在上一期抽奖赠书活动中,有不少读者给文章“埃舍尔画作:欺骗你的眼睛”投票并留言,说自己没看文章之前连画家都不认识,看完文章竟产生了画画的冲动。的确,这位荷兰版画家不仅善于绘制欺骗眼睛的“欺骗画”,其据说是受到西班牙阿尔汉布拉宫中用于装饰的“马赛克”启发而创作的“密铺图案”同样令人印象深刻。而由此发展而来的密铺型瓷砖就被称为“埃舍尔风格瓷砖”。
《科学世界》2018年第7期专门介绍过 “铺砖界”的几位大师,以及他们各式各样的铺砖作品。今天,我们再来介绍一位来自法国的铺砖高手——Alain Nicolas,号称是世界上最会铺“埃舍尔瓷砖”的人。比如下面这张《猫与狗》(名字我瞎起的……)就是一幅典型的埃舍尔风格棋盘画。
在Alain Nicolas的个人网站中有数不尽的铺砖作品,还细心地配有铺砖教程(《科学世界》2018年第7期中也有原理介绍)。其中,最简单的方法就是通过“改造”基础的平铺单元,衍生出较为复杂的图案。
原理最简单,东边凹来西边凸,就看你的脑洞了……或者,除了在多边形对应的两边上同时进行如平移般的“凸出”和“凹陷”操作外,也可以利用基础多边形的对称特性,做一些旋转、滑移反射(glide reflection)、轴对称等稍高级些的等容变换操作(isometries)。所谓等容变换,顾名思义,就是指一个多边形变来变去的最高原则是必须该多边形的面积不变。
如果有一侧变形,另一侧必须进行相应的变形来补偿,旋转则可以自我补偿。四种等容操作绘制的小鸽子:1.最简单的平移凹凸;2.旋转;3.滑移反射(先沿着某条线做镜面反射再平移);4.轴对称对应的鸽子形成的埃舍尔瓷砖。当然,上面介绍的都是一些相对简单的平铺图案。因为不管怎样,这些瓷砖的规律显而易见,只需进行简单的平移,图案便会出现重合。
还有一些瓷砖却是无论向哪个方向移动都不会完全重合,比如:我瞎了……现在,给大家出道题吧!下面给出了12组图案轮廓,并告诉了你这是由几块瓷砖组成的(two pieces = 2块瓷砖;three pieces = 3块瓷砖),且这些瓷砖一定是等容瓷砖。试着将它们分隔开来吧!举个例子,左边这个轮廓可以分解成右边的两条鱼:可组成下面这张棋盘画(埃舍尔瓷砖中最基础的一种)。
最后再提示一句:今天问题中的瓷砖都是小动物图案。答案见今日的第二条推送,想出答案前最好不要偷看。否则一定会有“呀!并不复杂呀!我怎么就没想到呢?”的感觉!