Оптический прибор для наблюдения за узорами, возникающими при многократном отражении
Калейдоскоп ( / k ə ˈ l aɪ d ə s k oʊ p / ) — оптический прибор с двумя или более отражающими поверхностями (или зеркалами ), наклоненными друг к другу под углом , так что один или несколько (частей) объектов на одном конце этих зеркал отображаются как регулярный симметричный рисунок при просмотре с другого конца из-за многократного отражения . Эти отражатели обычно заключены в трубку , часто содержащую на одном конце ячейку со свободными, цветными кусочками стекла или другими прозрачными (и/или непрозрачными ) материалами, которые должны отражаться в наблюдаемом рисунке. Вращение ячейки вызывает движение материалов, в результате чего представляется постоянно меняющийся вид.
Этимология
Термин «калейдоскоп» был придуман его шотландским изобретателем Дэвидом Брюстером . [1] Он происходит от древнегреческого слова καλός ( kalos ), «красивый, красота», [2] εἶδος ( eidos ), «то, что видно: форма, очертания» [3] и σκοπέω ( skopeō ), «смотреть, исследовать», [4] отсюда «наблюдение за красивыми формами». [5] Впервые он был опубликован в патенте, который был выдан 10 июля 1817 года. [6]
История
Многократное отражение от двух или более отражающих поверхностей было известно с античности и было описано как таковое Джамбаттистой делла Порта в его Magia Naturalis (1558–1589). В 1646 году Афанасий Кирхер описал эксперимент с конструкцией из двух зеркал, которые можно было открывать и закрывать как книгу и располагать под разными углами, показывая правильные многоугольные фигуры, состоящие из отраженных аликвотных секторов 360°. Ричард Брэдли в своих « Новых улучшениях в посадке и садоводстве» (1717) описал похожую конструкцию, которую можно было разместить на геометрических чертежах, чтобы показать изображение с многократно отраженным отражением. Однако оптимальная конфигурация, которая производит полный эффект калейдоскопа, не была зафиксирована до 1815 года. [7]
В 1814 году сэр Дэвид Брюстер провел эксперименты по поляризации света путем последовательных отражений между пластинами стекла и впервые отметил «круговое расположение изображений свечи вокруг центра и умножение секторов, образованных краями пластин стекла». Он забыл об этом, но заметил более впечатляющую версию эффекта во время дальнейших экспериментов в феврале 1815 года. Некоторое время спустя он был впечатлен умноженным отражением кусочка цемента, который был продавлен в конце треугольного стеклянного желоба, который казался более регулярным и почти идеально симметричным по сравнению с отраженными объектами, которые были расположены дальше от отражающих пластин в более ранних экспериментах. Это вызвало больше экспериментов, чтобы найти условия для самых красивых и симметрично идеальных условий. Ранняя версия имела куски цветного стекла и другие нерегулярные объекты, закрепленные постоянно, и ею восхищались некоторые члены Королевского общества Эдинбурга , включая сэра Джорджа Маккензи, который предсказал ее популярность. Затем последовала версия, в которой некоторые объекты и куски стекла могли двигаться при вращении трубки. Последний шаг, который Брюстер считал самым важным, состоял в том, чтобы поместить отражающие панели в вытяжную трубку с вогнутой линзой, чтобы отчетливо ввести окружающие объекты в отраженный рисунок. [7]
Брюстер считал, что его инструмент имеет большую ценность во «всех декоративных искусствах» как устройство, создающее «бесконечность узоров». Художники могли точно очертить созданные фигуры калейдоскопа с помощью солнечного микроскопа (тип устройства камеры-обскуры ), волшебного фонаря или камеры-люциды . Брюстер считал, что в то же время он станет популярным инструментом «для целей рационального развлечения». Он решил подать заявку на патент . [7] Британский патент № 4136 «на новый оптический инструмент под названием «Калейдоскоп» для демонстрации и создания прекрасных форм и узоров, имеющих большое применение во всех декоративных искусствах» был выдан в июле 1817 года. [6] [8] К сожалению, производитель, изначально нанятый для производства продукта, показал один из запатентованных инструментов некоторым лондонским оптикам, чтобы узнать, сможет ли он получить от них заказы. Вскоре инструмент был скопирован и выпущен на рынок до того, как производитель подготовил какое-либо количество калейдоскопов для продажи. По оценкам, всего за три месяца в Лондоне и Париже было продано около двухсот тысяч калейдоскопов . Брюстер подсчитал, что не более тысячи из них были авторизованными копиями, которые были сконструированы правильно, в то время как большинство остальных не давали правильного впечатления о его изобретении. Поскольку так мало людей имели опыт использования настоящего калейдоскопа или знали, как применять его в декоративно-прикладном искусстве, он решил опубликовать трактат о принципах и правильной конструкции калейдоскопа. [7]
Считалось, что патент был сокращен в суде, поскольку его принципы были предположительно уже известны. Брюстер заявил, что калейдоскоп отличался тем, что особые положения объекта и глаза играли очень важную роль в создании красивых симметричных форм. Мнение Брюстера разделяли несколько ученых, включая Джеймса Уатта . [9]
Филипп Карпентер изначально пытался создать собственную имитацию калейдоскопа, но не был удовлетворен результатами. Он решил предложить свои услуги Брюстеру в качестве производителя. [10] Брюстер согласился, и модели Карпентера были помечены как «единственный производитель». Понимая, что компания не может удовлетворить уровень спроса, Брюстер получил разрешение от Карпентера в 1818 году на изготовление устройства другими производителями. В своем «Трактате о калейдоскопе» 1819 года Брюстер перечислил более дюжины производителей/продавцов патентованных калейдоскопов. [7] Компания Карпентера продолжала продавать калейдоскопы в течение 60 лет. [11]
В 1987 году художник-калейдоскопист Теа Маршалл, работая с Научно-техническим центром Уилламетт , научным музеем, расположенным в Юджине , штат Орегон , спроектировала и построила передвижную выставку математики и науки площадью 1000 квадратных футов (93 м2 ) под названием «Калейдоскопы: размышления о науке и искусстве» . При финансировании Национального научного фонда [ 12] и распространении под эгидой Службы передвижных выставок Смитсоновского института (SITES [13] ), выставка появилась в 15 научных музеях в течение трех лет, охватив более миллиона посетителей в Соединенных Штатах и Канаде. Интерактивные выставочные модули позволили посетителям лучше понять и оценить, как функционируют калейдоскопы.
Вариации
Общие вариации
Дэвид Брюстер определил несколько переменных в своем патенте и публикациях:
вариации размера (Брюстер считал удобной длину от пяти до десяти дюймов, для длины от одного до четырех дюймов он предложил использовать линзу с фокусным расстоянием, равным длине отражателей) [6]
вариации угла наклона отражающих поверхностей. В своем патенте Брюстер посчитал 18°, 20° или 22 1/2° наиболее приятными. [6] В трактате 45°, 36° и 30° являются основными примерами. [7]
различия в материале отражающих поверхностей (пластины из простого стекла, ртутного стекла (зеркала) или металла, или отражающие внутренние поверхности сплошной призмы из стекла или горного хрусталя) [6] Выбор материала может иметь некоторое влияние на оттенок и качество изображения.
в объектных ячейках можно использовать самые разные предметы, маленькие фигурки, фрагменты, жидкости и материалы разных цветов и форм (кроме более обычных прозрачных фрагментов, например, скрученные куски железной или латунной проволоки или кружева, которые могут создавать очень тонкие эффекты) [7]
Различные версии, предложенные Брюстером
В своем патенте Брюстер рассматривал две формы калейдоскопа:
«наиболее распространенная форма»: два отражателя, небольшие объекты должны быть размещены близко к отверстию, чтобы их можно было увидеть с другого конца [6]
«Составной, или телескопический калейдоскоп»: трубка с двумя отражателями, скользящая внутри другой трубки с одной-тремя выпуклыми линзами, применяемая к любому объекту на любом расстоянии [6] (позже это было повторно введено как телеидоскоп )
В своем «Трактате о калейдоскопе» (1819) он описал базовую форму с объектной ячейкой:
«простая форма»: трубка с двумя отражателями и предметами, такими как кусочки цветного стекла, либо закрепленными, либо свободно размещенными в ячейке на конце инструмента [7]
Брюстер также разработал несколько вариантов:
«Полицентрический калейдоскоп» с тремя отражателями под углом 60°: бесконечный узор равносторонних треугольников был признан Брюстером «необычайно великолепным» [7]
«Полицентрический калейдоскоп» с тремя отражателями под углами 90°, 45° и 45°: узор не симметрично расположен относительно центра, но тем не менее Брюстер считает его «очень приятным» [7]
«Полицентрический калейдоскоп» с тремя отражателями под углами 90°, 60° и 30°: рисунок с 31 отраженным изображением апертуры, несимметрично расположенным вокруг центра. Брюстер считал эффект «очень красивым, особенно когда отражатели металлические». [7]
«Полицентрические калейдоскопы» с четырьмя отражателями: квадратный или прямоугольный калейдоскоп с бесконечным узором из квадратов или прямоугольников [7]
проекционные калейдоскопы с помощью солнечного микроскопа или волшебного фонаря, позволяющие большему количеству людей увидеть узор [6]
«Микроскопический калейдоскоп»: крошечные калейдоскопы (длиной всего один дюйм) для просмотра микроскопических объектов, которые женщины также носили в качестве украшений [7]
размещение «регулярно кристаллизованных тел или кусков стекла, получивших поляризационную структуру» перед апертурой, для введения «дополнительных цветов поляризованного света» [6]
Прямоугольные предметные пластины, перемещающиеся через паз, вырезанный в ячейке, прикрепленной к концам отражателя, позволяют добиться большего разнообразия в движении свободных фрагментов. С фиксированными фрагментами можно составить более рассчитанную последовательность оттенков и форм. [7]
«вибрирующая предметная пластина»: меньшая предметная пластина, содержащая свободные объекты, может быть приведена в колебание на ее нижнем крае легким движением трубки, если калейдоскоп держать горизонтально [7]
бесцветная предметная пластина с бесцветными кусочками стекла или неровной поверхностью прозрачного лака может быть помещена перед цветной предметной пластиной. Оттенки и контуры цветных кусочков смягчаются преломлением бесцветных кусочков. Бесцветные предметы придают контуры рисунку. Бесцветная предметная пластина может также создавать тонкие бесцветные узоры, если используется отдельно. [7]
Вместо того, чтобы помещать прозрачные фрагменты в ячейку объекта, их можно поместить на зеркало и объединить с непрозрачными фрагментами (например, кусками латунной проволоки, цветной фольгой и зернами сплита ) для достижения наилучшего эффекта [6]
В ячейку можно поместить предметную пластину с фиксированными элементами, если ячейку вращать перед отверстием, то повторяются те же самые узоры [7]
если отражатели находятся отдельно (см. рис. 4 патентной иллюстрации), то показаны кольцевые узоры [6]
если отражатели расположены параллельно друг другу (см. рис. 5 патентной иллюстрации), то получаются прямолинейные узоры [6]
Брюстер также придумал еще одно применение калейдоскопа:
тип цветного органа : для гармонической визуальной композиции с эффектами, подобными музыкальной композиции, может быть разработан очень простой механизм «для введения объектов различных форм и цветов, для изменения направления движения через угловое отверстие и для приспособления скорости их движения к эффекту, который он призван производить». [7]
Более поздние вариации
Производители и художники создали калейдоскопы из самых разных материалов и во многих формах. Некоторые из них добавили элементы, которые ранее не были описаны изобретателем Дэвидом Брюстером:
Ячейки объекта заполнены вязкой жидкостью , поэтому предметы плавают и грациозно перемещаются через ячейку объекта в ответ на легкие движения наблюдателя.
Калейдоскопы в виде палочки с подвижной прозрачной герметичной трубкой, содержащей жидкость, показывающую тонувшие и/или плавающие объекты (обычно с блестками) за пределами отражателей, были представлены в 1990 году компанией WildeWood Creative Products в сотрудничестве с Cozy Baker [14]
Колеса объектов или карусели, вращающиеся на оси, прикрепленной к центру калейдоскопа, могут привносить формы и цвета в изображение калейдоскопа [14]
Внешние части калейдоскопов были превращены в скульптурные произведения искусства [14]
Большие калейдоскопы были интегрированы в архитектуру некоторых зданий [14]
Публикации
Кози Бейкер (ум. 19 октября 2010 г.) — основательница Общества калейдоскопов Брюстера — коллекционировала калейдоскопы и писала книги о многих художниках, которые их делали в 1970-х — 2001 гг. Ее книга Kaleidoscope Artistry [15] представляет собой ограниченный сборник о создателях калейдоскопов, содержащий фотографии внутренних и внешних видов современных произведений искусства. Бейкер приписывают возрождение калейдоскопического искусства в США; она провела свою жизнь, объединяя художников и галереи калейдоскопов, чтобы они знали друг друга и поддерживали друг друга. [16]
В 1999 году был опубликован недолговечный журнал, посвященный калейдоскопам — Kaleidoscope Review — в котором освещались работы художников, коллекционеров, дилеров, события и публиковались статьи с практическими рекомендациями. Этот журнал был создан и отредактирован Бреттом Бенсли, в то время известным художником калейдоскопов и источником информации о калейдоскопах. Изменил название на The New Kaleidoscope Review , а затем перешел на видеопрезентацию на YouTube, «The Kaleidoscope Maker».
Фенакистископ – первое широко распространенное анимационное устройство, создававшее плавную иллюзию движения.
Группа отражений – дискретная группа, которая порождается набором отражений некоторого пространства.Страницы, отображающие описания викиданных в качестве резерва
^ εἶδος (Архивировано 25 мая 2013 г. в Wayback Machine ), Лидделл и Скотт, Греко-английский словарь , о Персее.
^ σκοπέω (Архивировано 14 марта 2012 г. в Wayback Machine ), Лидделл и Скотт, Греко-английский словарь , о Персее.
^ "Онлайн-этимологический словарь". Etymonline.com. Архивировано из оригинала 26 июня 2010 года . Получено 28 мая 2010 года .
^ abcdefghijkl Репертуар патентных изобретений. 1817. Архивировано из оригинала 27 ноября 2017 г.
^ abcdefghijklmnopqr Брюстер, Дэвид (1819). Трактат о калейдоскопе. Эдинбург: Archibald Constable & Co.
^ "Патенты Kaleidoscope". Архивировано из оригинала 16 декабря 2016 года.
↑ Annals of Philosophy, Or, Magazine of Chemistry, Mineralogy, Mechanics, Natural History, Agriculture, and the Arts. Роберт Болдуин. 31 августа 1818 г. стр. 451 – через интернет-архив. Патент на калейдоскоп Брюстера.
↑ The Repertory Of Arts And Manufactures. Вторая серия. Том 33. 1818. Архивировано из оригинала 20 декабря 2016 года.
^ Перфекционист-проекционист (Архивировано 7 октября 2011 г. на Wayback Machine ), Victorian Microscope Slides. Доступ 1 августа 2011 г.
^ "Аннотация к награде № 8652299. Калейдоскопы: размышления о науке и искусстве". Национальный научный фонд США .
^ "САЙТЫ / Принадлежности к Смитсоновскому институту". Смитсоновский институт.
^ abcd "Brewster Society – Kaleidoscope U – Kaleidoscopes Periods & Styles". Архивировано из оригинала 1 июня 2016 г.
^ Bindrim, Kira (19 июня 2017 г.). «Задолго до появления iPhone этот гаджет 19 века сделал всех зависимыми от мобильных устройств». Quartz . Архивировано из оригинала 19 июня 2017 г. . Получено 19 июня 2017 г. .
Внешние ссылки
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Калейдоскопы» .
Найдите значение слова «калейдоскоп» в Викисловаре, бесплатном словаре.
В Викицитатнике есть цитаты, связанные с «Калейдоскопом» .
Общество любителей калейдоскопов имени Брюстера – организация любителей калейдоскопов
Зеркальные узоры «Калейдоскоп»
Ресурс Калейдоскопа (некоммерческая организация)
База знаний строителей калейдоскопов
Калейдоскоп Shockwave Flash (перемещайте мышь по нему)
Обзор Калейдоскопа V2N1 - выпуск The New Kaleidoscope Review
ArtScope - программа, создающая визуальный эффект калейдоскопа с количеством зеркал от 4 до 98