Herón de Alejandría: Área de un Triángulo

Físico y matemático griego que vivió en Alejandría en una época no exactamente determinada de los siglos I y II d. de C. Como matemático, aportó modestas contribuciones a la ciencia pura; sin embargo, como cultivador de las ciencias aplicadas fue, en la época tolemaica, el científico más ilustre después de Claudio Tolomeo.

Ha sido difícil determinar cuáles de los numerosos textos llegados hasta nosotros bajo su nombre pertenecen, en realidad, al Herón alejandrino de quien nos habla Pappo; los que hoy se consideran suyos están reunidos en una edición crítica de cinco tomos, en griego o en la versión árabe, y con la traducción alemana (Leipzig, 1899-1914). La mayor parte de sus obras están dedicadas a la física aplicada y a la geometría práctica.

La llamada fórmula de Herón permite calcular el área de un triángulo a partir de las medidas de sus lados. Coxeter indica que la fórmula ya era conocida por Arquímedes.

Usando el conocido teorema del coseno: $a^2 = b^2+ c^2- 2 b c cos(A)$, podemos calcular $cos(A) = \frac{b^2 + c^2- a^2}{2 b c}$.
A partir del valor del coseno se puede calcular el valor del seno usando la relación 

fundamental de trigonometría ($sen^2(A)+cos^2(A) = 1$): $sen^2(A) = \frac{-a^4-b^4 - c^4 + 2 a^2b^2+2 b^2 c^2+2 c^2 a^2}{4 b^2 c^2}$

También es conocido que el área de un triángulo se puede obtener a partir de las longitudes de dos de sus lados y del valor del ángulo que determinan esos dos lados.
En la imagen siguiente: $\text{Área}= \frac{1}{2}c \times h $. En el triángulo rectángulo AHC tenemos: $h=b sen(A)$ y de aquí y de la igualdad anterior se deduce la célebre fórmula:
$\text{Área}= \frac{1}{2}b \times c \times sen(A) $

Utilizando los resultados anteriores podemos escribir: $\text{Área}= \frac{1}{2}b \times c \sqrt{\frac{-a^4-b^4 - c^4 + 2 a^2b^2+2 b^2 c^2+2 c^2 a^2}{4 b^2 c^2}}$
$\text{Área}= \frac{1}{4 }\sqrt{-a^4-b^4 - c^4 + 2 a^2b^2+2 b^2 c^2+2 c^2 a^2} $
$\text{Área}= \frac{1}{4 }\sqrt{ (a + b+ c)(-a+b+c)(a-b+c)(a+b-c)} $
Llamando $s$ al semiperímetro:
$\text{Área}= \frac{1}{4 }\sqrt{ 2 s(2s-2a)(2s-2b)(2s - 2c)} $, y, por último obtenemos la célebre fórmula de Herón:
$\text{Área}= \sqrt{ s(s- a)(s - b)( s - c)}$

USO DEL RECTÁNGULO ÁUREO EN ARQUITECTURA, ESCULTURA Y PINTURA

Todo Empezó con Leonardo Pisano y el Número Áureo

Leonardo Pisano, también conocido como Fibonacci, fue un famoso matemático italiano que difundió por Europa el sistema de numeración árabe (1, 2, 3...) con base decimal y con un valor nulo (el cero). Pero el gran descubrimiento de Fibonacci fue la Sucesión de Fibonacci que, posteriormente, dió lugar a la proporción áurea.

¿Qué es la Sucesión de Fibonacci? Se trata de una serie númerica: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, etc. Es una serie infinita en la que la suma de dos números consecutivos siempre da como resultado el siguiente número (1+1=2; 13+21=34). La relación que existe entre cada pareja de números consecutivos (es decir, si dividimos cada número entre su anterior) se aproxima al número áureo (1,618034) que se identifica con la letra Phi () del abecedario griego.

Los Números Están Bien, Pero a Mi me Tiran Más las Imágenes

Bien, pues apliquemos todo esto al mundo visual. Creemos un rectángulo cuyos lados midan dos de los números de la serie de Fibonacci:

Y ahora vamos a dividirlo siguiendo la serie numérica:

Si dibujamos una línea que una todos estos pequeños recuadros, quedaría algo parecido a esto:

La espiral resultante (conocida como Espiral de Oro) está permanentemente presente en la naturaleza: en las semillas de un girasol, en las conchas marinas... Componer una imagen siguiendo esta espiral nos resulta agradable visualmente porque las proporciones que se obtienen nos parecen naturales.

Es importante tener en cuenta que las fotografías no acostumbran a tener unas proporciones áureas (y si se trata de cámaras de medio formato, cuyos sensores suelen ser cuadrados, todavía menos) así que la espiral de Fibonacci debe ser sólo una guía que te ayude a componer y nunca una regla intocable que te cierre puertas creativas. También es cierto que muchas veces, componemos según la espiral de oro sin ser conscientes de ello, simplemente porque la composición que hemos creado nos ha parecido atractiva visualmente. La imagen anterior es un ejemplo de ello, pues la imagen se tomó y luego, para la redacción de este artículo, se le añadió la espiral, momento en el que mi di cuenta de que había seguido la proporción áurea en su composición, sin ni siquiera percatarme de ello. Siguiendo la proporción áurea puedes tener una idea de dónde situar el horizonte o los puntos más importantes de tu fotografía. Lo importante es ser consciente de que no es una ley que se deba cumplir a rajatabla y de que en absoluto asegura la calidad de la imagen final. A veces puede salir una fotografía más atractiva visualmente rompiendo esta regla que siguiéndola, todo es cuestión de probar. Un claro ejemplo de ello son las imágenes simétricas.

Y la Regla de los Tercios, ¿cuándo aparece?

Ya habrás imaginado que todo esto te lo estoy contando con un fin y que, seguramente, ese fin sea llegar al origen de la Regla de los Tercios. Bien, pues ha llegado ese momento. Seguimos con el cuadro que hemos utilizado anteriormente. Lo que hacemos ahora es colocar cuatro espirales en el mismo rectángulo. Colocándolas de manera que se inicie una espiral en cada una de las cuatro esquinas del recuadro:

¿Qué? ¿Te suena lo que ves? Vamos a marcar en rojo el centro de las espirales:

Señoras y señores, ¡aquí tenemos nuestra querida Regla de los Tercios! Así que ha quedado demostrado que las matemáticas nos ayudan a componer fotográficamente. Con este dibujo, además, se ven de manera muy gráfica y evidente, las zonas con más interés visual: las esquinas. Como se puede apreciar en el esquema, el centro de la imagen es la zona "menos interesante" de un encuadre (hablamos en general; como ya hemos descrito anteriormente, existen fotografías que rompen por completo esta concepción y, aún así, son muy atractivas visualmente.)

Como has visto, la regla de los tercios es una versión de la proporción áurea; en general, resulta más sencillo componer una fotografía con la regla de los tercios en mente (o superpuesta en la pantalla de la cámara a modo de guía) que con la Espiral de Oro.

¿Dónde Ubico mis Sujetos?

Si decides utilizar la Regla de los Tercios, sabrás que debes colocarlos en uno de los puntos fuertes. Pero ¿en cuál de ellos? ¿Y si no quieres utilizar los Tercios? Depende de lo que quieras transmitir, unos puntos te ayudarán más que otros.

Lo importante es que en la composición de tus fotografías dejes el aire que el sujeto necesite para realizar su movimiento. Si debe moverse, déjale espacio por delante. Si ya se ha movido, el espacio debe estar detrás. Si debe caer, por abajo. Si quieres transmitir que el sujeto se encuentra atrapado por algo, cierra el plano para que "se ahogue" y si quieres mostrarlo libre, sitúalo en una composición muy abierta, en la que el aire lo rodee.

Si, además de todo esto, añades en la composición líneas que acompañen todo lo que intentas transmitir con la composición, tu fotografía será, probablemente, un éxito: hasta la infinidad se ha comentado la importancia de las líneas dentro de una composición fotográfica pero es especialmente importante en el caso de las líneas diagonales que aportan a la fotografía un alto grado de dinamismo y, además, ayudan al espectador a leer la imagen. Ten en cuenta que, en el mundo occidental, el ojo está acostumbrado a leer empezando por la esquina superior izquierda y terminar por la inferior derecha, así que si una imagen tiene en su composición líneas que sigan esta dirección, la lectura de la imagen será muy rápida (como si fuera cuesta abajo). En cambio, si utilizamos líneas diagonales ascendentes, de la esquina inferior izquierda a la superior derecha, la lectura será más pesada (como si fuera cuesta arriba).

Por supuesto, todo esto es sólo una guía orientativa y todo lo antes descrito es completamente subjetivo. Dependiendo del sujeto, del lugar, de la luz que utilices, del ángulo de visión, etc. puedes conseguir el mismo efecto con una composición distinta. Es cuestión de saber mirar y de tener reflejos a la hora de componer las imágenes para que nuestras fotografías mejoren sustancialmente. Las reglas de composición no son leyes inmutables, cada imagen y cada situación son únicas e, incluso, cada fotógrafo puede utilizarlas de una manera distinta y con resultados muy dispares.

La Regla de los Tercios vs la Simetría Dinámica

No te creas que todo se acaba en la Regla de los Tercios. Hay gente que opina que los puntos de esta regla, generados por la sección áurea, son demasiado regulares y estables visualmente para que llamen la atención a aquellas personas que ven las fotos y que, de hecho, las fotos más interesantes no son las que tienen los elementos situados exactamente en los puntos que define la Regla de los Tercios, sino aquellas que desplazan los elementos ligeramente para que llamen la atención más al receptor. Para ello, se ha desarrollado la regla de la Simetría Dinámica, que está explicada en este artículo. Básicamente, consiste en trazar unas diagonales situadas en ángulo recto con las diagonales principales del encuadre para que salgan unos nuevos puntos de interés:

Los puntos resultantes de esta técnica son muy cercanos a los de la Regla de los Tercios pero al no ser tan "perfectos" y estables, llaman más la atención, generan más tensión visual y, por lo tanto, las imágenes que siguen esta regla de composición pueden resultar más atractivas visualmente.