为什么这些奇形怪状的瓷砖能拼得严丝合缝?

作者: lulu

来源: 科学世界

发布日期: 2019-02-18 17:24:40

文章介绍了荷兰版画家埃舍尔的密铺图案及其发展而来的埃舍尔风格瓷砖,并特别介绍了一位法国铺砖高手Alain Nicolas。文章还详细描述了如何通过等容变换操作来创造复杂的铺砖图案,并提供了一个关于如何分解瓷砖图案的问题。

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!

UUID: 242624e8-c377-4247-a7c8-8a8b689f96cf

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/科学世界公众号-pdf2txt/2019-2020/科学世界_2019-02-18_为什么这些奇形怪状的瓷砖能拼得严丝合缝?.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0029 元