Виртуальная реконструкция Троицкого собора в Ставрополе-на-Волге первой половины ХХ века: источники, методы и технологии исследования

Лысенко Кристина Дмитриевна магистр, кафедра исторической информатики, Московский Государственный Университет 119991, Россия, Московская область, г. Москва, ул. Ломоносовский Проспект, 27 к.4 Lysenko Kristina Dmitrievna Master's Degree, Department of Historical Informatics, Moscow State University 119991, Russia, Moskovskaya oblast', g. Moscow, ul. Lomonosovskii Prospekt, 27 k.4 kr1stin7@yandex.ru Другие публикации этого автора

Введение

Историю города Ставрополя-на-Волге, а также Троицкого собора более подробно мы рассматривали в статье «Виртуальная реконструкция Троицкого собора в Ставрополе-на-Волге (XVIII-XIX вв.): источники, технологии исследования, визуализация результатов» ^[1]. В данном случае нам бы хотелось остановиться на исследовании более поздней (последней) версии собора ХХ века, особенностях работы с источниками, используемыми при виртуальной реконструкции храма, а также поэтапном описании создания 3D-реконструкции и опыта ее применения в музейной экспозиции.

Отметим лишь, что Ставрополь-на-Волге – это город с уникальной судьбой, почти полностью исчезнувший на дне Куйбышевского (Жигулевского) водохранилища и возродившийся на новом месте под новыми именем – Тольятти. Заранее внесем некоторую терминологическую ремарку: здесь и далее в данной работе будут употребляться названия города Ставрополь и Ставрополь-на-Волге. Оба эти названия приемлемы при упоминании современного города Тольятти в ранний его период существования. Ставрополем-на-Волге или Ставрополем Волжским город иногда называли для дифференциации от города Ставрополь, основанного в Предкавказье в 1777 году. В 1964 году город был переименован в Тольятти.

В послевоенные 50-е годы в жизни Ставрополя особое внимание уделялось строительству Куйбышевской гидроэлектростанции. Ставрополь-на-Волге, стоявший в стороне от железных дорог, получил с ее появлением выход на железнодорожные магистрали страны и стал стремительно расти. В конце октября 1955 г. Волга была перекрыта, а в декабре дал ток первый агрегат гидростанции. Станция вошла в состав Единой энергетической системы страны. Энергия из Жигулей поступала в города и села Центральной России, Урала, Куйбышевской, Ульяновской, Саратовской и других областей. Образовалось водохранилище площадью более 6,5 тысяч квадратных километров, длиной 500 километров, шириной до 40 километров. Водохранилище захватывает пределы трех автономных республик и двух областей. Посмотреть, насколько масштабным было затопление, можно на фотографии Ставрополя до и после затопления (см. Рисунок 1-2).

Рис.1-2. Вид на Ставрополь с одного и того же места до и после затопления. Копии из фондов Тольяттинского краеведческого музея, 12.05.2022

В наши дни Жигулевская ГЭС - одна из опорных баз единой энергетической системы европейской части России. Тихий, провинциальный, курортный городок остался в прошлом, растворившись на дне Куйбышевского водохранилища ^{[2, c.237-238]}. На данном этапе начался новый виток истории теперь уже промышленного города Тольятти.

Напомним и о роли Троицкого собора в истории Ставрополя еще со времен крепости. Троицкий собор, построенный в 1738 году в Ставрополе-на-Волге, был одним из самых первых зданий города и являлся градообразующим. Храмы в провинциальном Ставрополе, как и в любом российском поселении, были тем, что составляло основу жизни человека - здесь крестили, венчали, отпевали, совершали торжественные выходы по праздникам.

В первую очередь при застройке города построили именно церковь, так как ей было предписано объединить между собой крещеных калмыков главным образом на основании религии. Калмыки в основном являлись кочевым народом и жить долгое время на одном месте не привыкли; для них переселение в город было достаточно стрессовым и тяжелым условием ^[3]. Тем не менее, церковь в то время играла огромную роль в сплочении народа, именно поэтому ее постройке, а также дальнейшим восстановлениям и достройкам всегда уделялось первостепенное внимание комендантов города- крепости и администрации.

В ранее указанной статье ^[1] рассматривается более подробная история собора. Здесь же приведем хронологию его перестроек и переносов:

1738 г. – построен первый вариант собора. Улица, ведущая к нему, названа Соборной.

1743 г. – построен новый пятиглавый деревянный собор, так как старый показался В.Н. Татищеву небольшим.

1750 г. – постройка нового, каменного собора, так как старый быстро пришел в негодность.

1809 г. – разбор и перенос собора на новое место в связи с разрушением берега и получением Ставрополем новых территорий к востоку.

1813 г. – постройка собора на новом месте, 1815 г. – его освящение. Новый собор имел высоту 31 метр и вмещал до 800 человек.

1842 г. – пристройка к собору 55-метровой колокольни.

1936 г. – собор закрыт постановлением Президиума Куйбышевского облисполкома. В здании размещено зернохранилище.

1944 г. – в связи с Великой Отечественной войной собор открыли для поддержания духа верующих.

1955 г. – собор закрыт и взорван, а впоследствии затоплен водой при постройке Куйбышевской ГЭС.

Троицкий собор простоял до 1955 года. В связи с образованием Куйбышевского водохранилища город Ставрополь попал в зону затопления и поэтому должен был быть перенесен на новое место. Все, что можно было перевезти на новую территорию, было перевезено, а Троицкий собор решили разобрать (иначе он мог при затоплении мешать судоходству). Кроме того, местные власти считали, что перевозить храм в новый социалистический город будущим строителям коммунистического общества будет неприлично. Они надеялись таким образом избавить горожан от веры. Но разобрать храм не удалось: церковь была построена очень крепко. Кладка Троицкого собора была настолько прочная, что кирпич крошился, а швы не разбивались. Несколько месяцев здание разбирали, затем все же воспользовались взрывчаткой. После того, как с таким трудом разобрали летнюю церковь, т.е. собственно Троицкий собор, зимнюю, устроенную в колокольне, взорвали. Лишь под мощным зарядом взрывчатки церковь рухнула (см. Рисунок 3), и красно-бурое облако более двух часов висело в воздухе. «Я тогда сидела на горе, в Портпоселке, видела взрыв церкви. Столб огня и дыма взметнулся в небо, продержался там какое-то время, а потом плавно опустился на землю. Мы, мальчишки и девчонки, побежали смотреть, что же осталось от церкви…» - так вспоминает этот эпизод своей жизни коренная ставропольчанка Нина Петровна Савкина ^[4].

Долгое время, уже после затопления бывших территорий Ставрополя-на-Волге и храма, ходили легенды, что собор на самом деле не разрушили и в ясную безветренную погоду над водой можно увидеть крест. Однако, множество дайверов, спускавшихся на дно Куйбышевского (Жигулевского) водохранилища опровергали данную информацию: часть фундамента, заросшая илом – все, что осталось от Троицкого собора ^[5].

Целью данной работы являются создание 3D-модели Троицкого собора перед его разрушением и затоплением, а также описание опыта применения 3D-моделирования в музейной практике на данном примере.

Рис.3. Троицкий храм после взрыва в 1955 году. Копия из фондов Тольяттинского краеведческого музея, колоризованная в нейросети DeepAI

Обзор источников

Для выполнения работ, связанных с 3D-моделированием, должен быть задействован широкий спектр источников различного типа. Одной из особенностей источниковой базы виртуальных реконструкций является ее комплексный характер. На первый план выходят изобразительные источники, фото- и кинодокументы, в то же время, как и в любом историческом исследовании, используются письменные документы (нарративные источники: литературные произведения, мемуары, переписка и т.п.), в том числе разновидности делопроизводственных документов – отчеты о научно-исследовательских работах (НИР) и научно-техническая документация (НТД) ^[6].

В данном исследовании, помимо письменных источников используются также визуальные источники (в частности фотографии, рисунки, кинохроника) и Интернет-ресурсы. Рассмотрим источники, исходя из их видовой классификации.

Письменные источники.

Начнем с рассмотрения архивных источников. Их немного, но они очень важны для воссоздания исторического контекста изучаемого нами времени. В данной работе фигурируют записи из двух архивов: РГАДА (Российский архив древних актов) и ЦГАСО (Центральный государственный архив Самарской области). Мы используем информацию из 248 фонда РГАДА – «Сенат и его учреждения» ^[7], в частности, это журналы и протоколы Сената. На листах 113-171 из книги 150 содержится информация о строительстве города Ставрополь, выделении калмыкам территории для поселения, а также решения Сената заложить более крепкий Троицкий собор в 1747 г.

Также мы обращаемся к фонду 3219 архива ЦГАСО ^[8] — это материалы совета по делам религий при совете министров СССР по Куйбышевской области. Здесь имеются статистические отчеты о делах церквей, в том числе указы об их открытии и закрытии, в частности, есть и указы, касающиеся Троицкого собора. Фонд 32 ^[9] — это дела Самарской духовной консистории, например, бумаги о назначении на церковные должности; отчеты и характеристики кандидатов; пострижении в монастыри епархии; надзоре за ведением церковных книг (метрических и др.); управлении архиерейским домом, его имуществом, а также управлении монастырями и храмами. На оба этих фонда в своих исследованиях опираются историки В.Н.Якунин и П.С.Кабытов при изучении истории Самарского края и Ставрополя-на-Волге.

Немаловажными при осуществлении виртуальной реконструкции являются описательные материалы современников, исследователей и путешественников.

К примеру, свидетельства о жизни и быте ставропольских калмыков оставили известные ученые-энциклопедисты П.С.Паллас и И.И.Лепехин. Они руководили отрядами 1-й научной экспедиции Российской Академии наук, целью которой было изучение и описание природных богатств краев Российской империи, быта и нравов их жителей. 1-5, 17 октября 1768 года исследователи посетили Ставрополь ^{[10, c.13]}. П.С.Паллас составлял в основном природные описания посещаемых им краев, описывал особенности флоры и фауны. Поэтому больший интерес для нас представляет труд Ивана Ивановича Лепехина ^[11]. В своей работе он довольно подробно описывает размеры крепости Ставрополя, ее устройство, расположение города относительно берега, рассказывает, кто жил в Ставрополе и в каких зонах. Эти сведения очень важны при воссоздании окружающей среды храма.

В работе также были использованы источники личного происхождения, а именно материалы воспоминаний. Ценную информацию представляет фрагмент из воспоминаний Александра Николаевича Наумова (1867-1950), опубликованный в сборнике документов «Ставрополь-на-Волге и его окрестности в воспоминаниях и документах» ^[12]. А.Н.Наумов был дворянином, владельцем больших земельных угодий в Ставропольском уезде, и в своих воспоминаниях он описывает Ставрополь, каким запомнил его, а также добавляет некоторые исторические факты и описания из более раннего времени, когда был основан город-крепость. Также он рассказывает, насколько величественным показался ему Троицкий собор и дает его описание. Эти данные очень важны при воссоздании облика окружающей среды храма, а также самого храма.

Следующий источник содержит актуальную для данного исследования информацию. Речь идет о приложении к сборнику постановлений и распоряжений по Самарской епархии о монастырях и церквях ^[13]. Сборник опубликован в 1899 г., в приложении к нему дана хронология перестроек собора, а также описаны изменения, произошедшие с его иконостасом.

Особо ценным и основным источником данного исследования мы считаем труд протоирея, воспитанника киевской духовной академии Дмитрия Николаевича Орлова (1824-1887) ^[14]. В книге дается подробное описание истории г. Ставрополь с момента его основания и строительства храмов на его территории. Здесь можно узнать не только о перестройках и облике самого Троицкого собора, но и об изменениях самого города-крепости, расположении и облике построек, а также изменениях в планировке города после его перенесения в начале XIX века. Ценность источника заключается также и в том, что содержит подробное описание размеров храма и колокольни с точностью до аршина, а также назначение их помещений и расположение их внутри. Учитывая, что чертеж или план собора отсутствуют, этот источник, пожалуй, самый важный для нас. Кроме того, это наиболее приближенный источник ко времени постройки храма. Книга выпущена в 1882 году, а ее автор – современник Ставрополя-на-Волге после его первого переноса и постройки последней версии храма.

Важным источником для изучения Троицкого собора является карточка памятника, хранящаяся в Тольяттинском краеведческом музее. Документ содержит подробнейшее описание материала и архитектуры собора с акцентами на характерные особенности его орнамента.

В следующем блоке рассмотрим изобразительные источники.

Основные визуальные источники были предоставлены ТКМ (Тольяттинским краеведческим музеем) из собственных фондов.

План Ставрополя-на-Волге на 1951 год дает подробное представление о расположении Троицкого собора относительно других городских построек, реки и гор. Его легко сопоставить с фотографиями, что в дальнейшем помогло нам разместить собор в виртуальной среде на его исходном месте.

Множество фотографий дореволюционного времени и середины XX века позволили нам рассмотреть храм и колокольню во всех деталях, а также при правильном использовании функции программного обеспечения Match Photo они помогли соотнести размеры храма с теми, что были описаны в книге Д. Орлова, и упростили создание обоснованной 3D-модели.

Кроме того, в нашем распоряжении имеются акварель, рисунок и открытка с Троицким собором. Они также помогли восстановить детали экстерьера, либо утраченные, либо засвеченные на фотографиях XX века.

Далее следует принять во внимание также и картографический материал.

Картографические источники. Для построения рельефа окружающей храм местности было использовано наложение карт. Это – американская карта Сызрани (в легенде значится «SYZRAN`», однако карта выходит далеко за рамки данного города и содержит в себе еще несколько смежных областей Поволжья, в том числе и город Ставрополь-на-Волге – прим. автора), составленная Армейской картографической службой США в 1954 году ^[15] и карта местности, затопленной Куйбышевским водохранилищем в Ульяновской области на 1955 год, представленная на просторах Интернет-ресурса Retromap ^[16].

Далее обратимся к Интернет-ресурсам.

Для нашего исследования представляет интерес веб-портал, называемый Тольяттинской Википедией ^[17]. Применительно к данному исследованию использовались материалы из двух разделов сайта: «Истоки» ^[18] и «История, обществознание, краеведение» ^[19]. На этих страницах сайта можно ознакомиться с информацией об истории собора, его архитектурных особенностях при перестройках, а также подробностями первого (1809 г.) и второго (1953-1955 гг.) переноса города Ставрополя.

Кроме того, был использован ресурс PastVu - проект по сбору свидетельств прошлого. Здесь можно было существенно пополнить нашу коллекцию фотографий Ставрополя-на-Волге, а также Троицкого собора.

В исследовании использовались ресурсы: DeepAI ^[20], Colourise ^[21]. Они представляют собой нейросети, в которые мы загружали черно-белые фотографии Троицкого собора, а системы на основании различных оттенков серого восстанавливали цвета на снимках. Таким образом мы получили цветные фотографии, подтверждающие нашу гипотезу об основном цвете храма, а также о цветах его материалов.

Аналоги церквей как источники. При создании виртуальной реконструкции важно анализировать аналоги рассматриваемых построек – они могут помочь дополнить полную картину, подсказать релевантный материал, выявить подробности и детали архитектурных элементов.

Так как чертеж исследуемого храма отсутствует, в первую очередь был произведен поиск соборов, схожих по архитектурному стилю и времени в различных регионах России для гипотетической реконструкции возможного чертежа Троицкого собора. Наиболее подходящий храм был найден в Богородицком уезде Тульской губернии. Это Казанская церковь в усадьбе Богородицк (см. Рисунок 4) ^[22]. Автором чертежа, датированного 1773 годом, является И.Е.Старов.

Рис. 4. Проект Казанской церкви в усадьбе Богородицк. План, разрез и два фасада. Чертеж. Старов И. Е. (1745—1808). 1773 г. Тульская губерния, Богородицкий уезд, г. Богородицк

В конструкции Троицкого собора и данного чертежа наблюдаются общие черты: наличие трех портиков с колоннами с трех сторон храма, а также закругленной восточной части храма. При построении модели осуществлялась сверка с данным планом для выяснения возможных размеров колонн, проемов и общей композиции храма.

В качестве еще одного аналога мы взяли Храм Святой Живоначальной Троицы в г. Новохоперске, построенный в 1910 г.: с апреля 2017 г. идут работы по его восстановлению в соответствии с проектом А.А.Радина (ОАО «РАС») и на сайте проекта ^[23] имеется виртуальная модель данного храма (см. Рисунок 5). Наблюдается сходство внешней пластики собора г. Новохоперска с Троицким собором в Ставрополе-на-Волге: декор крыши колокольни, купол и шпиль на ее крыше, оформление проемов звонницы, декор портиков у входа в храм, а также окон. Эта модель также использовалась в качестве референса при моделировании декоративных элементов храма.

Рис. 5. Виртуальная реконструкция Храма Святой Живоначальной Троицы в г. Новохоперск. Фото с сайта, посвященного Троицкому собору г. Новохоперск

Также аналоги полезны на этапе текстурирования. К примеру, храм во имя Архангела Михаила (1829 г.) в с. Русская Селитьба помимо общих схожих архитектурных черт дает представление о материалах храма. Судя по фотографии (см. Рисунок 6) ^{[24, c.106]}, этот храм также был построен из красного кирпича, а позже покрыт белой штукатуркой, как и Троицкий собор. Кроме того, храм дает представление о текстуре крыши (свинец), что также пригодится на этапе текстурирования.

Рис.6. Храм во имя Архангела Михаила (1829 г.), с. Русская Селитьба, Красноярский район Самарской области. Фото из монографии Ведерниковой Т.И. и др. ^[24]

Отметим еще и храм во имя Живоначальной Троицы (1813 г.) в с. Екатериновка Безенчукского района Самарской области на левом берегу Волги (см. Рисунок 7). Анализируя сходства этого храма с нашим, помимо одинакового названия можно заметить и некоторые другие сходства общей концепции, а именно: крыши барабана, ее материала. Таким образом, текстурируя крышу барабана, мы обращали внимание на ее устройство в данном аналоге.

Рис.7. Храм во имя Живоначальной Троицы (1813 г.) в с. Екатериновка Безенчукского района Самарской области. Фото из монографии Ведерниковой Т.И. и др. ^[24].

Одной из самых ближайших по времени и месту построек была Успенская церковь, также построенная в городе Ставрополь чуть позже Троицкого собора. Ее здание частично сохранилось, превратившись в XX веке в Ставропольский районный дом культуры (см. Рисунок 8). Она служила нам ориентиром при моделировании дверей собора, а также орнамента полуциркульных окон над дверями.

Рис.8. Ставропольский районный дом культуры (РДК) в здании бывшей Успенской церкви на ул. Кооперативной (Посадской). Копия из фондов Тольяттинского краеведческого музея, 12.04.2022

Таким образом, источниковая база данного исследования широка и охватывает различные типы источников: архивные материалы, воспоминания и описания современников, визуальный и картографический материал, Интернет-ресурсы. Достаточно развит и историографический материал: истории Ставрополя посвящено довольно много исследований, однако попыток воссоздать в виде виртуальной реконструкции исчезнувший город целиком или частично не было, что делает наше исследование особо актуальным. Привлекая к работе примеры аналогов церквей, вполне возможно восполнить некоторые лакуны, в частности, в разделе текстурирования, и сделать виртуальную реконструкцию наиболее приближенной к реальности. Таким образом, источники, литература и аналоги позволяют произвести все необходимые вычисления и построения, а также выполнить все задачи и достигнуть цели данного исследования.

Особенности технологий трехмерной реконструкции для сохранения и изучения объектов историко-культурного наследия

Создание виртуальной реконструкции Троицкого собора является основной частью данной работы. Именно применение технологий трехмерного моделирования дает нам возможности для анализа, синтеза и репрезентации источниковой базы в подобного рода исследованиях, а также позволяет сделать свой вклад в сохранение историко-культурного наследия ^[25]. Данная проблема сохранения историко-культурного наследия всегда довольно остро стоит в исторической науке. Многие памятники повреждаются в результате действия разных причин: время, человеческий фактор, природные катаклизмы, а многие исчезают насовсем. С давних времен историки пытались оставить исчезающие памятники в памяти последующих поколений, делая их зарисовки, чертежи и гравюры. Все это, естественно, выполнялось от руки и на бумаге, не претендуя на аутентичность и точность объекта восстановления. Однако современные технологии позволяют подобраться гораздо ближе к воссозданию памятников историко-культурного наследия в их первозданном виде.

Метод 3D-моделирования сравнительно недавно стал применяться в исторических исследованиях, однако довольно быстро начал набирать популярность и развиваться в применении к совершенно различным целям и задачам, поставленным исследователем. Историческая 3D-реконструкция развивается быстрыми темпами благодаря совершенствованию технологий трехмерного моделирования. Они позволяют исследователям создавать исторически точные, реалистичные виртуальные реконструкции памятников прошлого, позволяя решить проблему сохранения культурного наследия. Однако именно в быстрых темпах развития кроятся и проблемы данного направления, так как исследователям необходимо совершенствовать свои навыки применения данного метода ровно с такой же скоростью, чтобы не отставать от времени.

Стоит отметить, что в отличие от применения технологий 3D-моделирования в создании совершенно новых, уникальных объектов, в процессе исторической реконструкции утраченных памятников историко-культурного наследия данные технологии неразрывно следуют вместе с традиционным методом обработки письменных и визуальных источников. Обладая комплексом источников, характеризующих реконструируемый объект, в сочетании с методами 3D-моделирования, историк имеет возможность восстановить объект максимально приближенный или даже идентичный оригиналу ^[26].

Как было отмечено ранее, при работе с применением методов 3D- моделирования историку необходимо обладать навыками и инструментарием сразу нескольких профессий. Он должен разбираться не только в истории, но и в архитектуре, и в информационных технологиях. А в более масштабных проектах виртуальных реконструкций историку иногда нужно прибегать к помощи профессиональных архитекторов, краеведов, археологов и программистов.

В нашем исследовании методы 3D-моделирования помогут решить поставленные конкретно-исторические задачи, связанные с виртуальной реконструкцией полностью утраченного памятника историко-культурного наследия, игравшего важную роль в образовании и развитии города Ставрополь-на-Волге.

Выбор программного комплекса для проведения виртуальной реконструкции

Основные построения и создание виртуальной реконструкции происходили в программе Sketch Up. Эта программа позволяет сохранять абсолютную точность в построениях, обеспечивает соответствие чертежам и размерам. Кроме того, в программе достаточно инструментария для выбора единиц измерения будущего объекта, а также для создания форм, орнаментов и элементов любой сложности.

Также функционал программы позволяет использовать технологию соотнесения объектов с фотографиями Match Photo, с помощью которой можно разместить фотографию в объемном пространстве и, правильно выстроив проекцию, масштабировать объект на фотографии. Кроме того, в Sketch Up возможно наложить черновое текстурирование для подготовки модели к визуализации в соответствующей программе.

Для визуализации и чистового текстурирования использовалось программное обеспечение (интерактивная виртуальная среда) Twinmotion, выпускаемое компанией Epic Games. Также данная программа была использована для итоговой визуализации проекта: храма с прилегающей территорией и постройками внутри ограды. Решение выбрать именно эту программу было продиктовано тем, что она обеспечивает современную графику за счет сложной системы освещения, которая по некоторым параметрам превосходит графику основного конкурента – Unity.

Также была использована программа Adobe Photoshop для обработки засвеченных фотографий, а также для наложения карт Ставрополя-Тольятти за несколько временных срезов для восстановления рельефа местности.

Кроме того, для обработки и улучшения фотографий храма был использован сервис по улучшению фотографий My Heritage ^[27].

Для текстурирования был использован вспомогательный онлайн софт Normal Map ^[28], который позволяет деформировать текстуру и придать ей более реалистичный вид на итоговой визуализации проекта.

Для создания панорам с возможностью просмотра итогового проекта с разных точек обзора на 360° была использована программа Adobe Premier Pro, а также для кодировки видео в формате 360° применялась программа Spatial Media Metadata Injector.

В конце данной главы можно сделать вывод: собран достаточный методологический и технический комплекс обеспечения данного исследования. Указанные программы позволят создать виртуальную реконструкцию Троицкого собора в Ставрополе-на-Волге, обеспечить ее качественную визуализацию и разместить в музейной экспозиции.

Описание процесса создания 3D-модели собора

Любая виртуальная реконструкция начинается с формирования базы источников, их систематизации и сопоставления между собой. Как было отмечено ранее, основными источниками по данной работе являются фотографии ХХ века как дореволюционные, так и датированные серединой ХХ века, а также сведения о размерах храма, изложенные в труде Д.Орлова. Первоначальной задачей являлось соотнесение этих источников между собой.

Фотографии с разных ракурсов были загружены в программу Sketch Up и отмасштабированы согласно данным Д.Орлова. В источнике говорится: «Собор имеет форму креста. Высота его от основания с куполом и яблоком до креста 13 и ¾ саженей, высота с крестом – 14 саженей и 1,5 аршина. Длина храма от входной двери в притворе до иконостаса 10,5 саженей, ширина около 7,5 саженей. Имея размер храма в саженях и аршинах, легко перевести его в метры, приняв сажень за 213,36 см, а аршин за 70 см» ^{[14, c.107]}. Таким образом, в высоту храм составлял 29 метров без креста и 31 метр с крестом, ширина храма 16 метров, а длина до иконостаса 22,4 метра. В качестве обозначения храма был создан куб соответствующих размеров, на него наложены фотографии и, с помощью технологии Match Photo, они были отмасштабированы согласно размерам храма и размещены в поле программы таким образом, чтобы на их основе можно было узнать размер каждой детали храма (см. Рисунок 9).

Рис. 9. Применение функции MatchPhoto в программе SketchUp. В среду импортирована фотография – копия из фондов Тольяттинского краеведческого музея

В поле программы был размещен план Казанской церкви из с. Богородицкое, приведенный ранее (см. Рисунок 8), он так же был скорректирован под масштаб Троицкого храма. Периодически сверяясь с планом, удалось воссоздать типовые элементы храма: портики, проемы между окнами и колонны.

Внутри храма, также благодаря записям Д.Орлова, были обозначены стенами и дверями помещения: ризница, кладовая, архив, лестничная площадка, а также намечен подвал под западным крыльцом и апсида, в которой размещался алтарь в восточной части здания. Их размеры и местоположение автор давал в своей работе: «По правую сторону алтаря помещается ризница, а по левую архив. Длина того и другого помещения, отделенная от алтаря каменною стеною по 1 саж и ¾ арш. (265,86 см – прим. автора), а ширина по 1,5 саж. (320 см – прим. автора). <…> Иконостас в храме одноярусный, длиною 7,5 саж. (16 м – прим. автора), в нем над местными иконами помещаются изображения некоторых Господских и Богородичных праздников в рамках овальной формы. <…> В притворе по его правую сторону устроена кладовая, мерою в длину 1 саж и 0,5 аршина (248,36 см – прим. автора), в ширину 2 аршина (140 см – прим. автора), у левой его стороны идет лестница на хоры верхние и нижние. <…> Над наружными дверями северными, южными и западными устроены навесы, поддерживаемые каждый четырьмя каменными колоннами. <…> Под западным крыльцом есть небольшой подвал с окном и дверью деревянную» ^{[14, c.107-108]}.

Таким образом, планомерно сверяя данные письменных и визуальных источников, мы наметили фундамент и уникальный план будущей 3D-модели храма (см. Рисунок 10).

Рис. 10. Фундамент будущей модели храма в программе SketchUp

С помощью инструмента Push&Pull план постепенно поднимался вверх до высоты крыши. Параллельно в стенах вырезались проемы под окна и вдавливались глухие декоративные ниши.

На данном этапе построения 3D-модели возникла проблема: до конца не было ясно по фотографиям, какие проемы в храме являются оконными, а какие – декоративными, глухими. Большинство фотографий ХХ века сделаны с одного ракурса и доподлинно не известно, было ли окно в зоне западного входа в храм глухим, или же действующим. Однако, нам посчастливилось найти научно-популярную статью о судьбе города Ставрополе-на-Волге, где были размещены фотографии С.Мельника и О.Капитонова из личного архива ^[29], среди которых нашлась редкая фотография собора с нужного нам ракурса (см. Рисунок 11). Здесь совершенно отчетливо видно, что окно все же было на восточной стене западного входа в храм.

Рис. 11. Фотография Троицкого собора середины ХХ века из личного архива С. Мельника и О. Капитонова с отметкой окна, вызывающего вопросы

Аналогичный вопрос был в симметричном окне на западной стене. Его удалось решить, опираясь на дореволюционную открытку с Троицким храмом (см. Рисунок 12). Она представляла собой фото собора с северной стороны. К тому же, оба этих окна явно отличались по форме от остальных: совершенно отчетливо можно наблюдать, что над окном на восточной и западной стенах западного входа в храм нет полуциркульной арки. Точнее, арка есть в нише, в которой располагается окно, но в этой части нет полукруглого проема, как на остальных окнах. Этот момент мы тоже учли при построении 3D-модели храма (см. Рисунок 13-14).

Рис. 12. Открытка первой четверти XX века с изображением Троицкого собора и отметкой окна, вызывающего вопросы. Копия из фондов Тольяттинского краеведческого музея, 12.05.2022

Рис. 13-14. Окна на восточной и западной стенах западного входа в храм, отличающиеся по пластике от остальных. SketchUp

В процессе оформления оконных проемов выявилось расхождение в некоторых источниках. На акварели (см. Рисунок 15) мы наблюдаем явно глухую нишу на апсиде, где находился алтарь.

Рис. 15. Акварель Троицкого собора с отметкой проема, вызывающего вопросы. Копия с сайта Тольяттинец (URL: http://tolyattinec.narod.ru/fotostavr.htm)

Однако на всех фотографиях XX века (см. Рисунок 5) это не так: на них отчетливо видно, что в данном месте было окно. Было принято решение доверять больше фотографиям: возможно, художник рисовал по памяти или не стараясь абсолютно точно передать все архитектурные особенности храма. Соответственно, в модели на данном месте мы разместили окно (см. Рисунок 16).

Рис. 16. Размещение окна на модели храма в программе SketchUp

Таким образом, модель храма была успешно доведена до крыши. Сверху крыши установлен световой барабан. Восемь полуциркульных окон, основание барабана, выложенное кирпичами, а также спаренные пилястры в простенках между окнами были реконструированы по фотографии купола, сделанной с высоты (см. Рисунок 17), по аналогам и открытке дореволюционного времени.

Рис. 17. Фотография купола Троицкого собора середины ХХ века. Копия из фондов Тольяттинского краеведческого музея, 12.05.2022

По этой же фотографии (см. Рисунок 21) были восстановлены латерна, размещенная на куполе барабана, а также крест, завершающий композицию храма. Результат восстановления купольного барабана можно увидеть ниже (см. Рисунок 18).

Рис. 18. Восстановленные по фотографиям в программе Sketch Up барабан с куполом

Отдельно от храма создавалась 3D-модель притвора с классическим портиком-простилем. Сначала мы замерили по фотографиям длину и ширину портика, а также расстояние между колоннами, затем создали стереобат соответствующих размеров. Колонны были созданы в тосканском стиле: от широкого основания они постепенно сужались наверх. Завершился портик антаблементом, карниз которого венчается треугольным фронтоном с тимпаном (см. Рисунок 19). Далее весь портик был собран в группу и дважды скопирован около боковых стен храма. Таким образом, западный, северный и южный входы были отмечены одинаковым оформлением.

Рис. 19. 3D-модель входного портика в храм, созданная в программе SketchUp

Описание процесса создания модели колокольни при соборе

Создание 3D-модели колокольни так же, как и в случае с храмом, начиналось с размещения ее фотографий в поле программы Sketch Up и масштабирования их при помощи данных письменного источника. К тому же, нам известно, на каком точно расстоянии от храма находилась колокольня. У Д.Орлова сказано: «Колокольня при храме устроена отдельно от него на расстоянии 4-ех сажен (8,53 м – прим. автора). Колокольня состоит из двух ярусов, высота которых до шпили 11 саженей и 2 аршина (25 м – прим. автора), шпиль до креста 1 сажень и 1 аршин (2,83 м – прим. автора), а всего высота колокольни имеет до 25 саженей с двумя аршинами (55 м – прим. автора). <…> Форма церкви квадратная, длина и ширина ее по 8 саженей с аршином (18 м – прим. автора)».

Таким образом, снова применив технологию Match Photo (см. Рисунок 20), нам удалось привести фотографии к соответствующему масштабу, с помощью чего в дальнейшем выяснять размеры тех или иных элементов колокольни.

Рис. 20. Применение функции MatchPhoto к колокольне в программе SketchUp. В среду импортирована фотография – копия из фондов Тольяттинского краеведческого музея

Проблемой при построении 3D-модели колокольни являлось то, что большинство ее фотографий были ненадлежащего качества (засветы, размытость), и по ним довольно сложно выявить ее декоративные элементы и точный облик оконных рам. Однако, поработав с сервисом улучшения фотографий My Heritage и найдя побольше фотографий колокольни с разных ракурсов и вблизи, используя вышеупомянутую открытку, нам удалось восстановить облик всех проблемных декоративных элементов.

К примеру, так выглядела северная стена колокольни (см. Рисунок 21-22).

Рис. 21-22. Прорисовка северной стены колокольни в программе SketchUp. Слева – открытка, представленная на Рисунке 16, справа – скриншот из программы SketchUp

Таким же образом был восстановлен облик оконной рамы, во многом повторяющий пластику собора, как было сказано в карточке объекта историко-культурного наследия ^[30] (см. Рисунок 23-24), однако отличающийся меньшим размером.

Рис. 23-24. Прорисовка оконной рамы колокольни в программе SketchUp. Слева – открытка, представленная на Рисунке 16, справа – скриншот из программы Sketch Up

С помощью фотографии храма на открытке дореволюционного времени (см. Рисунок 12) нам также удалось произвести виртуальную реконструкцию придела колокольни, так называемой Никольской церкви. Она была теплой, в ней (вместо храма) проводились службы в холодное время года, о чем свидетельствуют трубы на крыше. В целом она повторяла пластику колокольни, главный вход в придел организован в виде притвора и псевдопортика, которые, сужаясь в плане в сторону входа, формировали выразительную осевую композицию (см. Рисунок 25).

Рис. 25. 3D-модель придела колокольни (Никольской церкви), созданная в программе SketchUp

Создание базы текстур для построения модели

Известно, что основными материалами собора являлись кирпич и штукатурка. Однако в процессе исследования у нас возник вопрос: какого цвета использовался кирпич при постройке данного собора? В карточке памятника истории и культуры, хранящейся в Тольяттинском краеведческом музее указано, что материалом храма служил белый кирпич, в то время как в архивном источнике указано: «Это было большое и мощное здание, построенное из красного, хорошо обожженного кирпича, по размеру приблизительно в полтора раза большего, чем нынешний кирпич» ^[31]. Так как скорее всего карточка из музея составлялась на основе фотографий храма, составители сделали предположение о белом цвете кирпича. Таким образом, в данном вопросе было принято решение доверять информации из архивного источника. Чтобы удостовериться в нашем решении мы проанализировали фото дореволюционного времени (см. Рисунок 12) и фото середины XX века (см. Рисунок 9), загрузив их в нейросети, определяющие по различным оттенкам серого цвета на фотографиях. Таким образом, мы получили еще одно доказательство, что сначала собор был красным, а уже позже – белым. Отсюда следует, что материалом являлись красный кирпич и белая штукатурка, как в случае с аналогом, приведенным ранее. (см. Рисунок 6).

Поэтому на стены храма и колокольни была наложена текстура белой штукатурки. Ниши, колонны и декоративный орнамент храма были покрыты более плотным и слегка сероватым типом штукатурки. Цоколь храма и колокольни покрыты текстурой желтовато-серой штукатурки для реалистичности картины – как правило, такие места у зданий были не чисто белыми.

Крыша была покрыта свинцом, предположение о материале крыши было сделано на основе характерных швов на крыше храма и барабана (см. Рисунок 17) и аналогов (см. Рисунки 6, 7). К тому же, это был наиболее распространенный материал для выполнения крыш храмов и церквей в XIX веке.

Указанные текстуры были собраны в единую базу, куда также добавлены текстуры стекла (для окон), золота (для яблок, крестов и колокола) и дерева (для дверей). Для каждой текстуры созданы карты нормалей, чтобы в дальнейшем, при импорте в Twinmotion с характером текстур можно было работать, приближая вид материалов к реалистичному.

Методика восстановления рельефа местности

Для качественной визуализации храма нами было решено поместить его в особую среду: храм будут окружать постройки служебного назначения, находившиеся рядом с ним внутри ограды.

Для обеспечения реалистичности данной визуализации необходимо восстановить примерный рельеф данной местности. Это довольно интересный опыт применения метода 3D-моделирования в силу особенностей рельефа этого региона: как утверждают источники ^{[11, c.203]}, берег еще во времена крепости Ставрополь постоянно подмывался водой из Куньей Воложки, воды которой, особенно весной, существенно поднимала Волга. Даже после перенесения города и отстройки храма на новом месте в начале XIX века берег продолжал осыпаться. Кроме того, рельеф местности содержит значительные перепады высот.

На начальном этапе, для восстановления примерного облика рельефа были взяты топографические карты на самые ближайшие к нашему исследованию периоды: американская топографическая карта Сызрани (см. Рисунок 26) и карта местности, затопленной Куйбышевским водохранилищем в Ульяновской области на 1955 год (см. Рисунок 27).

Рис. 26. Фрагмент американской карты Сызрани. Ресурс http://www.monetonos.ru

Рис. 27. Карта местности, затопленной Куйбышевским водохранилищем в Ульяновской области на 1955 год. Ресурс ЭтоМесто.com ^[16].

Путем приведения карт к общему масштабу и наложению их в программе Adobe Photoshop, мы получили достаточно точные сведения о динамике рельефа в области города Ставрополь-на-Волге. Так же, при помощи плана города на 1951 год (см. Рисунок 28), удалось установить точное местонахождение храма в городе и, соответственно, его место на полученном в дальнейшем плато рельефа.

Рис. 28. План города Ставрополя-на-Волге на 1951 г. Копия из фондов Тольяттинского краеведческого музея, 12.05.2022

Таким образом, загрузив наложенные карты в программу Sketch Up, удалось обвести основные линии высот на топографических картах. Затем, на разных высотных линиях с помощью функционала программы мы расставили маркеры, высота которых была равна высоте рельефа в этом месте. Так мы получили карту высот.

Далее полученный рисунок был импортирован в программу Twinmotion, где ему был придан объем: на линии уровня воды нанесена текстура воды, на рельеф – текстура холмистой травянистой местности (см. Рисунок 29).

Рис. 29. Процесс построения рельефа в программе Twinmotion

После чего, с помощью режима Sculpting мы поднимали рельеф на высоту маркеров. Таким образом была спроектирована масштабная среда с рекой, наметками Усольских гор и рельефной местностью, на которой располагался город-крепость (см. Рисунок 30).

Рис. 30. Восстановленный по топографической карте рельеф местности в программе Twinmotion. Храм размещен в середине сцены на месте, отмеченном на плане 1951 года

Виртуальная реконструкция территории, окружавшей Троицкий собор

Для успешной визуализации виртуальной реконструкции Троицкого собора было решено создать 3D-модель окружающего собор пространства: ограду и постройки внутри нее.

В первую очередь, необходимо было разобраться, какая ограда окружала собор в исследуемый нами период. Если обратиться к открытке (см. Рисунок 12), то можно увидеть один тип ограды, в то время как на фотографиях середины ХХ века (см. Рисунок 20) виден иной тип ограды. Так как открытка принадлежит дореволюционному времени, был сделан вывод: ограда претерпела изменения к середине ХХ века. Учитывая, что мы создаем виртуальную реконструкцию на период середины ХХ века, было решено создать 3D-модель ограды, опираясь на фотографии (см. Рисунок 31-32)

Рис. 31-32. Процесс создания модели ограды в программе SketchUp.Слева – фотография Троицкого собора, представленная на рисунке 22, справа – модель в программе SketchUp

Мы знаем, что на территории собора находилось несколько зданий: они прослеживаются как на фотографиях дореволюционного времени, так и на фото середины ХХ века (см. Рисунок 33-34).

Рис. 33-34. Постройки внутри ограды храма, отмеченные на фотографиях дореволюционного времени и середины ХХ века. Копии из фондов Тольяттинского краеведческого музея

Изначально было сформировано предположение, что в большом здании размещалась второклассная школа и комнаты учениц, а здания поменьше – это хозяйственные постройки. Однако, удалось установить, что школа была двухэтажной и находилась не на территории собора. Об этом свидетельствуют документы из Научного архива Тольяттинского краеведческого музея: «В 1930 году на улице Корпусной в здании двуклассной школы был открыт агропедагогический техникум, который через ускоренные курсы давал диплом учителя начальных классов и агронома» ^[32]. Следовательно, здание второклассной школы находилось неподалеку от собора, на улице Соборной (Корпусной), а значит все постройки, которые мы наблюдаем на фотографиях, имели служебный функционал. К сожалению, их точного назначения определить не представляется возможности, но, судя по фотографии уже разрушенного собора (см. Рисунок 3) и сохранившимся уникальным кадрам кинохроники ^[33], постройки находились там вплоть до изучаемого нами периода середины ХХ века. Соответственно, необходимо разместить модели построек на нашей визуализации.

Таким образом по фотографиям нам удалось создать 3D-модели построек, находившихся на территории храма (см. Рисунок 35).

Рис. 35. 3D-модели хозяйственных построек на территории храма, созданные

в программе SketchUp

Визуализация созданной трехмерной реконструкции в программе Twinmotion

Итак, мы подготовили 3D-модели храма, колокольни, рельефа местности, окружающих построек и ограды. На данном этапе исследования было необходимо осуществить итоговую визуализацию проекта.

В поле программы Twinmotion, где уже был проект с виртуальной реконструкцией рельефа, были так же добавлены модели храма с колокольней и размещены на месте, где стоял храм согласно плану 1951 года (см. Рисунок 28).

Благодаря отмасштабированным фотографиям удалось вычислить расстояние, на котором находились бывшее здание школы и хозяйственные постройки от храма. Именно на таком расстоянии от храма эти 3D-модели были размещены в виртуальной среде Twinmotion. Все здания были обнесены оградой, предварительно смоделированной в программе Sketch Up (см. Рисунок 36).

Рис. 36. Первичное размещение всех созданных моделей в SketchUp в программе Twinmotion

Далее, необходимо было проработать аспекты реалистичности проекта. Для этого были прорисованы тропинки на входе на территорию храма, к постройкам внутри, размещены деревья и другая растительность. Все это осуществлялось с опорой на фотографии середины ХХ века. По ним видно, что территория храма была довольно просторной и открытой, с минимальным количеством растительности. Вокруг наблюдаются городские улицы с линиями электропередачи, жилые дома в соседних кварталах, относительно недалеко здание почты, но сам храм находится на открытой площади.

Вокруг храма были городские улицы с проселочными дорогами. В этих местах, подобно фотографиям, были наложены текстуры грязи, луж и протоптанной дороги (см. Рисунок 37-38).

Рис. 37-38. Сравнение текстур окружающей местности на фото середины ХХ века и на визуализации в программе Twinmotion. Фото слева – копия из фондов Тольяттинского краеведческого музея. Справа – визуализация в программе Twinmotion

По фотографиям отмечены места расположения столбов, проводящих электричество, и деревьев на территории храма (см. Рисунок 39-40).

Рис. 39-40. Размещение на виртуальной реконструкции деревьев и столбов, проводящих электричество. Слева – визуализация в программе Twinmotion. Справа – фото из фондов Тольяттинского краеведческого музея

В результате мы получаем ракурсы, идентичные тем, что были на фотографиях середины ХХ века, добиваясь максимальной приближенности к реальности (см. Рисунок 41-42).

Рис. 41-42. Сравнение фотографии середины ХХ века с визуализацией в программе Twinmotion. Слева – фото из фондов Тольяттинского краеведческого музея. Справа – визуализация в программе Twinmotion

Скорее всего на территории храма были зоны для общения прихожан, и, как правило ^[34], они располагались недалеко от ворот у входа в храм, с двух сторон от них. Мы разместили справа и слева от входа в храм пару скамеек, а также оживили сцену, разместив модели движущихся людей на входе в храм и колокольню, собаку, охраняющую хозяйственные постройки, и птиц, кружащих высоко над храмом (см. Рисунок 43-44).

Рис. 43-44. «Оживление» сцены визуализации с помощью размещения в ней моделей людей, животных, скамеек

Ранее мы приводили цитату из источника, где упоминалось, что на территории Троицкого собора были захоронения ^{[2, c.118]} священнослужителей и именитых людей. Точных сведений о количестве захоронений, о том, чьи они были и как выглядели, к сожалению, источники не дают. Однако, обойти стороной данную информацию при изготовлении виртуальной реконструкции было бы некорректно. Мы проанализировали облик типовых надгробных плит на русских кладбищах XIX-XX веков по фотографиям и создали их 3D-модели, разместив их на итоговой визуализации со стороны алтаря храма.

На данном этапе исследования мы описали процесс создания виртуальной реконструкции Троицкого собора в Ставрополе-на-Волге. Мы проанализировали и сравнили данные различных источников, а также поработали с церквями-аналогами. Были выявлены определенные проблемные и спорные моменты при виртуальной реконструкции некоторых элементов храма, а также описаны способы их решения. В результате были подготовлены 3D-модели храма, колокольни и окружающей собор местности внутри ограды. Мы получили виртуальную среду, готовую к визуализации и размещению в сети Интернет и экспозиции Тольяттинского краеведческого музея.

Подготовка итогов исследования к электронной публикации и размещению в музее

На финальном этапе нашей виртуальной реконструкции, когда модель храма уже была готова, помещена в интерактивную среду, рельеф и фон были проработаны, возникла необходимость создать рендеры, отвечающие современным реалиям, преобразовать их в надлежащие форматы и, учитывая опыт предшественников, подготовить их к размещению в экспозиции Тольяттинского краеведческого музея.

Для визуализации и презентации полученного проекта создано обзорное видео MP4, а также несколько панорам в формате 360° с возможностью просмотра виртуальной реконструкции с разных точек обзора. Кроме того, написан пояснительный текст к видео, содержащий справочный материал об истории Троицкого собора. Материалы переданы в Тольяттинский краеведческий музей и размещены в зале «Маяк» постоянной экспозиции «20 век: Ставрополь-Тольятти». Более подробное описание практического применения результатов данного исследования является предметом отдельной авторской статьи «Опыт применения 3D-реконструкций объектов культурного наследия в музейной практике (на примере Троицкого собора в Ставрополе-на-Волге)».

Выражаем глубокую признательность и благодарность Муниципальному бюджетному учреждению культуры городского округа Тольятти «Тольяттинский краеведческий музей» и лично директору музея Ланковой Наталье Михайловне за предоставление материалов и консультирование по теме исследования.