数学家在研究折纸时,并不是那么立体的、五颜六色的,而是回到了一张白纸上,用黑线来描述折纸的图案,我们称之为“山谷线的分布图”。所谓的“山线”就是折向你的线;而“谷线”就是远离你的线。
一旦有了山谷线分布图,你就能把一张纸折成复杂的几何形状。大家来猜猜,上面这个图案会折成什么呢?
其实折成了一只猫头鹰。左上角那个比较复杂的、扇形的部分其实就是猫头鹰的尾巴。感兴趣的人也可以找一找猫头鹰的眼睛是从哪个地方折出来的。
▲ 基于计算技术的曲纹折纸
随着计算机图形学的发展,折纸艺术家不再满足于做直线的折叠——直线折叠往往带来的是平面的效果。为了追求曲面的、更美的图案,“曲纹折叠”被引入进来。这个曲纹要怎么折呢?其实曲纹有很多折法,有湿折法,就是先把纸搞湿了折。还有一种比较简单粗暴的方法,找一张结实一点的纸,用圆珠笔在上面拼命地画曲线,它就自然而然可以折叠了。
工程师眼中的折纸术
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我是一个工程师,那折纸在工程师眼里又是什么呢?我们正在想尽办法把这个古老的手工艺术应用到工程领域,让它发挥作用。
尤其是航天科技上有大量的折叠需求。大家知道,太阳能帆板、卫星天线这些大型结构是没有办法放到小小的火箭整流罩里的,所以必须把它也折得小小的,才能在体积上满足火箭整流罩的尺寸,发射到太空后再快速地展开。可以说,航天科技的发展促进了折纸工程学的诞生。