Що таке градієнт? Види градієнтів

Деякі поняття і терміни використовуються суто у вузьких рамках професійної лексики. Інші ж визначення зустрічаються в областях, різко протилежні. Так, наприклад, поняттям "градієнт" користується і фізик і математик, і спеціаліст з манікюру або "Фотошопу". Що ж таке градієнт як поняття? Давайте розбиратися.

Що кажуть словники?

Що таке "градієнт" спеціальні тематичні словники трактують у співвідношенні зі своєю специфікою. У перекладі з латинської мови це слово означає "той, що йде, зростає". А "Вікіпедія" визначає це поняття як "вектор, що вказує напрям зростання величини". У тлумачних словниках ми бачимо значення цього слова як "зміна будь-якої величини на одне значення". Поняття може нести як кількісне, так і якісне значення.


Якщо коротко, то це плавний поступовий перехід будь-якої величини на одне значення, прогресивне і безперервна зміна в кількості або напрямку. Вектор обчислюють математики, метеорологи. Це поняття застосовують в астрономії, медицині, мистецтві, комп'ютерної графіки. Під схожим терміном визначаються абсолютно не схожі види діяльності.

Математичні функції

Що таке градієнт функції в математиці? Це вектор, напрямок якого вказує напрямок зростання функції у скалярному полі від одного значення до іншого. Величина градієнта розраховується за допомогою визначення часткових похідних. Для з'ясування максимально швидкого напрямки зростання функції на графіку вибираються дві точки. Вони визначають початок і кінець вектора. Швидкість зростання значення від однієї точки до іншої – це величина градієнта. Математичні функції, засновані на розрахунках цього показника, використовуються в векторної комп'ютерної графіку, об'єктами якої є графічні зображення математичних об'єктів.

Що таке градієнт у фізиці?

Поняття градієнта поширене в багатьох галузях фізики: градієнт оптики, температури, швидкості, тиску і т. д. В цій галузі поняття позначає міру зростання чи спадання величини на одиницю. Обчислюється розрахунками як різниця між двома показниками. Розглянемо деякі з величин докладніше. Що таке градієнт потенціалу? У роботі з електростатичним полем визначаються дві характеристики: напруженість (силова) і потенціал (енергетична). Ці різні величини пов'язані із середовищем. І хоча вони й визначають різні характеристики, все ж мають зв'язок між собою. Для визначення напруженості силового поля використовується градієнт потенціалу – величина, яка визначає швидкість зміни потенціалу за напрямом силової лінії. Як розрахувати? Різниця потенціалів двох точок електричного поля обчислюється за відомою напругою за допомогою вектора напруженості, який дорівнює градієнту потенціалу.

Терміни метеорологів і географів

Вперше поняття градієнта було застосовано саме метеорологами для визначення зміни величини і напрямку різних метеорологічних показників: температури, тиску, швидкості і сили вітру. Він є мірою кількісного зміни різних величин. У математику термін ввів Максвелл вже значно пізніше. У визначенні погодних умов існують поняття вертикального і горизонтального градієнтів. Розглянемо їх докладніше.
Що таке градієнт температури вертикальний? Це величина, яка показує зміну показників, обчислене на висот в 100 м. Може бути як позитивного спрямування, так і негативного, на відміну від горизонтального, який завжди позитивний. Градієнт показує на місцевості величину або кут ухилу. Обчислюється як відношення висоти до довжини проекції шляху на певній ділянці. Виражається у відсотках.

Медичні показники

Визначення "температурний градієнт" можна зустріти також серед медичних термінів. Він показує різницю у відповідних показниках внутрішніх органів і поверхні тіла. В біології градієнт фізіологічний фіксує зміну в фізіології будь-якого органа або організму в цілому на будь-якій стадії його розвитку. У медицині показник метаболічний – інтенсивність обміну речовин. Не тільки фізики, а й медики використовують цей термін в роботі. Що таке градієнт тиску в кардіології? Таке поняття визначає різницю кров'яного тиску у будь-яких пов'язаних між собою відділах серцево-судинної системи. Регресний градієнт автоматии – це показник зменшення частоти збуджень серця в напрямку від основи до верху, виникають автоматично. Крім того, кардіологи місце ураження артерії і його ступінь виявляють завдяки контролю над різницею амплітуд систолічних хвиль. Іншими словами, з допомогою амплітудного градієнта пульсу.

Що таке градієнт швидкості?

Коли говорять про швидкість зміни деякої величини, то мають на увазі під цим швидкість зміни в часі і в просторі. Іншими словами градієнт швидкості визначає зміна просторових координат у співвідношенні з тимчасовими показниками. Цей показник обчислюють метеорологи, астрономи, хіміки. Градієнт швидкості зсуву шарів рідини визначають в нафтогазовій промисловості, для обчислення швидкості підйому рідини по трубі. Такий показник тектонічних рухів – це область розрахунків сейсмологів.

Економічні функції

Для обґрунтування важливих теоретичних висновків поняттям градієнта широко користуються економісти. При вирішенні завдань споживача використовується функція корисності, яка допомагає представити переваги з безлічі альтернатив. "Функція бюджетних обмежень" - термін, використовуваний для позначення множини споживчих наборів. Градієнти в цій області використовують для обчислення оптимальних споживання.

Градієнт кольору

Термін "градієнт" знаком творчим особистостям. Хоч вони і далекі від точних наук. Що таке градієнт для художника, декоратора, дизайнера? Так як у точних науках – це поступове збільшення величини на одиницю, так і в кольорі цей показник вказує плавний, розтягнутий перехід відтінків одного кольору від світлого до темного, або ж навпаки. Художники так і називають цей процес – "розтяжка». Можливий перехід і до різних супутнім кольорами в одній гамі. Градієнтні розтяжки відтінків у забарвленні приміщень зайняли міцну позицію серед методик дизайну. Новомодний спосіб омбре - плавне перетікання відтінків від світлого до темного, від яскравого до блідому - ефектно перетворює будь-яке приміщення в будинку і в офісі. Оптики використовують спеціальні лінзи в сонцезахисних окулярах. Що таке градієнт в окулярах? Це виготовлення лінзи особливим способом, коли зверху вниз колір переходить від більш темного до світлого відтінку. Вироби, виготовлені за такою технологією, захищають очі від сонячного випромінювання і дозволяють розглядати предмети навіть при дуже яскравому світлі.

Колір у веб-дизайні

Тим, хто займається веб-дизайном та комп'ютерною графікою, добре знайомий універсальний інструмент "градієнт", за допомогою якого створюється маса найрізноманітніших ефектів. Переходи кольору змінюються в відблиски, химерний фон, тривимірність. Маніпуляції з відтінками, створення світла і тіні надає обсяг векторних об'єктів. У цих цілях використовуються кілька видів градієнтів:

Лінійний.

Радіальний.

Конусовидний.

Дзеркальний.

Ромбоподібний.

Градієнт шуму.

Градієнт краса

Для відвідувачок салонів краси питання про те, що таке градієнт, не стане несподіваним. Правда, і в цьому випадку знання математичних законів і основ фізики не обов'язково. Мова йде все так само про колірних переходах. Об'єктом градієнта стають волосся і нігті. Техніка сяючі, що в перекладі з французького означає "тон" прийшла в моду від спортивних аматорів серфінгу та інших пляжних розваг. Природним чином вигорілі і знову відросло волосся стали хітом. Модниці стали спеціально фарбувати волосся з ледь помітним переходом відтінків. Техніка омбре не пройшла повз манікюрних салонів. Градієнт на нігтях створює забарвлення з поступовим освітленням пластини від кореня до краю. Майстри пропонують горизонтальний, вертикальний, з переходом і інші різновиди.

Рукоділля

Рукодільниця поняття "градієнт" знайоме ще з одного боку. Техніка такого плану використовується в створенні речей ручної роботи у стилі декупаж. Таким способом створюють нові речі під старовину, або реставрують старі: комоди, стільці, скрині тощо. Декупаж передбачає нанесення візерунка за допомогою трафарету, основою для якого служить градієнт кольору, як фон. Художники по тканинам взяли на озброєння забарвлення таким способом для нових моделей. Сукні з забарвленням градієнт підкорили подіуми. Моду підхопили рукодільниці – в'язальниці. Трикотажні речі з плавним переходом кольору користуються успіхом. Підбиваючи підсумок визначення "градієнт", можна сказати про дуже обширної області людської діяльності, в якій знаходиться місце цього терміну. Не завжди заміна синонімом "вектор" виявляється придатною, так як вектор – це все-таки поняття функціональне, просторове. В чому визначається спільність поняття – це поступове зміна певної величини, субстанції, фізичного параметра на одиницю за певний період. В кольорі – це плавний перехід тони.