Mechanische Techniken

     
 

Einleitung

Die (didaktische) Leistung von Illustratoren, Graphikerinnen kann gelegentlich durch Techniken ersetzt und muss teilweise durch Apparate unterstützt werden, mit denen Objekte visualisert werden.

Warnung vor einer ›optischen Täuschung‹: Bei allem technischen Aufwand ist das Bild immer eine Imitation, die hinter dem Original zurückbleibt. Auch die moderne Photographie ist keine ›objektive Abbildung‹. Allein schon die verwendeten Brennweiten des Objektivs und die Öffnung der Blende (beides auf dem Smartphone nicht möglich) lassen hintereinander stehende Dinge in iher Beziehung verschieden aussehen.

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Das Objekt ist zwar optisch vorhanden, aber nicht in Gestalt eines Bilds

Es handelt sich hierbei um mimetische Bilder. Auch beim Verfertigen eines mimetischen Bilds werden Transformationen nach gewissen Regeln ausgeführt. »Grundsätzlich gibt es keine nicht-gemachten Bilder.« (Christian Doelker, 1997, S. 59)

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Zweidimensionales Objekt

Eine primitive Technik, um von einem 2D-Objekt ein Bild zu bekommen, ist der Abklatsch (engl. rubbing), eine Technik, die beispielsweise für das Kopieren von Inschriften auf (nicht transportierbaren) steinernen Tafeln verwendet wurde und wird. Beispiel (Wikipedia)

Um einen Abklatsch handelt es sich auch beim Fingerabdruck:

Ebenso wird verfahren beim sog. Naturselbstdruck (vgl. den entsprechenden Artikel in der Wikipedia). Bekannt dafür ist der botanische Illustrator Alois Auer Ritter von Welsbach (1813–1869). Hierbei werden die abzubildenden Pflanzen zuerst wie in einem Herbar gepresst; die Zweidimensionalität wird also bereits vor der Abbildungstechnik hergestellt. Blätter sind weniger problematisch.

Hinweis auf Quellen von Alois Auer

Eine Technik zur Duplizierung zweidimensionaler Vorlagen bei gleichzeitiger Vergrößerung bzw. Verkleinerung ist die Benützung des Pantographen (Storchschnabel), vgl. https://de.wikipedia.org/wiki/Pantograf

Oben rechts ist das Gerät mit einem Nagel fixiert; die beiden anderen schwarzen Punkte auf der gestrichelten Linie sind entweder der Bleistift oder der abgreifende Stift, je nachdem ob die Vorlage vergrößert oder verkleinert werden soll.

Aus: Helveticus. Neues Schweizer Jugendbuch, Band 3, Bern: Hallwag [1943], S. 118.

Die edlere Variante in: Encyclopédie, Planches, Seconde Partie, Paris 1763, Dessein, Planche III: Pantographe.

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Dreidimensionales Objekt auf Zweidimensionalität reduzieren

Der Schattenriss ist eine ganz urtümliche Weise der technischen Abbildung. Die erste Silhouetten-Zeichnerin – und damit die Erfinderin der Zeichenkunst – war die Tochter von Butades (auch Dibutades), die die Silhouette des in den Krieg ziehenden Geliebten im Kerzenschein an die Wand bannte (Plinius, Naturalis historia XXXV, xliii, 151f. > Text)

Aus: Iris. Ein Taschenbuch. Herausgegeben von Johann Georg Jacobi, Zürich: Orell, Füssli und Compagnie 1803 ( S. 43ff.) > Digitalisat der Uni Freiburg/Br.

Johann Caspar Lavater (1741–1801) hat die Silhouette, den Schattenriss propagiert: Das Schattenbild von einem menschlichen Gesichte ist das schwächste, das leerste, aber zugleich […] das wahrhafteste und getreueste Bild, das man von einem Menschen geben kann; das schwächste, denn es ist nichts Positives es ist nur was negatives, — nur die Gränzlinie des halben Gesichtes; das getreueste, weil es ein unmittelbarer Ausdruck der Natur ist, wie keiner, auch der geschickteste Zeichner, einen nach der Natur von freyer Hand zu machen im Stande ist. […] In einem Schattenrisse ist nur Eine Linie; […] — und dennoch, wie entscheidend bedeutsam ist Er! […] Der Schattenriß faßt die zerstreute Aufmerksamkeit zusammen; concentriert sie bloß auf Umriß und Gränze, und macht daher die Beobachtung einfacher, leichter, bestimmter; — die Beobachtung und hiemit auch die Vergleichung. (aus: Physiognomsche Fragmente …, hg. M. Armbruster, Zweyter Band, Winterthur: Steiner, 1784, S. 108)

Er hat eine Maschine zur Anfertigung von Silhouetten ersonnen:

Aus: Johann Kaspar Lavater, L’Art de Connaître des Hommes par la Physionomie, Paris: Prudhomme 1806–1809

Die Camera Obscura funktioniert etwas anders, insofern als hier das Bild durch ein Loch (später eine Linse) auf einen Bildschirm (in einem dunklen Zimmer) fällt, wo man es zweidimensional nachzeichnen kann.

Aus: Athanasii Kircheri Ars Magna Lvcis Et Vmbrae : In decem Libros digesta ; Qvibvs Admirandae Lvcis Et Vmbrae in mundo, atque adeò vniuersa natura, vires effectusq[ue] vti noua, ita varia nouorum reconditiorum..., Rom 1646, Seite 121. > Digitalisat der HAB Wolfenbüttel

Aus: Deliciæ Physico-Mathematicæ. Oder Mathemat: und philosophische Erquickstunden/ darinnen Sechshundert dreÿund Sechzig Schöne, Liebliche und Annehmliche Kunststücklein, Auffgaben und Fragen, auß der Rechenkunst, Landtmessen, Perspectiv, Naturkündigung und andern Wissenschafften genommen, begriffen seindt, […] Durch M. Danielem Schwenterum Mathematum & Linguarum Orientalium bey der löblichen Universitet Altdorff Professorem Public., Nürnberg: Dümler 1636, Seite 253.

Dazu die Erläuterungen:

Fünffter Theil der Erquickstunden; Die I. Auffgab. In einer Kammer/ an einer weisen Wand die Personen welche vor selber fürüber gehen, bey dem Sonnenschein zu repraesentirn.

Das Liecht so in die Kammer fällt muß wol verstopfft vund verwahrt seyn/ daß es nicht hinein scheine […]/ die Wende sollen alle schwartz seyn/ ausser einer weissen/ dann gegen rüber ein Löchlein [… Der Beobachter im Raum muss sich an die Dunkelheit gewöhnen, und die Personen, die er sehen will, müssen von der Sonne beschienen werden.] Es werden aber die Bilder alle vmbgekehret seinen/ als ob sie auff den Köpffen giengen.

Die II. Auffgab. Was die Ursach sey daß die Bildnussen vmbgekehrt kommen?

Diß geschicht wegen deß durchschnidts [Durchschneidung, wenn zwei Linien sich kreuzen] der Radiorum oder Strahlen (zum Exempel Aa vnd Bb) bey dem Löchlein c […]. Als in folgender Figur/ fallen zween radii [Strahlen] von A vnd B durch das Löchlein c an ein Wand a b […]/ so kan der Fuß B nirgends anderst als in b reflectirt werden/ das öber theil aber des Kopffs A nur allein in a. […] Da dann ein jeder Tyro [lat., Anfänger] in der Optic sehen kan/ warumb die Bildnussen vmbgekehrt erscheinen.

Albrecht Dürer zeigt in der »Vnderweysung der messung« (1525 und 1538) in 4 Bildern, wie man ein 3D-Objekt in ein 2D-Bild umformt.

Vnderweysung der messung/ mit dem zirckel vnd richtscheyt/ in Linien ebnen vnnd gantzen corporen/ durch Albrecht Duerer zuosamen getzogen/ vnd zuo nutz allen kunstlieb habenden mit zuo gehoerigen figuren/ in truck gebracht / im jar M. D. X X V. > Digitalisat auf e-rara

Text dazu (auf Wikisource):

Pist du in einem sal so schlag ein grosse nadel mit einem weyten oer die darzuo gemacht ist in ein wand / vnd setz das fuer ein aug / dardurch zeuch einen starcken faden / vnd henck vnden ein pley gewicht daran / darnach setz einen tisch oder tafel so weyt von dem nadel oer darinn der faden ist alß du wilt / darauf stell stet ein aufrechte ram zwerchs gegen dem nadel oer hoch oder nider auf weliche seyten du wilt / die ein tuerlein hab das man auf vnd zuo mueg than / diß thuorlein sey dem tafel darauf du malen wilt. Darnach nagel zwen feden die als lang sind als die aufrecht ram lang vnd preyt ist oben vnd mitten in die ram / vnd den anderen auf einer seyten auch mitten in die ram vnd laß sie hangen. Darnach mach ein eysnen langen steft der zuo forderst am spitz ein nadel oer hab / dareyn feden den langen faden der durch das nadel oer an der wand gezogen ist / vnd far mit der nadel vnnd langen faden durch die ram hinauß / vnd gib sie einem anderen in die hand / vnd wart du der anderen zweyer feden die an der ram hangen. Nuon brauch diß also / leg ein lauten oder was dir sunst gefelt so ferr von der ram als du wilt / vnd das sie vnuerruckt peleyb so lang du jr bedarst / vnd laß deinen gesellen die nadel mit dem faden hinauß strecken / auf die noettigsten puncten der lautten / vnd so oft er auf einem still helt vnnd den langen faden anstreckt / so schlag alweg die zwen feden an der ram kreutzweyß gestrackes an den langen faden / vnd kleb sie zuo peden orten mit einem wachs an die ram / vnd heyß deinen gesellen seinen langen faden nachlassen. Darnach schlag die tuerlein zuo vnnd zeychen den selben puncten da die feden kreutzweyß vber einander gen auf die tafel / darnach thuo das tuerlein wider auf vnd thuo mit einem anderen puncten aber also piß das du die gantzen lauten gar an die tafel punctirst / dann zeuch all puncten die auf der tafel von der lauten worden sind mit linien zuesamen / so sichst du was darauß wirt / also magst du ander ding auch abzeychnen. Dise meynung hab jch hernach aufgerissen.

Eine Weiterentwicklung ist die Maschine, die Georg Christoph Schmidt (Herzogl. Sachß. Weimar- und Eisenachischen Hof-Mechanikus in Jena) für den Nachbau beschreibt:

Beschreibung einer Universal-Maschine zum Abzeichnen nach der Natur, in: Zwote Sammlung gemeinnütziger Maschinen, Berlin und Stralsund: G.A.Lange 1778. >Digitalisat der HAAB Weimar

Literaturhinweis: Stefan Ditzen, Zeichnen mit der Camera lucida. Von instrumenteller Wahrhaftigkeit und riesenhaften Bleistiften, in: Horst Bredekamp / Birgit Schneider / Vera Dünkel (Hgg.), Das technische Bild. Kompendium zu einer Stilgeschichte wissenschaftlicher Bilder, Berlin: Akademie-Verlag 2008, S. 168–177.

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Perspektivewechsel

Eine Landschaft sehen wir vom Erdboden aus – vor der Erfindung der Luftfahrzeuge (Erstflug der Montgolfière am 4. Juni 1783). Für taugliche Landkarten ist eine Sicht von oben aus sinnvoll. Um diese Ansicht zu erreichen, bediente man sich raffinierter Maschinen und etwas Rechenkunst; vgl. das Kapitel zur Geographie.

Philippe Danfrie [1535–1606], Declaration de l'usage du graphometre, par la pratigue du quell'on peut mesurer toutes distances des choses de remargue qui se pourront voir & discerner du lieu ou il sera posé […], A Paris Chez ledict Danfrie 1597. > http://dx.doi.org/10.3931/e-rara-16368

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Objekt dem unbewaffneten Auge nicht sichtbar

Es gibt verschiedene Gründe dafür, dass das Objekt nicht sichtbar ist. (Zur Technik des Aufklappens u.ä. siehe das Kapitel Innenansichten.)

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Objekt ist verborgen

Ein anderer Grund für Nichtsichtbarkeit kann sein, dass das Objekt von opaken Strukturen zugedeckt ist, beispielsweise Knochen durch Muskeln. Hier schafft Abhilfe der Röntgenapparat:

Bildwörterbuch deutsch und russisch, mit 194 Text- und Bildtafeln, 4., neu bearb. und erw. Aufl., Leipzig: Verlag Enzyklopädie 1966, S. 59.

Es gibt heutzutage bekanntlich andere nichtinvasive Techniken zur Visualisierung des Körperinneren (Ultraschall; PET, MRI).

Rückseite des Mondes. Dass eine Hälfte des Mondes immer von der Erde abgewandt und damit unsichtbar ist, hat seine Ursache in der gebundenen Rotation des Trabanten d.h. dass die Rotationsperiode des Himmelskörpers identisch zu seiner Umlaufzeit. Dadurch wendet der kleinere (rotationsgebundene) Himmelskörper dem massereicheren stets dieselbe Seite zu.

Die Mondsonde Lunik 3 lieferte am 7.10.1959 erstmals Bilder von der erdabgewandten Rückseite des Mondes.

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Objekt ist zu klein

Ein Grund für die nicht-direkte Sichtbarkeit kann die Größe des Objekts sein. Hier schafft Abhilfe das Mikroskop.

Jan Swammerdam (1637–1680) hat die Mücken noch mit einem ein-linsigen Mikroskop vergrößert, wie es Leeuwenhoek konstruiert hatte.

Hier das zwei-linsige Instrument, das Robert Hooke beschrieben und verwendet hat in: Micrographia: or, Some physiological descriptions of minute bodies made by magnifying glasses, London 1665:

Und ein Bild daraus (Schem. XII, Fig. 1):

 

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Objekt ist ein abstrakter Typ

»Um seine Vererbungslehre zu verifizieren und zu veranschaulichen, arbeitete Francis Galton ab 1877 mit dem Verfahren der Composite-Fotografie (composite photography). Dazu belichtete er eine fotografische Platte mit beliebig vielen Einzelporträts einer zuvor ausgewählten Personengruppe, wobei die jeweilige Belichtungszeit des Einzelbildes in Relation zur Anzahl der verwendeten Porträts stand. Die Überlagerung ließ individuelle physiognomische Merkmale verschwinden und verstärkte gemeinsame Züge der ausgewählten Gruppe. Im Resultat erzeugte das Kompositverfahren ein leicht verschwommenes Bild, das laut Galton keinen speziellen Menschen darstellen sollte, sondern einen Typus – eine imaginäre Figur, die die durchschnittlichen Züge einer bestimmten Gruppe von Personen besitzt.« Zitat aus: http://www.medienkunstnetz.de/werke/composite-fotografie/ <Zugriff 8.1.12>

Aus: Nature, May 23, 1878, pp. 97–100 > http://galton.org/cgi-bin/searchImages/search/essays/pages/galton-1878-nature-composite_1.htm

Mehr zu Sir Francis Galton (1822-1911) auf der Website http://galton.org

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Zeitlicher Verlauf

Wir sehen Objekte immer nur einen Moment lang, wohl wissend, dass ihre Bewegung ein Kontinuum darstellt, was wir aber nur in Gedanken ›imaginieren‹ können. — Zwei Männer haben etwa gleichzeitig die Chronophotographie erfunden:

Eadweard Muybridge (1830–1904) > https://de.wikipedia.org/wiki/Eadweard_Muybridge

Étienne-Jules Marey (1830–1904) > https://fr.wikipedia.org/wiki/Étienne-Jules_Marey

Aus: Giusy Pisano, Chapitre XVII. Retour sur Marey: La chronophotographie du mouvement, In: Une archéologie du cinéma sonore, Paris: CNRS Éditions, 2004 > Accès ouvert chez http://books.openedition.org/editionscnrs/2715

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Das Objekt hat keine optische Qualität

(Der Ausdruck ›keine optische Qualität‹ ist im landläufigen Sinne zu verstehen, nicht als strenger physikalischer Terminus.)

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Seismograph

Der Seismograph setzt die (nicht sichtbaren) Bewegungen (Ortsveränderungen in der Zeit) um in eine graphische Linie.

Aus: Schweizer Lexikon in sieben Bänden [hg. Gustav Keckeis u.a.] Encyclios-Verlag Zürich 1945–1948; Band 2.

Ergebnis:

Mittels Elektromyografie (vgl. Artikel in der Wikipedia) können Potentialschwankungen bei der Innervierung von Muskeln sichtbar gemacht werden:

Pestalozzikalender 1965, S. 311.

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Magnetfeld

Ein Magnetfeld ist unsichtbar. Aber mit einem Trick kann man es sichtbar machen:

Magnetische Feldlinien geben in jedem Punkt die Richtung (und den Richtungssinn) an, in die sich ein frei bewegliches Magnetstäbchen einstellt. (Seiler/Hardmeier, Lehrbuch der Physik, 3.Teil, 5.Auflage, Zürich 1983, S.430 § 184).

Aus: Bruno Donath, Physikalisches Spielbuch für die Jugend. Zugleich eine leichtfaßliche Anleitung zu selbständigem Experimentieren und fröhlichem Nachdenken. Braunschweig, Druck und Verlag von Friedrich Vieweg und Sohn 1902.

Aus: Kleine Enzyklopädie Natur, (Hauptredaktion Gerhard Niese), Leipzig: VEB Verlag Enzyklopädie, 1961; S. 261.

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Wilsonsche Nebelkammer

Mit diesem Detektor können die Bahnen von Alpha- und Beta-Teilchen sichtbar gemacht werden. In übersättigtem Wasserdampf wirken sie als Kondensationskeime, so dass sich dort kleinste Tröpfchen bilden, die im Streiflicht sichtbar sind.

Die Nebelkammer wurde 1912 von Charles T. R. Wilson (1869–1959) erfunden.

Hinweis: http://erlangen.physicsmasterclasses.org/exp_detek/exp_detek_01.html {Juli 2017}

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Chladnische Klangfiguren

Ernst Florens Friedrich Chladni (1756–1827) hat die Eigenschwingungsformen von Platten sichtbar gemacht.

Ernst Florens Friedrich Chladni: Die Akustik, Leipzig: Breitkopf & Härtel 1802. >Digitalisat

> Digitalisat der unveränderten Ausgabe 1830

Wenn nach der Entdeckung Chladnis eine elastische Platte (z.B. eine gläserne Scheibe) mit seinem, trockenem Sand gleichmäßig dünn bestreut, dann an einer od. mehreren Stellen horizontal festgehalten, durch Anstreichen mit einem Violinbogen zum Erklingen gebracht wird, so entweicht der Sand auf den mehrsten Stellen, nur in gewissen linearen Richtungen nicht, indem er sich in diesen vielmehr anhäuft, u. in der Gestalt dieser Linien regelmäßige Figuren bilden. Dies beruht darauf, daß nicht, wie bei tönenden Saiten, einzelne Punkte als Schwingungsknoten, sondern ganze Linien (Knotenlinien) in Ruhe bleiben, während die dazwischen liegenden Flächen schwingen u. dadurch tönen. (Pierer’s Universal-Lexikon, Band 9. Altenburg 1860, S. 552. > http://www.zeno.org/nid/2001024381X)

Aus: Otto Spamer’s Illustrirtes Konversations-Lexikon für das Volk. Zugleich ein Orbis pictus für die Jugend, Leipzig: Spamer, Band 3 (1874), S, 311.

Chladni führte diese Experimente in Salons vor. Was ist genau der Erkenntniswert?

Vgl. die interessante Website http://www.windmusik.com/html/chladni.htm {Juli 2017}

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Maschinell hergestellte Diagramme

Vor dem Computerzeitalter haben Graphiker statistische Daten von Hand als Balken- oder Kuchendiagramm oder ähnlich visualisiert. Heutzutage nehmen uns das Programme ab, man braucht nur die Zahlen einzugeben und anzuwählen, welche Darstellung man wünscht.

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Statistik

Phantasiedaten, per Mausklick in Visualisierungen umgesetzt mit dem Programm Numbers.

Vgl. dazu die Seite hier zu Tabellen.

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Erste Fassung online seit Ende Juli 2017; kleine Ergänzungen Sept. 17 — PM

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