Repräsentation - Vom Nutzen schematischer Zeichnungen – Teil VI 

 

            Gerhard Dirmoser – Linz  12.2004  gerhard.dirmoser@energieag.at

 

Dank an: Josef Nemeth (+), Boris Nieslony, Astrit Schmidt-Burkhardt, Kristóf Nyíri, Bruno Latour,

Peter Weibel, TransPublic, Walter Pamminger, Sabine Zimmermann, Tim Otto Roth,

Walter Ebenhofer, Franz Reitinger, Steffen Bogen, Mathias Vogel, Alois Pichler,

Lydia Haustein, Josef Lehner, Bernhard Cella

 

Da über die Bild-Syntax bzw. Bild-Grammatik derzeit kein tragfähiges und detailreiches Fundament formulierbar scheint, soll nun mit Hilfe der Studien von John Willats (art and representation – New Principles in the Analysis of Pictures) ein neuer Versuch gestartet werden.

 

Einerseits will ich die analysetechnische Trennung zwischen Diagramm (Strukturbildern) und darstellenden Bildern aufheben, andererseits kann mit Willats die Frage präzisiert werden, ob diese Trennung auch einen kognitionstechnischen Hintergrund hat.

 

Auf jeden Fall ist nun über die Beispiele von Willats klar nachzuvollziehen, daß der Bereich der „darstellenden Bilder“ nicht als ein homogener Bereich zu sehen ist. Auch hier wird es Sinn machen, wie bei den Diagrammen Darstellungstypen zu unterscheiden.

Dadurch löst sich nun auch der sonderbare Zwang auf, eine einheitliche Syntax formulieren zu wollen. Aber die Sache wird noch viel spannender. Willats kann die notwendigen Klärungen bereitstellen, ohne die Worte Syntax, Grammatik, Syntagma, ... nur ein einziges mal zu verwenden!

 

Im Vorwort ist zu lesen, daß Willats auch als Techniker ausgebildet wurde. 1972 verfaßte er zusammen mit dem Maler Fred Dubery das Buch >Drawing Systems<. Er konnte mit Gehirn- und Wahrnehmungsforschern zusammen arbeiten und hat sich lange Zeit mit Zeichnungen von Kindern beschäftigt. Erkenntnisse aus der KI-Forschung sind ebenso eingeflossen wie umfassende kunsthistorische Studien. Er hatte Kontakt zu Gombrich, zu Noam Chomsky und David Marr am MIT. In Summe löst er also das ein, was die Bildpraktiker von einem integrativen Bildforscher fordern könnten.

 

In der Einführung weist Willats darauf hin, daß im Bereich der AI/KI-Forschung zwei unterschiedliche Begriffssets formuliert wurden, um einerseits die dreidimensionale Welt und andererseits zweidimensionale Bilder zu beschreiben.

 

Eine zentale Frage ist: How do lines of ink or patches of paint come to represent features of real

or imagined worlds?

 

Die folgenden Textstellen sind quasi eine Kurzfassung des Buches “art and representation”.

Dieser Auszug kann die Lesung des wunderbaren Originaltextes aber in keiner Weise ersetzen.

 

Zwei Repräsentationssysteme – representational systems

Willats vertritt den Ansatz, daß in Kinderzeichnungen und bei Künstlerzeichnungen zwei Repräsentationssysteme beschrieben werden können:

 

(1)   the drawing systems

(2)   the denotation systems

 

Man beachte in beiden Fällen die Mehrzahl !

 

In den letzten Betrachtungen habe ich die Auffassung vertreten, daß im Bereich der visuellen Repräsentation, unterschiedliche Fächer eigene Fachsprachen und somit eigene graphische Repräsentationstechniken entwickelt hätten. Für den Bereich der semantischen Netze kann man u.a. mit den Studien von S.O. Tergan zeigen, daß sich in einem sehr schmalen Fachbereich an die 30 sinnvolle Repräsentationstechniken entwickeln konnten. Je nach Inhalt und Fragestellung sind wir also jederzeit in der Lage neue Variationen von Repräsentationstechniken zu formulieren.

 

Man kommt also nicht umhin, die Repräsentationstechniken der Techniker, Designer, Architekten, Künstler, Fotographen, Statistiker, Mathematiker, Geometer, Kognitionsforscher, Naturwissenschaftler, .... und Kinder als mehr oder minder eigenständige Techniken zu akzeptieren und im Detail zu studieren.

 

Willats zeigt  weiters, daß in verschiedenen Kulturräumen im Laufe der Zeit unterschiedliche Repräsentationssysteme zum Einsatz kommen. An Kinderzeichnungen hat er studiert, das in den ersten Lebensjahren verschiedenste Techniken durchlaufen werden.


 

The drawing systems

Zu den >drawing systems< zählen:

 

(D2) perspective                (verkürzend) auch: true perspective

(D2.0) single-point perspective

(D2.1) two-point perspective

(D2.2) three-point perspective

 

(D3.0) oblique projection                   (schräg, geneigt, schief) in gleicher Winkellage     

(D3.1) vertical oblique projection

(D3.2) horizontal oblique projection

(D3.3) axonometric projection

 

(D5.0) parallel oblique sytems            (als alternativer Ordnungsansatz)

 

(D4) orthogonal projection             (rechtwinkelig) Parallelsehstrahl oder extreme Teleoptik

                                                (GB: orthographic projection)      

(D4.1) isometric projection             (isometrisch - die gleiche Längenausdehnung beibehaltend)

(D4.2) dimetric projection            (wäre auch unter “parallel oblique sytems” zuordenbar)

(D4.3) trimetric projection            (wäre auch unter “parallel oblique sytems” zuordenbar)

 

Dieser Bereich D2, D3, D4 wird auch als „primary geometry“ abgehandelt. Es existieren aber

zusätzliche Systeme, die nicht auf die Projektion von Lichtstrahlen zurückgeführt werden können:

Dieser Bereich wird auch als „secondary geometry (of the picture surface)“ abgehandelt.

 

(D0) no projection

(D1) naive perspective

(D6) inverted perspective / divergent perspective

(D7) systems based on topological geometry

(D8) “anomalous” pictures (fold-out drawings)

(D9) multiple views or “shifting view-points”

 

Zur Familie der Projektionssysteme gehören: D2, D3, D4

Man kann auch von den 3 „main projection systems“ sprechen.

 

Weitere Projektionstechniken für Landkarten (Kartenprojektionen)

(Dx) Planare oder azimutale Projektion

(Dx) Azimutal äquidistante Projektion

(Dx) Polare stereographische Projektion

(Dx) Lambert azimutale Projektion

(Dx) Gauss/Krüger Projektion

(Dx) Mercatorprojektion

(Dx) Zylindrische Projektion

(Dx) Kegelprojektion

(Dx) Kugelprojektion

etc.

 

 

In Begriffe der technischen Zeichnung übersetzt:

Die Techniker sprechen die Projektion in der Regel auch als „Sichten“ an.

(D2) Perspektive-Zeichnung in der Architektur und im Design

(D3) Schrägriß / Mathematische Projektion

(D3.2) Schräg geführte Schnitte

(D3.3) axonometrische Projektion (komplexe Maschine u. Architektureinblicke)

            Diese Projektion ist in der Regel anschaulicher als die Orthogonaldarstellung

(D4) Risse: Aufriß, Seitenriß, Grundriß; Vorderansicht, Seitenansicht, Draufsicht

            the front, side, or top faces of objects are drawn as true shapes

(D4.1) Isometrische Schrägrisse

(D7) Orthogonal-Schemapläne für Netzsysteme

(D9) Explosionsdarstellungen für Montageanleitungen

 


 

Im bereich der Künste werden die Projektionssysteme in Verbindung gebracht mit:

(D1) Folk art

(D2) Renaissance art

(D3) Oriental art (China, Japan, Persien)

        (D3.1) Indische Malerei & Kubismus

        (D3.2) Chinesische Malerei & Cezanne & Folk art & Byzantine art & Egyptian painting

(D4) Griechische Vasenmalerei & Technische Zeichnungen & Kubismus

(D6) Byzantine art (Orthodox art) & Russian icon painting (Orthodox art) & Kubismus

 

Der Begriff der Projektion (und damit der Sicht bzw. view) spielt bei Willats eine zentrale Rolle.

Die Projektionen haben die Aufgabe die Relationen (spatial relations) aus der Realwelt auf die Fläche oder in den virtuellen Raum zu mappen.

 

Das System >no projektion< (bei Kinderzeichnungen) ist spannend, weil es auch dem einfachsten diagrammtischen Ordnungsmuster entspricht. Alles was zu sehen ist, wird übersichtlich aufgelegt.

Studien zur Entwicklung der Kinderzeichnung haben gezeigt, daß einige >drawing systems< als Entwicklungsphasen durchlaufen werden. Am Anfang stehen die Ansätze mit der geringeren Komplexität. Vergleiche dazu auch die Ordnungsgrade der 11 Schematypen.

 

 

Viele Projektionssysteme, die in der Technik noch immer relevant sind, wurden ursprünglich im Feld der Kunst entwickelt. Was bedeutet, daß wichtige diagrammatischen Grundlagen aus dem Bereich der darstellenden Bilder entwickelt wurden. In diesem Sinne könnte man also von einer Abstraktion sprechen. Die Möglichkeiten diverse Ordnungen zu repräsentieren, wurden „darstellenden Bildern“ abgeleitet, bzw. direkt aus Realweltkonstellationen abgeleitet.

 

Der Stellenwert der topologischen Grundlagen wurde bereits an anderer Stelle im Detail abgehandelt. Willats: Topological geometry is based on the most elementary and general types of spatial properties, which include relations like touching, separation, spatial order, and enclosure.

 

More special kinds of properties like straightness (preserved in projective projections) and the true (scale) sizes and shapes of faces (preserved in orthogonal projections) are not preserved in topological transformations.

 

Die >drawing systems< projizieren unterschiedlichste Lageverhältnisse in eine (andere) räumliche oder flächige Repräsentation. Diese Ansätze sind inhaltlich „neutral“ soferne in der Umsetzung keine Weglassung oder Verdeckung stattfindet.

 


 

Topologie als zweite Hauptsicht der >drawing systems<

 

Zusatzbetrachtung – Topology and Extendedness

Die topologische Sicht bietet einerseits eine abstrakte Grundlage für jede räumliche Auffassung bzw. für Lagezusammenhänge. Sie fällt jedoch aus der Sicht der Projektionen heraus.

Im Abschnitt „Punkt zu Linie zu Fläche“ wurde auf toplogische Fragestellungen schon ausführlich Bezug genommen.

 

In addition to defining the spatial relations in pictures in terms of projective geometry, the other main way of defining the drawing systems in in terms of topological transformations.

Das heißt die Toplogie ist die zweite Hauptsicht im Bereich der >drawing systems<.

 

Eine auf ein Gummiblatt gedruckte Zeichnung bleibt in ihren räumlichen Bezügen erhalten, auch wenn das Blatt gedehnt oder eingedreht wird. Die topologische Äquivalenz bleibt erhalten.

Laut Willats steht keine Fachliteratur zur Verfügung, die in ausführlicher Form topologisch orientierte Beispiele anbietet. Das scheint mir wieder ein Beleg dafür zu sein, daß das Feld der Diagrammatik noch nicht wirklich aufgearbeitet wurde.

 

Piaget and Inhelder (1956) suggested that the spatial relations in drawings by young children are based on topological rather than projective geometry, and I shall suggest that the spatial relations in some artists´ pictures, ... as well as many cartoons and caricatures, can also be described in terms of topological geometry.

 

Natürlich bieten die GIS-Systeme die besten Beispiel für topologische Analysen. So können bestimmte Objekte (wie zB. Umspannwerke) in mehreren „Welten“ über Geometrien verfügen. In einer „Welt“ wird das Umspannwerk in der Geographie lagegerecht plaziert und in einer weiteren „Welt“ erfolgt die Plazierung in einem Orthogonalschemaplan nach Kriterien der Übersichtlichkeit, und damit unabhängig von der geographischen Lage. In beiden „Welten“ bleibt der Lagezusammenhang über die Leitungssysteme in anbindungstechnisch korrekter Weise erhalten.

 

Mit dem Begriffen extendendness und nonextendendness spricht Willats eine

Übergangssituation an, die auch beim Syntax-Beispiel zur Netzplantechnik einen wichtigen Übergang markiert hat. Wenn man von einer „reinen Topologie“ sprechen würde, oder vom

„reinen topologischen Zusammenhang“ dann müßten die beteiligten Knoten und Kanten nicht

wirklich eine Ausdehnung haben. Man kann den topologischen Zusammenhang in einer zweispaltigen Datenbanktabelle (oder einer Tabellenkalkulationssoftware) perfekt abbilden, und das ganz ohne Lageinformationen. Mit Werkzeugen wie Pajek hat man in wenigen Sekunden das Netz als Grafik (wieder) vor Augen.

Erst wenn Knotentypen und Kantentypen definiert werden, dann besteht der Wunsch diese Typen auch in Farbwerten, Knotengrößen, Kantenstärken, Linientypen etc. zu visualisieren. Damit nehmen die Knoten und Kanten nun Gestalt an.

 

Um die Visualisierung der toplogischen Netzgraphen zu steuern, können zB. Mindestlängen (also Abstützungsverhältnisse) fixiert werden, damit der Graph nicht „implodiert“.

Die Plazierung der Knoten kann in verschiedensten Techniken erarbeitet/errechnet werden. Einige der Systeme versuchen möglichst „entspannte“ Graphen zu ermitteln. Die Kanten werden dabei als Gummibänder bzw. als Kräfte aufgefaßt.

 

Extendedness thus appears to be a natural category, rather than an artificial or invented one.

Siehe dazu auch den atmosphärischen Einschub (mit G. Böhme) zur Mächtigkeit bzw. Voluminösität.

 

Je nachdem ob man die Knoten oder die Kanten ausgedehnter gestaltet, oder ob ein abstrahiertes Maschensystem (auf der Basis von Regionen auf einer Karte *1) über abstrakte Beziehungskanten vernetzt wird, kommt man zu unterschiedlichen Typen von Karten bzw. Diagrammen. In der Entscheidung was wird als Knoten, als Kante, als Masche/Fläche behandelt, liegt die Grundentscheidung für das Aussehen des Diagramms.

Anmerkung *1: Willats zeigt als Beispiel einer abstrahierten Japan-Karte, in der die Nähe der Provinzen zum Zentrum visualisiert wurde.

 


 

Diese Fragestellungen können noch weiter ausgebaut werden, wenn man sich zB. knotenfreie Netze vorstellt. In der konkreten Zeichnung landet man (a) entweder bei konventionellen Netzen, wo die Kanten mit ihren Enden Kreuzungsstellen formieren, oder (b) bei Netzen, wo die Kanten sich gegenseitig an beliebigen Stellen abstützen, oder (c) bei Rhizomen.

 

Genauso sind kantenfreie Netze denkbar, wo sich die Knoten als Cluster formieren und umfangende Containerlinien die Zugehörigkeit bzw. die Zusammengehörigkeit visualisieren. auch in dieser Form lassen sich die gleichen Informationen transportieren. Oder man drückt die Beziehung feldhaft durch Nähen, also durch die Plazierung aus. Oder man verwendet die Zellen einer Matrix um die Beziehung zu repräsentieren.

 

In diesem Sinne kann man auch zeigen, daß einige der Repräsentationsformen 1:1 ineinander

übersetzt werden können (und es daher es auch kein Sinn macht sie gegeneinander auszuspielen).

 

Willats zeigt auf der Basis der Kinderzeichnungen auf, daß in den allerersten Zeichnungen der Jüngsten praktische keine Flächen auftauchen. Es geht immer um mehr oder minder große „Knödel“, längliche Rumpfgebilde und fadenhafte Gebilde.

 

In der Analyse der Netzgebilde haben wir ebenfalls festgestellt, daß es gar nicht so einfach ist, von der Knoten/Kanten-Sicht zur Maschensicht zu wechseln. Für Flächige Detailgestaltungen muß man also visualisierungstechnisch etwas fortgeschrittener sein.

 


 

The denotation systems

Mit den >denotation systems< könnte man meinen, komme nun die Bedeutung, die inhaltliche Sicht ins Spiel (denotation steht für Bezeichnung, Kennzeichen, Zeichen, Bedeutung).

 

Willats geht es aber vielmehr darum sprachlich/gedanklich die „scene primitives“ penibel von den „picture primitives“ zu trennen und so mit Hilfe der KI/AI-Forschung ein Fundament für weitere Betrachtungen zu legen.

Bei Willats kommen die Anwendungsfelder der „drawing systems“ und der „denoation systems“ umfassend ins Blickfeld. Um die Fragen der Bildsemantik macht aber auch er ganz bewußt einen großen Bogen. Ein unsichtbare aber schier unüberwindliche Mauer tut sich trotz oder gerade wegen dieser fundierten Analyse auf. Auf jeder Buchseite hofft man, daß dieser analytische Schritt auch noch vollzogen wird.

Was die semantische Analyse betrifft muß man aber letztendlich auf andere Autoren zurück greifen.

 

 

Das Denotationssystem sagt, für was die >picture primitives< stehen, auf was sie sich beziehen, was sie denotieren.

 

Willats unterscheidet drei Klassen von denotation systems:

(B1) silhouettes

(B2) line drawings

(B3) optical denotation systems (such as Pointillism)

 

(B8) anomalous denotation systems (forbidden configurations) / (Unmögliche Objekte) 

(B9) anomalous denotation systems (reversed tonal contrast)

 

The denotation systems map features of the scene, or scene primitives as they are called, into corresponding picture primitives such as regions, lines, or points.

 

(B1) In Silhouetten-Zeichnungen die er als Beispiel anführt, sind die Figuren auf flächige Andeutungen (regions) reduziert. Die Beispiele zeigen nicht exakte Umrißzeichnungen, die man ja eigentlich eher den Projektionssystemen zuordnen würde.

(B2) In den line drawings stehen die Linien für Kanten bzw. Ränder (edges) und Konturen.

(B3) Pointillistische Malerei und drucktechnisch aufgelöste Bilder basieren auf > optical denotation systems<. The picture primitives are points, and these denote optical features in the array of light coming from the scene.

(B9) Im Kubismus wurde die invertierte Perspektive in einigen Bildern durch umgekehrt verlaufende Kontraste verstärkt.

(B9) Bei photographischen Negativen kann man auch von invertierten Kontrastverhältnissen sprechen.

 


 

Erster Versuch einer Zuordnung

Schon der erste Versuch zeigt, daß die Sicht der >drawing systems< für die Diagrammatik auf jeden Fall relevant ist. Somit können bereits an dieser Stelle Gemeinsamkeiten von „Strukturbildern“ (Diagrammen) und „darstellenden Bildern“ aufgezeigt werden.

 

 

 

01

02

03

 

E1

 

04

05 

06 

07

08

E2

 

 

09 

10 

11

 

E3

 

 

01

Karten: (D4) orthogonal projection, (D4.1) isometric projection (3D GIS), (Dx) Merkator- projektion, (Dx) Kegelprojektion, (Dx) Kugelprojektion, (Dx) Gauss/Krüger Projektion, ...

02

Cluster: (D7) systems based on topological geometry

03

Umrißlinien (Konturen) eines Körpers: (B1) silhouettes, (D4) orthogonal projection

04

Auflagesystem: (D0) no projection

05

Eine einspaltige Matrix: (D7) systems based on topological geometry

06

komplexe lineare Netzgebilde: (D7) systems based on topological geometry

07

komplexe lineare Netzgebilde: (D7) systems based on topological geometry

08

geometrische Grundformen: (D4) orthogonal projection

09

Komplexen Faltungen, komplexe Knotungen: (D7) systems based on topological geometry, (D8) “anomalous” pictures (fold-out drawings), (D9) multiple views or “shifting view-points”

10

Architektonische Aufbaustrukturen: (D4) orthogonal projection

11

Technische Zeichnung: (D2) perspective, (D3) oblique projection, (D3.2) horizontal oblique projection, (D3.3) axonometric projection, (D4) orthogonal projection, (D4.1) isometric projection, (D7) systems based on topological geometry, (D9) multiple views or “shifting view-points”