二維空間(英文名:Two Dimensional Space,別稱:平面空間、二度空間)是美術上的一個術語,指由長度(左右)和高度(上下)兩個因素組成的平面空間。
二維空間廣泛存在于史前藝術、希臘瓶畫、伊斯蘭藝術,以及19世紀中期以來的現代主義藝術創作中,在各國的民間藝術里同樣有所體現。?20世紀初,在彼埃·蒙德里安(Piet Mondrian)和瓦西里·康定斯基為代表的抽象表現主義繪畫中,他們摒棄了在二維繪畫平面上營造三維錯覺的做法,將繪畫重心轉向探索繪畫載體表面的“二維”特性,力求“保持繪畫平面的完整性”。在繪畫中為了真實地再現物像,往往借助透視、明暗等造型手段,在二維空間的平面上造成縱深的感覺和物像的立體效果,即以二維空間造成自然對物像那種三度空間的幻覺。
在幾何領域,二維空間的典型代表是平面。在平面中,能夠度量兩個維度的尺寸,物體可向兩個相互獨立的方向移動,或繞某一方向轉動。在線性代數領域,二維空間可看作是所有有序實數耦的集合。在平面上建立笛卡爾坐標系后,平面上的點與實數耦(即兩個有次序的實數組)形成一一對應關系。
發展歷程
二維空間這種藝術表現形式,廣泛存在于史前藝術、希臘瓶畫、伊斯蘭藝術,以及19世紀中期以來的現代主義藝術創作中,在各國的民間藝術里同樣有所體現。?
即便如此,在上述藝術時期與表現形式中,表達具有縱深度的空間關系的需求依然存在,主要通過重疊與感知位置的方式來實現。當兩個物體發生重疊,便會產生遮擋現象。完整呈現的物形,通常位于只能被感知到局部的物形前方,借此營造出前后的微弱空間感。另外,在畫面中,上方的物形往往被認為比下方的物形距離更遠。這一現象,或許源于人們在現實生活中的觀察習慣:坐在桌旁時,人們低頭能看到近處的物體,抬頭則望向遠處的事物。以印度傳統繪畫《馬哈拉那?阿馬爾?辛格二世》為例,盡管畫面下方牽馬的仆人尺寸小于畫面中間騎馬的人,但由于前后重疊遮擋,以及騎馬人位置更高,觀者仍能判斷出仆人在前,騎馬人處于更遠的空間位置。?
自文藝復興以來,藝術家們畢生追求的三維空間,不再是19世紀中后期藝術家們的主要表現對象。以印象派畫家克勞德·莫奈(Claude Monet)1872年創作的《印象·日出》為代表,作品中的三維空間被極大壓縮,近乎二維。此后,文森特·梵高、保羅·塞尚、保羅·高更等畫家的作品,同樣削弱了畫面的三維縱深感,與文藝復興時期畫作的空間表現形成鮮明對比。?
20世紀初,野獸派興起,畫面中的三維空間幾乎完全消失。在彼埃·蒙德里安(Piet Mondrian)和瓦西里·康定斯基為代表的抽象表現主義繪畫中,三維空間徹底消失。他們摒棄了在二維繪畫平面上營造三維錯覺的做法,將繪畫重心轉向探索繪畫載體表面的“二維”特性,力求“保持繪畫平面的完整性”。美國現代藝術評論家克萊門特·格林伯格(Clement Greenberg)曾指出:“現代主義繪畫并非反對再現現實,而是反對那種以虛假幻象式的三度空間再現現實的庸俗方法。”他認為,二維空間的平面性是繪畫的本質,而現實主義通過虛假的三維再現取悅大眾的方式不可取。
美術應用
美術作品空間有二維空間與三維空間兩種表現形式。二維空間指由長度(左右)和高度(上下)兩個因素組成的平面空間。在繪畫中為了真實地再現物像,往往借助透視、明暗等造型手段,在二維空間的平面上造成縱深的感覺和物像的立體效果,即以二維空間造成自然對物像那種三度空間的幻覺。有些繪畫,如裝飾性繪畫、圖畫等,不要求表現強烈的縱深效果,而是有意在二維空間中追求扁平的意味來獲得藝術表現力。
數學領域
幾何
二維空間的典型代表是平面。在平面中,能夠度量兩個維度的尺寸,物體可向兩個相互獨立的方向移動,或繞某一方向轉動。二維空間可由一維空間按如下方式拓展得到:取一條幾何直線,將其從一個位置移動到另一個位置。移動方式既可以是平行移動,也可以是繞直線上一點進行旋轉移動。這種移動過程會確定一個平面。
在平面上,可以建立坐標系。常用的平面坐標系有笛卡爾直角坐標系和極坐標系。笛卡爾直角坐標系(簡稱直角坐標系)由兩條相互垂直的直線——坐標軸確定。在平面直角坐標系中,第一個坐標通常稱作橫坐標,是在橫軸上沿向右方向的度量;第二個坐標通常稱作縱坐標,是在縱軸上沿向上方向的度量。
極坐標系按以下方法建立:在平面內取一個定點作為原點,也稱作極點,引出一條射線Ox,稱為極軸。同時,選定一個長度單位和角度的正方向(通常取逆時針方向)。對于平面內任意一點P,用ρ表示線段OP的長度,用φ表示從Ox到OP的角度。ρ稱作點P的極半徑(簡稱為極徑),角φ稱作點P的極角。這樣,點P就與一個有序實數對(ρ,φ)相對應,有序實數對(ρ,φ)稱為點P的極坐標。若將極角φ的取值范圍限制在[0,2π],那么有序數對(ρ,φ)與平面上的點P之間存在一一對應關系。如果某一數對(ρ,φ)中的φ不在區間[0,2π]上,要確定其在極坐標中對應的點,需先將φ增加或減少2π的整數倍,使其落在區間[0,2π]內。
除了直角坐標系和極坐標系,還可以建立斜坐標系。在勒內·笛卡爾最初的坐標系概念里,僅要求坐標軸之間具有“固定夾角”,并未強調兩坐標軸必須相互垂直。也就是說,只要兩條直線既不重合也不平行,那么這兩條直線就可以構成一個坐標系,進而形成一個二維空間。
線性代數
在線性代數領域,二維空間可看作是所有有序實數耦的集合。在平面上建立笛卡爾坐標系后,平面上的點與實數耦(即兩個有次序的實數組)形成一一對應關系。也就是說,平面上任意一點,都必然有唯一一對有序實數組(x,y)(即該點的坐標)與之對應;反之,給定一對有序實數組(x,y),平面上也有唯一的點與之對應。任意實數耦(x,y),都可看作平面上以坐標原點為起點、(x,y)為終點的向量。因此,二維空間也被稱作二維向量空間。
在二維空間中,一條直線的參數化方程可以表示為:{x=x0?+tCx?,y=y0?+tCy??,t∈[a,b]}。式中,(x0,y0)為直線上一點的坐標,t為參數變量,Cy/Cx反映直線斜率。在極端情況下,當直線斜率為零或無窮大時,直線平行于某一坐標軸。參數t的取值范圍確定了直線的形態:t∈(?∞,∞),表示無限長直線;t∈[a,∞),表示射線;t∈[a,b],表示固定長度的直線段。
一條曲線可以選擇多種不同形式的參數變量,因此同一條曲線的參數化方程不是唯一的。例如,位于兩個端點P1和P2之間的一條直線段,經常采用以下參數化方程表達:P(t)=(1?t)P1?+tP2,?t∈[0,1]。在直角坐標系中,常見的平面圓或者圓弧的參數化方程為:{x=x0?+rcosθ,y=y0?+rsinθ?,θ∈[θ1,θ2]}。式中,(x0,y0)為圓弧中心的坐標,r為圓弧半徑,θ為角度參數。角度參數的變化范圍為閉區間[θ1,θ2]。如果θ∈[-π,π]或者θ∈[0,2π],則{x=x0?+rcosθ,y=y0?+rsinθ?,θ∈[θ1,θ2]}表示一個完整的圓。
參考資料 >