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Kapitel X. Artikel 80, 8oa, 8ob.
ebene schneidet. Von diesem Punkt aus war eine Sekante
in die Basis zu ziehen, und zwar durch den Schatten des
gegebenen Punktes auf der Basisebene, ferner eine Tan
gente an die Basislinie zu ziehen. Die Sekante lieferte
die schlagschattenaufnehmende Mantellinie, die Tangente
diejenige der Körperschattengrenze.
Die Schattenkonstruktion auf schief gerichteten
Cvlinderflächen nach Art. 48 kann als besonderer
Fall der vorgenannten Lösung für den als Kegel mit un
endlich ferner Spitze aufgefassten Cylinder erklärt werden.
Ihr Grundgedanke war das Projizieren der Lichtrichtung
und der schattenwerfenden Punkte auf die Basisebene des
Cylinders, mit der Richtung der Mantellinien als Pro
jektionsrichtung. Die so erhaltene Projektion des Licht
strahls war als die in der Basisebene gültige Lichtrichtung
zu benützen und ergab in den Berührungspunkten ihrer
Tangenten die Endpunkte der körperschattenabgrenzenden
Mantellinien, ferner in den Schnittpunkten mit der Basis
linie die Endpunkte der schlagschattenaufnehmenden Mantel
linien. Die Schnittebenen werden hier zwar wieder parallel,
weil die Mantellinien parallel sind; doch ist ihre Lage noch
immer eine andere als in den drei ersten Fällen.
Alle in den vier Fällen enthaltenen Lösungen haben
das Gemeinsame, dass bei ihnen der Schlagschatten eines
zuvor ausgewählten Punktes oder ein Körperschattenpunkt
auf der beschatteten Fläche unmittelbar erhalten wird.
Diese Lösungen können hienach als diejenigen der un
mittelbaren oder direkten Schattenbestimmung
zusammengefasst werden. Sie bilden ihres einfachen Grund
gedankens wegen gleichsam die,,Landstrassen“ der Schatten
konstruktion und können immer aushelfen, wo die andern
Konstruktionen unbekannt oder unmöglich sind; nur er
fordern sie bei bestimmten Flächen weit mehr Arbeit als
diese andern. Ja schon von den in den drei ersten Fällen
enthaltenen Lösungen lässt sich aussagen, dass mit ihnen
allein alle Probleme überwindbar sind, wenn es sich nicht
um geringen Arbeitsaufwand und Schönheit der Lösung
handelt, da auch die Kegel- und schiefgerichteten Cyl inder
flächen mit Schnitten parallel zu den drei Grundebenen
behandelt werden können.
80. Die mittelbare Schattenbestimmung und ihre
vier Fälle.
Die Konstruktionen der zweiten Hauptgruppe haben
das Gemeinsame, dass man bei ihnen den Schatten auf
einem andern Gebilde zu Hilfe nimmt, um denjenigen
auf dem gegebenen Körper zu erhalten, und es liegt eben
hierin ihr entschiedener Gegensatz zu denen der ersten
Gruppe. Sie können hienach als die mittelbar bestim
menden oder indirekten Schattenkonstruktionen be
zeichnet werden. Ihr Grundgedanke ist selbstverständlich
nur da von Wert, wo sich der Schatten auf dem Hilfs
gebilde rasch erhalten lässt. Auch diese Gruppe lässt vier
Fälle unterscheiden, und zwar die folgenden:
a) Man bestimmt eine Körperschattengrenze aus dem
Schlagschatten, den sie auf eine Ebene, meist eine
Grundebene, wirft.
b) Man bestimmt eine Körperschattengrenze auf Dreh-
ungs-, Röhren- und Rückungsflächen, indem man
Parallelkreisschnitte, beziehungsweise Normalschnitte
oder parallele Schnitte nach Lagen der rückenden
Figur, als niedrige Zonen von Kegeln, oder Kugeln
oder Cylindern auffasst und schattiert.
c) Man erhält auf Drehungs- und Rückungsflächen den
Schlagschatten eines Randes oder Körpers durch
dessen immer kongruenten Schlagschatten auf ver
schiedenen Parallelkreis-, beziehungsweise Parallel
schnittebenen mit Lagen der rückenden Figur.
d) Man erhält eine Schlagschattengrenze aus den beiden
Schlagschatten, die ein schattenwerfendes Gebilde
und das von ihm beschattete auf eine Ebene, meist
eine Grundebene, werfen.
Eine Körperschattengrenze erhalten aus ihrem 80a.
Schlagschatten auf einer Gr und ebene.
Der erste Fall ist in erster Linie verwirklicht durch
die in Art. 12 erklärte Selbstschattenbestimmung auf eben
begrenzten Körpern nach dem Satz: „Diejenigen Kanten
des Körpers, deren Schatten im Umriss der Schlagschatten-
flgur erscheinen, sind die Grenzen von Licht und Schatten
auf dem Körper“. Selbstverständlich kann auch der
Schlagschatten auf anderen Gebilden als einer Grundebene
über die Selbstschattengrenze des schattenwerfenden Kör
pers Auskunft geben ; aber im allgemeinen wird erst der
Schlagschatten mit Hilfe dieser Grenze zu bestimmen
sein, nicht umgekehrt. Daher sind bei den gekrümmten
Flächen nur drep Beispiele zu nennen, nämlich die in
Art. 59 erklärte Ableitung des Körperschattens einer
Drehungsfläche aus deren leicht erhältlichem Schlagschatten
auf • Parallelkreisebene, und die sehr unsichere Bestim
mung der Körperschattengrenze der Schraubenfläche aus
der Umhüllungslinie der Schlagschatten ihrer Mantellinien
auf einer Ebene senkrecht oder parallel zur Achse (Art. 70),
endlich die Körperschattenbestimmung auf der gewundenen
Säule durch die Schatten ihrer Parallelschnitte auf der
Horizontalebene. Uebrigens könnte auch die Bestimmung
der schattenbegrenzenden Mantellinien des Kegels durch
die Tangenten aus dem Schlagschatten der S] 1, die ja
nichts anderes sind als die Schlagschatten jener Mantel
linien, hieher gerechnet werden (Art. 42).
Eine Körperschattengrenze auf Drehungs-, 80b.
Röhren- und Rückungsflächen erhalten
durch Hilfskegel oderHilfs kugeln oder
Hilfs cylinder.
Dieser Fall schliesst das wichtigste Beispiel für in
direkte Körperschattenbestimmung ein, nämlich diejenige
auf Drehungsflächen durch Auffassung ihrer Parallelkreise
als niedriger Kegelzonen oder Kugelzonen, Art. 56 und 57,
ferner diejenige auf Wulstflächen, schraubenförmigen
Röhren und anderen kreisförmigen Röhren mit unveränder
lichem Normalschnitt durch Auffassung des letzteren als
des Grosskreises einer berührenden Kugel oder als der
niedrigen Zone eines berührenden Cylinders (Art. 58 u. 71).