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变换技巧画出哈哈镜效果

已有 3900 次阅读 2014-6-7 11:24 |系统分类:博客资讯

变换技巧画出哈哈镜效果

 

■粱进

▲《手持反射球》 (Hand with Reflecting Sphere,1935)


 

《阳台》(Balcony,1945)

我们很多人都看过哈哈镜,看着镜中各种扭曲变形的自己就会忍俊不禁。物理学家告诉我们,这种现象是因为镜面凹凸不平所致。换句话说,我们看到了在另一个扭曲空间的自己的形象。尽管经过了变形,那个变了形的形象仍然保持着我们的很多特征。在数学上,我们把两个空间的对应叫做变换,也特别有兴趣研究何种特征在哪些变换下保持不变,例如保角变换、共形变换等。

埃舍尔娴熟地应用各种变换技巧,使得他的画充满着哈哈镜般的喜剧效果。以画作《阳台》(Balcony,1945)为例,它通过局部的球形变换,突出了整个建筑物中的一个阳台。阳台上还有一盆被放大的、看起来有一两层楼高的盆栽植物。这盆植物起着画龙点睛的作用,一下子使画面充满生机。这幅画使人感觉到那个阳台是被吹大的,而阳台的门就像是吹气口,这对当时普通建筑物当然是不可能的,所以画中的建筑更像是童话中的城堡或者孩子手里的玩具。这说明了埃舍尔具有超强的想象力和至纯至朴的童真情怀。然而,从冷峻的数学眼光看,这只不过是对普通的建筑物作了一次小小的变换。后来,很多建筑家从埃舍尔的画中找到灵感,加上理论和计算机的发展,使得在实际中建造扭曲建筑成为可能。

在数学的变换对应中,将高维空间的函数映射到低维子空间上叫投影。同样的函数在不同的子空间上会得到不同的投影。平面是三维空间的子空间,我们也可以把球面看作是同一个三维空间的另一个子空间。有种一对一的变换将整个平面加上无穷远点变换到了整个球面上。在复变函数里我们把这样的平面称为复平面,这样的球面称为黎曼球面。

在其名为《手持反射球》 (Hand with Reflecting Sphere,1935)的画中,埃舍尔用画笔在球面上把自己的自画像投影出来,特别寓意着自己独立特行、超越平庸的特性。自画像一般是将自己三维的形象投影到平整画面上,如同在平整镜面上看到的自己。而埃舍尔拿着一个球面,将平整镜面的像投影到了球面上,并把自己的形象以及背景都在球面上反映出来。有趣的是,画面本身是一个二维的平面,埃舍尔利用透视、光线等绘画技巧画三维空间里弯曲的球面,再在球面上画投影,然后把这个弯曲球面再投影到平整的二维画面上,顺便通过景弯把平面画拉向纵深。

在这幅画中,有不小的篇幅画了只托球的手,让人联想到作者作画的手,好像这只手边作画边伸进了画面,伸进了另一个空间,而这只手在球面中变换最大,甚至大过了人体,对比格外强烈。不仅如此,埃舍尔还在不同的曲面上画过自己的自画像。埃舍尔利用高低维之间的奇性和异质,乐此不疲地玩着这样的游戏。

《中国科学报》 (2014-06-06 第20版    雅趣)

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