Падающая тень
Мы привыкли говорить — «тень падает», хотя в действительности наличие тени свидетельствует ни о чем ином, как об отсутствии или недостатке в данном месте света. «Падающую» тень отличает от «собственной» то, что ее отбрасывает какой-либо предмет на какой-либо фон. Обычно она имеет достаточно четкие границы, часто повторяя очертания предмета, от которого она образуется, например, тень от руки на стене. Но падающей тенью, очевидно, следует считать, строго говоря, любой затененный участок пространства — то, что в обиходе принято называть просто тенью: «Пойдем, посидим в тени».
Изображение падающей тени возникло в живописи лишь тогда, когда была понята роль источника освещения. По свидетельству античных авторов, первым, кто начал изображать падающую тень, был Аполлодор Афинский, работавший в V веке до н. э. Падающая тень почти не встречается в искусстве средневековья с его мистическим иррациональным пониманием природы света. Там, где ее изображения все же требовал сюжет, она подавалась условно. Начиная с эпохи Возрождения тень начинает выступать в живописи в более реальной форме, художники открывают ее неразделимую связь со светом и его источником; в то же время падающая тень утрачивает свое символическое содержание и становится главным образом средством выражения эффектов освещения и глубины пространства.
В отличие отсобственной падающая тень не принадлежит самому предмету, а является как бы его обязательным и постоянным спутником в условиях направленного освещения. Если основной функцией собственной тени в живописи является пластическая моделировка объемной формы, то падающая тень служит дополнительным средством построения пространственной среды. Она также может выступать и как прием усиления образной, эмоциональной содержательности живописного произведения.
Падающая тень в зависимости от расположения источника освещения может иметь самую различную конфигурацию, начиная от повторения силуэта предмета и кончая пятнами весьма причудливых очертаний, которые ничего общего не имеют с формой того предмета, который отбрасывает данную тень. В зависимости от того, под каким углом к предмету и на каком расстоянии от него находится источник освещения, меняются очертания тени.
Между предметом, отбрасывающим тень, и источником света имеется геометрическая связь, которая и определяет построение падающих теней по правилам линейной перспективы. (Перспектива теней как специальный раздел обычно содержится в учебных пособиях по перспективе.) Рисунок падающей тени, четкость ее очертаний и интенсивность зависят от величины, вида и положения источника. Рассмотрим несколько типичных ситуаций на примере с освещенным кувшином и тенью, которая падает от него на вертикальную поверхность (фон).
1.Точечный источник света расположен достаточно близко к предмету. В этом случае тень будет довольно большой по размерам и будет иметь четкие очертания.
2.Тот же самый источник удален на значительное расстояние. Падающая тень в этом случае значительно уменьшится, и вместе с тем уменьшится четкость ее очертаний.
3.Если источник большой и расположен довольно близко к предмету, то тень в этом случае получает двойное очертание: более темная средняя часть окружена более светлой каймой.
Эти ситуации являются самыми простыми. В действительности, однако, тень может падать на поверхности, весьма разнообразно ориентированные по отношению к предмету и источнику освещения, а сами поверхности при этом могут быть выпуклыми, вогнутыми, многогранными. В таких случаях падающая тень получает часто очень неожиданные очертания. В случаях, когда падающая тень попадает на совокупность различно рас-положенных в пространстве поверхностей, ее видимая связь с предметом может оказаться разорванной. Выразительный пример приводит Р. Арнхейм. В картине Рембрандта «Ночной дозор» на фигуре лейтенанта изображена тень от руки идущего рядом с ним капитана. Наше восприятие не сразу приходит к пониманию связи этой тени с вытянутой вперед рукой идущего впереди капитана.
2. Основные понятия и определения
Предметы в окружающей среде освещаются либо лучами солнца, либо другими источниками света. Если светящаяся точка находится на конечном расстоянии от объекта – освещение называется факельным, если удалена в бесконечность – солнечным.
Тени, придающие плоским чертежам большую выразительность, разделяют на собственные и падающие.
Пусть источник света (солнце), освещая какой-либо геометрический объект (например, шар), удален в бесконечность в направлении, противоположном S. Тогда световые лучи, идущие от источника, будут параллельны друг другу. Множество лучей, упирающихся в поверхность шара, образуют световой цилиндр. Оболочка цилиндрической поверхности, касаясь шара, отделит освещенную поверхность шара от неосвещенной.
Рис. 5. Механизм получения собственных и падающих теней
Поскольку цилиндрическая поверхность, образованная световыми лучами, соосна со сферой, ограничивающей шар, – общим элементом для обеих поверхностей будет окружность, за которой поверхность шара не освещается. За окружностью находится теневой цилиндр. Образованная множеством световых лучей цилиндрическая поверхность называется проецирующей.
Граница между освещенной и неосвещенной частями поверхности предмета – контур собственной тени.
Собственная тень объекта проецирования – это совокупность неосвещенных элементов поверхности предмета.
В рассматриваемом случае объектом освещения был шар, следовательно, множество световых (проецирующих) лучей образовали поверхность кругового цилиндра. Последняя, являясь поверхностью 2-го порядка, пересечется с плоскостью проекций Р по эллипсу, который представляет собой падающую тень шара. Поэтому падающая тень – это тень, отбрасываемая предметом на другой предмет или на какую-либо плоскость (в том числе и на плоскость проекций) или поверхность (рис. 5). Следовательно, в случае бесконечно-удаленного источника света тень – это параллельная косоугольная проекция предмета.
За направление лучей света обычно принимают направление одной из диагоналей куба, грани которого параллельны плоскостям проекций. Такой куб называется световым, а его проекции — световыми квадрантами (рис .6).
Рис. 6. Световой куб и световые квадранты
3. Тень точки
Простейшим геометрическим объектом является точка. Какую же точку следует иметь в виду, чтобы вести речь об ее «тени»? Одни авторы учебников по теории теней предлагают считают точку материальной, другие геометрическое тело уменьшают до размеров точки (но точка нульмерна!), чтобы дать понятие луча.
На наш взгляд, поскольку речь идет о геометрии теней и на чертежах выполняются геометрические построения, точку и ее проекцию (центральную или параллельную) следует считать математической. Понятно, что у такой точки тени быть не может. «Тень» точки как таковой в реальном мире не наблюдается. В то же время падающая тень какого-либо объекта, например здания, принимая цвет объекта (только более интенсивный), хорошо видна при ярком солнечном освещении и граница тени (линия) отсутствует, что согласовывается с математическим понятием линии. Поэтому тенью точки будем считать точку пересечения светового луча с какой-либо плоскостью или поверхностью, (придавая ей только геометрический смысл). В дальнейшем понятие «тень» точки будем употреблять без кавычек.
Рассмотрим построение тени точки в ортогональных проекциях. Пусть даны чертежи двух точек А (рис. 7). Заметим, что первая точка имеет меньшую аппликату и большую ординату, следовательно, она ближе расположена к плоскости Н и отстоит дальше от плоскости V по сравнению со второй. Проведем в пространстве световой луч через точку А (а, а‘).
Фронтальная проекция луча пройдет через точку а‘, а горизонтальная –через точку а на основании свойства параллельных проекций.
Рис. 7. Условие задачи
Поскольку в первом случае точка А ближе к плоскости Н (земле) и дальше находится от плоскости V (стены) – пересечение луча произойдет с горизонтальной плоскостью проекций. Во втором случае – с плоскостью V (рис. 8). Точки пересечения светового луча с плоскостями проекций обозначим следующим образом:
аТ – действительная тень точки А на плоскости Н;
аТ‘ – действительная тень точки А на плоскости V.
Рис. 8. Построение теней точки на плоскостях проекций
Из приведенных рассуждений можно сделать
вывод: тень точки падает на ту плоскость проекций, к которой точка расположена ближе.
Заметим, что плоскости проекций считаются непрозрачными, поэтому действительная тень точки А может получиться только на одной из них. При мысленном продолжении луча его пересечение произойдет и с другой плоскостью проекций, на которой получится мнимая (фиктивная) тень точки (рис. 9). Обозначим эти тени следующим образом:
аТ(ф) — мнимая тень точки А на плоскости Н;
аТ‘(ф) — мнимая тень точки А на плоскости V.
Конечно, в реальной жизни мнимых теней не бывает, но для решения практических геометрических задач их используют довольно часто.
Рис. 9. Построение мнимых теней точки
Из построений, приведенных на рис. 9, можно сделать
вывод: действительная и мнимая тень точки лежат на прямой, параллельной оси проекций.
Что представляет собой тень? Каким должен
Правильный ответ на вопрос �� «Что представляет собой тень? Каким должен быть источник света, чтобы появилась четкая тень от предмета? неосвещенное место за непрозрачным . » по предмету �� Физика. Развернутая система поиска нашего сайта обязательно приведёт вас к нужной информации. Как вариант — оцените ответы на похожие вопросы. Но если вдруг и это не помогло — задавайте свой вопрос знающим оппонентам, которые быстро дадут на него ответ!
Похожие вопросы по физике
За непрозрачным предметом наблюдается одна тень с четкими границами. Выберите правильное утверждение. 1) свет идет от одного слабого источника любых размеров; 2) источник света один, но очень малых размеров;
1. преломление света — это: а) изменение направления распространения света при его отражении от границы раздела двух сред б) преломление света — это: а) изменение направления распространения света при его прохождении через границу раздела двух сред
Какое утверждение правильное: А. солнце-это природный тепловой источник света Б. световой пучок-это область пространства, в которую не попадает свет от источника В. и. ньютон-основатель корпускулярной теории света Г.
А. Эйнштейн при создании специальной теории относительности постулировал, что 1) скорость распространения света в вакууме одинакова во всех возможных системах отсчёта 2) скорость распространения света в вакууме одинакова во всех инерциальных
2. Основные понятия и определения
Предметы в окружающей среде освещаются либо лучами солнца, либо другими источниками света. Если светящаяся точка находится на конечном расстоянии от объекта – освещение называется факельным, если удалена в бесконечность – солнечным.
Тени, придающие плоским чертежам большую выразительность, разделяют на собственные и падающие.
Пусть источник света (солнце), освещая какой-либо геометрический объект (например, шар), удален в бесконечность в направлении, противоположном S. Тогда световые лучи, идущие от источника, будут параллельны друг другу. Множество лучей, упирающихся в поверхность шара, образуют световой цилиндр. Оболочка цилиндрической поверхности, касаясь шара, отделит освещенную поверхность шара от неосвещенной.
Рис. 5. Механизм получения собственных и падающих теней
Поскольку цилиндрическая поверхность, образованная световыми лучами, соосна со сферой, ограничивающей шар, – общим элементом для обеих поверхностей будет окружность, за которой поверхность шара не освещается. За окружностью находится теневой цилиндр. Образованная множеством световых лучей цилиндрическая поверхность называется проецирующей.
Граница между освещенной и неосвещенной частями поверхности предмета – контур собственной тени.
Собственная тень объекта проецирования – это совокупность неосвещенных элементов поверхности предмета.
В рассматриваемом случае объектом освещения был шар, следовательно, множество световых (проецирующих) лучей образовали поверхность кругового цилиндра. Последняя, являясь поверхностью 2-го порядка, пересечется с плоскостью проекций Р по эллипсу, который представляет собой падающую тень шара. Поэтому падающая тень – это тень, отбрасываемая предметом на другой предмет или на какую-либо плоскость (в том числе и на плоскость проекций) или поверхность (рис. 5). Следовательно, в случае бесконечно-удаленного источника света тень – это параллельная косоугольная проекция предмета.
За направление лучей света обычно принимают направление одной из диагоналей куба, грани которого параллельны плоскостям проекций. Такой куб называется световым, а его проекции — световыми квадрантами (рис .6).
Рис. 6. Световой куб и световые квадранты
3. Тень точки
Простейшим геометрическим объектом является точка. Какую же точку следует иметь в виду, чтобы вести речь об ее «тени»? Одни авторы учебников по теории теней предлагают считают точку материальной, другие геометрическое тело уменьшают до размеров точки (но точка нульмерна!), чтобы дать понятие луча.
На наш взгляд, поскольку речь идет о геометрии теней и на чертежах выполняются геометрические построения, точку и ее проекцию (центральную или параллельную) следует считать математической. Понятно, что у такой точки тени быть не может. «Тень» точки как таковой в реальном мире не наблюдается. В то же время падающая тень какого-либо объекта, например здания, принимая цвет объекта (только более интенсивный), хорошо видна при ярком солнечном освещении и граница тени (линия) отсутствует, что согласовывается с математическим понятием линии. Поэтому тенью точки будем считать точку пересечения светового луча с какой-либо плоскостью или поверхностью, (придавая ей только геометрический смысл). В дальнейшем понятие «тень» точки будем употреблять без кавычек.
Рассмотрим построение тени точки в ортогональных проекциях. Пусть даны чертежи двух точек А (рис. 7). Заметим, что первая точка имеет меньшую аппликату и большую ординату, следовательно, она ближе расположена к плоскости Н и отстоит дальше от плоскости V по сравнению со второй. Проведем в пространстве световой луч через точку А (а, а‘).
Фронтальная проекция луча пройдет через точку а‘, а горизонтальная –через точку а на основании свойства параллельных проекций.
Рис. 7. Условие задачи
Поскольку в первом случае точка А ближе к плоскости Н (земле) и дальше находится от плоскости V (стены) – пересечение луча произойдет с горизонтальной плоскостью проекций. Во втором случае – с плоскостью V (рис. 8). Точки пересечения светового луча с плоскостями проекций обозначим следующим образом:
аТ – действительная тень точки А на плоскости Н;
аТ‘ – действительная тень точки А на плоскости V.
Рис. 8. Построение теней точки на плоскостях проекций
Из приведенных рассуждений можно сделать
вывод: тень точки падает на ту плоскость проекций, к которой точка расположена ближе.
Заметим, что плоскости проекций считаются непрозрачными, поэтому действительная тень точки А может получиться только на одной из них. При мысленном продолжении луча его пересечение произойдет и с другой плоскостью проекций, на которой получится мнимая (фиктивная) тень точки (рис. 9). Обозначим эти тени следующим образом:
аТ(ф) — мнимая тень точки А на плоскости Н;
аТ‘(ф) — мнимая тень точки А на плоскости V.
Конечно, в реальной жизни мнимых теней не бывает, но для решения практических геометрических задач их используют довольно часто.
Рис. 9. Построение мнимых теней точки
Из построений, приведенных на рис. 9, можно сделать
вывод: действительная и мнимая тень точки лежат на прямой, параллельной оси проекций.