Римская архитектура, известная своим величием, точностью и техническими инновациями, на протяжении веков очаровывала историков и энтузиастов. Сочетая функциональность и эстетику, он преобразил городские пейзажи древности и оставил наследие, которое продолжает влиять на современную архитектуру. Знаменитые сооружения, такие как Колизей, Пантеон и римские акведуки, являются примером изобретательности римлян в использовании таких материалов, как бетон, и внедрении передовых технологий, таких как арка и свод, которые обеспечивали долговечность и эффективность их конструкций. Однако большая часть теории и знаний, лежащих в основе этих замечательных достижений, со временем была утеряна, оставив интригующие пробелы в нашем понимании их методов и практик.
Очаровательный город Вольтерра, расположенный на холмах Тосканы в Италии, сыграл решающую роль в расширении наших знаний об античности. Вольтерра с более чем 3000-летней историей представляет собой историческую сокровищницу, где находятся памятники, построенные в 4 веке до нашей эры. Известный как один из старейших постоянно населенных городов в мире, он может похвастаться такими замечательными достопримечательностями, как старейшая в мире этрусская арка. В городе также находится один из лучших образцов римского театра, открытый всего 50 лет назад. Эти открытия стали результатом усилий исследовательской группы под руководством профессора Владека Фукса из Фонда Вольтерра-Детройт в сочетании с технологическими инновациями. Современные инструменты, разработанные такими компаниями, как Autodesk, позволили провести новый и глубокий анализ математической сложности, лежащей в основе этих древних архитектурных проектов.
Проект взял на себя амбициозную задачу по сканированию римских построек, используя передовые технологии и академические знания для раскрытия секретов этих тысячелетних построек. Используя дроны, фотограмметрию и наземное лазерное сканирование, команды получили 3D-модели древних построек и артефактов города в высоком разрешении. При поддержке Autodesk эти модели не только помогли городскому планированию и реставрации, но и позволили мировой аудитории изучить наследие Вольтерры с помощью виртуальных платформ и 3D-печатных копий. Как объясняет Тристан Рэндалл, старший руководитель по развитию бизнеса в Autodesk, данные, обработанные с помощью таких инструментов, как ReCap Pro и Revit, способствовали созданию подробных информационных моделей зданий (BIM), обеспечивая более глубокое понимание этих структур и позволяя создавать модели и виртуальную реальность. инструменты.
Новый взгляд на витрувианские идеалы
Когда профессор Владек Фукс начал свою работу с Фондом Вольтерра-Детройт, он не мог предвидеть революционные открытия, которые откроет этот проект.
Моей первоначальной областью специализации была архитектурная визуализация – от рисунков от руки до компьютерной визуализации и анимации. Частично мое увлечение заключалось в демонстрации оригинальных форм древних построек, ныне находящихся в руинах, посредством виртуальных 3D-реконструкций. В Вольтерре, Италия, сохранились остатки римского театра I века до нашей эры, но сегодня мало что из этой структуры сохранилось. Я хотел представить себе его исходное состояние. Чтобы создать его 3D-модель САПР, мне нужно было понять, как она была изначально спроектирована. Однако существующая документация прошлых ручных измерений была запутанной и имела значительные расхождения между чертежами. — Профессор Владек Фукс
В августе 2016 года Фонд Вольтерра-Детройт организовал первый в городе семинар по цифровому резервированию, просканировав руины театра в 3D с помощью лазерных технологий. В результате этих усилий была создана точная цифровая копия, предоставившая надежный материал для дальнейшего изучения. Как и любой исследователь римской архитектуры, Фукс в качестве основного справочника полагался на «Десять книг по архитектуре» Витрувия, включая разделы, посвященные театральному дизайну. Однако вскоре стало очевидно, что театр Вольтерры существенно отклонялся от описаний античного автора. Витрувий описал зрительный зал, основанный на геометрии правильного 12-стороннего многоугольника, но планировка Вольтерры была основана на 7-стороннем многоугольнике, каждая сторона которого была разделена на три равные части, в результате чего получилась 21-сторонняя фигура. Следовательно, двери сцены для актеров не могли совпадать с определенными углами додекагона, как описано, поскольку додекагон не использовался. Фуксу пришлось выявить альтернативные геометрические принципы, чтобы определить их расположение. Он поясняет: «Витрувий писал, что если колоннада имеет два уровня, то высота верхнего уровня должна составлять ¾ высоты нижнего уровня; в Вольтерре соотношение явно больше — 8:9. Почти все, что я исследовал, отличалось от предписаний Витрувия, что приводило к дилемма: стоит ли мне доверять своим наблюдениям или считать описания древнего автора верными?»
Археологические данные показывают, что многие римские постройки отличаются от описаний Витрувия. Хотя ученые часто связывают эти различия с более поздними модификациями проекта или ошибками строительства, точное выполнение таких сооружений, как театр Вольтерра, предполагает преднамеренное планирование, а не корректировку на месте. Это побудило Фукса расширить свое исследование до 50 римских театров, обнаружив, что только семь следовали схеме Витрувия с 12-сторонними многоугольниками, в то время как другие использовали многоугольники с 7-13 сторонами. Римские этапы ( сцены ) часто основывались на квадратных сетках, не упомянутых Витрувием, что еще раз указывает на альтернативные методы планирования. Точно так же исследования римских храмов выявили модульные сетки в их планировке, в то время как круглые структуры, такие как Пантеон, продемонстрировали, что римляне использовали более точное значение π (22/7), чем 3,125 Витрувия, что позволяло создавать практичные и пропорциональные конструкции.
По словам Фукса, Витрувий сосредоточился на общих принципах проектирования (utilitas, Firmitas, venustas) и стремился сделать архитектурный язык доступным для широкой аудитории, а не на подробном описании практических методов. Это, вероятно, объясняет несоответствия между его рекомендациями и реальной римской практикой.
Пересечение технологий и традиций
Чтобы раскрыть эти архитектурные идеи, потребовались технологические инновации, и Autodesk сыграла ключевую роль в цифровом сохранении руин Вольтерры. Используя наземные лазерные сканеры и фотограмметрию с дронов, команда Тристана Рэндалла создала подробные 3D-модели этих древних мест. «Процесс создания этих сканов, — рассказывает Рэндалл, — включал более 100 отдельных сканов только для римского театра, что обеспечивало точность на уровне миллиметра. Полученное облако точек представляло собой безупречную цифровую копию существующих условий». Затем эти наборы данных были обработаны с помощью Autodesk ReCap Pro, что позволило легко интегрировать их в 3D-модели и даже масштабировать копии посредством 3D-печати.
Хотя рабочий процесс был новаторским, не обошлось и без проблем. От точного маневрирования дронов на объектах до управления огромными наборами данных — проект требовал инноваций на каждом этапе. Тем не менее, как подчеркивает Рэндалл, эти усилия проложили путь к масштабируемому и воспроизводимому подходу к сохранению наследия во всем мире. «Эти инструменты стали более доступными и доступными, чем когда-либо, что позволяет удовлетворить потребности в цифровом сохранении по всему миру».
Уроки для настоящего и будущего
Проект Вольтерра – это больше, чем академическое упражнение; он служит мостом между древним и современным. Фукс подчеркивает потенциал этих открытий повлиять на современное архитектурное образование. «Мы часто преподаем историю архитектуры как каталог драматических форм», — замечает он. «Но понимание римских методов проектирования – того, как они оптимизировали геометрию и пропорции – может сделать историю более актуальной и преобразующей для сегодняшних дизайнеров».
Я бы рискнул заявить, что геометрия и математика римских сооружений представляют собой смесь отпечатков пальцев архитекторов и митохондриальной ДНК всей римской архитектуры. Конечно, чтобы полностью понять их, потребуется много времени — если это вообще возможно — потому что большая часть материала должна быть изучена заново, а он часто лежит в руинах. Поэтому я чувствую, что просто закладываю основу для будущих знаний. Но это уже предлагает совершенно иной взгляд на древнюю архитектуру: она не была однородной, как можно предположить из сочинений Витрувия, а скорее весьма разнообразной, и о ее вариациях еще предстоит узнать многое. — Профессор Владек Фукс
Рэндалл разделяет это мнение, подчеркивая роль технологий в сохранении исторической памяти. «То, чего мы достигли в Вольтерре, может послужить моделью, объединяющей профессионалов, технологов и общественные группы, чтобы вдохнуть устойчивую жизнь в эти невероятные места».
У нас есть почти непреодолимая глобальная потребность защитить и сохранить эти важные объекты. То, чего мы достигли совместно в Вольтерре, можно использовать в качестве шаблона для организации ресурсов по всему миру и объединения экспертов, технологов и государственного сектора для защиты этих необычных мест. — Профессор Владек Фукс
Фукс также отмечает, что принципы римского дизайна могут сегодня вдохновить на новые подходы к решению архитектурных задач. «Их пропорциональные системы касались не только эстетики; они упростили логистику и строительство, предлагая уровень точности, сводящий к минимуму ошибки. Если сегодняшние архитекторы смогут интегрировать эту логику с современными материалами и технологиями, возможности безграничны».
Проект Вольтерра осветил более богатую и сложную картину римской архитектуры, чем можно предположить только в трудах Витрувия. Как заключает Фукс: «Геометрия и математика в римских постройках подобны отпечаткам пальцев архитекторов и ДНК архитектурной традиции. Они раскрывают разнообразие и изобретательность, которые бросают вызов нашим предположениям и побуждают к более глубоким исследованиям». Сочетая передовые технологии со строгими историческими исследованиями, проект Вольтерра не только сохраняет прошлое, но и переопределяет то, как мы его понимаем и используем. При этом мудрость древних архитекторов продолжает вдохновлять будущие поколения.
