Scheda didattica Laura Catastini |
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Questo teorema insegna a costruire l'immagine prospettica di un quadrato orizzontale posto dinanzi all'occhio, occhio che si suppone a una certa distanza dal quadro dove avviene la "degradazione" e a una certa altezza dal piano di base orizzontale dove è posto il quadrato. Il quadrato si proietta in un trapezio del quale Piero indica come tracciare l'altezza e le basi. La costruzione è molto importante perché mette chiaramente in relazione la forma del trapezio con la posizione dell'occhio e perché successivamente, sarà solo a partire dal trapezio che l'intera proiezione, punto per punto sarà determinata senza più bisogno di ricorrere al centro di proiezione. L'omologia che in questo modo Piero costruisce dipende in definitiva solo dalla proiezione di 4 punti, i corrispondenti dei vertici del quadrato, perché a partire da quelli, come stabilisce il teorema principale sulle trasformazioni proiettive, il corrispondente di ogni altro punto è univocamente determinato. Per questo la procedura indicata da Piero è molto moderna e prelude alle nuove vedute sulle trasformazioni proiettive. La situazione è quella rappresentata dall'animazione precedente: il quadrato orizzontale ABCD si proietta
nel trapezio ABC'D'. L'altezza P'Q del trapezio si ottiene proiettando il segmento PQ che è uguale a un lato del quadrato,
mentre la base minore C'D' proiettando CD. Il problema consiste nel determinare, data la posizione dell'occhio, e il lato AB del quadrato,
l'altezza P'Q del trapezio e la base minore C'D'. Piero compatta le due proiezioni in un'unica figura che, letta in modi diversi, contiene
le informazioni volute. Per ottenere l'altezza del trapezio basterà quindi proiettare bc su bf il segmento be rappresenta lo stesso segmento QP' ottenuto, nella situazione reale, proprio
perché PQ =bc, QR =bd
e la distanza dell' occhio da R è uguale ad ad per costruzione. In questo modo abbiamo costruito l'altezza
del trapezio. La dimostrazione che eh sia la base minore C'D'del trapezio è in Piero piuttosto affrettata. Va infatti dimostrato che C'D' non dipende dall'altezza dell'occhio sul piano di base, ma solo dalla distanza RQ dell'occhio da quadro. Cosa questa che deriva facilmente se osserviamo, nella situazione reale, i triangoli simili ODC e OD'C' (O è l'occhio). Per essi il rapporto tra le basi è uguale al rapporto tra le altezze DC : D'C' = OP : OP'. Anche i triangoli ORP e P'QP sono simili e quindi OP : OP' = RP : RQ in definitiva DC : D'C' = RP : RQ e quest'ultimo rapporto dipende solo dalla distanza dell'occhio dal quadro e non dalla sua altezza. Per questo la lunghezza del segmento D'C' può essere calcolata anche, come fa Piero, ponendo l'occhio sul piano di terra. In quel caso infatti, riferendosi al suo schema abbiamo la proporzione cg : eh = dc : db che coincide con la precedente dal momento che cg = DC, dc = RP e db = RQ.
Essendo il quarto proporzionale unico, ricaviamo che eh = C'D'. Che il segmento e'h' sia uguale a eh risulta ancora dalla teoria della similitudine. Abbiamo infatti i triangoli ibc e ie'h' simili e quindi il rapporto tra le basi è uguale al rapporto tra le altezze bc : e'h' = ad : le D'altra parte anche i triangoli ale e adc sono simili e quindi ad : el = dc : al poiché bc = cg e al = db, ancora per l'unicità del quarto
proporzionale troviamo eh = e'h'. Nella seconda figura animata possiamo vedere, seguendo la costruzione di Piero, come degrada il quadrato a seconda della posizione dell'occhio. Da questo punto del trattato in poi Piero inizia le sue costruzioni prospettiche a partire dal quadrato degradato senza più costruirlo in funzione dalla posizione dell'occhio. L'intera costruzione, punto per punto, come abbiamo detto, dipende solo dalla forma del trapezio. Per questo riteniamo didatticamente utile abituare gli allievi a riconoscere dalla forma del trapezio la posizione dell'occhio e viceversa. |
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