用数学理解摄影与绘画中的黄金比例几何美

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用数学理解摄影与绘画中的黄金比例几何美

2024-07-06 08:41:44| 来源: 网络整理| 查看: 265

以上的两张全部都是没有使用任何计算机绘图软件,而是单靠铅笔、尺、量角器、圆规等纯手绘出来的。

你能看出来吗?

对应的分别是海螺和蝴蝶的序列。

为什么说是序列?

因为 Rafael Araujo画的并不是,海螺、蝴蝶,而是数学序列,不同的数学序列经过不同的组合,最后诞生出了不同的图案。

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这些序列主要是由著名的黄金分割、黄金螺旋法则与斐波纳契数列,与一些普通的对数曲线、算术曲线和指数曲线以及几何图案组成的。

Rafael Araujo管这种绘画模式叫做:几何美学。

别看Rafael Araujo,是一名理工男,但是Rafael Araujo比任何一个人都懂艺术,尤其是几何艺术。很早他就发现山茶花有着世界上最完美的外形,那时候他就开始思考:是什么,让山茶花这么美丽?

他尝试着把山茶花画下来,然后用山茶花的外形中,去反推数学序列,最终得到了它美丽的秘诀:黄金比例。

Rafael Araujo恍然大悟:原来,所有令我们感到美丽的东西,比如盛开的山茶花、蝴蝶的翅膀、飞行的姿态和距离,柳树上抽芽的叶子等等,它们的美,都是因为黄金比例法则。

因此,Rafael Araujo认为,黄金比例,是人类现有认知中美的极致。

什么是黄金比例?

就是神秘奇幻的大自然序列,费波那西数列,(Successione di Fibonacci)。

指的是这样一个数列:

1、1、2、3、5、8、13、21、34……。

也可以写作:

F(1)=1,F(2)=1, F(n)=F(n - 1)+F(n - 2)

(n ≥ 3,n ∈ N*)

这个序列并不是人为创造的,而是大自然创造后被人类发现的。

鲜花、飞鸟、动物、人体等等,大自然中美的一切,都和黄金比例有着极大的关系。

发现了这一奥秘之后,Rafael Araujo的野心是:在纸上复刻出大自然美的规律。

之后的40年,他不断以圆规、尺规和铅笔等绘图工具,尝试在纸上创造自然之美。

画出了一幅幅令人叹为观止的佳作。其中画的最多的就是蝴蝶以及蝴蝶的飞行轨迹,因为“蝴蝶是自然之美的集大成者。”

黄金比例,有时候也叫做蝴蝶比例,意思就是蝴蝶身长与双翅展开的长接近黄金分割比。

另外蝴蝶也符合蝴蝶曲线的理论,这一切都让蝴蝶的外形看起来非常完美。

把Rafael Araujo的画放大五倍,蝴蝶背后的数学奥秘就会一一显现。

同样的还有海螺,每当我们去海边捡贝壳、捡海螺的时候,都会惊叹它们的外形是如此美丽。

但Rafael Araujo深知,美丽的背后是无数数学理论的支撑。

海螺生成需要遵循三个基本法则:扩张、旋转和扭转。

所有的海螺,都是先由一个很小很细的空心圆锥慢慢扩张、旋转、扭转而形成的螺旋体,该螺旋体一直是增量扩张,螺口最大。

尽管螺形状各式各样、千奇百怪,但都是全部遵循螺旋线,包括但不限于:

等角螺线、阿基米德螺线、费马螺线、等角螺线、双曲螺线、圆内螺线等等……

倘若你把这些螺旋线画出来,你也能得到一个完美的海螺图形。

我们常说的黄金三角形,就符合1:1.618的黄金比例。

建立在黄金比例,和其他数学理论基础上的蝴蝶,也呈现出一种完美的飞翔姿态和轨迹,多一寸则太多,少一寸则太少。

因为深谙数学之美,对于建筑师Rafael Araujo而言,这世界上没有蝴蝶和海螺,没有叶子和绚烂的彩虹。因为在他眼里,所有的一切都是数学规律。

他就像是有一双透视眼一样,在看待鲜花盛开的一刻,他就知道这朵鲜花日后该有多少花瓣,如何旋转,以及怎样盛放。

因为基本上所有的鲜花都遵循黄金比例法则:

像百合花,它有3个花瓣;金凤花有5个花瓣;菊苣有21个花瓣;雏菊有34个花瓣,……

每个花瓣严格按照0.618034的黄金比例来放置,才能保证花瓣最大限度地暴露在阳光下,享受阳光与雨露。

这是达尔文适者生存法则的延续,同时也是大自然鬼斧神工的杰作。

Rafael Araujo的画作,第一次让人们直观地认识了自然的美。而且,单靠铅笔、尺、量角器,就能画出了大自然中的奥妙数学。在这样大量仰赖电脑计算的年代,靠双手绘出的分解稿真的是格外珍贵。

Rafael Araujo的经历,仿佛正印证了那句话:发现美只要一瞬间,创造美却要很长时间。

Rafael Araujo用整整四十年,几千张图纸告诉我们:只要掌握了自然界美的规律,在一张白纸上也可以创造自然的美。

而对于摄影师来说,只要洞悉了自然美的奥秘,自然也可以轻松拍出绝美大片。

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