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达芬奇:用科学绘画

少儿资讯 来源:央视网 2017年09月05日 11:13 A-A+ 二维码
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央视网消息:

《尖端科学》系列之长生不老的秘密

  我真的有点不知道怎么形容达·芬奇。他太神奇了,就像是上帝送给我们的天才。他能将逻辑和想象融合在一起,将艺术和科学结合得非常完美。要完整地讲清楚达·芬奇的故事,这本书可能做不到。

  我们尽力去讲述“不是画家的达·芬奇”的一生:他“操纵”视觉,让整个世界为“蒙娜丽莎”那神秘的微笑疯狂;他给法国国王的和平礼物,是世界上第一个机器人;他500多年前完成的第一份人体解剖图绘,现代医学院的学生仍然可以当做教科书使用;他的笔记本里有几千种发明的草图,而这些发明在几百年后才真正出现;他解释了家乡的地质变化,并认为《圣经》里有关远古大洪水的说法简直是无稽之谈。他还说了很多简单而有趣的话,这些多是他的观察所得。他说过,山越远,看起来就越蓝。

  几百年来,一些伟大的科学家都是在重复达·芬奇的研究。达·芬奇在光学方面的研究被牛顿重复,多普勒在声学方面的研究也是在重复达·芬奇的工作。看完这本书,你的感触可能和我一样多:我们的世界因为有了达·芬奇,增添了很多神秘和奇迹。

  达·芬奇于1472年创作了《受胎 告知》,那时他20岁,这是第一幅完全由他自己创作完成的画作。

  你是不是希望自己画的小狗、灿烂的夕阳或者最好的朋友看起来和真的一样?那好,我们先从观察开始——细致地观察小狗、夕阳或朋友。 达·芬奇之所以能成为伟大的科学家和艺术家,就是因为他用眼睛仔细观察,并准确记录观察到的事物。这个简单的过程造就了他发现科学原理和写实绘画的能力。

画出距离

  在达·芬奇开始绘画前不久,建筑师和数学家们找到了在一个平面图画上创造三维空间效果的画法。他们发现,越远的物体看上去越小。他们还注意到,远处的物体看起来比近处的物体高。用手指围成一个圆圈,贴在眼前。闭上一只眼睛,另一只眼睛通过圆圈往外看,假装在欣赏一幅平面画。远处的物体是不是比较小?近处的物体是不是更低了?其实,远处的物体并不是真的比近处的物体小,或者离地面更高,这是因为你所感觉到的“透视”关系。

  绘画时,达·芬奇会先利用网格或标线,在纸上画出大小适中、位置适当的物体。他在画纸上边缘往下三分之一处,从左向右画一条线,这就是视平线(与画者眼睛平行的水平线)。标出视平线的中点,这就是消失点。以消失点为起点,画扇形直线。最后,从画纸底部开始画一条条的水平线。越接近视平线,两条水平线的间距也越小。

画出蓝天

  还记得你曾经问过父母“天空为什么是蓝色的”吗?作为一个画家,达·芬奇对颜色非常着迷。在他的笔记中,他描述并试图从科学上解释树叶微妙的颜色变化、天空的湛蓝和彩虹的光谱。他的一个特别有趣的发现就是远山都“发蓝”—山越远,看起来越蓝。

  达·芬奇说,大气呈蓝色是因为大气层上面是黑暗的:上面的黑色和白色的光混在一起就形成了蓝色的天空。观察者和远山之间隔了一大段蓝天。他解释说,就是这一片蓝天下的大气把山脉“染”成蓝色,就像红色玻璃把任何通过它观察到的东西都“染”成红色一样。因此,物体越远,所着的蓝色也应该越深。如果距离增加5倍,蓝色也要加深5倍。

  达·芬奇的观察很准确,但是他的假设并不完全正确。现在我们都知道天空的蓝色、云朵的白色、日落的红色和远山的蓝色都是光的散射造成的。地球的大气层主要是由微小的氮分子和氧分子组成,当光照射到这些微小的分子时,它们就开始振动。当分子以7500万次/秒的高频率振动时会产生紫光,以4300万次/秒的低频率振动时会产生红光。最小的大气分子的振动非常快—它们会散射更多高频的紫光和蓝光,所以天空看上去是蓝色的。大点儿的分子振动比较缓慢,会散射频率较低的光。云中水滴的大小各不相同,因此每个水滴都散射不同频率的光。各种频率的光混合在一起就组成了“白”光,因此云朵是白色的。

  在日落的过程中,天空的颜色由蓝色变为黄色、橙色直至红色。随着光穿越的大气层越来越厚,遇到的粒子也越来越多,蓝光被一次次散射,你所观察到的就是频率较低的光了。太阳越低,散射的蓝光就越多,因此你看到的都是剩余的光,比如橙光和红光。达·芬奇对远山呈蓝色的解释是正确的。我们能看到物体是因为它们能反射光,实际上从远山进入我们眼睛的光很少。但是我们和山之间有很多大气,就像红色玻璃把物体染红一样,大气的散射将远山“染”成了蓝色。到户外看看天空,它是蓝色的吗?天空的颜色和地平线处的颜色一样吗?你能看到远处的山丘吗?它们是蓝色的吗?

Light and Shadow

  1、在一张纸上撒一层薄薄的盐,然后把鸡蛋放在盐上。 (盐可以阻止鸡蛋滚动)

  2、让光源处在鸡蛋的后上方。

  3、在第二张纸上把你看到的鸡蛋画出来,然后将画放在一边。

  4、现在拿出第三张纸,但是在动笔之前,先仔细观察鸡蛋。鸡蛋的有些部分会在阴影中,同时它还会将一个阴影投射到纸上。注意阴影有不同的形状、亮度和暗 度。(斜着眼睛容易看到阴影)

  5、画出鸡蛋的外形。(近距离观察鸡蛋,根据你的“透视”,鸡蛋可能是椭圆形的,或者接近圆形)

  6、用铅笔芯的侧面,在你看到影子的地方轻轻画上阴影。如果阴影很暗,就用铅笔涂得深一些。你也可以用手指在纸上涂抹,将铅笔笔触化匀。哪个地方最暗呢?可能是鸡蛋和纸接触的地方。注意绕着鸡蛋的阴影带。鸡蛋顶部被上面的光源直接照亮,而底部又被纸反射的光照亮。

  7、在鸡蛋顶部找一个亮点。画完鸡蛋后,用橡皮擦去亮点处的铅笔痕迹,使它变得更白。

  8、现在将第一幅画和第二幅画进行对比。在第二幅画中,你已经达到了达·芬奇才有的意境。这个鸡蛋是不是好像可以从纸上捡起来?

《尖端科学》第一、二合辑

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