Гуманитарные науки

Байки из лабы: «программируем» историю

Как построить монастыри и царские кабинеты в виртуальной реальности

VR Кластер МГУ/СПбГУ/Indicator.Ru

О том, как провести историческую реконструкцию в 3D, где кончается работа историка и начинается труд гейм-дизайнера и что лучше в качестве диплома — видео 360 ° или VR-проект, Indicator.Ru рассказали сотрудники кафедры исторической информатики исторического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова Максим Мироненко и Денис Жеребятьев.

— Расскажите, пожалуйста, чем сейчас занимаются исторические информатики?

Максим Мироненко, сотрудник кафедры исторической информатики: Если имеется в виду VR-кластер МГУ (неформальное объединение в рамках МГУ — Indicator.Ru), то это порядка пяти-шести постоянно разрабатываемых проектов по тематике космоса, исторические реконструкции, виртуальные путешествия в прошлое и платформа обучения виртуальной реальности. Последняя может использоваться как студентами, так и школьниками, а также для обучения будущих специалистов-архитекторов виртуальных миров.

— Можно пару-тройку примеров проектов, которые вам больше всего нравятся?

М. М.: Если по истории, то, безусловно, это наш совместный проект с химфаком (МГУ – Indicator.Ru) по великим именам в истории химии. Мы начали с Дмитрия Ивановича Менделеева и создали его VR-кабинет, в котором можно не только посмотреть на интерьеры, но и провести несколько реакций. Мы надеемся, что в дальнейшем проект разовьется на большее количество фамилий и мы сможем реализовать больше активностей. Путь опять же лежит через образование, через исторический век, в котором все это происходило, мы надеемся затронуть специалистов как социо-гуманитарных, так и технических направлений. Еще мне нравится проект Страстного монастыря — самая масштабная реконструкция утраченного памятника. Впервые в России на трех временных срезах смогли восстановить не только архитектурную, но и социальную историю района. По космосу у нас есть интересный проект с телеуправлением луноходов — можно не только контролировать движение, но и собирать пробы грунта. Это все возможно осуществить и в реальности на Луне и Марсе, когда машиной управляют либо с орбитальной космической станции, либо с Земли.

— Как создать собственный проект? С чего начать совсем новичку и как получить необходимые знания?

М. М.: Есть два варианта. Это самообучение — очень долгий и мучительный процесс, но тут можно обучиться лишь техническому вопросу. А вот навыки работы в архивах и анализа документации можно получить только в рамках образования на историческом факультете МГУ или на другом факультете, где это все преподают. И у нас есть курс дополнительного образования «Технологии виртуальной реальности в социо-гуманитарной сфере». Здесь дети и старшие коллеги могут обучаться как моделированию, так и особенностям работы с виртуальной реальностью.

— Предположим, знания получили, а что дальше? Каковы основные этапы разработки проекта? Например, хочу сделать что-то с рыцарями.

М. М.: Всякая 3D-реконструкция начинается с поиска источников. Когда ты ознакомилась с источниками, можешь предпринять попытку создать модель, которая тебе интересна. После того, как ты поняла, что модель соответствует источникам — это в идеале, — начинаешь детализировать ее. Как правило, наши модели — архитектурные объекты и их окружение, в котором они находятся. Для этого нужно находить дополнительные источники и сразу создавать среду, в которую все погружается. Если ты строишь, например, башню, то необходимо построить район, в котором она находится, потому что объект в изоляции — это не предмет исторического исследования, это предмет исследования архитекторов.

Денис Жеребятьев, кандидат исторических наук, ассистент кафедры исторической информатики: Каждый объект требует определенных инструментов, которые необходимы для его реконструкции. Раз уж мы начали музейно-предметную тему, связанную с рыцарским вооружением, то есть доспехи в музеях и есть лазерное сканирование для оцифровки. Мы на кафедре проводили такую работу для портала культура.рф, когда оцифровывали музейные экспонаты лазерным сканером в более чем 30 музеях. Есть еще фотограмметрия, когда делается несколько фотографий с разных ракурсов и по ним в программе вычисляются координаты точек и расстояния.

В результате получается трехмерная модель объекта. Если же от него остался лишь фрагмент, то подключается инструмент моделирования. В случае усадьб, чей облик разрушен, но остался рельеф, используется технология беспилотного летательного аппарата. Снимают с квадрокоптера, получают рельефы, анализируют топографические планы. Если здание сохранилось, но в разрушенном состоянии — можно задействовать лазерный сканер, а если нет средств, можно составить по чертежам или использовать фотосъемку. Методов много, они каждый год меняются, и наша кафедра в тренде: мы стараемся следить за обновлениями.

М. М.: После возникает необходимость создать ландшафт, локацию, куда модель помещается. Теперь надо уже заниматься работой с материалом. И этот вопрос тоже является исторической задачей, и не самой простой. Цвет может быть одинаковым, но ты точно различишь, где пластик, а где дерево. Мы не можем позволить себе такой подмены, а потому ищем аналоги, привлекаем архивистов и искусствоведов. Даже самые малые и, казалось бы, простые в реализации проекты требуют участия специалистов различных отраслей.

Д. Ж.: Вообще, моделирование — это работа историка. Он анализирует большое количество документов, гравюр, чертежей и фотографий, на основании которых создает внутри своей 3D-программы модель. В результате накапливается большой архив моделей и источников. Историческая работа уже закончена, восстановлен визуальный образ. Мы переходим к той части, которая не менее важна, — это техническая связь, где мэтр из гейм-индустрии вступает в свои права.

М. М.: Не просто из гейм-индустрии, а который еще обладал бы знаниями и навыками историка. Взаимодействие с любым объектом в виртуальной среде требует определенных механизмов и игровых механик. Создать их с нуля историку невозможно. Или надо обладать большим бэкграундом в программировании именно виртуальных сред, или привлекать программистов, которые будут понимать историческую задачу.

Д. Ж.: Есть вариант использования шаблонов, которые созданы в ходе взаимодействия со специалистом, подготовившим визуальный интерфейс. Вот как есть программа Excel, где человек не вникает в программирование, а просто вводит свои данные и получает результат.

М. М.: Есть так называемый Blueprint — визуальный язык программирования, на котором можно построить игровую механику проекта. Визуальное программирование сейчас очень популярно в образовании детей. Эти языки достаточно давно появились в Unreal и активно развиваются на Unity — это два самых популярных движка (базовые ПО для игр — Indicator.Ru). Эта технология позволяет на начальных этапах понять, что такое игровая механика, чтобы в дальнейшем освоить и программирование. Для каких-то несложных задач этого действительно хватает, но для более серьезных проектов приходится писать все с нуля, как в случае реконструкции Страстного монастыря. Его механику, впрочем, можно расширить и на другие проекты.

Д. Ж.: В музейной среде используется еще одно направление технологий — видео 360 °. Возьмем работу, которую ведут наши студенты по интерьерам Эрмитажа времен правления Николая I. Обстановка не сохранилась, и экскурсоводы раньше показывали посетителям фотографии и гравюры. Сейчас это выглядит непрезентабельно. Разработчики от компании Big Games подготовили программное обеспечение, в котором происходит историческая виртуальная реконструкция в том классическом варианте, о котором мы говорили. Это есть на прямо на YouTube, в программе Twinmotion.

Похожи на видео 360 ° технологии дополненной реальности. Человек, придя на конкретное место, с помощью QR-кода попадает на нужную панораму, но она не статична. Оживает окружающая среда, играет музыка, можно добавить рассказчика-экскурсовода. В рамках студенческих работ, которые мы делаем на кафедре, за два года учим и классической технологии реконструкции, и вот такой технологии подачи.

— Неужели каждый студент у вас этим занимается?

М. М.: Далеко не каждый. Скажем так, все студенты проходят у нас обязательный курс по 3D-моделированию, но кто-то выбирает эту тематику в качестве дипломной работы, а кто-то нет. Потом выбор — видео 360 ° или виртуальная реальность. Первое реализуется быстрее и используется на всех устройствах, а второе требует больше разработки, но и имеет больше возможностей по расширению функционала.

— А какая практика у этих студентов? Где они работают?

Д. Ж.: Студенты иногда вовлекаются в грантовые проекты, то есть не просто делают свои дипломы, но и участвуют в интересной исследовательской работе, которая приносит небольшую прибыль. Есть еще небольшие практики на объектах, куда человек приезжает с определенными инструментами, или же на археологических раскопках.

М. М.: Все наши студенты, которые успешно развивают тематику, имеют возможность проходить коммерческую практику в партнерских компаниях. Названия я бы называть не стал, но это фирмы, специализирующиеся в кинопроизводстве, занимающиеся 3D-моделированием для специальных задач, например подготовкой материала для научно-популярных выставочных мероприятий. Опыт, который студенты получают на кафедре, позволяет им быстро внедряться в такие процессы.

Многие молодые ребята в нашу тему хотят погрузиться — кто-то профессионально, кто-то любительски. Навык 3D-моделирования универсален, то есть это и аддитивное производство на 3D-принтерах, и работа в любой компании соответствующего профиля, и научные разработки, и учебные. По сути, мы готовим представителей одной из так называемых профессий будущего, которая, возможно, заменит собой многие специальности, где сейчас работают руками.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.