Перспектива - комп'ютерна графіка та анімація

У цій статті я спробую пояснити, як будуються малюнки з перспективою і як різні типи перспективи використовуються для виділення тих чи інших аспектів композиції. Тут наведені мої власні ілюстрації, більшість з яких намальовані за відповідною моделі AutoCAD (для точності) або взяті безпосередньо з цієї програми. Для наочності малюнки виконані в лініях.

Що таке перспектива

Перспектива враховує, звідки ми дивимося на сцену, що ця сцена собою являє і яку її частину ми бачимо. Закони перспективи описують, як сходяться прямі і зменшуються предмети в міру віддалення.

Закони перспективи були розроблені в епоху Відродження. Вони дозволили художникам з точністю зображувати сцени, які вони спостерігали з певної точки. До Відродження іноді зустрічалися картини, де об'єкти на передньому плані були більше, ніж на задньому, але ніхто толком не розумів цих правил, тому зображення були неточними. Тепер в нашому розпорядженні є закони перспективи, і ми можемо вдатися до них для досягнення більшого реалізму в малюнках.


Проекція сцени на тривимірну площину

Коли ми малюємо, ми проектуємо реально існуючу або уявну тривимірну сцену (нібито спостерігається з певної точки) на площину: полотно або аркуш паперу. Кожна лінія або геометрична форма знаходить своє відображення в малюнку. Це як якщо б ми помістили потужний прожектор перед сценою, а позаду неї - величезний екран (званий картинної площиною), рік, що минає навіть в землю. Прожектор висвітлював би сцену, а вона відкидала б тінь на екран (на картинну площину). Об'єкти, що знаходяться поблизу прожектора, будуть відкидати великі тіні, а ті, що поблизу екрану, - тіні розміром з самих себе.

Зображення, що отримується таким чином на екрані, - це зображення в перспективі. Воно показує сцену такою, якою вона бачиться звідти, де знаходиться прожектор. У різних книгах і графічних пакетах ця позиція називається по-різному (точка спостереження, камера, очей).

Всі прямі, які паралельні в тривимірній сцені, будуть при перспективному зображенні сходитися в одній точці. Це точка сходу. Кожна група паралельних прямих (паралельних між собою, але непаралельних прямих з іншої групи) має свою точку сходу на малюнку. У прямих, що лежать в площині землі або паралельних їй, точки сходу завжди знаходяться на лінії горизонту.

Виняток становлять прямі, паралельні картинній площині. Вони не сходяться. Прикладом служать вертикальні прямі на малюнку вгорі. Вони так і залишаються вертикальними.

Якщо подивитися на тривимірну сцену, то здасться, ніби горизонтальні прямі сходяться в како-то точці на горизонті (її точне місцезнаходження буде залежати від орієнтації прямих щодо спостерігача). Уявіть собі кілька паралельних горизонтальних прямих, що лежать в одній вертикальній площині (наприклад, смуги розчину в цегляній стіні) і сходяться в одній точці на горизонті. Точно під цією точкою або точно над нею буде сходитися діагональ цій площині з паралельними їй прямими. Це співвідношення корисно для визначення розмірів об'єктів в перспективі.

Сходяться прямі і точки сходу - не просто якась умовність, до якої вдаються художники. Це явище насправді має місце. Паралельні прямі дійсно здаються сходяться, якщо подивитися на них під кутом. Як-небудь знайдіть собі цегляну стіну, встаньте навпроти її і гарненько придивіться. Якщо ви будете дивитися на неї прямо, смуги розчину здадуться паралельними, але якщо ви повернете голову, створиться відчуття, ніби вони сходяться в точці на горизонті.

Інші особливості малювання в перспективі

Вважається, що лінія горизонту знаходиться на рівні очей спостерігача. Якщо людина стоїть на землі в оточенні людей (які теж стоять), лінія горизонту буде знаходитися приблизно на рівні очей оточуючих: нижче у високих людей, вище у низьких. Предмети, висота яких не досягає рівня очей спостерігача, будуть перебувати нижче лінії горизонту, і їх верхні межі будуть видні хоча б чуть-чуть. Предмети, цілком розташовані вище рівня очей, виявляться вищими лінії горизонту, і, хоча б трохи, але буде видно їх нижні межі. У міру віддалення вони будуть опускатися до лінії горизонту і межі, звернені до спостерігачеві, будуть видні повніше.

У тривимірній сцені будуть спотворені всі геометричні форми за винятком тих, які паралельні картинній площині. Такі форми не спотворюються, але змінюються в розмірах залежно від того, на якій відстані знаходяться.

Решта геометричні форми спотворюються. Окружності перетворюються в еліпси. Якщо окружність служить підставою конуса чи циліндра, мала вісь еліпса збігається з їх віссю.

Одно-, дво- і триточкова перспектива

Будь-який малюнок передбачає кілька точок сходу, наприклад, одна для фасаду будівлі, одна для торця, одна для меча героя, одна для копій в насувається на нього шерензі солдатів, одна для бічній частині вози, яку захищає герой. Може вийти так, що безліч прямих йдуть в різних напрямках, і жодне з них не можна виділити як головне. Або зображених об'єктів недостатньо, щоб виявити хоча б одну точку сходу. Прикладом може служити абстрактний малюнок або вид планети з космосу. Однак в особливо реалістичних зображеннях одна, дві або три точки сходу напевно виділяються на тлі інших.