XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Виртуальная модель города Верхняя Салда

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Банбуркин А.Н. 1

---

1Муниципальное автономное образовательное учреждение дополнительного образования "Детско - юношеский центр"

Серебрякова Ю.Д. 1

---

1Муниципальное автономное образовательное учреждение дополнительного образования "Детско - юношеский центр"

Работа в формате PDF

741.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

В условиях активной цифровизации общества и стремительного развития информационных технологий особое значение приобретает использование современных цифровых инструментов в образовательной и социокультурной деятельности. Виртуальное моделирование городской среды становится одним из перспективных направлений, позволяющих объединить технологии, архитектуру, историю и краеведение.

Современные подростки активно вовлечены в цифровое пространство, в том числе в игровые платформы. Использование потенциала игры Minecraft как инструмента трёхмерного моделирования открывает возможности для создания интерактивных моделей реальных объектов городской инфраструктуры.

В рамках региональной команды TeamCIS автор осуществляет поэтапное моделирование объектов городской среды. Одним из значимых элементов проекта стало создание креативного квартала «Перспектива» как примера современной городской территории.

Актуальность

В условиях активного развития цифровых технологий и формирования цифровой образовательной среды особое значение приобретает поиск современных форм вовлечения подростков в изучение истории и архитектуры родного города. При высоком уровне интереса молодёжи к игровым и интерактивным платформам традиционные формы представления краеведческого материала нередко оказываются недостаточно привлекательными и наглядными. Использование среды Minecraft как инструмента трёхмерного моделирования позволяет объединить цифровые технологии и социокультурное содержание, создавая виртуальные реконструкции реальных объектов городской среды.

Проблема исследования

Недостаточная вовлечённость подростков в изучение архитектуры и истории родного города при одновременном высоком уровне их интереса к цифровым и игровым технологиям.

Объект исследования

Процесс цифрового моделирования городской среды в образовательной и социокультурной деятельности подростков.

Предмет исследования

Использование игрового движка Minecraft как инструмента создания виртуальной модели города и средства популяризации архитектурного наследия.

Цель проекта

Создание виртуальной модели креативного квартала «Перспектива» города Верхняя Салда в среде Minecraft как элемента цифровой реконструкции городской среды.

Задачи проекта

1. Изучить возможности использования Minecraft как инструмента трёхмерного моделирования.

2. Проанализировать принципы цифровой разметки территории и подбора текстур при моделировании городской среды.

3. Разработать виртуальную модель креативного квартала «Перспектива» с соблюдением масштабности и пространственной точности.

4. Оценить перспективы использования созданной модели в образовательной и просветительской деятельности.

Методы исследования

В ходе работы над проектом были использованы теоретические и практические методы исследования. К теоретическим методам относится анализ научных и информационных источников по вопросам цифрового моделирования, виртуальной реконструкции городской среды и применения игровых технологий в образовательной деятельности. Также был проведён анализ градостроительных принципов организации общественных пространств и особенностей проектирования современных креативных кварталов.

К практическим методам относится цифровое трёхмерное моделирование объектов городской среды в среде Minecraft, визуальное проектирование с соблюдением масштабности и пропорций. Дополнительно применялся метод апробации, заключающийся в демонстрации созданной модели в образовательной среде с целью оценки её познавательного потенциала.

Практическая значимость

Практическая значимость проекта заключается в возможности использования созданной виртуальной модели города Верхняя Салда в образовательной, просветительской и профориентационной деятельности. Модель может применяться при проведении уроков краеведения, истории родного края и классных часов, способствовать формированию интереса к архитектуре и градостроительству, а также использоваться как современный инструмент популяризации культурного и архитектурного наследия города.

Личный вклад автора

Автором самостоятельно выполнено моделирование 125 зданий города Верхняя Салда, разработана концепция проекта «Верхняя Салда в Minecraft», осуществлена разметка и создание креативного квартала «Перспектива», а также проведена популяризация проекта через социальные сети и образовательные мероприятия.

Глава 1. Теоретические основы цифрового моделирования городской среды

1.1. Возможности использования Minecraft как инструмента трёхмерного моделирования

Minecraft представляет собой цифровую среду открытого типа, основанную на принципе блочного конструирования виртуального пространства. Игровой мир формируется из унифицированных элементов — блоков, каждый из которых имеет заданные параметры размера, текстуры и физических свойств. Такая структура делает платформу удобной для воспроизведения архитектурных форм и пространственных композиций различной сложности.

С технической точки зрения платформа функционирует в трёхмерной системе координат, что позволяет соблюдать пропорции и пространственную точность при создании объектов. Использование масштабирования (в частности, формата 1:1 в рамках отдельных проектов) обеспечивает сопоставимость виртуальной модели с реальными архитектурными объектами [3. C 79 - 82].

Практика применения Minecraft в качестве инструмента цифрового моделирования подтверждается реализацией международных инициатив. Одной из наиболее масштабных является проект BuildTheEarth, направленный на воссоздание поверхности Земли в виртуальном пространстве в реальном масштабе. Проект основывается на использовании географических данных, спутниковых изображений и картографических материалов [6].

В рамках региональной координации строительство городов на территории стран СНГ осуществляется командой TeamCIS. Работа участников включает изучение архитектурных особенностей населённых пунктов, анализ фотографических и картографических источников, соблюдение принципов масштабности и точности [5].

Реализация проекта «Верхняя Салда в Minecraft» является практическим подтверждением указанных возможностей платформы. В процессе работы осуществляется поэтапное моделирование городской инфраструктуры с учётом реального расположения объектов, их пропорций и внешнего облика. Создание 125 зданий свидетельствует о систематическом характере деятельности и демонстрирует потенциал Minecraft как среды долгосрочного цифрового проектирования.

Таким образом, анализ функциональных возможностей Minecraft позволяет рассматривать данную платформу как доступный и эффективный инструмент трёхмерного моделирования городской среды. Она объединяет элементы визуального проектирования, пространственного анализа и цифровой реконструкции, что делает её перспективной для использования в образовательных и социокультурных проектах, направленных на изучение архитектуры и истории родного города.

1.2. Принципы цифровой разметки территории и подбора текстур при моделировании городской среды

Цифровое моделирование городской среды предполагает не только воспроизведение отдельных зданий, но и грамотную организацию пространства в целом. Одним из ключевых этапов проектирования является разметка территории, которая определяет расположение объектов, их пропорции, функциональное зонирование и взаимосвязь элементов городской инфраструктуры. В виртуальной среде разметка выполняет ту же функцию, что и градостроительный план в реальном проектировании: она задаёт структуру будущего пространства и обеспечивает его логическую и пространственную целостность [1. C 176 - 182].

Принцип пространственной точности основывается на соблюдении масштаба и координатной привязки объектов. Для корректного моделирования необходимо учитывать реальные размеры зданий, ширину проезжей части, параметры пешеходных зон, расстояния между элементами благоустройства. Точность разметки напрямую влияет на достоверность итогового результата и визуальное восприятие модели.

Важным аспектом цифровой разметки является функциональное зонирование территории. Городское пространство традиционно включает различные по назначению зоны: пешеходные, транспортные, рекреационные, общественные. Их разграничение должно быть чётким и логичным. В виртуальной модели это достигается посредством условных цветовых маркеров и последующей замены их на соответствующие текстурные решения. Такой поэтапный подход позволяет избежать ошибок в планировке и обеспечивает последовательность проектирования.

Не менее значимым элементом моделирования является подбор текстур и цветовой палитры. Визуальное восприятие городской среды во многом определяется сочетанием материалов, оттенков и фактур. При цифровом моделировании необходимо учитывать принципы контрастности, гармонии и композиционной целостности. Например, покрытия пешеходных зон традиционно выполняются в более светлых оттенках по сравнению с проезжей частью, что способствует визуальному разделению потоков движения и повышает читаемость пространства. Аналогичные принципы применяются и в виртуальной среде [1. C 186 - 189].

Таким образом, цифровая разметка территории и подбор текстур представляют собой взаимосвязанные этапы моделирования городской среды. Они обеспечивают структурную организованность пространства, его функциональную логичность и визуальную выразительность. Соблюдение принципов масштабности, координатной точности, зонирования и цветовой гармонии позволяет создать виртуальную модель, максимально приближенную к реальному городскому объекту и отвечающую требованиям современного цифрового проектирования.

Глава 2. Практическая реализация проекта по созданию виртуальной модели креативного квартала

2.1. Разработка виртуальной модели креативного квартала «Перспектива»

Практическая реализация проекта заключалась в создании виртуальной модели креативного квартала «Перспектива», расположенного на территории города Верхняя Салда. Данный объект был выбран в качестве примера современной общественной городской среды, сочетающей рекреационные, культурные и функциональные элементы благоустройства. Разработка модели осуществлялась с учётом принципов цифрового моделирования, рассмотренных в первой главе: соблюдения масштабности, пространственной точности, функционального зонирования и гармоничного подбора текстурных решений.

Работа над проектом включала несколько последовательных этапов: анализ реальной территории на основе картографических и фотоматериалов, цифровую разметку участка с использованием координатной привязки, формирование пешеходных и транспортных зон, подбор материалов покрытий, а также моделирование элементов благоустройства и декоративных объектов. Особое внимание уделялось соответствию виртуальной модели реальному прототипу и сохранению пропорций объектов.

Разметка креативного квартала.

Выполнение разметки – важная часть строительства. Именно разметка предопределяет, какого размера будет объект, на каких координатах он будет располагаться и множество прочих факторов. Чем точнее разметка – тем ближе к реальному масштаб постройки.

Как принято на сервере, разметка выполняется блоками шерсти разных цветов. Такое решение было принято из-за того, что эти блоки почтине используются при строительстве и имеют немаленькую цветовую палитру из 16 цветов. Это помогает четко отделить важные объекты от менее важных.

При разметке креативного квартала я решил распределить блоки так:

1. Красная шерсть – отделяет зеленые зоны внутри квартала;

2. Желтая шерсть – основные предметы наполнения квартала;

3. Зеленая шерсть – корт, который в зимнее время используется как каток;

4. Бирюзовая шерсть – фудтрак;

5. Оранжевая шерсть – объекты, находящиеся прямо за сценой;

6. Белая шерсть – бордюры (В будущем белая шерсть будет заменена на полированные ступеньки из диорита, с помощью команды //mws);

7. Темно-серая шерсть – проезжая часть внутри территории квартала;

8. Светло-серая шерсть – полностью пешеходная зона квартала;

9. Фиолетовая шерсть – торговые лавки;

10. Изумрудные блоки – травяное покрытие.

Разметка производится благодаря голограммам спутниковых снимков«Google», «Яндекс» и «Bing» из модификации «BTETerraRenderer».

Цветовая палитра квартала.

Цветовая палитра — это не просто набор цветов, это мощный инструмент, который может влиять на наше восприятие, эмоции и даже настроение. Правильно подобранные цвета могут создать нужное настроение, подчеркнуть определённые элементы и направить внимание зрителя.

Например, тёплые цвета, такие как красный, оранжевый и жёлтый, обычно вызывают чувство энергии, страсти и радости. Они могут привлечь внимание к определённому объекту или действию на картинке и вызвать яркие эмоции.Холодные цвета, такие как синий, зелёный и фиолетовый, часто ассоциируются со спокойствием, гармонией и природой. Они могут создать ощущение глубины и пространства, а также вызвать чувство умиротворения и расслабленности.Контрастные цвета, например сочетание чёрного и белого или ярких цветов с нейтральными, могут усилить визуальное воздействие и привлечь внимание к определённым деталям. Они могут создать динамичный и энергичный образ, который будет вызывать сильные эмоции [7].

Так мы понимаем, что цветовая палитра очень важна и ее стоит подбирать с умом. «Микс» — это смешивание разных блоков, посредством того, что мы ставим их рядом друг с другом, ради получения определенного оттенка и текстуры, которой мы не можем добиться использованием однотонного окраса. Блоки нужно подбирать так, чтобы «микс» не рябил в глазах и был плавным. Нам нужно определиться с тем, какого цвета будут пешеходная зона и проезжая часть.

Для проезжей части в нашем городе есть особый стандарт, соответствующий всем современным требованиям сервера «TeamCIS» — это гладкий базальт, глубинный сланец и колотый глубинный сланец.

Далее идет пешеходная зона квартала. Стоит понимать, что в абсолютном большинстве случаев, покрытия для пешеходов строятся светлее, чем покрытия для автомобилей, как минимум для того, чтобы четко отделять их друг от друга.

Следственно, для пешеходной зоны нужно использовать более светлые блоки. Я выбрал для этой задачи разновидности блока туфа. Итоговый «микс»: полированный туф, туфовые кирпичи и резные туфовые кирпичи.

Далее мы с помощью деревянного топора и модификации «WorldEdit» выделяем полигон, на котором нужно заменить определенные блоки на наши «миксы» [8]. Первым делом, командой //re 35:8polished_tuff,tuff_bricks,chiseled_tuff_bricksмы поменяем светло-серую шерсть на «микс»пешеходной зоны.

После того, как мы заменили светло-серую шерсть на «микс» пешеходной зоны, нужно заменить серую шерсть на «микс» проезжей части. Это выполняется по той же команде, однако с другими переменными. Следственно, команда будет выглядеть так: //re 35:7smooth_basalt,deepslate,cobbled_deepslate.

Для того, чтобы придать текстуру травяному покрытию, принято использовать «микс» блока травы и блока мха. Соответственно этому- команда //reemerald_block 2,2,moss_block.

После того, как мы закончили с подбором цветовой палитры для объекта, можно приступить к декорации территории [9].

Декорирование квартала

Декорации – не менее важный фактор при постройке объекта. Именно декорации придают постройке окончательный вид, который притягивает взгляд засчет мелких деталей.

Нет определенной формулы успешного декора, каждый строит декорации исключительно на свой вкус и, несомненно, с опорой на реальную жизнь. Однако, можно поделить декорирование объекта на несколько важных пунктов:

1. Для начала нужно определить, нет ли на нужной территории одинаковых декораций. Если таковые имеются, можно построить одну и копировать ее несколько раз;

2. После нужно заняться мелким, но важным декором: мусорные баки, скамейки, заборчики;

3. Далее стоит перейти к крупным моментам, в нашем случае это навесы, качели, сцена, корт и так далее…;

4. Только после этого мы приступаем к расстановке фонарных столбов.

В завершённой форме объект приобретает эстетически привлекательные характеристики. Ключевым аспектом при его декорировании является применение нестандартных методов. Чем более оригинален выбранный подход, тем более значимым оказывается конечный результат. Несмотря на кажущуюся сложность, процесс на практике оказывается чрезвычайно увлекательным и вовлекающим.

Рис. 1 Итоговый результат работы

Таким образом, разработка виртуальной модели креативного квартала «Перспектива» позволила на практике реализовать принципы цифровой разметки и текстурного проектирования городской среды. Созданная модель отражает пространственную структуру объекта, функциональное зонирование территории и особенности его архитектурно-дизайнерского решения.

Практическая работа продемонстрировала, что использование среды Minecraft позволяет обеспечить достаточную степень точности при воспроизведении реальных городских объектов, а также создать визуально целостное и логично организованное пространство. Реализация проекта подтвердила возможность применения цифрового моделирования в целях реконструкции и популяризации городской среды, что делает данный формат перспективным инструментом для дальнейшей образовательной и социокультурной деятельности.

2.2. Перспективы использования виртуальной модели в образовательной и просветительской деятельности

Созданная виртуальная модель креативного квартала «Перспектива» обладает значительным потенциалом для применения в образовательной и просветительской деятельности, а также для популяризации архитектурного и культурного наследия города Верхняя Салда. Использование данной модели позволяет интегрировать современные цифровые технологии в учебный процесс, делая его более интерактивным, наглядным и интересным для подростков. В образовательной среде модель может применяться при проведении уроков по истории родного края, краеведению, архитектуре и градостроительству, позволяя учащимся на практике изучать расположение городских объектов, их функциональное назначение и архитектурные особенности.

Для оценки практической ценности проекта и восприятия его ровесниками было проведено небольшое анкетирование среди одноклассников автора. В исследовании приняли участие 24 человека, учащиеся 9-го класса, которым был представлен краткий обзор проекта и демонстрация креативного квартала «Перспектива». В ходе опроса выяснилось, что 18 участников (75 %) оценили проект как «интересный и полезный для изучения истории города», 15 человек (62,5 %) отметили, что проект повышает мотивацию изучать архитектурное наследие и краеведческие темы, а 16 участников (66,7 %) выразили желание участвовать в дальнейшей разработке виртуальной модели или использовать её в учебных и творческих проектах. Анкетирование подтвердило, что интерактивный формат обучения через Minecraft является привлекательным для подростков, способствует вовлечению в образовательный процесс и формированию интереса к изучению городской среды.

Помимо образовательного потенциала, виртуальная модель может использоваться в краеведческой и просветительской деятельности, привлекая внимание широкой аудитории к истории и культуре города. Создание интерактивных экскурсий по креативному кварталу, демонстрация исторических и современных объектов через цифровую реконструкцию, организация виртуальных прогулок и презентаций позволяют формировать у подростков и жителей города устойчивый интерес к архитектурному наследию. Модель также предоставляет возможность проведения тематических мероприятий и мастер-классов, направленных на изучение особенностей городской инфраструктуры, что способствует воспитанию бережного отношения к культурным ценностям [2. C 113 - 114].

Дополнительно стоит отметить, что с полным шоукейсом проекта, включая визуализацию креативного квартала «Перспектива», можно ознакомиться по следующей ссылке: https://disk.yandex.ru/i/5Kv_ow0-sLnpqA. Это позволяет наглядно оценить результаты работы, перспективы образовательного использования модели и её потенциал для виртуальной реконструкции городской среды.

Таким образом, виртуальная модель креативного квартала «Перспектива» представляет собой эффективный инструмент, способный объединять образовательные, просветительские и профориентационные задачи. Она позволяет вовлекать подростков в изучение истории и архитектуры города, развивать их цифровые компетенции, стимулировать самостоятельное исследование городской среды, а также формировать интерес к профессиям в области архитектуры, дизайна и информационных технологий. Дальнейшее развитие и масштабирование проекта обеспечивает перспективу его интеграции в образовательный процесс и городскую культурно-просветительскую практику, создавая возможности для долгосрочного и системного воздействия на учащихся и жителей города.

Заключение

За два года работы над проектом были достигнуты значительные результаты. В рамках реализации инициативы была проведена активная популяризация проекта: материалы размещались в городских телеграм-каналах и ВКонтакте, создана аудитория участников в социальных сетях, подготовлено и распространено большое количество информационных листовок, размещённых в школах и на улицах города. Кроме того, проект использовался в образовательной деятельности: проведены уроки и мастер-классы для младших классов, на которых учащиеся знакомились с историей и архитектурой города через интерактивные элементы игры Minecraft.

Практическая реализация проекта позволила создать 125 объектов городской застройки, включая креативный квартал «Перспектива», который стал примером современного подхода к цифровому моделированию городской среды. Проект вывел Верхнюю Салду на 33 место в рейтинге городов СНГ+ на платформе BuildTheEarth, что свидетельствует о системном и качественном подходе к работе. Разработка креативного квартала «Перспектива» позволила освоить новые методы цифрового моделирования, разметки территории, подбора цветовой палитры и декоративного оформления объектов, а также расширила творческие и технические навыки автора [4].

Одной из главных целей проекта является полная постройка города Верхняя Салда в компьютерной игре Minecraft. Этот масштабный процесс требует значительных временных и интеллектуальных ресурсов, однако накопленный опыт и последовательная работа позволяют уверенно преодолевать возникающие трудности. Проект также направлен на образовательное использование: созданная виртуальная модель может применяться для проведения классных часов по истории родного края, уроков краеведения, изучения архитектурного наследия города и проектирования различных объектов городской среды. Кроме того, проект способствует развитию туризма, формированию интереса к профессиям в сфере архитектуры, дизайна, информационных технологий и градостроительства, а также вовлечению молодежи в социально-культурную деятельность [2. C 113 - 114].

Дальнейшие перспективы проекта связаны с его масштабированием и распространением. Расширение виртуальной модели на новые районы города позволит вовлекать всё больше участников, увеличивать мотивацию к обучению и активному участию в проекте, а также повышать узнаваемость и популярность инициативы. Масштабирование предполагается через использование социальных сетей, наружной рекламы, что обеспечит привлечение широкой аудитории и поддержание интереса к проекту.

Список используемых источников и литературы:

1. Богомолов А.В., Цифровые технологии в образовании: учебное пособие. – Москва: Просвещение, 2020. – 256 с.

2. Иванов П.А., Краеведение и цифровые инструменты: современные подходы // Вестник педагогических исследований. – 2022. – № 5. – С. 112–118.

3. Лебедев С.В., Виртуальные модели городов как средство образовательной деятельности // Современные технологии обучения. – 2021. – Т. 18, № 4. – С. 78–85.

4. BuildTheEarth. Official Website [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.buildtheearth.net/ (дата обращения: 21.10.2025).

5. TeamCIS. Regional Team for BuildTheEarth [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://teamcis.net/ (дата обращения: 12.12.2022).

6. Mojang Studios. Minecraft [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.minecraft.net/ (дата обращения: 14.12.2025).

7. Google Maps [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.google.com/maps (дата обращения: 10.12.2025).

8. Яндекс.Карты [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://yandex.ru/maps (дата обращения: 02.11.2025).

9. Bing Maps [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.bing.com/maps (дата обращения: 04.11.2025).

Приложения

Приложение 1

Панорама креативного портала