Jeleniogórzanin Eugeniusz Gronostaj ma niezwykłe hobby, Komputerowo tworzy obraz dawnej Jeleniej Góry w grafice 3D. Na swoim koncie ma już opracowaną zabudowę i kształt miasta z okresu, kiedy przeważała zabudowa drewniana. Teraz na podstawie starych map, planów, rysunków itp. odtwarza wygląd Jeleniej Góry na przełomie XVII/XVIII wieku. Na naszą prośbę pan Eugeniusz przygotował dla Czytelników Świdnickiego Portalu Historycznego obszerny artykuł, w którym zdradza techniki swojego warsztatu. Publikujemy go nie bez powodu. Może w Świdnicy znajdzie się pasjonat, który zechce pójść w ślady pana Eugeniusza i stworzyć taką mapę 3D dawnej Świdnicy? Pan Eugeniusz służy radą!
Zastosowanie metod modelowania i symulacji w badaniu historycznych struktur funkcjonalno-przestrzennych miast na przykładzie miasta Jelenia Góra z przełomu XVII/XVIII w.
Zasady ogólne
W artykule opisano sposób wykorzystania metod komputerowego modelowania w badaniu historycznych zmian w strukturze funkcjonalno-przestrzennej miast, na przykładzie Jeleniej Góry, a przy okazji pokazać, że metody komputerowego modelowania dają dobre efekty w poznawaniu historycznej rzeczywistości, dopiero wtedy, gdy w procesie badawczym zastosujemy odpowiednie metody i techniki komputerowe, dokonamy rzetelnej kwerendy źródeł historycznych, poznamy dawne techniki budowlane i stosowane materiały oraz w sposób prawidłowy potrafimy odczytywać informacje z historycznych materiałów kartograficznych oraz materiałów ikonograficznych.
Stosowanie metod komputerowego modelowania zabytków staje się powszechne i powoli wypiera stare metody badawcze oparte o modele budowane z drewna, gipsu, metali i innych materiałów. Przewaga metod modelowania komputerowego nie podlega dyskusji, ponieważ ich stosowanie pozwala nam uzyskać lepsze efekty poznawcze, które umożliwiają pokazanie architektonicznej bryły z zewnątrz i wewnątrz oraz pozwalają nam zbudowany model przypisać do terenu w określonej skali.
Na tak zbudowanym modelu można dowolnie eksperymentować, zmieniając położenie elementów modelu i ich orientację w przestrzeni tak długo, aż uzyskamy pełną zgodność wzajemnych relacji przestrzennych pomiędzy składnikami struktury budowanego modelu, formami terenu i jego pokrycia. Jest to warunek, który winien być spełniany na każdym etapie modelowania, ponieważ tego rodzaju postępowanie gwarantuje nam uzyskanie pełnej zgodności struktury funkcjonalno-przestrzennej budowanego modelu z sytuacją, z jaką mieliśmy do czynienia w badanym historycznym okresie. Dużym ułatwieniem, na tym etapie jest wykonywanie czynności porównawczych z różnego rodzaju danymi geoprzestrzennymi, jakie znajdujemy na współczesnych ortofotomapach (rys. 1) i skaningu laserowym ALS/LiDAR, Jednak zanim przystąpimy do wykonywania czynności porównawczych, wcześniej powinniśmy poznać historię dokonanych w przeszłości zmian w terenie, pokryciu terenu, sieci dróg i ulic oraz w zabudowie miasta.
Dane pozyskane z obrazów skaningu laserowego oraz ortofotomapy stanowią nową generację danych geoprzestrzennych, które ułatwiają identyfikację położenia elementów nanoszonych na budowane modele. Przy czym należy pamiętać, że skaning laserowy ułatwia identyfikację rzeźby terenu, koryt rzek i przebieg układu komunikacyjnego, natomiast ortofotomapa ułatwia identyfikację położenia elementów zabudowy i układu komunikacyjnego. Czynności porównawcze mogą być wykonywane na różne sposoby, ale najbardziej dogodnym jest nakładanie półprzeźroczystych obrazów budowanego modelu oraz obrazu skaningu laserowego lub ortofotomapy. Na rys. 2 pokazano wynik takiego porównania, uzyskany przez nałożenie półprzeźroczystego obraz skaningu laserowego i planu Jeleniej Góry z 1787/8 w aplikacji Photoshop.
Z analizy uzyskanego efektu wynika, że zasadnicze elementy rzeźby terenu naniesione na plan, doskonale wpisują się w treść skaningu laserowego LIDAR, a to oznacza, że w tej części plan został wykonany prawidłowo. W przypadku wątpliwości, koniecznym staje się dokonanie wizji lokalnej.
Jeżeli opanujemy wszystkie zagadnienia związane z modelowaniem sytuacji historycznej, to okazuje się, że proces modelowania staje się formą rozrywki polegającą na składaniu dużego obiektu z małych fragmentów. Mówimy, że mamy do czynienia z puzzlami, a modelowanie staje się pewnego rodzaju grą komputerową, o walorach poznawczych.
Opisane wyżej spostrzeżenia dotyczące sposobu komputerowego modelowania historycznej rzeczywistości, to wynik wieloletnich doświadczeń zdobytych podczas komputerowego modelowania średniowiecznej Jeleniej Góry oraz Jeleniej Góry przełomu XVII/XVIII w. Było to modelowanie, które polegało na zbudowaniu pełnego modelu miasta wraz przedmieściami, układem komunikacyjnym, elementami rzeźby terenu, pokryciem, zabudową oraz rzekami.
Na zbudowanych modelach miasta swoje miejsce znalazło 800-1000 różnego rodzaju budynków, rzeka Kamienna i Bóbr, fortyfikacje miasta, obiekty przemysłowe i inne, a w tym budynki, które nie dotrwały do czasów nam współczesnych oraz budynki, które dotrwały do czasów nam współczesnych. Budynkami, które dotrwały do czasów nam współczesnych są wieże bram, kościołów, ulice miasta, niektóre budynki mieszkalne oraz rzeźba terenu. Budynkami, które nie dotrwały do czasów nam współczesnych są mury obronne miasta, fosa, bramy wjazdowe, ogrody, bielarnie i wiele innych.
Etapy modelowania
Praktyczna modelowanie historycznej struktury funkcjonalno-przestrzennej Jeleniej Góry była realizowana w trzech etapach.
- Etap wstępny. To etap gromadzenia i badania historycznych materiałów kartograficznych i ikonograficznych.
- Etap opracowania planu Jeleniej Góry (2D). Etap ten jest realizowany po zgromadzeniu wszystkich możliwych materiałów kartograficznych, ikonograficznych oraz opisów oraz po wykonaniu analizy błędów i nieścisłości.
- Etap budowy trójwymiarowej wizualizacji Jeleniej Góry (3D) Etap ten był realizowany po opracowaniu szczegółowego planu miasta.
Praktycznie wg podanego wyżej schematu zbudowano dwa modele miasta, tj. Jeleniej Góry w okresie średniowiecza (drewniana) oraz Jelenia Góra przełomu XVII/XVIII w. (murowana).
Dalszy opis ograniczę tylko dla modelu Jeleniej Góry przełomu XVII/XVIII w.
Etap pierwszy polegał na zgromadzeniu różnego rodzaju wiarygodnych historycznych materiałów kartograficznych, materiałów ikonograficznych, opisów, planów, skanów laserowych terenu, ortofotomap, historycznych aktów prawnych, itp. Były to najczęściej skany historycznych dokumentów, które z uwagi na upływ czasu były zabrudzone i uszkodzone, Ilość zgromadzonych materiałów wyniosła ok. 100 Gb..
Etap drugi obejmował wykonywanie czynności mających na celu opracowanie i wykonanie szczegółowego dwuwymiarowego (2D) planu miasta, na którym swoje miejsce znalazły wszystkie elementy zabudowy miasta (ok. 1000 budynków), układ komunikacyjny, rzeki, i rzeźba terenu z pokryciem.
Etap trzeci to praktyczna praca z programem graficznym 3D, przy pomocy którego, korzystając z zaimportowanego planu miasta przełomu XVII/XVIII w., zbudowano cyfrowy model miasta w układzie 3D. Zastosowanym programem do zbudowania wizualizacji 3D była aplikacja Sketchup Pro. Efektem końcowym prac, jest trójwymiarowa wizualizacja miasta, w której bryły budynków, rzeźba terenu powstały dokładnie w miejscach wskazanych na opracowanym planie.
Materiały źródłowe wykorzystane podczas modelowania struktury funkcjonalno-przestrzennej Jeleniej Góry przełomu XVII/XVIII w
W 800-letniej historii miasta, jego struktura funkcjonalno-przestrzenna wielokrotnie ulegała zmianom, na co miały wpływ różnego rodzaju czynniki, głównie zmiany w technice wojennej, tragiczne zdarzenia i czynniki gospodarcze.
O zmianach w strukturze funkcjonalno-przestrzennej możemy dowiedzieć się studiując zawartość różnego rodzaju dokumentów przechowywanych w archiwach, kroniki miasta oraz opracowania naukowe.
Najwięcej dokumentów, w których znajdziemy pełne informacje opisujące zmiany w strukturze funkcjonalno-przestrzennej miasta zgromadzono w ciągu ostatnich 300 lat. Są to dokumenty przechowywane w Archiwum Państwowym i Muzeum Karkonoskim. Tymi dokumentami sa: zbiory map, zbiory ikonograficzne, księgi hipoteczne i notarialne, zbiory fotografii z XIX i XX wieku oraz dokumenty wytworzone przez różnego instytucje związane z miastem. Wśród tych zbiorów, najważniejszymi są; mapy i materiały ikonograficzne. Z map możemy odtworzyć granice terenów miejskich, natomiast z materiałów ikonograficznych utrwalone w postaci obrazu obowiązujące style architektoniczne, wygląd miasta i wydarzenia historyczne..
W odróżnieniu od ostatnich 300 lat, wcześniejszy okres historii Jeleniej Góry nie jest tak dobrze udokumentowany, ponieważ okazuje się, że zgromadzone w archiwach materiały nie są zbyt bogate, a praktycznie nic nie możemy powiedzieć o początkach Jeleniej Góry jako miasta.
Jest bardzo prawdopodobne, że większość dokumentów opisujących wcześniejsze lata uległa spaleniu, podczas drugiego wielkiego pożaru miasta, który miał miejsce w dniu 19 lipca 1634 r. Wtedy miały spalić się wszystkie rejestry, akta i księgi publiczne miasta.
Trochę informacji o istniejących obiektach w Jeleniej w jej początkowym okresie istnienia możemy pozyskać z wydanych przez władców tych ziem aktów prawnych. Z tych dokumentów, możemy dowiedzieć się, jakie miastu przyznano przywileje i których obszarów życia mieszkańców dotyczyły. Z treści tych dokumentów możemy dowiedzieć się, że w mieście istniały takie obiekty jak; ratusz, mury obronne, budynek wagi miejskiej, młyny, ławy handlowe, łaźnia, garkuchnia i arsenał. Natomiast żaden z tych dokumentów nic nie mówi o szczegółach architektury i ich lokalizacji.
W przypadku Jeleniej Góry niewiele wiedzy o zmianach w strukturze funkcjonalno-przestrzennej wnoszą wyniki dotychczas przeprowadzonych na obszarze miasta badań archeologicznych. Nie wyjaśniają one szczegółów budowy ważnych dla miasta budowli, jak i również nie wskazują ich dokładnej lokalizacji na obszarze miasta. Tymi budowlami są; bramy miasta, ratusz przed 1739 r., mury obronne wraz z basztami i bastejami.
Podstawowe materiały kartograficzne wykorzystane podczas modelowania
Mapa administracyjna Jeleniej Góry z 1787/88 r.
Ze wszystkich pozyskanych materiałów kartograficznych najbardziej przydatny jest plan Jeleniej Góry z 1787/88 r. (rys. 4), pozyskany z Archiwum Państwowego. Jest, to plan miasta, na którym naniesiono pojedyncze budynki, wraz z granicami działek, numerami hipotecznymi. Uzupełnieniem do planu jest wykonany w postaci załącznika pełny wykaz właścicieli i ich zawodów, udostępniony w kronice M. Vogta – Ilustrowana kronika miasta Jelenia Góra na Śląsku, na str.186.
Ponieważ w przeszłości plan ten był dokumentem roboczym i musiał być często wykorzystywany przez władze administracyjne miasta, posiadał on wiele uszkodzeń w postaci zabrudzeń, przerwań i przesunięć.
Każdy element uszkodzonego dokumentu udało się naprawić, a poprzez cyfrową obróbkę w programie graficznym, wydobyć wiele szczegółów ukrytych pod zabrudzeniami (rys. 5).
Jest to dokument wykonany w skali 1:2700 na którym pokazany jest cały obszar administracyjny miasta, z naniesionymi granicami działek i numerami hipotecznymi, budynkami mieszkalnymi i użyteczności publicznej, obiektami przemysłowymi, korytami rzecz, elementami fortyfikacji i ogrodami.
Mapa pól, łąk i lasów z 1760 r.
Drugim najbardziej przydatnym dokumentem, wykorzystanym do budowy trójwymiarowej wizualizacji miasta była „Mapa pól, łąk i lasów” z 1760 r. (rys. 6), pozyskana z Archiwum Państwowego. Jest to dokument, który z uwagi na dużą skalę zniszczeń, nie był dotychczas nigdzie prezentowany i wykorzystany w opracowaniach naukowych. Praktycznie znajduje się w strzępach. Podobnie jak mapa administracyjna Jeleniej Góry z 1787/88, jego postać zdigitalizowana została cyfrowo naprawiona, poprzez elektroniczne połączenie fragmentów mapy.
Na rys. 6 pokazany został koloryzowany fragment tak naprawionego dokumentu, na którym pokazany jest obszar bezpośrednio przylegający do miasta.
Na podstawie tej mapy możliwa jest pełna rekonstrukcja sieci rzek, kanałów, strumieni, pól, łąk i miejskich lasów oraz obiektów przemysłowych położonych nad rzekami.
Inne historyczne materiały kartograficzne
Z innych materiałów kartograficznych, najbardziej przydatnymi były;
- Plan miasta z wodociągami (1769)
- Plan części miasta w rejonie Bramy Wojanowskiej
- Plan miasta (1860)
Podstawowe historyczne materiały ikonograficzne
Z historycznych materiałów ikonograficznych, najbardziej przydatnymi były;
- Panorama Jeleniej Góry 1709 r. (MJG_AH_3508_1709.tif) – jako podstawowe źródło informacji o budowie i położeniu obiektów na planie miasta (rys. 6)
- Grafika F. B. Wernera z 1748 r. na której pokazana jest pełna panorama Jeleniej Góry od strony południowo-zachodniej.
- Panorama Bőhmera z 1736 r. (1703-1758)
- Rynek miasta, koniec XVIII w.. – Tittel, Friedrich August (1770-1836), MJG AH 2571.tif)
Czy zbudowana trójwymiarowa wizualizacja Jeleniej Góry przełomu XVII/XVIII wieku spełnia wymogi realizmu historycznego??
Okazuje się, że na takie pytanie, powinniśmy odpowiadać na każdym etapie modelowania. W przypadku, gdy takiej odpowiedzi nie znajdujemy, obowiązkowo należy dążyć do jej znalezienia w materiałach archiwalnych, wynikach badań archeologicznych oraz w danych geoprzestrzennych. Dopiero takie postępowanie daje gwarancję uzyskania poprawnej rekonstrukcji budowanego modelu.
Ten sposób postępowania był zastosowany podczas budowy modelu Jeleniej Góry przełomu XVII/XVIII wieku. Sprawdzanie wzajemnych relacji pomiędzy obiektami odbywało się na bieżąco, poprzez porównywanie uzyskanych efektów z informacjami pozyskanymi z materiałów kartograficznych i ikonograficznych oraz w niektórych przypadkach z opisów zamieszczonych w kronikach miasta.
Struktura funkcjonalno-przestrzenna tak zbudowanego miasta, nie odbiega od struktur funkcjonalno-przestrzennych innych miast Śląska. W przypadku Jeleniej Góry jest to struktura funkcjonalno-przestrzenna, zachowana z czasów lokacji miasta, które w czasach lokacji i późniejszych posiadało zabudowę drewnianą, czego dowodem są tragiczne zdarzenia, jakie dotknęły miasto. Były pożary miasta w 1549 i 1634 r. Miasto w pełni murowanym, stało się dopiero po wojnie trzydziestoletniej.
Udostępnianie danych, ich popularyzacja
Prace nad modelem Jeleniej Góry przełomu XVII/XVIII w. wykazały, że wnoszą one wiele wartości poznawczych i udowodniły, że jako nowoczesny środek przekazu, ułatwiają przedstawianie ważnych historycznych zdarzeń poprzez pokazywanie obrazów, co w niektórych przypadkach jest dużym ułatwieniem w poznawaniu historycznego realizmu. W przypadku Jeleniej Góry zbudowany model nawiązuje do szczególnego okresu w dziejach miasta, które z miasta podrzędnego stało się miastem znanym w całym ówczesnym świecie z produkcji cienkich płócien lniarskich, tzw. woali. Miasto w tym okresie rozwijało się dynamicznie i z drewnianego stało się miastem murowanym. Wtedy na obszarze miejskim w miejscu domów drewnianych pojawiły się domy murowane, a na dachach domów dachówka.
Zmieniło się wtedy całkowicie otoczenie miasta, gdzie w bliskiej odległości od pierścienia murów obronnych zbudowano piękne ogrody, altany przypominające pałace a nad rzekami Bóbr i Kamienna powstało 19 bielarni płócien lniarskich. Jest to również ostatni okres istnienia pierścienia murów obronnych i bram wjazdowych.
Mimo, że na zbudowanej wizualizacji miasta, w większości zbudowane obiekty mają postać uproszczoną to okazuje się, że efekt historycznej wiarygodności na tak zbudowanym modelu został osiągnięty. Wyjątkiem są miejsca, gdzie mamy do czynienia z tzw. domniemaną rekonstrukcją. Są to miejsca, dla których nie znaleziono wiarygodnych źródeł, na podstawie, których można by poznać szczegóły budowy obiektów. Tymi obiektami były; Brama Wojanowska, Brama ul. Długiej, renesansowy ratusz i pierścień murów obronnych.
Mimo tych braków, okazuje się, że tak zbudowany model może być doskonałym narzędziem wspomagającym badania naukowe i może być wykorzystany również podczas popularyzacji wiedzy o dziedzictwie kulturowym. Treść modelu może być również jedną z możliwych form promocji i udostępniania zasobów kulturowych miasta.
Eugeniusz Gronostaj
Eugeniusz Gronostaj. Studia wyższe. Przez 30 lat był nauczycielem akademickim. Od 50 lat aktywny sportowo, a w sidła historii wpadł 12 lat temu, angażując się w odkrywanie tego, co już jest znane, opisane i dotyczy głównie Jeleniej Góry, ale także Śląska. Tym sposobem stał się regionalistą, zaglądającym do bibliotek cyfrowych, poszukując wszelkich informacji źródłowych pod postacią materiałów tekstowych, kartograficznych i ikonograficznych. Zdobyte informacje następnie przetwarza do postaci graficznej, pokazując historyczną rzeczywistość pod postacią obrazu 2D i 3D. Aby uzyskać zakładany efekt korzysta z komputera i odpowiednich narzędzi komputerowych, a tworzone historyczne obrazy wpisują się w realne współczesne współrzędne. Tym sposobem powstały wizualizacje Jeleniej Góry, pokazujące miasto w różnych okresach istnienia. Produktami są również mapy i plany, jak i również oczyszczone i naprawione elektronicznie historyczne dokumenty. Najważniejszym produktem jest Mapa Śląska z XVII w. z pokazaniem całego układu komunikacyjnego, miejscowości, obiektów sakralnych, obiektów przemysłowych, kopalń, rzek i granic księstw. Badając historyczną rzeczywistość udało mu się odkryć kilka dokumentów, które udokładniają opisywane zdarzenia historyczne. Spostrzeżenia – ciekawostką jest to, że południowa granica księstwa jaworskiego nie biegła grzbietem Karkonoszy, a po południowej stronie wzdłuż rzeki Mumlawa, ale wtedy nie było z tego tytułu sporów.
5 LIKES
Świetne.