Характерные очертания

В пятом законе речь идет о крупномасштабной компоновке окружающего мира, его грубой структуре, или макроструктуре. Обследуя поверхности, можно обнаружить, что они состоят из множества микроскопических граней (фасеток), но анализ компоновки поверхностей удобнее вести, выделяя более крупные грани.

Говоря о фасетках и гранях, следует иметь в виду, что они всегда определенным образом ориентированы как по отношению к источнику освещения, так и по отношению к точке наблюдения. Давайте пока рассматривать только плоские поверхности, то есть поверхности, состоящие из одной-единственной грани. В этом случае компоновкой смежных поверхностей будет набор граней, которые, смыкаясь, образуют выпуклые или вогнутые двугранные углы. Выпуклые углы мы будем называть выступами, а вогнутые - уступами. Более точно эти понятия мы определим позже.

Пятый закон относится к тому уровню компоновки поверхностей, которому принадлежат объекты и укрытия окружающего мира. Этот закон утверждает, что объекты и укрытия обладают характерными очертаниями. Укрытия отличаются друг от друга своими очертаниями подобно тому, как отличаются, например, друг от друга пещера, тоннель или комната. Объекты разнятся своими очертаниями, как разнятся, например, в стереометрии многогранники - правильные (тетраэдр, пирамида, куб, октаэдр и др.) и неправильные. Несмотря на то что все эти геометрические тела могут быть сколь угодно сложными, их можно разложить на составляющие трех типов - на грани, ребра и вершины. Эти составляющие сохраняют смысл при анализе объектов окружающего мира, ибо, к примеру, ребро - характеристика режущего орудия, а вершина - колющего.

Очевидно, что укрытия с различными очертаниями представляют различные возможности для манипулирования ими. Человек - великий манипулятор - максимально использует все эти возможности.

 

Сильное и слабое освещение

Шестой закон гласит, что свет, падающий на поверхность, может быть сильным или слабым, ярким или тусклым, но он всегда есть, даже ночью. Полностью темная комната в лаборатории, подобно внутренности глубокой пещеры, представляет собой предельный случай.

Количество солнечного света, которое попадает на земную поверхность, зависит от состояния атмосферы (ясно или облачно) и от сочетания еще двух факторов: положения солнца на небе и ориентации поверхности относительно неба. Следует помнить, что свет поступает не только от солнца, но и со всего неба, а также от других отражающих поверхностей. Свет многократно отражается от различных поверхностей между небом и землей. Прямое излучение от источника всегда смешивается с непрямым освещением. Падающий свет никогда не бывает однонаправленным, как это могло бы быть в пустом пространстве; он обычно направлен в разные стороны. Тем не менее всегда имеется "преобладающее" освещение, то есть направление, в котором падающий свет наиболее интенсивен.

Поверхность, обращенная к преобладающему освещению, будет освещена сильнее, чем любая другая поверхность. Это, по-видимому, основной принцип, связывающий освещение с компоновкой поверхности. Из него следует, что смежные грани в окружающем мире будут в любое время дня освещены по-разному. Но из этого принципа следует также и то, что из-за движения солнца по небосводу, грани, наиболее сильно освещенные в начале дня, будут наименее освещены в его конце, и наоборот. Эта каждодневная смена света и тени на данной поверхности представляет собой важную характеристику окружающего мира, на которую обычно не обращают достаточного внимания. Более подробно мы поговорим об этом далее, в 5-й главе. Сильное и слабое поглощение света

Седьмой закон гласит, что попадающее на поверхност освещение поглощается ею, причем степень поглощени зависит от химического состава вещества. Некоторые ве щества, такие, как чистый уголь, сильно поглощают свет, тогда как другие, подобные мелу, поглощают его слабо. В этом, кстати говоря, причина того, почему уголь черный, а мел белый.

Из оптики известно, что если свет не поглощаете поверхностью, то она либо пропускает его, либо отражает. В данный момент нас интересует только отражение, по скольку большинство поверхностей светонепроницаемь Прозрачные поверхности наподобие оптического стекл или чистой воды - редкость, а совершенно прозрачны: веществ нет вообще. Только воздушная среда приближает ся к совершенной прозрачности. Если бы поверхност пропускала весь падающий на нее свет, то она была 6i не поверхностью, а лишь призраком поверхности, чем-то вроде абстрактной геометрической плоскости. Только плоские полированные стекла и гладкая поверхность вод пропускают достаточно света, чтобы их можно было называть прозрачными.

 

Характерное отражение

Восьмой закон является следствием седьмого. Он гласит, что количество света, которое не было поглощен поверхностью, а отразилось от нее и попало обратно в сре ду, представляет собой характеристику вещества. Иным словами, количественное соотношение между отраженны? и падающим светом постоянно для любого данного соединения и любой однородной смеси. Это соотношение и есть отражательная способность поверхности.

У угля это соотношение очень мало (около 5%) а у снега велико (80%). Если смешать такие вещества то поверхность будет обладать тем, что я называю пиг ментной текстурой,- она будет пятнистой. Гранит и мрамор могут служить примерами веществ, поверхности кото рых по этой причине испещрены пятнами. Характерное спектральное отражение

Девятый закон для экологических поверхностей утвер ждает, что поверхности характеризуются специфическими распределениями коэффициента отражения для различных длин волн падающего света и что эти различные распределения образуют различные цвета. Слово цвет означает здесь тон, или хроматический цвет, в отличие от ахроматических цветов - различных оттенков черного, серого и белого.

Для животных и человека цвета поверхностей, понимаемые в смысле приведенного определения, более важны, нежели цвета солнечных закатов, радуги или пламени. Они позволяют определить, созрел плод или нет, или отличить лист от цветка. Различать перья, мех и кожу наряду с текстурой этих поверхностей помогает их цвет. Цвет поверхности неразрывно связан с ее текстурой, так как цвет часто сопутствует текстуре, а цветные объекты часто бывают разноцветными. Цвет вместе с текстурой поверхности позволяет определить состав вещества, выяснить, из чего оно сделано, а это, как отмечалось выше, очень важно.