Пропорциями называются размерные отношения двух элементов (частей) формы. Применяемые в практике закономерные отношения делятся на две группы: простых отношений, строящихся на простых рациональных числах, и иррациональных — производных от геометрических построений.
В простых отношениях числовая зависимость двух величин выражена дробным числом, где числитель и знаменатель представлены целыми числами обычно в пределах от 1 до 6.
На отношении 1:1 строятся простейшие геометрические формы — квадрат, куб. Отношения 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6 в прямоугольной форме дают повторение квадрата целое число раз (рис.13). Отношения 2:3, 2:5, 3:4, 3:5, 5:6 содержат в себе модуль, укладывающийся целое число раз (в пределах от 1 до 6) в каждой геометрической величине, входящей в отношение (рис. 13). Примером простого отношения служит «египетский треугольник» (рис. 14, а).
Выделяются следующие иррациональные отношения:
1) отношение диагонали квадрата к его стороне, т. е. а:с = 1: V2 (рис. 14, б):
2) отношение высоты разностороннего треугольника к половине его основания, т. е. a:h = 1:V3 (рис. 15, а);
3) так называемое «золотое сечение», которое выражается дробным числом 1:1,62...
«Золотое сечение» получается при делении целого на две неравные части таким образом, чтобы целое относилось к большей части, как большая часть к меньшей, т. е. (a+b) :a = a:b.
«Золотое сечение» стало известно и применялось уже в древности. В дошедшей до нас античной литературе о нем впервые упоминается в «Началах» Евклида. Сам термин этот ввел в научный обиход Леонардо да Винчи.
Геометрическое построение «золотого сечения» проще всего осуществляется при помощи прямоугольного треугольника с отношением катетов 1:2 (рис. 15, б).Сторона ab берется равной 2, сторона Ьс = 1. Из точки с откладывается отрезок, равный bс, на гипотенузу ас, и из точки а на катет ab откладывается отрезок, равный ad. Сторона ab делится в точке d1 в отношении «золотого сечения».
«Золотое сечение» получается также при построении пятиконечной звезды, вписанной в правильный пятиугольник, где в каждой точке пересечения стороны звезды делятся на две части в отношении «золотого сечения».
На практике часто используется приближенное «золотое сечение»: 3:5, 5:8, 8:13, 13:21 и т.д. Здесь каждый после
дующий член ряда равен сумме двух предыдущих. Этот ряд
был исследован в XII веке итальянским математиком Фибоначчи и назван в честь автора, как и члены ряда, числами Фибоначчи.
Многократно предпринимались попытки теоретического и экспериментального объяснения «приятности» «золотого сечения». Были проведены «эстетически - статистические» опыты, которые должны были выявить самые красивые пропорции для прямоугольников. Большинство испытуемых выбирало прямоугольник с отношением сторон, характерным именно для «золотого сечения». Однако, как показал другой эксперимент, дети не отдают никакого предпочтения таким прямоугольникам. По-видимому, «приятность» прямоугольников объясняется эстетической «наученностью» взрослых людей. Но до сих пор нет точного объяснения, почему сечение, базирующееся на «золотом числе», эстетически приятно. К иррациональным принадлежат также отношения, вытекающие из геометрии «динамических» прямоугольников (рис. 16). Отношение их сторон— 1:V2; 1:V3; 1:V5.
Пропорции имеют большое художественное значение. В пластических искусствах пропорциями определяются соразмерность и гармоничность элементов формы, различных соотношений по ширине, глубине, высоте всех частей формы друг с другом и с целым.
Более сложным видом пропорциональных отношений является подобие друг другу двух и более частей формы по размерным отношениям элементов каждой из них. Например, два прямоугольника с разными размерами сторон могут быть подобными тем, что отношение их больших сторон к меньшим одинаково.
Метод подобия в дизайне и архитектуре относится преимущественно к вертикальным и горизонтальным членениям, что в большинстве случаев позволяет рассматривать форму как систему прямоугольников. Среди этих прямоугольников подобные легче других зрительно связываются друг с другом и образуют единство. Признаками подобия для них служит параллельность или перпендикулярность сторон и диагоналей (рис. 17).
На этом основан геометрический метод построения пропорций. Используя его, можно приводить к единому отношению все части формы. Различаются два типа построения: соподчиняющий и расчленяющий.
Связь соподчинения: меньший элемент берется производным от заданного большего, строясь на геометрическом подобии ему. Именно связь соподчинения может быть использована, например, при пропорционировании контуров подвижных элементов предмета как производных - от общего контура предмета.
Связь расчленения: меньший прямоугольник является не только производным от большего, но и его частью, разделяя последний. Связь расчленения используется при разделении общего контура на отдельные элементы.
Соподчинение и расчленение служат основными приемами построения целого и частей. Графический метод пропорционирования заключается в нахождении и построении одной или нескольких систем параллельных и взаимно перпендикулярных диагоналей подобных прямоугольников. Простота, наглядность и гибкость получаемых графических схем позволяют широко применять их при пропорционировании различных изделий. Однако следует помнить, что такие схемы не более как средство уточнения и гармонизации пространственных отношений, возникающих при отработке формы изделия. Выбор пропорций определяется в первую очередь материалом, функциональным назначением изделия, условиями его применения, а также учетом технологических и эргономических требований.