавить прожекторное освещение.
Собор имеет сложные архитектурные решения; присутствует очень много своеобразных арочных потолочных перекрытий, к стыкам которых просто не проникнет любой свет. На таких участках был задействован искусственный свет прожекторов.
Не менее сложными оказались и такие, расположенные не где-то там наверху у основания купола, а прямо в нескольких метрах от наших голов. Ими были низкие арочные своды. Как раз в одном из таких располагается уже упомянутая знаменитая фреска А. Рублёва «Страшный суд», которая находится в самой в центральной части собора.
Фреска с течением времени хоть и потеряла прежние краски, но сохранила очертания своего древнего сюжета из истории православия. Стоит отдать должное, она имеет довольно удачное и по-своему почетное расположение – прямо напротив паникадила. Паникадило не вполне справляется со своей миссией выхватывать из темноты данное произведение искусства, и перестраховавшись, мы поставили дополнительные источники света. Результат сравнения фотографии с участком полученной 3D модели можете видеть ниже.
Самым же сложным нашим испытанием было отснять фреску Д. Черного «Иаков, Исаак и Авраам в раю». Фреска подсвечивается всего лишь четырьмя слабыми диодами, свет от паникадил или окон в дневное время сюда просто не доходит! В каком мраке спрятались праотцы внутри арки можете наблюдать на фото. Добавив по-разному выставленных штативов с прожекторами, мы сильно преобразили экспозицию, но постоянно манипулировали местоположениями поскольку много света и прямой свет также ухудшают экспозицию. Искать правильное положение источников света отнимало время примерно сопоставимое со съемкой.
Во-вторых, всем известная базовая проблема при изучении дела фотограмметрии – это злобные отражающие поверхности, будь то зеркала, лаковые покрытия или стекла, с наличием которых велик шанс, что возникнет проблема уже на этапе построения плотного облака. А точнее его не построения, именно в таких местах.
Как известно, самая большая концентрация позолоты и лаковых покрытий, конечно, приходится на иконостас. Здесь в который раз мы поняли, что категорически не рекомендуется использовать любой сильно бьющий свет прожекторов. Иногда не спасают даже накладки на диоды, делающие свет более матовым и мягким. Лак остро реагирует на любой источник света, отражает его и как следствие делает непозволительные засветы на модели. В данном случае при создании модели происходила выборка фотографий, которые принимали участие в построении модели, и процесс переходил в ручное управление, когда оператор говорил программе какие снимки использовать для работы. Наличие не резких, темных, светлых или снимков с недостатком информации портят всю модель.
Ну и последнее, но не по значению, это безопасность процесса, о чем мы никогда не устанем говорить. Казалось бы, мы используем всего лишь фотооборудование, ничего опасного случиться уж точно не может. Но не тогда, когда оно автоматически работает на высоте свыше 10 метров над головами людей. У всего есть свои риски.
В Успенском мы работали непрерывно несколько дней подряд, и такому потоку людей как там, уж точно позавидует любой памятник архитектуры в столице страны. За день в разное время собиралось порядка пяти больших экскурсионных групп – и это, не считая единичных туристов, городских прихожан и сотрудников собора. Там не оказывалось свободного пространства, иногда проблемой оказывалось просто разойтись в разные стороны. Яблоку там точно не было бы где упасть.
Не каждое место может предоставить работу в абсолютной изоляции от людей, и с этим нужно мириться и находить обходные пути. Поэтому всегда рекомендуем иметь при себе оградительную ленту и по возможности предупредить местных сотрудников оповещать посетителей о запрете переступать такую «красную» черту на время съемок.
Результат проведенных работ
Для любителей статистики приводим следующие данные по обработке в ПО:
Внутренняя часть собора
- Штативами было пройдено около 100 станций
- Были отобраны 9309 фотографий
- Рассчитано 499 480 связующих точек
- Обработка на этапе плотного облака заняла порядка 90 часов
Внешняя часть собора
- Собор снимался надирной и наклоненной камерой посредством 10 маршрутов
- Были отобраны 1356 фотографий
- Рассчитано 158 463 связующих точек
- Обработка на этапе плотного облака заняла порядка 40 часов
По завершению обработки проектов были построены и соединены между собой 3D модели внешней и внутренней частей. Как следствие получены многочисленные ортофотопланы стен Успенского собора в виде фоторазверток. Весь полученный материал был передан в умелые руки реставраторов.
В руководимых нами процессах мы прежде всего стремимся доподлинно отображать любой объект посредством магии фотограмметрии и 3D моделирования. Мы были рады оказать помощь в таком виде работ и пополнить копилку наших проектов настолько невероятным экземпляром.
Оповестите нас, если в Ваших планах имеется проведение реставрационных работ. Ручаемся, что от зоркого объектива камер наших устройств не будет упущена ни одна важная деталь.