【绘画-学习笔记】视觉欺诈师:从本质看素描中的透视理论

由 联环己烷 发布

网上很多讲透视的资料都讲得太凭感觉了,虽然说了一二三点透视这样的构图方法,但是背后的原理总是草草带过……理科生震怒!

于是看了很多资料后,决定写一篇学习笔记,系统点的整理一下目前我理解到的透视理论背后的科学依据。如有错误,欢迎指正。

我个人看过的讲得最好的资料->沙包老师

立体感是什么

绘画画出来的是一个平面,而一副好的画,能够让你在平面中看到“立体感”或者“空间感”。那么“立体感”是怎么产生的呢?

我们平时用眼睛看三维世界,但看到的画面也是二维的,在长期的生活经验之中,我们的大脑就会学会通过平面对立体进行推断的能力。然而经验判断不能代表一切情况。举个例子,艾姆斯房间错觉(图源百度百科),我们的大脑会觉得右边的人比左边的人高很多。

1.png

实际上,这个房间的墙壁是向画面内侧倾斜的,人的身高差异只是近大远小导致的,造成错觉的关键是墙上的那两扇窗户。平时生活中,我们总是见到统一尺寸的窗户,并且我们见到的房间的天花板和地面总是水平的,所以我们的大脑就会基于这样的常识来对三维空间中事物的实际状态进行判断。

绘画中,我们就是使用线条营造符合大脑常识认知的大小关系,从而营造出立体效果。

然而,利用特定的视错觉,哪怕真正的立体世界都可能让你的大脑感受不到立体,更何况在平面上作画呢。所以,要记住一点,画面的立体感很大程度上不在于把透视画准确,而在于构图方式。比如说,从纯粹正面来观察一个事物,而不在画面中添加其他事物提供信息,那么看图的人就不能判断这个物体是立体的还是平面的,也就感受不到“立体感”。同样,我们画光影时决定光源的重要依据也有光能不能辅助我们表现立体感

需要重视的是:

  1. 不需要死扣透视理论,因为只要大的透视没有画错画面就不会违和,死扣透视很浪费时间,又不是画工业图。
  2. 为了画面美观可以牺牲透视正确性,虽然一时半会儿举不出例子,但是“透视歧义”是存在的,有的时候正确的透视反而看着别扭。如果不能更改构图来消除这种歧义的话,可以牺牲透视正确性。

透视的产生

透视产生的原因,主要就是我们初中学过的小孔成像原理。方便起见,我们假设视网膜是一个竖直的投影面,那么近处的投影会大,而远处的投影会小。

2.png

透视中的线

与投影面垂直的线

现在我们来看垂直于投影面的线,首先从侧面观察的话,它会在z轴上留下一段长度。如果这条线所在的垂直与投影面的平面不过小孔的话,在x轴上也会留下一段长度。如果你画很多条与这条线平行的线,经过一些简单的计算,你会发现它们的投影最终汇集于一点,而这一点,就是小孔在投影面上的水平投影……

3.png

这其实也就是一点透视构图的原理,一点透视适用于正方体一个面正对着观察者,在观察者看来这个正对的面就没有发生形变,但是垂直于投影面的线发生了形变的情况。图中的立方体由远有近,有左有右,有上有下,但是它们的每条对应边每个对应面都是平行的。

4.png

水平面上的一般直线

首先我们确定一个概念:“视平”。眼睛位置是一个点,有无数个面过这个点,视平是指眼睛所在的与观察面平行的面。落到画面上,就成了一条线,叫视平线。

我们先讨论水平的视平,也就是眼睛所在的水平面,以及对应的水平视平线。

水平视平线和地平线重合。这是因为地面也是水平的,眼睛所在的与观察面(地面)平行的面就是水平视平,水平视平形成的线自然就是地平线。

空间中位于水平面上的一组平行直线会遵从一条规律:它们的投影直线交于同一点,且这一点一定在水平视平线上。这是在绘画中最常用的规律。

我们常说的两点透视,就是遵从这条原理。当正方体没有面正对着观察者时,也就不存在垂直于投影面的棱,但是它们平行的棱一定交于同一点。需要注意的是,画两点透视时这两个点通常是位于立方体两边的。

图中的正方体每条对应边和每个对应面都是平行的。

5.png

那么在视平线上画更多消失点也是同理啦,这样就可以画出不同角度平放的立方体了。

空间中的一般直线

一般情况下,比如说画建筑物,那肯定是平放在地面上的,但是我们有的时候要观察不平行也不竖直的面,这个时候就会产生非水平的视平,画面中就会有多条视平线。

别怕,非水平视平和水平视平遵循完全一致的规律,在空间中一个非水平面上,平行的直线所产生的投影直线,也交于同一点,且这点会在这个面对应的视平线上。

虽然说起来有点绕,不过可以看一下图示。

画小孔成像有点麻烦而且小孔成像是倒像不直观,所以之后的示意图我就直接把投影屏放后头了,产生画面的比例是一样的。

6.png

我们平时还说过一个概念,视中,其实也就是竖直面的视平线,是竖直线。没错,视平线可以不是水平线,它是怎样的线,完全取决于视平在投影屏上的投影。

这样一来你会发现其实消失点是一个确定的点,因为空间中你观察到的线其实都是两个面的交汇处,那么投影上两个面对应的视平线的交汇点就是这组平行线的消失点。一点透视中的消失点,就是放地上那个立方体上的水平面的视平线,和竖直面的视平线的交点,两点透视的消失点位置,由正方体不平行于投影屏的那些面的视平线与水平视平线的交点唯一确定。

但是画画毕竟不是工程制图,你不需要去量消失点在哪,而是应该选定消失点后进行绘图。

透视中的面

面的透视规律主要是,离与这些面对应的视平面越近的面越小,在视平上的面看起来就是一条线了。

7.png

当然,你要想知道线长能不能精确得到……我不知道有没有简便的方法,不过理论上来说,确定投影屏位置和小孔位置,三维建系,算光线这条直线的解析式……肯定都是可以算出来的……

画画中一般就看直觉,长方体比较难确定长度,不过正方体好感觉一些,如果实在对长度没有概念,可以利用多个正方体拼长方体来试一试。

视角对透视的影响

我们之前提到的透视,都是基于“平视”的前提进行讨论的,平视时消失点都会在视平线上,然而,还有“俯视”和“仰视”这样的视角呢。视角所影响的,是投影屏的倾斜角度。

8.png

所以也并没有什么难点。三点透视就是一种常见的表现仰视和俯视的构图方式,仰视时那第三个点在水平视平线上方,俯视时第三个点在水平视平线下方,由示意图不难看出来,这第三个点其实是落在竖直视平线上的。

关于三点透视再说一点,如果你看的立方体没有面正对着你,也就是说画平视视角时使用两点透视画的,那么改成俯仰视角后,水平视平线上两个消失点之间的距离会挨得更近,也就是说形变会变大。如图左下角。

以下是三点透视的示意图。

9.png

除了俯仰以外,我们还可能歪着脑袋看世界……不过你自己歪歪头,眼前的景象也不会倾斜就是了,因为大脑可以修正。但是歪歪照相机,就可以感受倾斜构图了。

广角下的形变

事实上,如果你使用肉眼对立方体进行俯仰观察,你是看不到明显的三点透视效果的,然而使用相机时,就能看得很明显。这是由于大脑的修正功能等因素。

当你使用广角、超广角镜头进行拍摄时,可能会拍出非常明显的画面形变,平时我们肉眼是观察不到这种形变的,是因为人的视野不够广,且离视焦远的位置我们无法看清。

大概是这么个效果:(图源淘宝)

10.jpg

广角镜头只有拍近景时会出现明显形变,其实,无论用什么镜头这种形变都会存在,只是由于视野不够广,看到的画面在视焦中心这一块,所以就不明显罢了。视焦,就是从眼睛往投影屏做垂线所落的那一点,又被称作心点

五点透视(鱼眼透视)

11.png

这个圆啥的就意思意思……

总结

  1. 决定透视的元素有:眼睛位置、投影屏位置(一般理解时,将投影屏放在物体后方,真实情况下投影屏应该在眼睛后方呈现倒像)、投影屏角度(由观察视角决定,平视时投影屏竖直)
  2. 对每一个面,过眼睛与其平行的面为它的视平,视平与投影屏的交点形成视平线。三维空间的线由面的交点决定,而这些面的视平线的交点,就构成这组平行线的消失点。三维空间中平行的直线的投影会交于消失点。
  3. 绘画时,我们会人为确定视平线和消失点来构图。确定消失点时需遵守一定的科学规律,比如画平视观察的水平面,那么水平面上的两组平行线的消失点,应该都要位于水平视平线上。

暂无评论

发表评论


京公网安备 11010802033049号