Что такое симметричный узор

Что такое симметричный узор

Глава I. Содержание и форма орнаментов и орнаментальных мотивов 4

Глава 2. Правила построения орнаментальной композиции. Орнамент и законы симметрии 7

Глава 3. Результаты исследования 10

Список использованной литературы 15

В этом учебном году мы рассматривали тему «Симметрия» на уроках математики. Меня очень заинтересовала данная тема. Симметрия встречается в природе, в науке и в искусстве – во всем обнаруживается единство и противоборство симметрии. Симметрия, свойственна разным явлениям, лежащим в основе всех вещей, она описывает многие явления жизни и многих наук.

Рассмотрев свои работы, сделанные в художественной школе, я обнаружила, что большинство из них подчинены законам симметрии. Так же в художественной школе я узнала, что такое орнамент и решила провести исследование как можно рассматривать орнаментальный мотив композиции в узорах с точки зрения математики.

Гипотеза: возможно симметрия основное преобразование фигур для создания орнаментальных мотивов.

Объект исследования: орнамент

Предмет исследования: симметрия узоров

Цель работы – доказать, что симметрия и орнамент – это единое целое.

1. Изучить содержание и форму орнаментов и орнаментальных мотивов.

2. Охарактеризовать правила построения орнаментальной композиции.

3. Исследовать, как проявляется симметрия в орнаментах на примере своих работ, работ своих товарищей по художественной школе и предметов экспозиции Рославльского историко-художественного музея.

Методы: изучение, сравнение, описание, работа с информационными источниками.

Глава I. Содержание и форма орнаментов и орнаментальных мотивов

Все орнаментальные рисунки по их изобразительным возможностям подразделяются на три вида:

орнамент изобразительный, включающий в себя конкретный рисунок человека, животных, растений, пейзажные или архитектурные мотивы, рисунок предметов неживой природы или сложную эмблему;

орнамент неизобразительный, образованный из геометрических элементов, абстрактных форм, лишенных конкретного предметного содержания;

орнамент комбинированный, представляющий собой сочетание изобразительных мотивов или отдельных элементов, с одной стороны, и абстрактных форм с другой.

Самый сложный неизобразительный орнаментальный узор, или мотив, по существу состоит из простейших геометрических элементов правильной или неправильной формы.

Начнем с точки, которая мало что значит сама по себе, но при ее умелом ритмическом повторении можно добиться интересного декоративного эффекта.

Наиболее точно передает характер очертаний любой формы линия. Она является основным формообразующим элементом. И если число абстрактных неизобразительных форм весьма велико, то линий, которые резко отличаются одна от другой, только три:

прямые — вертикальные, горизонтальные, наклонные;

кривые — с постоянным радиусом кривизны — окружности и их дуги;

кривые — с переменным радиусом кривизны — параболы, гиперболы и их отрезки.

Эти линии являются первичными элементами для всех орнаментальных образований. Все три вида линий обладают определенной зрительной выразительностью и не похожи одна на другую.

Сами по себе прямые и кривые линии не являются носителями художественной выразительности. Но при определенных условиях они могут «обнаружить» скрытый в них эмоциональный заряд.

Так, прямые и кривые с постоянным радиусом кривизны способны выразить плавное, спокойное движение. В природе этих линий лежат постоянство, статика, уравновешенность; при этом считается, что горизонтальные линии в орнаменте символизируют стройность, строгость, определенную стабильность, наклонные же прямые линии создают впечатление постоянного движения.

Линия, или лента, широко использовалась в орнаменте, чтобы разграничить отдельные мотивы.

Зигзаг, или ломаная линия, в Древнем Египте служила знаком воды. Она находила применение в орнаментах многих народов в самые разные времена.

Квадрат и прямоугольник являются основной формой в орнаменте. Они, прежде всего, служат для ограничения поверхности, заполненной орнаментальными мотивами. так же для ограничения декорируемой поверхности служат ромб, шестиугольник и восьмиугольник.

Окружность считается одной из самых совершенных и законченных форм. Она используется и как собственно орнаментальный элемент, и для ограничения поверхности, включающей в себя другие мотивы.

Мотив спирали стал излюбленным мотивом в древнем искусстве Египта, Ассирии, Греции. Он является символическим изображением истории развития мира.

Линии с переменным радиусом кривизны несут в себе динамичность, напряженность, неравномерность и активное движение (нарастающее и убывающее). Особенно остро способны выразить динамичность ломаные линии с острыми углами — так называемые молниеобразные.

Любой неизобразительный орнаментальный мотив состоит из комбинации тех или иных линий или замкнутых фигур. В одних случаях это только прямые или кривые линии, в других сочетание различных линий или фигурных элементов в одном мотиве. Ритмическая организация элементов в мотиве создает условия, стимулирующие проявление цветопластических свойств этих элементов. [1, с. 186]

В числе орнаментов изобразительной группы самым распространенным является растительный орнамент. При создании такого рода узора все народы вдохновлялись местной флорой, заимствуя из нее относительно немногочисленные мотивы.

Вот наиболее распространенные из них с древнейших времен.

Лотос на Древнем Востоке имел культовое значение. Лотос был посвящен богу Осирису и богине Исиде и служил символом плодородия.

Пальмы со своими веерообразными и перистыми листьями служили у древних евреев и египтян символом мира и победы. Орнаментальная форма растения получила наименование пальметты.

Лист и завиток аканта, вслед за пальметтой и лотосом, пользовались особой популярностью у художников, которых привлекала красота зубчатых листьев этого дикорастущего растения юга Европы.

Хмель — культурное растение, живописный вид которого способствовал широкому применению форм растения в орнаментике.

Виноградная лоза — гроздья и ветви пользовались особым почитанием в античности и в средние века.

Плющ — вечнозеленый вьющийся кустарник, иногда дерево; подобно виноградной лозе был посвящен Вакху.

Дуб — царь лесов, символ силы и могущества. В настоящее время изображение листьев дуба вместе с лавром можно встретить на медалях и монетах.

Цветы широко используются в орнаментальных мотивах всех времен и стилей. Они служат украшением тканей, обоев, посуды и других видов декоративного искусства.

Розетка — в собственном смысле этого слова это стилизованная роза. В орнаментике же розеткой называют орнаментальный мотив в виде распустившегося цветка, преимущественно круглой формы.

Животный орнамент — наиболее распространенный орнамент среди изобразительной группы, вслед за растительным. Но фауна используется в орнаментальном творчестве значительно меньше, чем флора. Это объясняется как свойствами самого материала, труднее подвергающегося художественной переработке, так и запретами части религий на фигурные изображения.

Чаще других встречались изображения льва, тигра, быка, слона, лошади, грифа, орла, дельфина и др., которые в большинстве своем имели символическое значение. [2, с. 105]

Глава 2. Правила построения орнаментальной композиции. Орнамент и законы симметрии

В основе построения орнамента, составленного из абстрактных или изобразительных мотивов, лежит многократное повторение этих мотивов по законам симметрии.

Симметрия — это определенный порядок в построении какой-либо пространственной формы, позволяющий этой форме совмещаться с самой собой при определенных поворотах, сдвигах или отражениях. Различные виды симметрии изучаются специальными разделами математики.

В науке о симметрии различают два типа симметрии: конечные и бесконечные, чья структура может быть продолжена в одном, в двух или трех направлениях. В орнаменте используются оба эти типа симметричных структур.

Среди наиболее распространенных видов симметрии, используемых при создании орнаментальных композиций, находится симметрия относительно прямой. Это когда предмет или фигура делятся прямой на две половины так, чтобы одна половина, при перегибе совпала с другой. Симметрия относительно прямой присуща телу человека, телам многих животных. Она способствует впечатлению уравновешенности и покоя. В орнаменте сохраняется то же ощущение.

Другой вид симметрии осевая симметрия, при которой фигуры совмещаются посредством поворота вокруг оси, перпендикулярной к плоскости изображения. Количество таких совмещений на протяжении полного кругового оборота фигуры называется порядком оси. Осевая симметрия может иметь любой выраженный целым числом порядок — от второго до бесконечности.

Фигур с осевой симметрией может быть бесконечное множество. Для них характерна четкая организация, когда равные друг другу части распределены вокруг единого центра (точка, через которую проходит ось симметрии) равномерно и в одинаковом к нему отношении. При этом все углы поворотов совпадения фигуры с самой собой должны быть равны, иначе полного совпадения не произойдет. Расстояние от однохарактерных точек фигуры до центра также должно быть одинаково.

Осевая симметрия часто встречается в природе, широко применяется в орнаментах: симметрия цветка и орнаментального аналога — розетки.

Когда фигура имеет узор, построенный на основе только осевой симметрии, то этот орнамент производит впечатление бесконечной подвижности и выражает вращательное движение в определенном направлении.

Мотивы, обладающие симметрией такого рода, получили в орнаментальном искусстве особенное распространение и значение. Завершенность их формы создает образ гармоничного покоя. Цельность и замкнутость формы позволяет организовать любую поверхность, отметив ее центр, противопоставленный периферии.

Все рассматриваемые выше симметрии относятся к ограниченным симметричным структурам конечных фигур орнамента. Знакомство с новым видом симметрии — параллельным переносом поможет понять, как устроены потенциально бесконечные узоры.

Если вдоль оси равномерно расположить декоративные одинаковые мотивы, то таким образом образуется ленточный орнамент, бордюр, который может быть бесконечно продолжен в обе стороны. Такому орнаменту присуща особая симметрия: если его сдвинуть вдоль оси на одно звено, то каждая из фигур узора наложится на среднюю фигуру, совместится с ней.

Ленточный (линейный) бордюр — один из наиболее распространенных и важных видов орнамента. Он постоянно используется для ограничения какой-либо поверхности, отличающейся разнообразными художественными качествами. На практике линейный орнамент может строиться не только вдоль прямой оси, но и по ломаной или различным образом изогнутой линии. В любом случае эта линия остается для орнамента осью, т. е. перенос мыслится совершаемым вдоль нее, вслед за любыми ее изгибами и переломами.

Бордюр кроме симметрии переноса может также обладать и другими элементами симметрии. Они возникают тогда, когда тот или иной вид симметрии присущ каждому отдельно взятому элементарному мотиву орнамента. Всего разных видов симметрии бордюров насчитывается семь, и впечатление от них, художественные возможности каждого примененного в орнаменте вида оказываются различными.

Основой сетчатых орнаментов (раппортов) является простая сетка. Ячейки такой сетки могут быть квадратами, ромбами, прямоугольниками, параллелограммами или равносторонними треугольниками. В зависимости от этого меняется характер симметрии самой сетки, а значит, и построенного на ней орнамента. Кроме того, на симметрию узора влияют, как и в бордюрах, элементы симметрии самого повторяемого мотива.

Всего математики насчитывают 17 видов симметрии сетчатых орнаментов. Здесь могут осуществляться в разных сочетаниях уже известные нам виды симметрии: относительно точки, относительно прямой, параллельный перенос. И в каждом случае определенный набор возможных отражений и поворотов влияет на ритмику узора, создает свою меру уравновешенности и подвижности, свои направления. [3, с. 71]

Глава 3. Результаты исследования

Изучив литературу в краеведческом отделе Рославльской Центральной библиотеки им. Н.И. Рыленкова по теме работы, я решила исследовать, какие виды орнамента используются чаще и как проявляется симметрия в узорах орнаментов на примере своих работ, работ своих товарищей по художественной школе и предметов экспозиции Рославльского историко-художественного музея.

Виды орнамента

В качестве объектов исследования были взяты 10 рисунков (Приложение 1).

Орнамент народного костюма

В качестве объектов исследования были взяты 4 предмета: поделка – кукла в народном костюме, костюм женщины, мужская рубаха и кушак из экспозиции Рославльского историко-художественного музея (Приложение 2).

Орнамент предметов быта

В качестве объектов исследования были взяты 4 предметы: поделка – полотенце, рисунок которого выполнен техникой «батик», шторы на окнах, божник (иконник) и рушник из экспозиции Рославльского историко-художественного музея (Приложение 3)

Элементы орнамента присутствуют в 4 предметах, растительный орнамент – 2, животный орнамент – 0, сетчатый орнамент – 2, графический орнамент – 2

Рис.1 Сравнительная диаграмма объектов исследования по видам орнамента (данные в %)

Вывод: чаще всего в рисунках, народных костюмах и предметах быта используется графический орнамент, так же пользуется популярностью сетчатый орнамент – это обусловлено тем, что данные виды орнамента легче изображать, чем животный и растительный.

Симметрия узора орнамента

В качестве объектов исследования были взяты 10 рисунков (Приложение 1).

Элементы орнамента присутствуют в 10 рисунках, симметрия рисунка – 6, симметрия относительно точки – 3, симметрия относительно прямой – 5, симметрия переноса – 4.

2. Орнамент народного костюма

В качестве объектов исследования были взяты 4 предмета: поделка – кукла в народном костюме, костюм женщины, мужская рубаха и кушак из экспозиции Рославльского историко-художественного музея (Приложение 2).

Элементы орнамента присутствуют в 4 предметах, симметрия рисунка – 4, симметрия относительно точки – 2, симметрия относительно прямой – 4, симметрия переноса – 4.

3. Орнамент предметов быта

В качестве объектов исследования были взяты 4 предметы: поделка – полотенце, рисунок которого выполнен техникой «батик», шторы на окнах, божник (иконник) и рушник из экспозиции Рославльского историко-художественного музея (Приложение 3)

Элементы орнамента присутствуют в 4 предметах, симметрия рисунка – 4, симметрия относительно точки – 2, симметрия относительно прямой – 4, симметрия переноса – 4.

Рис.2 Сравнительная диаграмма объектов исследования по симметрии узора орнамента (данные в %)

Вывод: во всех деталях узоров народных костюмов и предметов быта, а так же в большинстве рисунков используются различные виды симметрии, симметрия относительно прямой и симметрия параллельного переноса встречаются чаще, чем симметрия относительно точки.

В данной работе я рассмотрела симметрию в орнаментах на примерах своих работ, работ своих товарищей по художественной школе и предметов экспозиции Рославльского историко-художественного музея. В результате проведенного исследования я увидела, что:

Сложность орнаментальных форм подчинена законам симметрии.

Преобладающими орнаментальными мотивами являются графические и сетчатые орнаменты.

Для большинства орнаментов характерны такие виды симметрии, как симметрия относительно прямой и симметрия переноса.

Задачи, поставленные в данной работе, являются полностью решенными. Я научилась работать с информационными источниками, использовать такие методы исследования, как изучение, сравнение и описание.

Данное исследование помогло мне более внимательно и аккуратно изображать орнаменты и рисунки, в которых используется симметрия, так как я детально разобралась в приемах отображения деталей орнамента симметрично относительно точки, прямой и с помощью параллельного переноса.

Я доказала, что симметрия и орнамент – это единое целое и буду продолжать исследовательскую работу по изучению других, более сложных видов симметрии, используемых при построении орнаментальных мотивов.

Список использованной литературы

Бесчастнов Н.П. Художественный язык орнамента. М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2010. – 335 с.

Буткевич Л.М. История орнамента. – М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2010. – 267 с.

Фокина Л.В. Орнамент: учебное пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 2007. – 172 с.

Источник

Что такое симметричный узор

Оглядись, посмотри, как красиво –

Из орнаментов разных узор

На обоях, ковре. Белый с синим

На клеёнке штришками «забор»,

Разрисован и бабушкин фартук,

И на мамином сереньком платье

На кайме ярко стразы горят.

Кружева на салфетках, накидках

Составляют цветочный набор,

А на стёкла зимою налипнет

Из снежинок и льдинок узор.

Актуальность. Восхищаясь рукотворной красотой орнаментов, воплощенных в предметах декоративно-прикладного искусства, коврах, паркетах, гобеленах, вышивке и даже искусства уличного граффити — мы задумались о роли геометрии в создании этих произведений. Каждому человеку понятны принципы красоты. Но почему-то некоторым людям кажется, что они неспособны эту красоту воспроизвести. Математика может помочь в этом изящном искусстве и желании сделать красоту самому.

Объект исследования: орнаменты и узоры.

Предмет исследования: произведения искусства (картины, паркеты, ковры, часы), математика.

Цель исследования: изучение математических закономерностей, связанных с орнаментами и паркетами, а именно ответить на следующие вопросы:

-Какие геометрические преобразования лежат в основе создания таких орнаментов?

— Как построить измельчающие узоры?

Методы исследования:

— поисковый, аналитический, сравнения, наблюдения

Задачи:

1) Познакомиться с историей возникновения узоров.

2) Применить знания на практике, создав орнамент на основе изученных закономерностей.

3) Показать важность математических закономерностей.

Гипотеза: предполагаем, что роль математики в построении узоров очень велика. Сложность узора зависит от теоретических знаний человека, который рисует его.

Глава 1.1. Геометрия орнамента

Орнамент (от лат. ornamentum — украшение) — это узор, состоящий из повторяющихся, ритмически упорядоченных элементов.

Орнамент предназначен для украшения различных предметов (посуды, мебели, текстильных изделий, оружия) и архитектурных сооружений

Приложение 1. Связанный с поверхностью, которую он украшает и зрительно организует, орнамент, как правило, выявляет и подчеркивает своим построением, формой и цветом архитектурные и конструктивные особенности предмета, природную красоту материала.

В построении орнамента используют главным образом принцип симметрии. Рассматривая разные композиции, легко увидеть, что орнамент можно продолжать в разные стороны, даже если его первоначальная композиция ограничена и замкнута.

В народном творчестве, где орнамент нашел наибольшее распространение, постепенно складывались устойчивые формы и принципы построения орнамента, во многом определившие национальные, художественные традиции разных народов.

Слово «меандр» происходит от названия очень извилистой реки в Малой Азии. Ныне она называется Большой Мендерес. Орнамент меандр как будто повторяет излучины этой прихотливой реки. Акант — это род травянистого растения, распространенного в Средиземноморье. У него большие листья, красиво изогнутые стебли. В обоих этих орнаментах греки предстают перед нами прилежными учениками природы, которой они поклонялись. Они умели рассказать словами, вылепить из глины, вытесать из мрамора прекрасную сказку про каждый холм, каждую речку, каждый лист.

Не будет преувеличением сказать, что нигде орнаментальное искусство не достигло такого расцвета и совершенного воплощения, как на мусульманском Востоке. Для него характерно сочетание геометрических и растительных мотивов, так как Кораном было запрещено изображение людей и животных.

Впоследствии, распространившись по Европе, этот вид орнамента получил название «арабеска» (от ит. arabesco — арабский). В исламских странах арабеску представлял узор. На первый взгляд мы видим повторения, диктуемые симметрией, но это только самые крупные элементы орнамента- Приложение 1.

Высокого развития орнамент достиг в средневековой Руси. Для русского орнамента характерны как геометрические и растительные формы, так и изображения птиц, зверей, фантастических животных и человеческих фигур. Наиболее ярко русский орнамент выражен в резьбе по дереву и в вышивке. В плоском орнаменте одним из наиболее часто используемых мотивов является так называемая плетенка — различного вида переплетения полосок типа лент, ремней, стеблей цветов-Приложение 1.

По сути, именно это открытие побудило в конце XIX века физиков и математиков подробнее изучить орнаменты (тогда и было дано точное математическое определение орнамента).

Глава 1.2. Геометрия в орнаменте

Анализируя некоторые орнаменты, можно наблюдать примеры применения в них геометрических построений. Например, деление окружности на равные части, сопряжения, применение циклоид, параллельных астроид и завитков.

Изучая орнаменты от самых древних до современных, можно заметить, что с течением времени менялось их содержание, но композиционный строй, его ритмическая основа оставались неизменными. В композиции орнамента присутствует математическая основа. Особую роль играют симметрия и разбиение плоскости на равные фигуры. Преобладающее большинство орнаментов построено на основе строгой математической логики.

Перечислим виды геометрических орнаментов, ограничиваясь главным и идя от простого к сложному. Приведенные нами примеры немногочисленны, и их легко умножить.

Прежде всего назовем точку, которая мало значит сама по себе, но при повторении дает декоративный эффект, успешно использованный в искусстве Ирана и в китайских изделиях Танского периода.

Затем идет линия или лента, широко применявшаяся для того, чтобы разграничить отдельные мотивы. Линию можно увидеть и в доисторических орнаментах и на греческих вазах (геометрический и классический стили).

Квадрат, прежде всего, ограничивает поверхности, заполненные мотивами, как мы это видим, например, на кессонированных потолках эпохи Возрождения.

Ромб можно увидеть на множестве доисторической гончарной посуды и на китайских бронзовых изделиях периода Шан; он также служит для ограничения декорируемых поверхностей. То же можно сказать и о шашечном орнаменте, который широко используется в узорах тканей со времен Древнего Египта вплоть до современного искусства.

Треугольник служит орнаментальным мотивом для мозаичных полов и для тканей.

Шестиугольник и восьмиугольник, и их сочетания широко воспроизводились в декоративном искусстве стран ислама.

Среди кривых линий назовем в первую очередь синусоиду, волнообразную ленту, которая встречается как обрамление и в романском, и в китайском искусстве.

Спираль снискала большой успех и огромное распространение; она характерна для Эгейской, а затем и для микенской культур.

Часто и в самых разных странах применяется мотив круга, использовавшийся как собственно орнаментальный элемент, например на кипрских гончарных изделиях, так и для ограничения поверхности, заключающей в себе другие мотивы, как, например, на японских гербах.

Линейные орнаменты называются бордюрами.

БОРДЮР – это периодически повторяющийся рисунок на длинной ленте. Бордюры используются в настенных росписях, в чугунном литье для оград, мостов, набережных. Рисунки в виде бордюров наносятся на ткани, мебель, обои и т.д.

Любой бордюр может быть совмещён сам с собой параллельным переносом. При рисовании бордюров кроме параллельного переноса используется симметрия относительно прямой, и центральная симметрия.

Математические принципы построения бордюров:

а) параллельный перенос;

б) зеркальная (осевая) симметрия с вертикальной осью;

в) зеркальная (осевая) симметрия с горизонтальной осью;

г) поворотная (центральная) симметрия.

Всего существует семь типов симметрии бордюров:

а) В простейшем случае симметрия бордюра полностью исчерпывается переносной симметрией вдоль оси.

б) Бордюры обладают наряду с переносной также зеркальной симметрией. Здесь ось переноса является также осью симметрии.

в) У бордюров ось переноса является осью скользящего отражения.

г) Бордюры имеют вертикальные оси симметрии. Эти оси изображены на рисунке в виде отрезков прямых, перпендикулярных к оси переноса.

д) Бордюры обладают переносной симметрией и поворотной симметрией (центральной).

е) Бордюры обладают переносной симметрией, центральной симметрией и осевой симметрией относительно вертикальной оси.

ж) Бордюры, основанные на комбинировании зеркальных отражений. Такие бордюры имеют наряду с вертикальной также горизонтальные оси симметрии.

Рисунок бордюра получается, когда мы начинаем геометрически перемещать его элемент. Любой бордюр может быть совмещен сам с собой параллельным переносом. При рисовании бордюров используются, кроме параллельного переноса, симметрия относительно прямой и центральная симметрия (симметрия относительно точки).

Для построения линейных орнаментов (бордюров) нужно начать с построения его ячейки: также придумывают узор (трафаретку), потом с помощью параллельного переноса переносят узор на длину вектора (направленного отрезка) влево или вправо во столько раз, сколько нужно.

Глава 1.3. Построение орнаментов на компьютере

Основной принцип построения орнаментов в компьютерных программах – это отражение одного изображения в разные стороны.

«Рисунок» > «Отразить/повернуть» > «Отразить слева направо», «Отразить сверху вниз», «Повернуть на угол…»

Орнамент первого типа. Для его построения рисуем фрагмент, затем используем параллельный перенос.

Орнамент второго типа. Используем параллельный перенос и осевуюсимметрию (относительно горизонтальной оси).

Орнамент третьего типа. Используется композиция преобразований: осевая симметрия фрагмента относительно горизонтальной оси, параллельный перенос «нижней» части орнамента на вектор a/2, параллельный перенос получившегося рисунка на вектор a.

Орнамент четвёртого типа. Фрагмент отображается относительно вертикальной оси, затем осуществляется параллельный перенос получившегося рисунка.

Орнамент пятого типа. Композиция центральной симметрии и параллельного переноса.

Орнамент шестого типа. Композиция центральной симметрии, симметрии относительно вертикальной оси и параллельного переноса.

Орнамент седьмого типа. Композиция осевых симметрий относительно горизонтальной и вертикальной осей и параллельного переноса.

Глава 1.4. Виды орнаментов. Как создаются орнаменты

По-характеру композиции и расположению на украшаемой поверхности орнамент может быть нескольких видов: ленточным (его еще называют бордюром), сетчатым и розеточным.

Рассмотрим ленточные орнаменты — бордюры. Бордюром называют плоскую геометрическую фигуру, характеризующуюся векторами aи па (где n — целое число), при которых эта фигура переходит в себя, но не переходит в себя при параллельных переносах иного вида. Вектораназывают направляющим для бордюра.

Простейший бордюр построить очень просто: достаточно нарисовать какую-нибудь геометрическую фигуру и выполнить параллельный перенос на заданный вектор влево и вправо вдоль полосы. Такая «первоначальная фигура» называется фундаментальной областью бордюра.

Бордюры встречаются в разных местах: в настенных росписях, на лестничных переходах. Их можно увидеть в чугунном литье, которое используется в оградах парков, решетках мостов и набережных.

Бордюры, которые не имеют иных симметрий, кроме параллельных переносов

Бордюры, у которых фундаментальная область обладает центром симметрииО

Бордюры, у которых фундаментальная область имеет ось симметрии, параллельную вектору а

Бордюры, у которых фундаментальная область имеет ось симметрии, перпендикулярную вектору а

Бордюры, у которых фундаментальная область имеет одну ось симметрии, перпендикулярную вектору а, а другую — параллельную вектору а

Бордюры, имеющие такие оси симметрии, которых нет у фундаментальных областей

Помимо бордюров художникам-орнаменталистам известен и другой вид орнамента — сетчатый. Он заполняет всю плоскую поверхность сплошным узором. Для построения такого орнамента выделяют плоскую решетку, в которой одинаковые части повторяются в определенной геометрической последовательности. Различают пять типов плоских решеток, каждая из которых определяется двумя векторами а и b и углом п между ними. На рисунке показаны разные виды решеток: а) квадратная (а = b, а= 90°), б) прямоугольная (а = b, а= 90°), в) гексальная (а = bа = 60°), д) ромбическая (a = b, а ≠90°, а ≠60°), г) косая (a ≠b, и a≠ 90°).

Вид орнамента определяется не только структурой его решетки, но и числом элементов его симметрии. Зная геометрические закономерности, можно и самим сконструировать интересный орнамент или определить те геометрические преобразования, которые положены в его основу. Приложение 2.

Чем больше элементов симметрии содержит элементарная ячейка, тем интереснее и красивее орнамент. Каждая прямая, проходящая через сторону квадрата, а также прямая в ячейке может стать осью симметрии орнамента. Кроме того, имеется девять точек (А, В, С, D, М, О, N, L, К), вокруг которых можно повернуть ячейку, чтобы образовать новую ячейку или совместить старую ячейку саму с собой.

Помимо описанных видов орнамента в произведениях искусства встречается еще один. Такой орнамент замкнут и ограничен определенной геометрической формой (квадратом, ромбом, треугольником, кругом и др.). Орнамент, вписанный в круг или в правильный многоугольник, называется розеткой.

Глава 2. Геометрические паркеты

Паркеты из одинаковых правильных многоугольников

Сумма всех углов n-угольника равна 180°(n-2). Все углы правильного многоугольника равны; следовательно, каждый из них равен 180°(n-2)/n. В каждой вершине паркета сходится целое число углов; поэтому число 2·180° должно быть целым кратным числа 180°(n-2)/n. Преобразуем отношение этих чисел:

Разность n-2 может принимать лишь значения 1, 2 или 4; поэтому n может быть равно только 3, 4 или 6. Значит, можно получить паркеты, составленные из правильных треугольников, квадратов или правильных шестиугольников.

Паркеты из разных правильных многоугольников

Источник