Технологии в Большом египетском музее: 3D-модели, VR и цифровой двойник

Амбициозный долгострой 

В настоящее время Большой египетский музей (The Grand Egyptian Museum, или GEM) — один из самых многообещающих долгостроев в сфере культурного наследия. История этого амбициозного архитектурного проекта началась более двух десятилетий назад — в 2002 году, когда на краю плато Гизы, в двух километрах от знаменитых больших пирамид, был торжественно заложен первый камень в фундамент будущего здания. Впрочем, общий проект к тому моменту еще не был утвержден. Полноценные же работы на объекте ведутся с 2005 года. Изначально завершить их планировалось в 2012-ом, однако открытие музея с тех пор неоднократно откладывалась — не в последнюю очередь из-за политической нестабильности в стране в 2011–2014 годах и пандемии коронавируса в начале 2020-х.

Вид на Большой египетский музей (GEM) и пирамиды Гизы. Источник: Global Design News

С октября 2024 для посещения доступны 12 залов постоянной экспозиции, посвященных обществу, государству и верованиям Древнего Египта от доисторической эпохи и до времени распространения на эти земли власти Римской империи.

Чтобы увидеть впервые выставленную целиком коллекцию артефактов из гробницы Тутанхамона или прекрасной сохранности Солнечную ладью из ливанского кедра, найденную рядом с пирамидой Хеопса, придется дождаться официального открытия. Оно  запланировано на 3 июля 2025-го. 

Зачем Каиру новый музей?

Строительство комплекса затянулось, что расстраивает египтологов и туристов. Но если учесть, насколько масштабна задача, задержки кажутся закономерными. Старый Египетский музей в Каире находится в неоклассическом здании XIX века, сравнительно небольшом и недостаточно просторном для показа всей обширной коллекции музейных запасников. А благодаря работе археологических экспедиций, с каждым сезоном раскопок корпус памятников материальной культуры все расширяется. Эти открытия постепенно дополняют мозаичную картину наших представлений о цивилизации Древнего Египта. 

Занимая вместе с прилегающей территорией площадь в 50 га (это полмиллиона кв. м), здание Большого Египетского музея позволяет разместить около 100 тыс. предметов. Помимо экспонатов тут расположены интерактивная экспозиция для юных посетителей, коммерческая зона, библиотека, кинозал и др. GEM стал самым большим археологическим музеем и самым большим музеем, посвященным одной цивилизации. Планируется, что ежегодно его смогут посещать около 5 млн человек. 

Соединяя Древнее царство и современность

Дизайн здания и планировка музейного кампуса были разработаны ирландской компанией Heneghan Peng Architects. Строительные работы велись каирской фирмой Orascom по заказу Министерства культуры Египта. Основной архитектурной задумкой стала ориентация на триаду больших пирамид Гизы, находящихся неподалеку. План музея представляет собой треугольник со срезанной верхушкой. Его боковые стороны спроектированы  как части лучей, соединяющих пирамиды Хуфу и Мекаура с воображаемой точкой на карте. Таким образом, современное сооружение словно предстает тенью или проекцией великого погребального комплекса Древнего царства.

Архитектурный проект Большого египетского музея. Источник: heneghan peng architects

Неординарные масштабы и сложность проекта были продиктованы необходимостью вписать новый комплекс в существующий архитектурный контекст. Из-за этого строительство рисковало значительно затянуться. Чтобы избежать дорогостоящих ошибок и многократной ручной перепроверки работы, около ста пятидесяти субподрядчиков обратились к технологии информационного моделирования зданий BIM (building information modeling). BIM — это перенесение данных о постройке на цифровую платформу, которое позволяет визуализировать архитектурные и инженерные решения во всей их сложной системе взаимосвязей.  

Лазерная 3D-копия статуи Рамзеса

В 2018 году цифровая модель сделала возможным безопасное перемещение в главный холл музея первого экспоната — 11-метровой гранитной статуи Рамзеса II весом около 83 т. С помощью лазерного сканера с колосса сняли виртуальную 3D-копию, так называемое «облако точек». Это помогло заранее понять, возможно ли установить каменного гиганта в главном пространстве музея, как следует организовать транспортировку и какое положение скульптуры будет наиболее удачным для экспозиции. Благодаря компьютерному прогнозированию удалось избежать возможных рисков при  осуществлении этой сложной инженерной задача. Когда речь идет о хрупких артефактах возрастом более 3000 лет, нельзя позволить себе учиться на ошибках.

Главный холл со статуей Рамзеса II. Источник: Grand Egyptian Museum

Умная крыша и дышащий бетон: как Большой египетский музей стал «зеленым» 

В феврале 2024 года Большой египетский музей стал первым музеем в Африке и на Ближнем Востоке и одним из немногих в мире, который получил высшую категорию сертификации экологичных зданий EDGE Advanced Green Building Certification. EDGE (Excellence in Design for Greater Efficiencies) — инициатива Международной финансовой корпорации, направленная на поощрение «зеленого» строительства. Благодаря продуманному дизайну, рассчитанному на сбережение природных ресурсов при создании и эксплуатации музейной инфраструктуры, GEM удалось уменьшить стоимость потребляемой ежегодно энергии на 60% и снизить расход воды на 34%. В абсолютных числах это равняется исчезновению с улиц Каира более 400 дизельных автомобилей и возвращению в Нил около 63 млн литров воды, забираемой городом.

Чтобы воплотить в жизнь концепцию экологически ответственного строительства, было принято несколько инновационных архитектурных решений. Среди них светоотражающая крыша и внешнее затенение окон, препятствующие нагреву здания, ресурсосберегающие системы освещения и водоснабжения, умные счетчики. Также музей оснащен системой отслеживания качества воздуха, которая контролирует кондиционирование, исходя из постоянно обновляющихся данных.

Светоотражающая крыша Большого египетского музея. Источник: Global Design News

Сильно упростило охлаждение музея, затратное в каирском климате, использование каскадной крыши из блоков пористого бетона. Такой бетон свободно пропускает воздушные потоки и помогает поддерживать внутри комфортную температуру, которая одинаково необходима как посетителям, так и экспонатам. Для перекрытия треугольного плана, расширяющегося в сторону пирамид, требовалось больше 10 млн плит индивидуальной формы и размера, идеально стыкующихся друг с другом. Все эти поражающие воображение расчеты были проведены на базе информационной модели будущей постройки.  

Цифровой близнец — digital twin

Но главным новаторством в архитектурном проекте Большого египетского музея стало применение технологии digital twin. Digital twin  —  это создание полной динамически обновляемой виртуальной модели всего музейного комплекса и его окрестностей. Цифровая копия будущей инфраструктуры GEM обновлялась и дополнялась новыми данными по ходу продвижения строительства. Таким образом все люди, занятые в строительстве, оставались в курсе ежедневных изменений, неизбежных для работ подобного размаха. Вместе с реальной постройкой рос и ее двойник.

Виртуальная модель Большого египетского музея. Источник: heneghan peng architects

Такой подход к организации и анализу информации помог избежать возможных ошибок в системах электроснабжения, водопровода, кондиционирования и отопления, которые могли бы привести к дополнительным затратам и промедлениям. В итоге весь проект  — от генерального плана до освещения каждого из стендов — был заранее проверен в цифровом варианте.

Сейчас, когда работа музей находится на этапе «мягкого старта», данные о передвижении первых посетителей и работников по его территории вносятся в виртуальную модель, чтобы  оптимизировать внутримузейную логистику.

Поддержание температурно-влажностного режима — это особенно значимая для GEM задача: когда речь идет о сохранении памятников древней культуры, устойчивая среда необходима.

Digital twin — следующий шаг в применении информационной модели в архитектурной и градостроительной практике. Главное преимущество технологии — постоянный взаимообмен данными между реальным объектом и его цифровой копией. Таким образом открывается широкий спектр возможностей как для планирования новых проектов, так и для развития существующих. Виртуальная реальность может стать платформой для первичной реализации самых смелых идей или для прогнозирования возможных трудностей, которые могут возникнуть во время строительства и эксплуатации зданий. 

Перспективы применения digital twin простираются далеко за пределы одного конкретного объекта. Цифровые модели могут составлять целые экосистемы, вбирая в себя климатические и геофизические данные, информацию об изменении числа и состава населения в регионе, о работе общественного транспорта и многое другое. Создание системы умного города позволит принимать более эффективные и обоснованные решения в экономической, социальной и экологической сферах.

Моделирование потоков ветра в городском пространстве. Источник: BBC

Эта виртуальная утопия уже реализуется в городах по всему миру. Так, в платформа проекта Virtual Singapore позволяет жителям разных районов города предлагать способы оптимизации городской среды от устройства парков до разработки путей эвакуации. Претендует на статус умного города будущего и Амаравати, новая столица индийского штата Андхра-Прадеш, которую строят с использованием технологии digital twin. Возможно, и модель Большого Египетского музея станет частью большой системы культурного ландшафта региона, обеспечивающей наиболее благоприятные условия для контакта двух цивилизаций — современности и Древнего Египта.

VR, AR и путешествия во времени  

На уровне, близком к опыту рядового посетителя, также внедряются технологии, которые объединяют цифровые технологии и музейный дизайн. По-настоящему «оживить» культуру и историю Древнего Египта помогают технологии виртуальной и дополненной реальности (Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR)). C официальным открытием в GEM должны стать доступны VR-реконструкция гробницы, 3D-модель Сфинкса и виртуальная лодочная прогулка вдоль Нила времени фараонов.

Параллельно с подготовкой к старту полноценной работы музея ведется разработка мобильного приложения, чтобы сделать опыт посещения экспозиции более захватывающим и информативным. А интерактивные дисплеи, расставленные по залам, позволят подробнее — в высоком разрешении и со всех сторон — рассмотреть трехмерные модели отдельных артефактов.

Использование технологий дополненной реальности в Большом египетском музее. Источник: International Journal of Heritage

Дополнительные способы восприятия коллекции, основанные на применении современных технологий, — не только способ развлечь посетителя или удержать его внимание. Активный контакт с материальным миром давно ушедшей эпохи посредством VR и AR погружает экспонаты в исторический контекст и помогает приблизиться к пониманию их изначального значения в системе представлений о мире древнего египтянина. Музей перестает быть гробницей для цивилизации прошлого, но становится местом живой памяти и контакта с культурным наследием. 

Источники

1. Grand Egyptian Museum // [Электронный ресурс]. URL:https://visit-gem.com/en/home (дата обращения: 24.02.25).
2. From Pyramids to Modern Cities: Grand Egyptian Museum // MoMAA [Электронный ресурс]. URL:https://momaa.org/from-pyramids-to-modern-cities-grand-egyptian-museum/ (дата обращения: 24.02.25). 
3. Advanced Green Building award for Grand Egyptian Museum // Construction Briefing [Электронный ресурс]. URL:https://visit-gem.com/en/home (дата обращения: 24.02.25). 
4. Heneghan Peng Architects complete world’s largest museum building encompassing 90,000 square meters, the Grand Egyptian Museum // Global Design News [Электронный ресурс]. URL:https://globaldesignnews.com/heneghan-peng-architects-complete-worlds-largest-museum-building-encompassing-90000-square-meters-the-grand-egyptian-museum/ (дата обращения: 24.02.25).
5. Long-awaited Grand Egyptian Museum partially opens—but Tutankhamun Gallery remains closed // The Art Newspaper [Электронный ресурс]. URL: Long-awaited Grand Egyptian Museum partially opens—but Tutankhamun Gallery remains closed — The Art Newspaper — International art news and events (дата обращения: 24.02.25).
6. IFC Recognizes the Grand Egyptian Museum as the First EDGE Advanced Green Museum in Africa and the Middle East // International Finance Corporation [Электронный ресурс]. URL:https://www.ifc.org/en/pressroom/2024/ifc-recognizes-the-grand-egyptian-museum-as-the-first-edge-advanced-green-museum-in-africa-and-the-middle-east (дата обращения: 24.02.25).
7. The Grand Egyptian Museum Will Be Officially Inaugurated On July 3 // Egypt Today [Электронный ресурс].  URL:https://www.egypttoday.com/Article/4/138031/The-Grand-Egyptian-Museum-Will-Be-Officially-Inaugurated-On-July (дата обращения: 24.02.25).
8. The Grand Egyptian Museum | Giza, Egypt // heneghan peng architects [Электронный ресурс]. URL:https://www.hparc.com/work/the-grand-egyptian-museum/ (дата обращения: 24.02.25).
9.  Virtual cities: Designing the metropolises of the future // BBC [Электронный ресурс]. URL:https://www.bbc.com/news/business-46880468 (дата обращения: 24.02.25).
10.  The Grand Egyptian Museum, where history meets 21st-century software modeling // Autodesk [Электронный ресурс]. URL:https://www.autodesk.com/design-make/articles/grand-egyptian-museum (дата обращения: 24.02.25).
11.  What is a digital twin? How intelligent data models can shape the built world // Autodesk [Электронный ресурс]. URL:https://www.autodesk.com/design-make/articles/what-is-a-digital-twin (дата обращения: 24.02.25).
12. The Grand Egyptian Museum as a Case Study // International Journal of Heritage, Tourism and Hospitality Vol. (14), No. (3) [Электронный ресурс]. URL:https://ijhth.journals.ekb.eg/article_299549_0d437a8baa47f073e11fac49c7c80b35.pdf (дата обращения: 24.02.25).