Перспектива прямой и плоскости 1 страница

ВВЕДЕНИЕ

Современный учитель изобразительного искусства и черчения должен владеть теорией и практикой изображения пространственных форм на плос­кости. В учебной работе, технике и искусстве широко используются рисун­ки, чертежи, фотографические снимки, картины. Все эти виды изобра­жений имеют разнообразное назначение. Одни применяются в качестве иллюстраций учебного и научного материалов, другие — в виде инженер­но-строительных чертежей, третьи — как произведения изобразительного искусства, отражающие эпоху, представления людей об окружающем мире и о самих себе.

Всякий чертеж, рисунок, картина представляют собой сочетание на плоскости точек, линий и цветовых пятен, сгруппированных так, что при рассматривании они формируют представление о тех или иных простран­ственных формах.

Проблема построения изображений трехмерного пространства на двух­мерной плоскости листа всегда стояла перед художниками и учеными. Во времена Античности и Средневековья ее решали интуитивно, следуя в ос­новном зрительным впечатлениям, здравому смыслу и традиции. Эпоха Возрождения создала математически строгое учение о способах передачи пространства, назвав его перспективой.

В основе перспективы лежит принцип проекций, который соответству­ет принципу получения изображения на сетчатке глаза человека, связан­ному со зрительным восприятием пространственных форм. Изучение в XX в. закономерностей зрительного восприятия и участия в этом процессе мозга человека во многом расширило наши представления о перспектив­ных изображениях и позволило по-иному взглянуть на историю изобрази­тельного искусства.

В данном учебном пособии рассматриваются правила и приемы линей­ной (ренессансной) перспективы, как наиболее разработанной системы,

апробированной многими поколениями художников, даны общие положе­ния этой науки, приведены некоторые приемы построения перспективы плоских фигур и объемных тел в различных ракурсах, интерьеров и эксте-рьеров жилых и общественных зданий, а также собственных и падающих теней.

Знание перспективы поможет студентам в освоении теории изобрази­тельного искусства, в глубоком понимании разных изобразительных сис­тем. Умение использовать перспективу помогает не только при рисовании с натуры, но и при создании живописных композиций, скульптурных и ар­хитектурных комплексов по представлению, а также является основой для реконструкции образов давно исчезнувших памятников искусства, дошед­ших до нас в развалинах.

Приведенные в этом пособии схемы с картин известных художников показывают практическое применение закономерностей перспективных построений в изобразительном искусстве.

Также в качестве примеров использованы гравюры и офорты художни­ка А. Шибанова.

Глава I

ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ ПЕРСПЕКТИВЫ

1. Основные понятия линейной перспективы

Восприятие формы любого предмета изменяется в зависимости от точ­ки зрения художника, от его местоположения. Например, через окно в ком­нате можно увидеть вдали несколько больших многоэтажных сооружений, и только часть соседнего небольшого дома, расположенного в нескольких метрах от окна. Зеркальное восприятие зависит от строения нашего органа зрения — глаза и его способности воспринимать свет, отраженный от рас­сматриваемого нами освещенного предмета.

Понятие перспектива (франц. — perspecktive — насквозь видеть, вни­мательно рассматривать) отражает методический прием рассматривания предметов через прозрачную плоскость картины, на которой строятся все перспективные изображения. Перспективное изображение может быть по­строено на поверхности любой формы. В связи с этим перспектива подраз­деляется на несколько видов. Перспективное изображение, построенное на плоскости, называется линейной перспективой. Взависимости от назна­чения перспективных изображений плоскость может быть расположена вер­тикально, наклонно и даже горизонтально (рис. 1). Треугольник ABC про­ецируется на вертикальную К_х и наклонную К₂ плоскости, в обоих слу­чаях изображение разное, но построенное по законам линейной перспективы. Изображение треугольника на цилиндрической поверхнос­ти .Кзстроится по законам панорамной перспективы. Купольная перспек­тива позволяет построить изображение на поверхности сферы К₃ или эл­липсоида К_А.

Учение о методах построения перспективных изображений основыва­ется на использовании основных понятий и правил элементарной геомет­рии, на правилах ортогонального и центрального проецирования (части

Рис. 1

Рис.2

начертательной геометрии) и на некоторых сведениях из физики (оптика), анатомии и физиологии органов зрения.

Анатомия и физиология органов зрения раскрывают и разъясняют про­цесс видения как действие отраженных от предмета лучей света на сетча­тую оболочку глаза.

Способность глаза обобщенно и детально видеть принята непременным условием при рисовании и является основой профессии художника.

Глаз имеет сложное строение (рис. 2). Передняя часть глазного яблока представляет собой принимающее устройство глаза и состоит из прозрачной роговицы и хрусталика (оптической линзы). Хрусталик обладает способнос­тью при помощи специальных мышц — радужной оболочки — менять свою кривизну, фокусируя изображения на сетчатке, расположенной на дне глаз­ного яблока. В центре радужной оболочки находится отверстие — зрачок, диаметр которого изменяется. Наиболее четкое изображение образуется на небольшой части сетчатки, расположенной напротив зрачка, — желтом пят­не. Лучи, отраженные от всех точек предмета, проходят через хрусталик — оптический центр (S) и попадают на внутреннюю, чувствительную к свету сет­чатку, где возникает перевернутое изображение предмета. Полученное раз­дражение по главному нерву передается в мозг. Мозг перерабатывает инфор­мацию и корректирует зрительный образ. Лучи, соединяющие глаз зрителя с отдельными точками наблюдаемого объекта, принято называть лучами зре­ния. На рис. 2 показаны две одинаковые по размеру стрелки, расположенные на разном расстоянии от глаза. Стрелка А находится ближе и на сетчатке гла­за отображается большим изображением, чем стрелка Б, расположенная даль-

Рис.3

Рис. 4

ше. При значительном удалении предмет просматривается хуже, его отдель­ные детали могут быть неразличимы.

Теория линейной перспективы и основной метод ее построения возник­ли из творческой практики художников и развились в точную науку, кото­рая помогает современным художникам, архитекторам и дизайнерам стро­ить изображения, совпадающие в достаточной степени со зрительным вос­приятием.

Перспектива предмета строится из геометрических элементов — точек, линий, плоскостей по методу центрального проецирования или централь­ных проекций. Этот метод прост и удобен в применении, а потому незаменим в практической работе. Перспективное изображение получается на плоско­сти при помощи проецирующих лучей, проведенных из центра проекций.

Для построения трехгранной пирамиды О'А'В'С по методу центрального проецирования проведем проекционные лучи из центра проекций S к пред­мету (рис. 3, 4). Совокупность лучей зрения SA', SB', SC, SO', объединен­ных центром S, называют лучевым пучком. Чтобы получить центральную проекцию, введем между центром S и предметом прозрачную плоскость К, которая пересечет лучевой пучок и определит проекцию пирамиды АВСО.

Для того, чтобы получить центральную проекцию отрезка А'В' на за­данной плоскости К (рис. 5) проведем из точки зрения S лучи к концам дан­ного отрезка. Центральную проекцию отрезка АВ называют перспектив­ным изображением или перспективой. Данное перспективное изображе­ние получилось в результате движения проекционных лучей в одной плоскости. Лучевой пучок может быть плоскостью, пирамидой или кону­сом, в зависимости от формы рассматриваемого объекта (рис. 6,7). Из трех перечисленных вариантов, конус следует считать наиболее общим видом, так как основание конуса — замкнутая кривая — будет пределом какого угодно замкнутого многоугольника.

Следует заметить, что перспективные изображения, выполненные при помощи метода центрального проецирования, не соответствуют полностью действительной картине видения реального мира в естественных условиях зрительного восприятия двумя глазами. Смотрение одновременно двумя гла­зами (бинокулярное зрение) дает на сетчатых оболочках глаз две отличные друг от друга позиции наблюдаемого объекта. В сознании изображения сум­мируются. Человек не просто видит одну центральную проекцию вместо двух, но в дополнение к этому ощущает в некоторых пределах объемность наблюдаемого объекта. Слияние двух изображений воедино, сопровождаю­щееся ощущением объема, называется стереоскопическим эффектом.

В тех случаях, когда предмет расположен слишком близко к нам, при бинокулярном зрении возникает эффект обратной перспективы. Форма и размеры предмета резко искажаются. Все объекты при достаточном удале­нии их от зрителя теряют четкость деталей, резкость контуров и зрительно воспринимаются не объемными, а плоскими.

Существует три независимых друг от друга категории зрительного вос­приятия различной четкости, предопределенные анатомическим строением и физиологией глаза. К первой категории относится зрительное восприятие, обеспечивающее наивысшую степень четкости видения, ко второй — доста­точно высокую степень четкости видения. Обе эти категории зрительного вос­приятия вызываются лучами, которые, преломляясь, попадают в пределы желтого пятна. К третьей категории относится зрительное восприятие, не обеспечивающее надлежащей четкости, необходимой для нормального зре­ния. Третья категория лучами, падающими на сетчатую оболочку глаза за пределы желтого пятна, и дает большие визуальные искажения.

Категории зрительного восприятия схематически изображены в виде трех конусов видимости с одной геометрической осью (рис. 8). При пересе­чении конусов видимости с плоскостью картины перпендикулярной оси получится фигура сечения, ограниченная эллипсоидной линией. Получен­ное сечение называют полем зрения, оно состоит из трех частей. Самая ма­ленькая часть в центре, обозначенная цифрой I, — поле наивысшей степе­ни ясного зрения; часть, обозначенная цифрой II, — поле достаточно ясно­го зрения, третья часть — III — поле неясного зрения.

Деятельность мозга, контролируя и корректируя зрительные впечат­ления, выбирает из сплошного пучка лучей зрения, заключенных внутри конической поверхности, лишь тот луч, который вызывает наивысшую четкость и ясность видения — главный луч зрения.Главный луч зрения обеспечивает целостное и достаточно четкое зрительное восприятие про­странства и обладает способностью перемещаться, за счет вращения глаза, поворота головы и тела зрителя.

Рис.8 11

Если через главный луч зрения провести вертикальную К₂ и горизон­тальную К_х плоскости, то поле ясного зрения разделится на симметричные, но не равные части (рис. 9). Верхняя часть будет несколько меньше, чем нижняя. Это становится очевидно, если измерить углы, образованные край­ними периферическими лучами зрения. Они будут равны соответственно 110° и 140°. При этом верхний луч с оптической осью составляет угол 45°, нижний — 65°, а два боковых — по 70°.

Конус видимости в продольном разрезе выявляет угол зрения. На основе исследований физиологов и психологов доказано, что четкое вос­приятие предметов глазом человека возможно при угле ясного зрения 28°—37°, а достаточная видимость — при угле 53°. Если человек подой­дет к предмету очень близко, зрительное расстояние уменьшится, угол зрения увеличится.

При небольшом зрительном расстоянии предметы первого плана не по­падают в поле ясного зрения и проецируются в поле неясного зрения, что приводит к большим искажениям формы. При угле зрения до 65° они не сильно заметны, хотя уже влияют на общее восприятие объекта.

Если точка зрения расположена далеко от картины, то предметы попа­дут в поле ясного зрения. Перспективные изменения будут едва заметны. Если написать пейзажный этюд в ясный день и изобразить на нем только «туманные» дали, то зритель примет его за изображение не ясного, а ту­манного дня или удивится, что очертания расплывчаты и краски блеклы даже на переднем плане картины.

Важно правильно выбрать расположение картинной плоскости. Чтобы пер­спективное изображение соответствовало наилучшему зрительному восприя­тию, вся картина должна находиться в пределах поля ясного зрения (рис. 10), так как за границей поля ясного видения четкость видимости ослабевает.

Рис. 10

Увеличение или уменьшение угла ясного зрения, а также неудачное рас­положение главного луча зрения в некоторых случаях приводит к несоответ­ствию зрительного образа с изображением. Существует несколько практичес­ких приемов определения поля ясного зрения, один из которых был изобретен итальянскими художниками еще в эпоху Возрождения. При рисовании натюр­морта художник раздвигает крайние пальцы (большой и мизинец) вытянутой вперед руки. Расстоянием между их концами определит радиус окружности, соответствующей полю ясного зрения. При этом конец одного пальца должен совпадать с центром окружности, т. е. с главной точкой картины.

Учение о центральных проекциях представляет одну из составных частей теоретической основы предмета рисования и является наиболее обобщен-^ ным учением о проекциях как графическом методе построения изображе­ний. Теория центральных проекций дает возможность овладеть методом по­строения изображений не только на основе непосредственного наблюдения предметов (рисование с натуры), но и по представлению, на основе словес­ного описания изображаемого объекта. Последнее особо необходимо учи­телю изобразительного искусства, принимая во внимание его иллюстратив­ную работу, как неотъемлемую часть урока изобразительного искусства, и большую работу оформительского характера, проводимую в школе.

2. Построение и использование проецирующего аппарата

Модель проецирующего аппарата разработана на основе метода цент­рального проецирования. На ней удобно изучать законы и способы постро­ения на плоскости картины фигур, заданных в предметном пространстве. Однако данная модель лишь условно отражает процесс восприятия натуры и изображения ее на плоскости листа. Условимся, что картина располага­ется строго между объектом и наблюдателем. Однако, чтобы она не закры­вала изображаемый объект, сдвинем ее чуть-чуть в сторону от рисующего (рис. 11). При проецировании многоугольника на три плоскости проекций, расположенных под произвольным углом к зрителю, изображения, полу­ченные на каждой из плоскостей, являются центральными проекциями

Рис. 12

объекта при единой точке зрения (рис. 12). Чтобы задача на построение пер­спективы предмета имела только одно решение, примем, что картинная плоскость перпендикулярна главному лучу зрения.

Посмотрим проецирующий аппарат, с помощью которого определим основные термины и понятия. Изобразим горизонтальную плоскость и обозначим ее буквой П (рис.13) . Это — предметная плоскость, которую будем считать безграничной. Такой плоскостью в интерьере может быть плоскость пола или, в условиях экстерьера, поверхность земли. Если предметная плоскость неровная, т. е. имеет углубления, впадины или

Рис. 13

возвышенности, следует задать воображаемую плоскость, расположенную ниже впадин — опущенный план, или выше выступающей поверхности земли, — поднятый план. На предметной плоскости располагаются зри­тель и наблюдаемый объект, в нашем случае четырехгранная пирамида.

Глаз зрителя находится над предметной плоскостью на расстоянии, которое соответствует его росту и определяет положение точки зрения (S). Эта же точка является центром проекций, через который проходят проек­ционные лучи ко всем точкам изображаемого объекта. Перпендикуляр, опущенный из глаза зрителя на предметную плоскость, определит положе­ние точки стояния (s).

Между зрителем и объектом, строго перпендикулярно предметной плос­кости, располагается картинная плоскость(К). Часть картинной плос­кости, на которой строится изображение, называется картиной. Картин­ная плоскость пересекает предметную по прямой, которую называют осно­ванием картины(In). Картинная плоскость делит пространство между зрителем и объектом на две части. Часть пространства, где находится зри­тель, называется промежуточным или нейтральным пространством. Если предмет расположен в промежуточном пространстве, то лучи, направ­ленные в глаз зрителя от любой точки объекта, не пересекают картинную плоскость и, следовательно, не дают на ней никаких изображений. Про­странство за картинной плоскостью называется предметным. Там распо­лагаются объекты, подлежащие построению в перспективе.

Проецирующий аппарат в упрощенном виде представлен на рис. 14: фигура человека изображена в виде вертикального отрезка, у которого точ-

Рис. 14 16

ка S соответствует положению глаза, а точка s точке стояния. Длина этого перпендикуляра называется высотой точки зрения (Ss). Через высоту точки зрения параллельно картинной плоскости проходит нейтральная плоскость (N) или плоскость исчезновения. Все, что находится за ней, че­ловек не видит. Линия пересечения нейтральной и предметной плоскостей называется предметным следом нейтральной плоскости (N_n.) Безгранич­ное пространство за нейтральной плоскостью, а значит и за зрителем, на­зывается мнимым пространством.

Высота точки зрения определяет положение плоскости горизонта. Плос­кость горизонта (Н) — воображаемая плоскость, проходящая всегда го­ризонтально через глаз зрителя, параллельна предметной плоскости и все­гда пересекает картинную плоскость по прямой линии горизонта (h). Ре­альное положение плоскости горизонта может быть установлено при помощи прибора, называемого уровнем.

Через точку зрения проходит только одна горизонтальная плоскость, а, следовательно, на плоскости картины линия горизонта может быть только одна. Линия горизонта делит поле зрения рисующего человека на две части и пересекает нейтральную плоскость по нейтральной прямой (п).

Главный луч зрения (SP) — перпендикуляр, проведенный из точки зрения к картине, всегда лежит в плоскости горизонта и определяет рас­стояние от зрителя до картины, так называемое зрительное или дистан­ционное расстояние. Главный луч зрения всегда совпадает с осью конуса нормального видения. Главный луч зрения иногда называют главным пер­пендикуляром .

Рис. 15

Главная точка картины (Р) находится в точке пересечения главного луча зрения с линией горизонта, р₀ — проекция главной точки картины на ее основание. Вертикальная плоскость, проходящая через главный луч зре­ния, делит промежуточное пространство на правую и левую части и назы­вается плоскостью главного луча зрения (sSPp₀). Она пересекается с кар­тиной по главной линии картины или линии главного вертикала (Рр₀) ислужит началом отсчета всех измерений (рис. 15).

Из всех перечисленных терминов, применяемых в теории перспекти­вы, четыре являются основными, и их принято называть главными эле­ментами картины, необходимыми для построения перспективного изоб­ражения:

1) SP — расстояние от зрителя до картины — главный луч зрения;

2) h — линия горизонта;

3) Р — главная точка картины;

4) k — основание картины.

Главные элементы картины выбирают в зависимости от сюжета и ком­позиционного замысла. Расстояние от зрителя до картины активно исполь­зуют при перспективных построениях, совместив точку зрения с картин­ной плоскостью (рис. 16). Точка S перемещается вращением по вертикали в положение, совмещенное с картинной плоскостью — точку S_k. SP = SbP. При вращении в горизонтальной плоскости точка S переместится в дистанционные точки (D₁ и D₂). D^P = D₂P = SJ³ (рис. 17).

Рис. 16 Рис 17

Линия горизонта является необходимым элементом как для построе­ния и проверки перспективных построений, так и при выполнении эскизов и рисунков по представлению. Человек, не меняя своего положения отно­сительно картинной плоскости, рассматривает один и тот же предмет —

треугольную призму, лежащую на боковой стороне и напоминающую по форме туристическую палатку (рис. 18, 19, 20). В первом случае наблюда­тель стоит (рис. 18). Рост среднего человека составляет 1,65 м. Линия гори­зонта находится посередине картины. Если человек сядет, точка зрения понизится, линия горизонта займет низкое положение (рис. 19). Если че­ловек встанет на подставку и будет рассматривать предмет сверху — гори­зонт высокий (рис. 20).

Сравнив все три картины с изображением палатки (рис. 21) можно за­метить, что размер изображений принципиально не меняется, а изменяет­ся положение линии горизонта. Меняется и положение предмета относи­тельно основания картины — увеличивается или уменьшается величина Ъ. При высоком горизонте объект перемещается вглубь, при низком — при­ближается к переднему плану картины.

Любое положение линии горизонта имеет свои преимущества в воспри­ятии пространства и находящихся в нем предметов. Выбор зависит от ком-

Рис. 22

позиционного замысла художника. Высокую линию горизонта применяют для показа необъятных просторов полей, лесных массивов, речных и морс­ких далей, интерьеров с красивым рисунком паркета, в многофигурных композициях с охватом большой глубины пространства, например на пер­воначальном варианте картины Леонардо да Винчи «Поклонение волхвов» (рис. 22). Перед художником стояла задача показать грандиозность собы­тия, последующего после рождения Христа. Благодаря высокой линии го­ризонта он смог изобразить не только Марию, младенца и волхвов, но и де­сятки других фигур, свидетелей и участников этого важного события.

Русский художник К.А. Зеленцов в своей картине «Мастерская худож­ника» хотел отобразить конкретный, хорошо знакомый ему интерьер, ко­торый он наблюдал каждый день (рис. 23). В этом случае расположение линии горизонта по середине картины вполне оправдано.

Низкий горизонт используют в картинах для придания монументаль­ности сюжетной композиции, в пейзаже — для показа большой части неба с грозовыми облаками, разноцветной радугой, летящими самолетами и т.д. В интерьере низкий горизонт позволяет показать росписи на потолках, форму карнизов и рельефы, украшения стен.

При изображении интерьера церкви Санта Мария в Риме (рис. 24), для придания монументальности был использован низкий горизонт, что позво­лило показать конструкцию и рисунок потолка, верхние части колонн — капители, форму арки, карнизы и т. д.

Средний горизонт

Рис. 23

Низкий горизонт

Рис. 24 22

Рис. 25

Для определения удачного расположения на картине изображаемых объектов и линии горизонта используют видоискатель (рис. 25). Для его изготовления в листе плотной бумаги (или картона) вырезают прямоуголь­ник со сторонами, пропорциональными сторонам будущей картины. Дер­жа в руках, видоискатель направляют на выбранный объект и через пря­моугольное отверстие фиксируют наиболее удачное композиционное рас­положение. Картину помещают на место, которое занимал видоискатель, и сразу обозначают на плоскости листа уровень линии горизонта. Иногда к видоискателю добавляют полоску, передвигающуюся по вертикали и го­ризонтали, что придает отверстию в видоискателе любую форму прямоу­гольника с различным соотношением его высоты и ширины.

Свободное владение законами перспективного изображения дает воз­можность художнику построить свой эскиз и разместить элементы компо­зиции так, как они воспринимаются в натуре.

Проецирующий аппарат позволяет точно передать форму и расположе­ние предметов в пространстве методом центрального проецирования.

3. Перспектива точки

Все без исключения перспективные изображения на плоскости карти­ны строятся в результате последовательного выполнения необходимых под­собных геометрических построений, относительная точность которых обес­печивает достаточную правильность перспективного изображения, соответ­ствующего зрительному восприятию. Значение и последовательность