撰稿:蘇章瑋
 
引言:《E046 兩隻魚》是荷蘭版畫家艾薛爾在1942年5月所作的一幅作品,作品中兩隻魚使用藍色與橙色來著色,並以黑色線條描框,主要繪畫工具為水彩、色鉛筆與印度墨水。影片中的封面圖是《M. C. Escher: Visions of Symmetry》書中,針對此幅作品將其重新繪製為超對稱化(hypersymmertic)的排列方式圖,如下圖所示:
 
 
在原始作品裡,艾薛爾在其中註記道:「有顯然對稱的特性。」並又讓魚兒之間的鑲嵌方式具有四種不同的鑲嵌角度。而上圖所示的封面圖中只使用到了其中兩種排列來鋪滿平面。讓我們趕快往下欣賞《E046 兩隻魚》精采的影片,一同來探究小小魚兒們隱藏的奧妙吧!
一、兩隻魚的數學與藝術 
我們可以把兩隻魚的影片分成如下的四幕:
第一幕:
影片由矩形鋪滿構成數學舞台拉開序幕,而這矩形正是兩隻魚的數學骨架。
第二幕:
將數學舞台的一個矩形放大,從這矩形剪下三小塊後,依數學原理的平移與翻轉後貼到正確的位置,再畫上分界線,即裁貼出兩隻魚。
第三幕:
將兩隻魚外框的內部著上顏色成為藝術品並進行藝術表演,表演過程依各種適當角度將表演的兩隻魚們互相密合。
第四幕:
銜接第一幕的數學舞台並留下數學骨架的虛線邊,將兩隻魚一隻一隻放到數學骨架上的正確位置進而鋪滿數學舞台,而這種不互相重疊、無空隙、反覆且連續的鋪滿就是所謂的鑲嵌或密鋪。
 
1.第一幕的數學骨架是哪一個多邊形呢?
  □ 三角形    □ 正方形    □ 矩形
 
2.第二幕裁貼的過程中,用到了哪些數學方法?
  □ 平移    □ 旋轉    □ 翻面
 
3.影片中有幾種顏色的兩隻魚?
  □ 兩種    □ 三種    □ 四種
 
4.鋪滿數學舞台的兩隻魚們有哪些特色?
  □ 不重疊    □ 無空隙    □ 外形都一樣
 
二、如何從數學骨架裁貼出兩隻魚
綜合下面兩個方式即可裁貼出兩隻魚,方式如下:
甲、將三角形剪下三個小區塊 A , B , C ,並將這三個小區塊貼到正確的位置上,即 A → a;B → b;C → c
 
 
乙、如何貼到正確的位置呢?我們根據數學原理的平移、旋轉與翻轉:
(1)A → a:將 A 區塊向上平移並左右翻面到 a
(2)B → b:將 B 區塊向左平移並上下翻面到 b
(3)C → c:將 C 區塊向下平移並左右翻面到 c
 
 
裁貼出兩隻魚後可以發現:矩形的其中兩組頂點恰在扁魚的尾巴以及扁魚的鰭上,這就是兩隻魚在數學骨架上的正確位置。
 
三、真的是兩隻魚磁磚嗎
由藝術表演可以知道經過數學原理形成的兩隻魚可以互相密合,其中尖魚與扁魚密合方式有四種,而且尖魚之間沒有相鄰:
 
 
(1) 同向的密合                                                                            (2) 反向的密合
 
(3) 面向60度角的密合                                                                            (4) 面向120度角的密合
 
 
有了這四種密合方式,就可以將兩隻魚磁磚密鋪在平面上了。
 
四、兩隻魚的鑲嵌圖
甲、兩隻魚的鑲嵌圖
透過了解兩隻魚在數學骨架上的正確位置及四種密合方式後,即可在數學骨架上密鋪出兩隻魚鑲嵌圖,左下圖是先將一隻尖魚放在數學骨架上的正確位置,其他的魚除了要放在數學骨架上的正確位置外,還須一一按照四種密合方式密鋪。
 
             
左下圖為兩隻魚的原圖,右下圖則為我們美工後並重新排列出的作品。
在艾薛爾的原圖中,並沒有做到完全的對稱,故取數學骨架時有再略作調整。
 
乙、兩隻魚拼圖遊戲
看到這裡是否對兩隻魚鑲嵌有更進一步的了解,下面是為大家精心準備好玩且有趣的兩隻魚拼圖遊戲,請再仔細觀察兩隻魚鑲嵌圖的排列方式,遊戲開始囉!
 
 
E046 兩隻魚回饋單
 
1.根據你的經驗,你在哪裡看過這種上下相間的矩形密鋪呢?
 
2.請你回想一下,動畫中每一隻魚周遭圍繞著幾隻魚呢? 
  □ 3隻    □ 4隻    □ 5隻    □ 6隻
3.請你回想一下,艾薛爾的原圖中,尖魚與扁魚之間的鑲嵌方式共使用了幾種呢?
  □ 3種    □ 4種    □ 5種
4.下圖為重新排列之後的作品,尖魚與扁魚之間的鑲嵌方式共使用了幾種呢?
  □ 3種    □ 4種    □ 5種
 
 
5.承上題4,請問下列哪些鑲嵌方式沒有被使用到?
 
  □    □    □
  □    □
 
6.關於影片(含拼圖遊戲)與本工作單的教材,你給予幾分(最多10分,最少0分)
10 9 8 7 6 8 4 3 2 1 0
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
   又有何建議: 
 
附加檔案:
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