Визуализация результатов историко-теоретических исследований архитектурного наследия
Иевлева О.Т.1, Карпюк Т.А.1, Кошевой А.И.2
1Академия архитектуры и искусств, Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия
2 Ростовский строительный университет, Ростов-на-Дону, Россия
ijevleva@sfedu.ru, karpuk@raai.sfedu.ru, ox.oxo@ya.ru
Содержание
Аннотация
Историко-теоретические исследования архитектурного наследия представляют собой объемную, кропотливую работу, связанную с архивными исследованиями, работой с литературой, осуществлением фотофиксаций, обмеров памятников, составлением кроков и выполнением по ним чертежей, выявлением объектов-аналогов, проведением графо-аналитического анализа и часто с виртуальной реконструкцией памятников архитектуры и культуры. Кроме того, при изучении архитектурного наследия определенного временного периода целого региона в качестве результатов исследования могут потребоваться не только фотографии и рисунки объектов в процессе их жизненного цикла, чертежи ситуационных планов местности, планов этажей и разрезов, конструкций и деталей объектов, видео фиксации, а иногда 3D модели виртуальной реконструкции и чертежи проекта реставрации, но и карты регионов размещения памятников, как в настоящее время, так и в более ранние временные периоды. Визуализация результатов такого сложного и объемного научного исследования, связанного с архитектурным наследием Северного Кавказа X – XVII вв. представлена в настоящей работе в виде информационно-поисковой системы, содержащей графическую и текстовую информацию об архитектурном наследии региона и позволяющей осуществлять поиск различных результатов исследования по целому ряду поисковых признаков.
Система состоит из управляющей программы, базы графических и текстовых данных, блоков заполнения и просмотра информации.
Работа в системе позволяет сформировать запрос для поиска информации об объекте культурного наследия. Регион нахождения памятника (Краснодарский край, Дагестан, Кабардино-Балкария, Абхазия и пр.) выбирают из списка, конкретное поселение или город можно указать на карте, которая появляется после выбора региона, или также указать в списке. Одновременно в соответствующем окне появляются древние карты, по которым тоже можно осуществить выбор поселения.
Для получения сведений о конкретном объекте необходимо выбрать его в соответствующем списке, который содержит только объекты указанного поселения. Информация о поселении содержит в верхней части экрана текстовые данные, а в нижней – уменьшенные копии изображений, выбор которых позволяет просмотреть их в большем масштабе. Отдельные пункты меню позволяют просмотреть все фотографии памятника, а также видео клипы и виртуальную реконструкцию (при их наличии). Пункт меню «Анализ» позволяет просмотреть аналогичные объекты в соответствии с предложенной классификацией и сравнить их архитектурную форму, объемно-планировочную структуру и конструктивную систему. Для каждого региона, поселения и памятника можно просмотреть использованную при исследовании литературу.
Ключевые слова: Визуализация, историко-теоретические исследования, архитектурное наследие Северного Кавказа, информационно-поисковая система.
1. ВВЕДЕНИЕ
Изучение архитектурного наследия с течением времени не только не теряет своей актуальности, но и приобретает все большее значение. Дело в том, что архитектурные объекты являются материальным воплощением истории и культуры народов, раскрывают их эволюцию, вскрывают особенности их развития, несут в себе знаковые характеристики различных эпох и временных периодов.
Историко-теоретические исследования памятников архитектурного наследия, как правило, включают в себя: архивные изыскания, позволяющие выявить известные исторические события, провести изыскание старинных изображений, связанных с историческим объектом, и при необходимости их восстановление, выявление аналогичных объектов; полевые экспедиции, связанные с фиксацией существующего состояния, обмерами памятников, составлением кроков, исследованием местных традиций и пр.
Традиционно, если исследуют один памятник, то результаты работы, как правило, представляют в виде текста и последовательности графических изображений. Если рассматривают несколько памятников, то осуществляют их классификацию, проводят не только их графо-аналитический анализ, но и визуальное сравнение, выявление общих и индивидуальных архитектурно-планировочных, пространственных, конструктивных характеристик, декоративных элементов и пр. Здесь в качестве результатов исследований, обычно, приводят не только графические изображения отдельных памятников, но и совместное представление однотипных видов (планов, фасадов, объемных изображений) различных объектов. Большая часть этих работ связана с графическим 2D и 3D представлением процесса исследования и его результата.
Обычно результаты историко-теоретических исследований представляются и хранятся на бумажных носителях информации или реализуются в виде презентаций. Такой вид подачи результирующей информации, особенно в случае изучения культурного наследия регионов, не позволяет быстро находить и просматривать полученные результаты, эффективно использовать выявленные сведения для решения научных и образовательных задач.
В Академии архитектуры и искусств Южного федерального университета для визуализации результатов историко-теоретических исследований архитектурного наследия Северного Кавказа X – XVII вв. разработана информационно-поисковая система, содержащая графическую и текстовую информацию об архитектурных памятниках региона и позволяющая осуществлять поиск различных результатов исследования по целому ряду поисковых признаков.
2. СТРУКТУРА СИСТЕМЫ
Разработанная система состоит из управляющей программы, базы графических и текстовых данных, блока заполнения и блока просмотра информации (рис. 1).
На схеме управляющей программе соответствуют блоки 1…5. Здесь осуществляется формирование пользовательского интерфейса, создание главной экранной формы, меню для формирования запросов, устанавливается связь компонентов управления с базой данных и таблицами, осуществляется анализ соединения, проверка на наличие информации в БД, анализируется вид запроса и выполняется формирование информации из БД для создания форм блока заполнения БД или блока просмотра информации.
Заполнение и корректировка базы данных результатами исследований осуществляется в блоках 6, 15…18.
В связи с тем, что исследованиями охватывается довольно большая территория, в состав которой входят несколько областей и республик, то для идентификации места расположения памятника используется блок 15, в котором содержатся сведения о регионах и подразделениях, позволяющие получить необходимую карту.
Рис. 1. Укрупненная блок-схема системы.
Под регионами в настоящей работе понимается республика, область или край, а под подразделением – поселение или город, в котором располагается рассматриваемый памятник. Блок 16 содержит список «направлений Зодчества» Северного Кавказа. В результате исследования все рассмотренные объекты культурного наследия были разделены на 3 типа «направлений Зодчества»: Христианское, Исламское, Гражданское. В соответствии с проведенными историко-архитектурными изысканиями объекты каждого направления могут подразделяться по пространственно-временным характеристикам, т.е. по временному историческому периоду и месту расположения на древних картах (Древних названий стран расположения). Для этого предусмотрен справочник исторических видов памятников, сложившихся в разных регионах, например, Христианские церкви Двалетия XI в. или Храмы Дигории XIII в. Блок 17 содержит таблицы сведений об отдельных памятниках. В этих таблицах приведена информация о названии объекта, имеются поля для загрузки текстовых описаний, графических изображений, фотоизображений местности, где располагается объект, видео изображений, планов объектов. Блок 18 содержит сведения об объектах, расположенных в других регионах и странах, имеющих аналогичные памятники, с которыми производилось сравнение в процессе исследования. В этих таблицах находится информация о названии объекта, изображения его плана, фотофиксации и описание объекта.
Для создания запроса на поиск памятника создается специальная форма (блок 7), которая содержит следующие данные: а) список регионов; б) карту региона с координатами всех населенных пунктов (подразделений) региона (Карта региона загружается в графическом поле при выборе региона из списка регионов); в) список исторических периодов развития региона.
Поиск информации, выборка ее в соответствии с запросом и просмотр информации осуществляется в блоках 8…21.
Рассмотрим более подробно создание пользовательского интерфейса для просмотра историко-архитектурной информации, блок-схема которого приведена на рис.2.
Рис. 2. Блок-схема создания пользовательского интерфейса для просмотра историко-архитектурной информации
Для просмотра результатов исследований из базы данных выбирается справочная информация и формируется форма, состоящая из двух страниц.
Первая страница содержит список регионов и графические поля для вывода современных карт, а также карт Северного Кавказа и Северного Причерноморья с V по XVI века.
Для каждого региона в БД содержатся поселения и города, в которых расположены объекты архитектурного наследия, разделенные по «направлениям Зодчества». Такое разделение позволяет ускорить процесс поиска необходимых объектов.
После выбора региона со списком поселений (блоки 1 и 2), загрузки их карт в Image-поле и выбора поселения (блоки 3..5) выполняется нанесение названия поселения (при наличии его координат в БД) на Image-поле карты (блоки 6 …9).
Затем осуществляется формирование параметров для создания запроса на выборку списка памятников из БД. Если памятники в БД есть, то выбирается справочная информация в зависимости от «направлений Зодчества», для создания на второй странице формы списка «типы объектов». Типы объектов являются результатом классификации, проведенной в процессе исследования объектов архитектурного наследия. Они напрямую зависят от «направлений Зодчества». Например, для христианских храмов применена классификация в зависимости от объемно-пространственного решения: крестово-купольные типа «вписанный крест» со свободно стоящими опорами; крестово-купольные типа «свободный крест»; базилики восточного типа; базилики эллинистического типа; одноапсидные зальные церкви с вписанной апсидой; многочастные церкви с прямой апсидой в составе культового комплекса и пр.
Вторая страница состоит из списка памятников и шести блоков, в которые выводится информация, характеризующая объект архитектурного наследия (блоки 10…16): историческое и архитектурно-искусствоведческое описание памятника; исторические изображения объекта и его деталей; видео клипы и виртуальная реконструкция (при их наличии), для чего подгружается панель просмотра; фото изображения поселения, где расположен памятник, и самого памятника, для чего формируется графическое меню имеющихся изображений, а выбранное изображение загружается в Image-поле; историко-литературные источники, содержащие информацию об исследуемых объектах (выводятся в текстовое поле)
Для демонстрации результатов анализа архитектурных форм и пространственной организации предусмотрены блоки 12, 20…24.
Если в БД для памятника существует информация для анализа, то создается графическое меню и в зависимости от выбора направления анализа графическая информация объекта загружается в Image-поле «архитектурных форм» или «пространственной организации».
В процессе сравнительного анализа, изображение исследуемого объекта из нижнего Image-поля, загружается в верхнее Image-поле, а в нижнее Image-поле, загружается следующее изображение объекта-аналога, которое выбирается из графического меню, или из списка памятников выбирается новый памятник. Для анализа памятников одинакового типа организован список «типы храмов».
Для удобства использования результатов исследования предусмотрена возможность вывода текстовой информации в Microsoft WORD, графической - в программу просмотра или на печать.
Разработанная система визуализации результатов историко-теоретических исследований реализована на языке Borland Builder C++; для организации символьной информации БД использовано СУБД MS Access; для организации фото и видео изображений в БД использована стандартная СУБД Database Desktop, встроенная в Borland Builder C++.
3. АЛГОРИТМ РАБОТЫ СИСТЕМЫ
Работа в системе визуализации результатов историко-теоретических исследований объектов культурного наследия Северного Кавказа [1,2] начинается с заглавной страницы, позволяющей выбрать режим работы (просмотр или занесение информации в базу данных) или осуществить выход из системы. Первая страница системы в режиме «Просмотр» позволяет начать формирование запроса для поиска информации о памятнике (рис. 3).
Рис. 3. Составление запроса для поиска памятника
На этой странице в «Списке регионов» можно выбрать республику, область или край, в котором находится памятник. В результате в верхней части графического поля страницы появится современная карта региона. Для уточнения поиска можно указать в списке «Все виды храмов» исторический период создания памятника. После чего в поле «Список поселений» появится перечень населенных пунктов этого региона, в которых находятся памятники. Для получения списка памятников конкретного населенного пункта можно выбрать его в «Списке поселений» или щелкнуть на изображении современной карты, после чего, последняя появится в новом окне в увеличенном масштабе, где можно указать курсором место расположения памятника (рис. 3)
Рис. 4. Графический выбор объекта на карте
Можно также в нижней части графического поля выбрать временной период существования памятника и посмотреть древнюю карту этого периода.
Для получения сведений о конкретном объекте с левой стороны экрана содержится список памятников выбранного региона и населенного пункта. Для выбранного памятника в текстовом поле окна содержатся текстовые сведения о месте расположения объекта, а в нижнем графическом поле – наиболее характерные его изображения. Причем, в левой части графического поля находится графическое меню, из которого можно выбрать изображение для просмотра (рис. 5).
Рис. 5. Информация об основных характеристиках объекта
На отдельной странице можно просмотреть фотоизображения памятника с различных точек обзора и в различные временные периоды. Для этого предусмотрена кнопка «Фото», расположенная в верхней части графического экрана. Все имеющиеся фотографии, как экстерьера, так и интерьера приведены в графическом меню внизу экрана, и выбранное изображение появляется в увеличенном масштабе (рис. 6).
Рис. 6. Просмотр фотофиксаций
Для просмотра видео клипов, а также анимированных моделей памятников предусмотрена кнопка «Видео». На странице появится кадр из первого видео клипа и под ним его название. Список всех имеющихся клипов от конкретного объекта размещается под названием выбранного клипа. Для управления видеоизображением с правой стороны от названия клипа располагается панель управления просмотром файла (рис. 7).
Рис. 7. Просмотр видео фиксаций
В случае, если в результате исследования осуществлялась виртуальная реконструкция, представленная в виде анимированной 3D модели, то она представляется так же с помощью кнопки «Видео» (рис. 8).
Рис. 8. Представление виртуальной реконструкции
Результаты графического и графоаналитического анализа представляются с помощью кнопки «Анализ» (рис. 9). Как было отмечено при описании блок-схемы пользовательского интерфейса, для демонстрации сравнительного анализа исследуемый объект перемещается из нижнего графического поля в верхнее, а в нижнее поле подгружаются (по одному или сразу несколько), аналогичные объекты из графического меню, находящегося внизу экрана. При этом в меню с левой стороны экрана выводится список выявленных в результате классификации «Типов объектов», а в меню справа – конкретные объекты-аналоги.
Рис. 9. Графический анализ объектов
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В представленной статье предложен один из возможных вариантов визуального представления результатов масштабных историко-теоретических исследований архитектурного наследия региона на примере памятников архитектуры Северного Кавказа [3,4] .
Предложенная система позволяет занести в базу данных результаты проведенных исследований и осуществить их визуализацию по определенным поисковым признакам в соответствии с полученными выводами. В настоящее время система продолжает совершенствоваться и наполняться новыми данными, поскольку историко-теоретические исследования такого большого и наполненного объектами культурного наследия региона, как Северный Кавказ и Крым периода X – XVII вв., будет продолжаться еще долгие годы, а, следовательно, БД предложенной системы будет наполняться новой информацией.
Работа была выполнена при частичной поддержке гранта Российского научного фонда №14-18-00595.
ССЫЛКИ
1. Иевлева О.Т. Особенности использования средств и методов информационных технологий для сохранения сведений о культурном наследии.//Архитектура и искусство в контексте культуры: сб. материалов международной научно-практической конференции. – Ростов-на-Дону: ААИ ЮФУ, 2014. – С. 88-90.
2. Иевлева О.Т., Карпюк Т.А., Кошевой А.И. Концептуальная модель информационно-поисковой системы «Средневековая архитектура Северного Кавказа».//«Современные информационные технологии: тенденции и перспективы развития» Материалы XX конференции. Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону 24-26 апреля 2013 г. Изд-во Южного федерального университета.– С.184-186. ISBN 978-5-9275-1094-8
3. Пищулина В.В. и др. Гражданское зодчество Северного Кавказа X – XVII вв. // Пищулина В.В., Сулименко С.Д., Трейман Ю.Ф. – Ростов-на-Дону, ЮФУ-РГСУ, 2014. - 388 с.
4. Пищулина В.В. Христианское храмовое зодчество Северного Кавказа VI – XVI вв. – Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2012. – 375 с.
THE VISUALIZATION OF HISTORICAL AND THEORETICAL RESEARCHES ARCHITECTURAL HERITAGE
Ievleva O.T., Karpuk T.A., Koshevoy A.I.
1Academy of Architecture and Arts, Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russian Federation
2Rostov Civil Engineering University, Rostov-on-Don, Russian Federation
ijevleva@sfedu.ru, karpuk@raai.sfedu.ru, ox.oxo@ya.ru
Abstract
The historical and theoretical researches of architectural heritage are hard work associated with archival research, search the information in the literature, photographing and measurements of monuments, making sketch plans and implementation by him of the drawings, detection a spatial and three-dimensional features, identification objects-similar, implementation the grapho-analytical analysis, and often virtual reconstruction a monuments of architecture and history. More of this works are connected with 2D and 3D representations the process of research and its results.
Traditionally, if researches a single monument, the results of the work, usually presented in the form of text and image sequences. If investigated several monuments, it is their classification and grapho-analytical analysis, visual comparison, identify common and individual architectural, spatial, structural characteristics, decorative items, etc. In this case, as the results of investigations, usually, it is not enough only graphic images of individual monuments and to the joint representation of similar views (plans, elevations, three-dimensional images of different objects.
If researches the cultural heritage of a certain time period of the whole region, as the results can take not only photos and drawings of objects during their life cycle, site plan, ground plans and sectional and structures drawings, video cameras, and sometimes 3D model of the virtual reconstruction and drawings of the project of reconstruction, but also maps of the regions, as at present, and in earlier time periods. Visualization of the results of such a large and complex scientific research that is associated with the architectural heritage of the North Caucasus X - XVII centuries is presented in this paper in the form of an information retrieval system containing a graphical and textual information about the architectural heritage of the region and allows you to search various research results on a wide range of search features.
The system consists of a control program, database, graphics and text data, block fill and block the view information. The system allows you to create a query to find information about the object of cultural heritage. The region of location of the monument (Krasnodar territory, Dagestan, Kabardino-Balkaria, Abkhazia etc.) choose from a list of specific settlement or city, you can indicate on the map that appears after you select the region, or to indicate in the list. At the same time in the corresponding window appears an ancient map, which can also be selected settlements.
For information about a specific object, you must select it in the list, which contains only objects of the specified settlement. Information about the object contains in the upper part of the screen the text data, and in the bottom - thumbnails, the choice of which allows you to view the image on a larger scale. You allows to view all pictures of the monument, as well as video clips and virtual reconstruction (if any) with help individual menu items. The menu item "Analysis" allows you to view the same objects in accordance with the proposed classification and to compare their architectural form spatial and three dimensional structures and construction system.
Key words: visualization, historical and theoretical researches, architectural heritage of the North Caucasus, information search system
References
- Ievleva O.T. Osobennosty ispolzovaniya sredstv I metodov informatchionnih tehnologiy dlya sohraneniya svedeniy o kulturnom nasledii.[ Features of the use of means and methods of information technology to store information about cultural heritage]// Architecture and art in the context of culture . - Rostov-on-Don: AAI SFU, 2014. – P. 88-90.
- Ievleva O.T., Karpuk T.A., Koshevoy A.I. Kontceptualnaya model informatcionno-poiskovoy sistemi “Srednevekovaya arhitektura Severnogo Kavkaza”[A conceptual model of an information research system "Medieval architecture of the North Caucasus"]//Material of XX conference. Southern Federal University, Rostov-on-Don, 24-26 of April 2013.- Southern Federal University.- P. 184-186. ISBN 978-5-9275-1094-8
- Pischulina V.V. ets. Grajdanskoye zodchestvo Severnogo Kavkaza X – XVII vv. [The civil architecture of the North Caucasus X - XVII centuries]// Pischulina V.V., Sulimenko S. D., Treiman Y. F. - Rostov-on-don, SFU-RSSU, 2014. - 388 p.
- Pischulina V.V. Hristianskoye hramovoye zodchestvo VI – XVI vv. [The Christian Church architecture of the North Caucasus VI - XVI centuries] - Rostov-on-don: SFU, 2012. – 375 p.