Научно- исследовательская работа «История развития проекционных методов в России до ХIX века»
творческая работа учащихся (11 класс) по теме

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное общеобразовательное учреждение

среднего профессионального образования

 Краснозаводский химико-механический колледж

(ФГОУ СПО КХМК)

Научно- исследовательская работа

«История развития проекционных методов

 в России до ХIX века»

                                 Авторы работы:

    Воронков Владислав Александрович

                                               Кононов Алексей Александрович

                                                       Научный руководитель работы:

                                                   Солдатова Ольга Анатольевна

г. Краснозаводск, 2011 г.

Введение

Первые упоминания о чертежах в дошедших до нас письменных источниках только с середины XVI века. Древнейшие дошедшие до нас чертежи датируются шестидесятыми годами XVII века. Однако отсутствие сохранившихся чертежей, а также упоминаний о них до XVI века не дают еще утверждать, что чертежи не существовали в более ранний период русской истории.

Развитие проекционных методов в России шло своими самобытными путями. Архитектурные памятники изобразительного искусства указывают, что русские еще в глубокой древности пользовались оригинальными приемами изображения, которые впоследствии получив научную трактовку, вошли в мировую сокровищницу - теории начертательной геометрии.

Развитие проекционных методов

в России до ХIX века.

XI и XII века являлись периодом полусвободного городского ремесла. Подъем ремесла и строительства на Руси был связан с развитием городов, с началом разделения труда и с возникновением широкого рынка.

В это время появляются новые технические приемы в зодчестве, гончарном производстве, металлургии и других ремеслах.

Самые большие раскопки, производившиеся в Советском Союзе в Новгороде, выявили значительное распространение грамотности не только среди феодалов и монахов, но и среди ремесленников.

Исключительного совершенства достигли русские книгописцы. Книги выполнялись на пергаменте, украшались рисунками и художественно оформленными заглавными буквами, хранились при монастырских дворах. Примером такого рода книг могут служить: «Правда русская» – сборник законов древней Руси и «Повести временных лет», созданная в начале XII века одним из самых образованных летописцев – монахов Киево–Печерского монастыря Нестером.

Среди замечательных памятников архитектуры первой половины XI века особенно выделяется Софийский собор в Киеве (1037 г.). Стены и купол его украшены различными изображениями. Одни написаны красками (фрески), другие представляют древне – русскую мозаику. Разнообразно содержание этих картин: религиозное и светское, сцены княжеской охоты, скоморохи, музыканты, семья Ярослава Мудрого и т.п.

В XI веке были воздвигнуты еще два больших Софийских собора – в Новгороде и Полоцке.

Знакомство русских мастеров с лучшими образцами искусства Византии и других передовых стран во многом способствовало расцвету архитектуры и живописи на Руси.

В середине XII века, в результате усиления власти на местах роста новых политических центров, древнее русское государство раздробилось на ряд самостоятельных княжеств.

XIII век для Руси сложился тяжело: начало татаро – монгольского нашествия (1297 г.). Русский народ принял на себя главный удар войск Батыя. Своим героическим сопротивлением заслонил народы Европы от татаро – монгольского вторжения, спас европейскую и мировую культуру, но отстоять свою независимость раздробленная феодальная Русь не смогла – не хватило сил. Господство отсталых татаро–монгольских поработителей нанесло страшный ущерб: в огне пожарищ погибли выдающиеся памятники древне – русской культуры, прервались связи с другими народами и все же в XIV веке возрождается художественное мастерство и ювелирное искусство, появляется производство огнестрельного оружия. В Москве, в Новгороде возводятся церковные и гражданские сооружения. Среди них грановитая палата в Новгороде. Успешно развивается живопись, фрески Новгородской школы XIV века близки к современным линейным изображениям, хотя в них много примитивного. Великим представителем русской живописи конца XIV века и первых десятилетий XV века был Андрей Рублев. Он украшал фресками соборы, писал иконы, его произведения отличаются мастерством и совершенством художественной формы. В картинах Рублева есть композиции архитектурного характера. Их изображения отдельно напоминают изометрию или «вольную» фронтальную перспективу. Лучшие творения Рублева, сохранившиеся до наших дней; фрески в Успенском соборе Владимира на Клязьме и икона «Троица» написана в Троице – Святогорском монастыре под Москвой. Творчество Рублева оказало большое влияние на русское изобразительное искусство и определило его дальнейшее развитие.

Возникновение в древней Руси до XVI века новых сооружений и конструкций в области зодчества, строительство укреплений позволяет предполагать появление чертежей в конце XI века.

Легко представить себе производство известных предметов только на основании практического опыта работников. Но трудно предположить отсутствие хотя бы примитивных чертежей или эскизов при создании новых конструкций, которые часто являлись результатом не постепенного развития старых образцов, а их резким изменением. Некоторые летописи указывают на способ изготовления отдельных предметов. «Кто даст нож или секиру дают скоро противу». Это означает, что изготовление металлических изделий кузнечным способом происходило по образцам. Однако в зодчестве, каких – либо подобных указаний не встречалось.

Отрицая существование чертежей мы должны будем предположить, что внешний вид и планировка нового здания, возникнув в мысли зодчего, непосредственно реализуется на строительстве. Мы окажемся бессильными объяснить процесс обдумывания, выбор вариантов, внесение каких – либо советов князей, епископов и других моментов строительства новых зданий. И даже тогда, когда новая постройка воздвигалась по образцу уже построенного сооружения, трудно предположить полное отсутствие чертежей.

Так в XV веке в Москве сооружается Успенский собор по образцу собора во Владимире. Перед постройкой во Владимир были посланы мастера «для снятия меры собора». Каким образом посланцы сняли размеры храма, каменотесы сообщили строителям в Москве и запомнили внешний вид храма, его карнизы, купола, внутренние своды и т.д.?

Могли ли они запомнить и воспроизвести все эти детали, если в результате обмера Владимирского собора не были созданы какие – либо графические изображения, по которым производилось сооружение храма в Москве?

Мастера, конечно, не могли доставить в Москву «планы», «фасад», разрезы и детальные чертежи собора. Техника строительства того времени не знала и не требовала подобных чертежей.

План намечался прямо на земле, кладка фундамента и стен производилась по «обычаю», своды делались по деревянным формам – кружилам. Но внешние очертания здания, его наружные, внутренние украшения зависели от зодчего и, наверное, чертежи были хотя бы в эскизно – схематическом виде. Источниками для решения этого вопроса могут служить иконы и миниатюры. Примером может служить миниатюра, изображающая литье колокола в Твери в начале XV века. На миниатюре показано устройство плавильных печей, литников, расположение формы и способ подвешивания готового колокола. Поскольку миниатюра позволила нашим исследователям установить технологию литья колоколов в древней Руси, то, очевидно, подобный рисунок мог служить чертежом, по которому производилась работа.

Можно предполагать, что необходимость применения чертежей выявилась, прежде всего, в зодчестве. Это подтверждается древне – русскими миниатюрами, на которых мы замечаем приемы изображения зданий.

1. Совмещение двух или всех стен здания в одной плоскости, причем при совмещении трех или четырех сторон исходный элемент постройки (например, купол) повторялся.
2. Показ внутренности здания вместе с его внешним видом при помощи среза части стены.
3. Вынос главных частей здания на передний план рисунка (этим приемом наиболее ответственная часть здания оказалась на рисунке ничем не загорожена).

Чертежи – рисунки постепенно совершенствовались с практическим опытом    

строителей и передавались из поколения в поколение. Иногда в целях пояснения и дополнения чертежей – рисунков прибегали к выполнению моделей.

При феодальной раздробленности Руси князья интересовались готовой продукцией, но не контролировали технику строительства и производства, которая была отдана на усмотрение мастеров артелей – «нарядчиков».

Такое положение лишало чертежи, какого бы то ни было юридического значения. Они ни кем не утверждались и были нужны только строителю. Причем хранить наброски после минования в них надобности не было и они не откладывались в монастырских и других хранилищах. Они могли не упоминаться в грамотах, т.к. не обладали юридической силой.

В конце XV века происходит завершение политического объединения русских земель вокруг Москвы. Золотая Орда сломлена. При Иване III производится перестройка Московского Кремля. Новые соборы: Успенский, Архангельский, Благовещенский подчеркивают красоту его архитектуры. Расширяются границы Русского государства в его состав включаются народы Поволжья и Приуралья, а затем (после 1581 г.) присоединяется Сибирское ханство. На новых территориях растут города: Симбирск, Самара, Саратов, Царицын, Уфа, Тобольск. Создается историческая литература. Крупным историческим произведением того времени является «Лицевой (иллюстрированный) летописный свод». В нем около 6 тысяч прекрасно выполненных иллюстраций. В 1561 году на печатном дворе Иваном Федоровым и Петром Мстиславским издается первая печатная книга (опытное печатание русские начали в 1553 году). В эту эпоху перед мастерами графики практика выдвинула трудные задачи-композиции, и мы наблюдаем продолжавшееся совершенствование проекционных методов. Книгопечатание этому способствовало. Больших успехов в XVI веке достигли русские мастера в ювелирном деле и архитектуре, примером может служить золотое чеканное блюдо Ивана IV с изображением герба русского государства – двуглавого орла и замечательный собор Василия Блаженного, построенного в 1556-1560 годах зодчим Посником Яковлевым. Объединив в едином храме девять отдельных церквей, они создали изумительное произведение. До сих пор, как песня, запечатленная в камне, стоит этот храм у стен Московского Кремля.

Анализ памятников культуры и техники XV-XVI веков позволяет сделать вывод, что уже в те далекие времена происходит процесс совершенствования приемов изображения. В описи царского архива, относящейся к 70-м годам XVI века, упоминается самый древний чертеж датированный 1517 годом. Прямых указаний на чертеже более ранних эпох не имеется. Изучение ряда летописных сообщений о сооружении построек говорит о том, что производственные процессы не могли протекать без наличия каких-либо графических набросков.

  С середины XVI в. московское правительство начинает ряд строительных работ непосредственно под своим контролем. Пушкарский, Каменный, Рязрядный и др. приказы производили строительство, вникая во все технические подробности работы непосредственных исполнителей. Дать  техническое задание и проверить без чертежей было невозможно. Чертежи получают широкое распространение, делаются утвержденными документами с определенной юридической силой, начинают храниться в архивах и упоминаться в различных грамотах.

Впервые чертежи упоминаются в описи царского архива(1575 г.), а самый древний чертеж этой описи датируется 1517 г.

Проектные чертежи изображали проектируемые постройки. Проектные чертежи прикладывались к сметам, утверждались и являлись документами, по которым строители выполняли работу. Отчетными чертежами мастера отчитывались в процессе работы.

Конечно чертежи XVI-XVII в. в. не могли показать все подробности устройства здания и при строительстве основную роль играл практический опыт мастера. В отдельных случаях предварительно делались образцы-модели. Модели, выполненные в натуральную величину изделия, служили образцами, под которые подгонялась величина и внешний вид изготовленных предметов. По образцам работали машины и заводы. Образцы постепенно заменяют машинные чертежи. Чертежи назывались бумажными образцами или «образцами - каковы чертежи».

Анализ способов изображения предметов на иконах и миниатюрах XVI века приводит к выводу, что графика располагала приемами, которые были заимствованы из чертежей набросков. Для уровня развития производственных сил этого времени чертежами-набросками могли быть только рисунки, дающие общее представление об изготовляемом предмете как сооружении. Архитекторы и строители того времени при моделировании будущих сооружений всегда пользовались чертежами-набросками. Которые впоследствии уничтожались, т.к. никому не были нужны, потому что руководили производством работ они сами.

При Иване Грозном инженерией и артиллерией ведал Пушкарский приказ. В нем работали специально обученные чертежники, в обязанности которых входило составление географических и военных карт и планов городов. Имелись руководства по графике и низкой геодезии. В них описывались инструменты, принадлежности, геометрические построения. В XVII веке в жизни русского народа произошли изменения. Городское ремесло стало превращаться в мелкое товарное производство. Возникали мануфактуры.

Продолжается увеличиваться территория государства: в январе 1654 г. Совершается внешний исторический акт воссоединения Украины с Россией, а к концу века присоединяется вся Сибирь.

Потребность обороны страны вызвала развитие русской военной техники, военного кораблестроения и фортификации. Далеко шагнули вперед пушечные мастера. Они создали механизированный клиновой затвор, казно - зарядную нарезную пушку, опередив на два столетия изобретение немецких пушечных королей, овладев искусством отливать огромные осадные орудия. Большие строительные работы, которые велись в то время в России, способствовали развитию архитектуры, живописи, скульптуры, намечались новые пути к трактовке человеческого образа. Талантливый московский художник Симон Ушаков в символических картинках «Мир и Брань» придает лицам реалистический характер. Рост производственных сил, образование всероссийского рынка,  реформы Петра I способствуют развитию русской техники и науки. Огромное централизованное государство стало нуждаться в географических картах и планах монастырей, поместий, городов. Потребовались точные чертежи. Письменные источники этого века говорят о широком и разностороннем применении чертежей. Вследствие массовой гибели документов в архивах XVIII – XIX в. в., чертежи XVI в. и в первой половине XVII в. сохранились в полном количестве. Это перспективное изображение -  план города Пскова (1581), аксонометрический «чертеж Московского Кремля» (1600), Годунов «чертеж Москвы» (1616-1619 г. г.) и план Тихвинского монастыря. От 60-х годов XVII века до нас дошли чертежи зданий, заводов, земляных валов, оград, пушек и некоторых других предметов. А также земельные планы. По этим немногим памятникам можно установить некоторые графические приемы исполнения чертежей, характерные для рассматриваемого периода. Изображения выполнялись согласно способа, сложившегося в  древней Руси, на основе рисунка, который от перспективы отличается следующим: сохранение параллельных отрезков. Расположенных под углом к картинной плоскости, сохранение равного размера, действительности равных линий расположенных на разных расстояниях от картинной плоскости, отсутствие постоянства точки зрения, единства момента времени и единства точки зрения. Таков способ изображения в совершенном толковании, очень близок к фронтальной проекции. Русские графики XVII века решили задачу изображения двух взаимно-перпендикулярных плоскостей предмета на одной плоскости. Так возникли чертежи рисунки (планы), очертания внешних видов предметов «фасады». В конце XVII века встречаются отдельно и условно связываются воедино. Иногда существовали виды отдельно: только внешний вид сооружения или его плана.

Чертежи-рисунки внешних видов заводов и укреплений представляли собой виды с птичьего полета на эти сооружения. Если посмотреть чертеж трех зданий, то видно, что чертежник изобразил как внешний вид, так и план каждого здания. Внешний вид и внутренняя планировка сооружения изображались в одном рисунке, причем план располагался в очертании внешнего вида. В некоторых случаях чертежники отказались от изображения силуэтов сооружений и ограничивались показом только планов их. Чертежи XVII века выполнялись не в масштабе, но имевшиеся на чертежах числовые размеры делали их точными, несмотря на условность графики. Большинство чертежей выполнялось черными чернилами, иногда применялись краски. Линии чертежей обычно ровные, но иногда встречаются отдельные линии, проведенные от руки.

Чертежник - редкая специальность. По переписи 1638 года из 2367 ремесленников Москвы было 2 чертежника, 1 знаменщик и 29 иконописцев.

К началу XVIII века по уровню развития производительных сил Россия отставала от стран Западной Европы. Деятельность Петра I была направлена на укрепление государства, на повышение значения России. Петровские реформы способствовали дальнейшему развитию мануфактурного производства и появлению промышленных предприятий.

Развитие промышленности и строительства потребовало в XVII веке, особенно в XVIII веке, создания более точных чертежей. С целью дать возможность снимать размеры непосредственно с чертежей Петр I ввел масштабные изображения. Первое упоминание о чертежах в масштабе относятся к концу 90-х годов XVII века. Официальные указы начала XVIII века уже прямо предписывали строить по масштабным чертежам: « то всякое каменное строение и сколько где мерою описано и опись внесена в чертеж, который учинен по масштабу». Чертежи, выполненные в масштабе, стали давать более правильные представления об изображаемых предметах. Но размеры с чертежей можно было снять только в том случае, если предметы на них изображались без искажений. Изображение  же без искажений получается тогда, когда вычерчивается какая – либо плоская поверхность предмета, расположенная  в картинной плоскости или параллельной ей.  

Первые чертежи в масштабе представляли собой изображение предмета только в какой-либо одной плоскости. Это были чертежи-планы. Чертеж-план недостаточен для изготовления любого предмета, поскольку план есть изображение лишь одной поверхности предмета и только с одной стороны.

В силу этого возникла потребность дополнить планы еще какими – либо изображениями. В начале XVIII века такими изображениями явились рисунки внешних видов сооружений и предметов. Рисунки имели перспективное построение и назывались «пришпектами». Искажение перспективы делали «пришпекты» неудобными для технических целей, инженерная графика должна была дать и дала такие изображения, на которых наружный вид, равно как и внутренние устройства предметов показывались без искажений.

В 1688 году Петр I делал чертежи для строительства кораблей на Переславском озере (озеро Плещеево). Эти, не дошедшие до нас, чертежи не могли не быть выполнены графическими приемами древнерусских чертежей. Не могли быть иными также чертежи, по которым строилась суда в Воронеже в 1665 – 66 годы.

Во время своего заграничного путешествия (1698 г.) Петр I изучил в Голландии практику и теорию судостроения. Полученный им от корабельного мастера Пола диплом гласил: «Корабельную архитектуру и черчение планов изучил основательно и урузумил эти предметы в такой степени, сколько мы сами их разумеем». Но этого Петру было мало, как вспоминал он впоследствии «.. просил той верфи баса Яна Поля, дабы учил его пропорции корабельной, который ему через четыре дня показал на понеже в Голландии нет на сие мастерство совершенства геометрическим способом, но только некоторые принципы, прочее же долговременной практики, о чем и вышеперечный бас сказал, и что всего на чертеже показать не умеет. Тогда зело стало противно, что такой дальнейший путь для сего воспришел, а желаемого конца не достиг».

Голландские чертежи только в планах не могли удовлетворить Петра, который продолжал изучение кораблестроения в Англии. Но трудно предположить, что Англия в то время могла иметь чертежи, которых не было в Голландии. В Англии также господствовали принципы «прочее же с долговременной практики». Вернувшись в Россию, Петр I предложил в 1703 году мастерам строить корабли по совершенно новым корабельным чертежам. Корабль изображался на них в трех плоскостях: «на боку», «полушироте» и «корпусе».

Эти кораблестроительные чертежи были чертежами особого типа. В отличие от чертежей, существовавших во всех прочих отраслях техники, эти чертежи изображали не внешний вид предмета, а его теоретическое построение. Шпангоут и другие основные части корпуса изображались на них только линиями. Из общего вида вычерчивались иногда часть кормы, борта или носа, но часто не изображались и они. Чертежи были совершенны. По существу это было изображение в трех современных проекциях:

- «Бок» – фронтальная проекция;

- «Полуширота» – горизонтальная;

- «Корпус» – профильная.

Корпус делился осевой линией пополам, из которых одна половина была поперечным разрезом корабля – вид от середины корпуса к корме, а другая к носу. Петр дал идею ледокола, изобрел киль, позволяющий держаться кораблю на поверхности воды, даже при сильном повреждении судна.

Деятельность Петра I была направлена на укрепление государства, повышение значения России. В 1713 году впервые организуется подготовка военных специалистов. В уставе Петр I учил: «инженер должен прежде начатия всякой работы рисунок учинить и опыт командующему генералу для осмотру, и его на то соизволение получить, дабы он к тому ответу дать должен был». Инженерные предприятия того времени отличались смелостью мысли и грандиозностью замысла.

Так при жизни Петра I было задумано соединение Балтийского и Белого морей, строительство Волго – Донского канала, водный путь из Каспийского и Балтийского морей.

Вывод

Когда смотришь чертежи XVIII века, то ясно видишь, что ко времени опубликования Монжем его труда, у нас накоплен большой запас знаний, вошедших потом в начертательную геометрию.

Мы знаем, что родоначальником начертательной геометрии был француз Гаспар Монж. Метод Монжа, вошедший в историю, состоит в прямоугольном проецировании на 2 плоскости. А живший задолго до Монжа первый русский академик, член Парижской академии наук Петр Романов ввел в кораблестроение и выполнил своими руками при отменном качестве чертежи кораблей в трех проекциях.