Die Straßen von San Francisco …

Greenwich St_SF_Bild… benutze ich, um mein neues Computerprogramm zu testen. Es geht wieder einmal um die (zentral-) perspektivische Abbildung. Ein einfaches Programm, stellt Quader in Übereckansicht, in Frosch- und Vogelperspektive dar, berechnet Fluchtpunkte und Fluchtlinien, und zeichnet den zur Blickrichtung  gehörenden Horizont. Keine realistischen Ansichten, nur Ränder und Umrisse werden angedeutet. Dem Augenschein nach rechnet es korrekt. Auf dem Bildschirm erscheint der Quader mit einem, zwei oder drei Fluchtpunkten, von oben, von unten und von der Seite, aus der Nähe, aus der Ferne – Ansichten, wie man sie aus dem Lehrbuch kennt.  Aber wie ist es mit ungewöhnlichen Perspektiven? Auch sie sollten richtig wiedergegeben werden. Zum Beispiel Straßen mit starkem Gefälle und/oder großer Steigung  – und solche gibt es in San Francisco zuhauf. Zum Test wählen wir die Greenwich Street in der North Beach Area, eine Parallelstraße der bekannten Lombard Street.

 

Das Foto zeigt den Blick entlang der Greenwich St. , vom Pioneer Park auf dem Telegraf Hill hinüber zum Russian Hill. Der Pioneer Park liegt auf einer Höhe von etwa 60 m. Von hier aus geht es, mit Unterbrechungen durch die Querstraßen Grant und Stockton, bergab zur Powell St. Wir befinden uns jetzt auf  einer Höhe von ca. 20 m. Auf diesem Niveau bleibt die Greenwich St. bis zur Taylor St. (und kreuzt dabei die Columbus Avenue). Danach steigt sie wieder an bis zur Hyde St., die hier am Lombard St. Reservoir vorbeiführt. Der Wasserspeicher liegt an der Leavenworth St. auf einer Höhe von etwa 100 m – und damit ungefähr 40 m oberhalb des Kamerastandortes.

Greenwich St_SF_Fluchtlinien_und_ BildDieses Höhenprofil erhält das Programm als Eingabendaten. Ausgeben soll es die Ränder der Greenwich St. und, bis zur Kreuzung mit der Grant St., auch eine Andeutung der Dachhöhen der Häuser. Das zweite Bild zeigt,  was der Computer errechnet hat. Es sieht vernünftig aus. Die Dachhöhen- und Bodenlinien der Häuser im Vordergrund habe ich bis zu ihrem Fluchtpunkt verlängern lassen (rote Linien). Der liegt erwartungsgemäß sehr weit unten im Bild (Andere Fluchtpunkte sollte das Programm der Übersichtlichkeit halber nicht einzeichnen). Der Horizont ist die grüne waagerechte Linie im oberen Viertel des Bildes.  Vergrößert man das Foto, sieht man, dass er mit dem Niveau der Leavenworth St. zusammenfällt. Die verläuft dort in etwa 60 m Höhe – Horizont und Kamerahöhe stimmen also überein, wie es die Perspektive  verlangt. Fazit: wenn sich jetzt noch bugs im Code aufhalten, haben sie sich gut versteckt. Der Computer rechnet mit großer Wahrscheinlichkeit richtig.

Ein Abriss der Mathematik, nach der das Computerprogramm arbeitet, hier.

Künstlerkolonie Mathildenhöhe Darmstadt

 

Mathildenhöhe_02_M2Die Künstlerkolonie auf der Mathildenhöhe in Darmstadt soll UNESCO Weltkulturerbe werden. Das hat die Kultusministerkonferenz der Bundesrepublik beantragt. Die Mathildenhöhe ist bekannt für ihre Jugendstilbauten, die Anfang des vorigen Jahrhunderts dort entstanden. Ich habe dort einige Semester während meines Studiums gewohnt. Beim letzten Besuch in Darmstadt machte ich Fotos, Vorlagen für die Skizzen, die unten zu sehen sind. Das Bild zeigt den Schwanentempel, der kürzlich restauriert wurde.

Die Freunde der Mathildenhöhe e.V. haben bei der Restaurierung des Schwanentempels mitgewirkt und  unterstützen die Stadt Darmstadt bei ihrem Vorhaben, die Mathildenhöhe als Weltkulturerbe anerkennen zu lassen.

„Nach den Dächern, Wolken, Schwalben…

Antoniterkirche_und_Dom_Koeln… schaut er aufwärts allenthalben“ – das macht er auch heute noch. Hans Guck-in-die-Luft¹ blickt nach oben und fotografiert, was er dort sieht. Zum Beispiel den Dachreiter der Antoniterkirche, der sich vor den Nordturm des Doms schiebt. Weitere Blicke nach oben, nicht nur aus Köln am Rhein:

¹ Mehr über Hans-guck-in-die-Luft bei Heinrich Hoffmann Der Struwwelpeter, Frankfurt am Main, Verlag von Zacharias Löwenthal, 1845

Van Gogh’s Sternennacht im PC

Sternennacht_Vergl_Himmelsansicht_03Schon zu Zeiten der ersten PC’s entstanden Computerprogramme, die Himmelsansichten für einen beliebigen Ort der Erde und zu beliebigen Zeiten berechneten. Ich benutzte sie u. a. im Astronomieunterricht der Schule. Damit konnten meine Schüler(innen) beispielsweise die große Konjunktion von Jupiter und Saturn um das Jahr 7 v. Chr. (Stern von Bethlehem?) am Bildschirm verfolgen.

Etwa zur selben Zeit fiel mir ein Buch  in die Hand mit dem Titel „Vincent van Gogh – Die Sternennacht“. Darin zeigt der Kunsthistoriker A. Boime ¹, dass van Gogh’s  berühmtes Gemälde eine durchaus realistische Ansicht des Nachthimmels darstellt – nämlich den Anblick, der sich dem Künstler bot, als er das Bild malte. Ort und Zeit kann man den Lebensdaten van Gogh’s und seinen Briefen an den Bruder Theo  entnehmen: Das Bild entstand in St. Remy-de-Provence  etwa am 19. Juni 1889 gegen 3 Uhr morgens. Boime benutzte seinerzeit Daten eines Planetariums, um den Himmel über dem südfranzösischen Ort zu diesem Zeitpunkt darzustellen. Es zeigte sich, dass van Gogh den Mond  genau dort platzierte, wo er den astronomischen Berechnungen nach am Himmel stehen sollte, und dass der helle Stern rechts neben der großen Zypresse mit großer Sicherheit den Planeten Venus darstellt. Im Übrigen waren neben A. Boime auch andere² in dieser Sache professionell tätig (und sind es immer noch).

Da sich Boime’s Planetarium, MS-DOS sei Dank, durch die erwähnte Software ersetzen ließ, konnte ich seine Entdeckung am eigenen PC nachvollziehen – eine leichte Übung für das benutzte Redshift-Programm. Das Bild ist eine Nachzeichnung des Computerdisplays, von mir ergänzt durch eine Skizze der Landschaft mit Dorf und Zypresse. Wie erwartet, bestätigte Redshift die „planetarisch“ erzeugte Darstellung.

Nach diesem (bescheidenen) Erfolg nahm ich mir weitere „Himmels“-Gemälde van Gogh’s  vor, verglich Leinwand- und Bildschirmdarstellung. Diese eher laienhaften Studien habe ich in einem kleinen Aufsatz zusammengefasst und daraus ein Beispiel für eine Facharbeit in der Oberstufe gemacht – eine fächerübergreifende Facharbeit³ in den Disziplinen Kunst und Physik bzw. Astronomie. Hier ist sie.

¹ Boime, A., Vincent van Gogh – Die Sternennacht, Frankfurt am Main 1989 (Fischer Taschenbuch Nr. 11237), z. Zt. ergriffen
² z. B. Olson, D., R. Doescher, Sky and Telescope, October 1988, S. 406, und Withney, C. A., Physics Today August 1992, 13 (1992)
³ ein Oxymoron?

Zentralprojektion zur MS-DOS-Zeit

Trinita_Masaccio_3_AugpunkteDas Stichwort Zentralperspektive erinnert mich an Computerspielereien aus dem MS-DOS-Zeitalter – Programme zur Zentralprojektion zu schreiben und damit „realistische“ 3D-Bilder zu erzeugen. Sehr realistisch waren die Bilder nicht, sie sind eher von sentimentalem Wert.  Anlass war eine Studienfahrt nach Florenz. Meine Schüler und Schülerinnen mussten zur Vorbereitung Referate über die Bedeutung und die Sehenswürdigkeiten der Stadt ausarbeiten und vortragen – unter anderem über Masaccios Trinitätsfresko in der Kirche Santa Maria Novella. Genauer gesagt, über die zentralperspektivische Darstellung in diesem Gemälde. Masaccios Gnadenstuhl-Fresko ist ja bekanntlich das erste Bild, in dem die Regeln der Zentralprojektion korrekt angewandt wurden. Ich fand das Thema interessant. Hier mein Beitrag dazu:

Fluchtpunkte

Drei Mal eine Zentralperspektive mit genau einem Fluchtpunkt – Aquarellstift-Zeichnungen:
(1) Renaissance-Park Valsanzibio (Italien), (2) Arches Natl. Park, Utah (USA),
(3) Park Avenue, New York City (USA)

ValsanzibioArches_Natl_Park Park_Ave_NYC

Reflexion vom Nagelbrett

BraggReflexionCmWellen.foto2Ein Brett mit Eisennägeln, kein Uecker: Das Foto zeigt den Aufbau eines Physikexperiments – die Streuung von Hochfrequenzwellen an einem Kristall-Modell. Modell deswegen, weil der Versuch in der professionellen Physik an einem (optischen) Kristall mit Lichtwellen ausgeführt wird. Dort ist er mit dem Namen Bragg-Reflexion verknüpft. In der Schule benutzte ich die Modellversion mehrmals als Thema für Abiturklausuren (damals, als es noch kein Zentralabitur gab). Die Experimente dazu standen unter Zeitdruck: meist kam man erst in den Winterferien dazu, über Abiturthemen nachzudenken und die dazu passenden Experimente auszutüfteln. Am Ende der Ferien mussten die die Experimente funktionieren und die Aufgabenvorschläge fertig sein. An das hektische Experimentieren im ungeheizten Schulgebäude (in den Ferien) erinnere ich mich noch. Die Messdaten schlummerten seitdem in meinen Protokollbüchern. Ich habe sie jetzt noch ein Mal hervorgeholt und in Ruhe ausgewertet. Hier sind die Resultate.