перспектива_2. Методические указания к выполнению курсового проекта "Перспектива и теория теней" для студентов специальности 052400
 Скачать 2.53 Mb.
|
|
Министерство образования Российской Федерации МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ “МАМИ” Кафедра "Дизайн"Одобрено методической комиссией к.т.н. Аленчикова Г. Р. факультета AT ПОСТРОЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ ИНЖЕНЕРНЫХ И АРХИТЕКТУРНЫХ СООРУЖЕНИЙ Методические указания к выполнению курсового проекта "Перспектива и теория теней" для студентов специальности 052400 Москва 1998Настоящие методические указания разработаны в помощь студентам специальности "Дизайн" в выполнении перспективных изображений внешнего вида и интерьера автомобиля и других объектов. Овладевая техникой построения перспективы, будущие инженер вооружается эффективным дополнительным инструментом для выражения своих замыслов. Действительно, проектировщик быстрее и лаконичнее изложит на бумаге конструктивные и эстетические достоинства задуманных образов в виде перспективы, нежели если попытается это объяснить словами или прибегнет к другим видам изображений - ортогональным проекциям, аксонометрии, макетированию и т. п. Достоверность перспективного изображения зависит от точного соблюдения законов этого вида наглядного изображения. В этих методических указаниях студент найдет основные теоретические положения и опорные задачи, положенные в основу грамотного выполнения перспективы разного рода инженерных конструкций и сооружений и, конечно, в первую очередь автомобиля. Помимо настоящих методических указаний сведения о перспективе студент получает в учебно-методических пособиях, лекциях по теории перспективы - центральное проецирование, и закрепляет эти знания при выполнении аудиторных и домашних графических заданий и курсовых работ. 1. ПЕРСПЕКТИВА ПРЯМОЙ Прямые частного положения – горизонтальные, вертикальные, параллельные и перпендикулярные к картинной плоскости наиболее часто ограничивают контуры объемных объектов, в частности, инженерных и архитектурных сооружений. Помимо этого они часто используются в качестве вспомогательных при определении перспективных изображений предметов сложном форм, например автомобиля. Вследствие всего выше сказанного остановимся особо на построении такого рода прямых.
 Рис.1. Рис.2. Рис.3.
 Рис. 4 Рис. 5. Рис. 6.  Рис. 7. Рис. 8. Рис. 9. 2. ДЕЛЕНИЕ ОТРЕЗКА ПРЯМОЙ НА РАВНЫЕ И ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЕ ЧАСТИ Деление отрезка прямой на равные или пропорциональные части основано на известной из элементарной геометрии теореме: стороны угла делятся параллельными прямыми на пропорциональные отрезки. Рис. 10. На Рис. 11. показано деление отрезка прямой общего положения на три равные части. При этом сначала было выполнено деление на три равные части основания отрезка прямой AB. Перспектива основания была принята за одну сторону угла, а вторая сторона угла проведена параллельно основанию картины. На последней были отложены три произвольных, но равных отрезка. Так как параллельные прямые, отсекающие на сторонах угла равные отрезки расположены в предметной плоскости, точка их схода находится на горизонте.  Рис. 10.  Рис. 11.  Рис 12  Рис. 13 На Рис. 12 и Рис. 13 показано, как можно делить или увеличивать кратно двум отрезки соответственно горизонтальной и наклонной прямых. 3. ПОСТРОЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ПРЯМЫХ ПРИ НЕДОСТУПНОЙ ТОЧКЕ СХОДА Обертывающие объемы большинства инженерных объектов, в частности автомобиля по преимуществу представляют собой параллелепипеды, т. е. совокупности параллельных линий. Поэтому очень важно овладеть навыком построения пучков параллельных прямых, в особенности, прямых горизонтальных. Как правило, построение пучков параллельных прямых с доступной точкой схода не вызывает затруднений. Напомним лишь, что для пучка параллельных прямых, направленных параллельно предметной плоскости, точка схода лежит на линии горизонта. Прямые, непараллельные предметной плоскости имеют точку схода выше или ниже линии горизонта в зависимости от того, повышаются или понижаются точки над предметной плоскостью по мере удаления от плоскости картины. Наибольшие затруднения вызывает построение пучков параллельных прямых с недоступной в пределах картины точкой схода. Рассмотрим в связи с этим примеры решения некоторых задач такого рода. На Рис.14. через точку А проведена прямая параллельная прямой, лежащей в предметной плоскости. При этом деление вспомогательных вертикальных отрезков в заданном отношении осуществляется обязательно относительно точек, лежащих на линии горизонта. Ряд горизонтальных линий, параллельных заданной, так же может быть проведен через точки вспомогательной вертикальной прямой – Рис. 15. Так же как и в предыдущем случае следует иметь в виду, что соответствие устанавливается между точками, лежащими на линии горизонта.  Рис. 14.  Рис. 15. Провести через точку А прямую, параллельную заданной можно воспользовавшись точками пересечения диагоналей двух трапеций с общей боковой стороной на линии горизонта, Рис. 16.  Рис. 16.  Рис. 17 На Рис. 17 а,б показано, как можно провести прямую параллельную данной через заданную точку, при помощи параллельных прямых с доступной точкой схода. Для проведения ряда параллельных линий через точки вертикальной прямой в недоступную точку схода целесообразно воспользоваться вспомогательной вертикальной плоскостью, горизонтали которой сходятся в доступной точке на горизонте. Вспомогательную плоскость можно построить так, чтобы она имела с основной плоскостью общее либо ближнее – Рис.18, либо дальнее ребро – Рис. 19.  Рис. 18  Рис. 19 Рассмотренные приемы построения параллельных прямых удобно использовать при проверке правильности перспективных изображений инженерных конструкций и, в частности, при проверке правильности выполнения обертывающего объема автомобиля. Как это можно сделать показано на Рис. 20 и Рис. 21, где видно, что неверны направления верхних сторон правых граней.  Рис. 20.  Рис. 21. 4. ПЕРСПЕКТИВНЫЙ МАСШТАБ. ДИСТАНЦИОННАЯ ТОЧКА При построении перспективных изображений необходимо не только дать представление о форме каждого предмета, но и правильно передать размерные соотношения, как между его частями, так и между отдельными предметами, изображенными на картине. Одним из путей решения такого рода задач является применение масштаба, который позволил бы устанавливать соотношения между натуральными и перспективными линейными размерами изображения. Единица длины, заданного в натуре линейного масштаба, является на картине величиной переменной. Она изменяется в зависимости от угла наклона к плоскости картины и от расстояния от картины концов отрезка, подлежащего измерению. Рассмотрим построение масштабов для измерения отрезков, расположенных в трех главных направлениях предметного пространства. Совместим координатную плоскость ХОZ с плоскостью картины, а плоскость ХОY с предметной плоскостью. Тогда соответственно оси координат расположатся: ОХ по основанию картины, ОY - перпендикулярно картине, OZ - вертикально Перспективы осей ОХ и OZ совпадут с самими натуральными осями вместе с их масштабами, так как расположены в самой плоскости картины, а перспектива оси ОY будет направлена в главную точку Р. Перспективные масштабы, построенные в указанных направлениях, принято называть масштабом широт, высот и глубин соответственно, Рис.22. Для определения масштабных единиц по оси ОY в перспективе пользуются дистанционными точками. В практике построения перспективных изображений расстояние от картины по своей длине как правило, значительно превышает линейные размеры картины, вследствие чего дистанционная точки выхолит за пределы листа на котором выполняется изображение. В таком случае для построения масштаба глубин пользуются, так называемой, дробной дистанционной точкой. Отметив соответствующую дробную дистанционную точку, ею можно пользоваться как точкой схода линий переноса делений натурального масштаба. Очевидно, что при таком построении каждое деление натурального масштаба при переносе на перспективный масштаб будет отмечать отрезок, соответствующий n единицам натурального масштаба. На Рис. 22 с помощью перспективного масштаба построена перспективная сетка. Для ее построения использована дробная дистанционная точка – D/4. На такой перспективной сетке координаты Х и Z на одной и той же глубине равны, а координата Y тем меньше, чем глубже точка удалена от картинной плоскости. При определении длин большого числа вертикально расположенных отрезков удобна масштабная стенка, представляющая собой вертикальную плоскость, разграфленную горизонтальными, не обязательно перпендикулярными к картинной плоскости, линиями через единицу высоты, Рис. 23.  Рис. 22 В ряде случаев при выполнении перспективных изображений оказывается необходимым задать перспективный масштаб в произвольном направлении. Построение перспективного масштаба на прямой, лежащей в предметной плоскости и не перпендикулярной плоскости картины, показано на Рис. 24.  Рис. 23. Совмещенная точка зрения построена по заданным главной и дистанционной точкам. Деления перспективного масштаба на прямой, лежащей в предметной плоскости, нанесены при помощи линий переноса, проведенных через точку F∞ − точку схода линий переноса, называемую точкой измерений или масштабной точкой.  Рис. 24. 5. ПОСТРОЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВ КРИВЫХ ЛИНИЙ. ПЕРСПЕКТИВА ОКРУЖНОСТИ Построение перспективы инженерных и архитектурных объектов и сооружений круглой формы связано с определением перспективы окружности. При построении перспективного изображения автомобиля верное и грамотное изображение перспектив окружностей, задающих форму его колес, во многом определяют достоверность и реалистичность изображения в целом. Перспективой окружности может быть окружность, прямая, эллипс, парабола или гипербола. Однако при выполнении перспективных изображений, наиболее часто приходится сталкиваться с необходимостью построения перспективы окружности в форме эллипса. В связи с этим рассмотрим построение перспективного изображения окружности такого рода. Для изображения горизонтальной и вертикальной окружности наиболее npoстым является применение описанного квадрата. Стороны квадрата удобно ориентировать параллельно и перпендикулярно к плоскости картины. Перспективы диагоналей тогда определяются по дистанционным точкам - Рис. 25.  Рис. 25. Если дистанционная точка окажется расположена за пределами картины, можно воспользоваться дробными дистанционными точками. Тогда на основании картины откладывается часть измеряемого отрезка, соответствующая доле дистанционного или главного расстояния, использованного при построении. Кроме того, для упрощения построения можно задать половину или четверть совмещенного квадрата и соответственны половину или четверть окружности.  Рис. 26. В том случае если восьми точек для изображения окружности большого радиуса оказывается недостаточно, дополнительные точки определяют в местах наибольшей кривизны. На Рис. 25 такая точка определена как пересечение радиальной прямой с линией, параллельной стороне описанного квадрата. Зная закономерности, лежащие в основе построения перспективы окружности, можно перейти к построению на картине семейств окружностей, определяющих основу изображения колеса автомобиля. Рис.26. 6.ПОСТРОЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ УГЛА ЗАДАННОЙ ВЕЛИЧИНЫ Построение обертывающего объема автомобиля в перспективе, а так же построение перспективы интерьера зданий и сооружений и их внешнего вида часто связано с необходимостью построения перспективы угла, заданной величины и, в первую очередь, прямого угла, лежащего в предметной плоскости или в плоскости ей параллельной. Для построения на картине угла заданной величины совместим плоскость горизонта с картинной плоскостью. Построим при совмещенной точке зрения Sk заданный угол в натуральную величину и отметим точки встречи его сторон с линией горизонта. Тогда всякий угол на картине с произвольной вершиной Аi и со сторонами, направленными в найденные точки С∞ и B∞ изобразит угол, лежащий в предметной плоскости или и в плоскости ей параллельной, и равный по величине заданному углу. Рис. 27.  Рис. 27. Если величина дистанционного или главного расстояния не позволяет разместить совмещенную точку зрения в пределах картины то в этом случае, так же как в предыдущем, можно задать любую дистанционную точку и соответственно дробную совмещенную точку зрения. Рис. 28.  Рис. 28. 7. ПОСТРОЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ ПО ЗАДАННЫМ ОРТОГОНАЛЬНЫМ ПРОЕКЦИЯМ Как уже отмечалось, построение перспективы обертывающего объема автомобиля и перспективы различных зданий и инженерных сооружений связано с заданием большого количества параллельных прямых. Поэтому для изображения такого рода объектов целесообразно воспользоваться методом, который в литературе часто называют методом архитекторов, и которые основывается на построении точек схода пучков доминирующих параллельных прямых. На Рис. 29 даны ортогональные проекции некоторого условного объекта. Кроме того, на заданном чертеже отмечено положение основания картины, основания главной точки, высота горизонта и проекции точки зрения. На основании картины найдены проекции точек схода двух пучков параллельных прямых I и II. На основании картины отмечены начала прямых – 1, 2, 3, 4.  Рис. 29 На Рис. 30 представлено построение перспективного изображения основания заданной геометрической формы, а на Рис. 31 заданного тела в целом. Для построения перспективы основания или плана с ортогональных проекций на основание картины были перенесены начальные точки прямых и основание главной точки, а на линии горизонта отмечены главная точка и точки схода F1 и F2, Рис. 30. Точки плана в перспективе определены на пересечении перспектив соответствующих прямых двух пучков. В том случае, если начальная точка какой либо из параллельных прямых окажется за пределами картины, как например начальная точка прямой параллельной направлению II и проходящей через вершину A, то перспектива вершины А может быть построена, как это показано на Рис.30, с помощью прямой проходящей через данную точку и перпендикулярной плоскости картины.  Рис. 30. При построении перспективы в целом следует иметь в виду, что высотные размеры ребер будут проецироваться в натуральную величину только, если они лежат в картинной плоскости или совмещены с ней. На Рис. 31 высоты ребер расположенных в глубине картинной плоскости, определены с помощью пучков доминирующих параллельных прямых с точками схода F1 и F2.  Рис. 31. (S) Построение перспективы, как правило, начинается с задания перспективы плана изображаемого предмета. Для того. чтобы не захламлять поле основного изображения и обеспечить более высокую точность графических операций, целесообразно воспользоваться дополнительным планом, построенным в горизонтальной плоскости, находящейся на некоторой глубине от предметной плоскости. Рис. 32. Тогда основание картины сместится вниз на некоторую величину вместе с отмеченными на нем точками. Точки нового и истинного плана при этом расположатся на вертикальных линиях связи, а точки схода одноименных прямых двух планов будут лежать на линии горизонта. Перспективы вертикальных ребер возводят при этом из точек действительного плана или основания предмета, а их высоты совмещенные с картиной откладывают от истинного основания картины.  Рис.32 (точка зрения S2 на Рис. 29) Если невозможно выносить план вниз, то с таким же успехом его можно поднять над перспективой. Это особенно удобно, если наиболее сложной и насыщенной деталями является верхняя сторона изображаемого предмета. Рассмотренное вспомогательное построение принято называть дополнительным или опущенным планом. Еще одной формой вспомогательного построения, широко используемого при построении перспективы, является, так называемая, боковая стена. Она вводится для того, чтобы при изображении многочисленных высот сетка вспомогательных линий не накладывалась на основное изображение. На Рис. 32 высоты условного объекта построены с помощью боковой стены с точкой схода горизонталей Vk. Вспомогательные проекции перспектив оснований ребер с опущенного плана вынесены на основание вспомогательной боковой плоскости, далее по вертикальным линиям связи в пересечении с соответствующей горизонталями отмечены верхние точки ребер, и затем обратным перемещением параллельно картинной плоскости определены перспективы ребер на нужных глубинах. 8. ВЫБОР ТОЧКИ И УГЛА ЗРЕНИЯ Изображение, построенное по законам линейной перспективы, соответствует зрительному восприятию предмета одним глазом при неподвижном его положении перед предметом. Для того, чтобы очертание предмета на картине соответствовало привычному впечатлению, получаемому при нормальном рассматривании предмета в натуре должны быть выполнены следующие условия:
 Рис. 33 УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯВ верхнем левом углу чертежа следует разместить изображение автомобиля, выполненное в ортогональных проекциях, с указанием масштаба изображения и основных размеров. На изображении автомобиля в ортогональных проекциях задается положение картинной плоскости и точки зрения, которые выбираются в соответствии с поставленной задачей и данными в настоящих методических указаниях рекомендациями. Непосредственно на плане, на основании картинной плоскости определяют проекции основных опорных точек: главной точки картины, дистанционных точек, точек схода пучков доминирующих параллельных прямых, начальных точек этих прямых. После того как вспомогательные построения на плоскости отмечены, картина выносится отдельно, причем исходные размеры увеличиваются в 2…3 раза. Построения начинаются с задания перспективы основания обертывающего объема автомобиля. При разделении перспективы основания должны быть применены следующие построения: задание пучков параллельных прямых с доступной и недоступной в пределах чертежа точкой схода, построение перспективы прямого угла, перспективные масштабы, деление отрезка в заданном отношении. Рис. 34.  Рис. 34 (точка зрения S3 на Рис.29)  Рис. 35 (точка зрения S1 на Рис. 29) Для уточнения элементов плана, например таких как компоновка салона, расположение колес и т.п. следует использовать вспомогательный опущенный или поднятый план. Рис. 32. При выполнении перспективы обертывающего объема автомобиля для нахождения высоты на различных глубинах следует применять боковую стену. Только после построения обертывающего объема можно приступать к проработке деталей конструкции. По окончании построения следует проверить выполненную картину на соблюдение формы и пропорций и обвести видимые контуры, сохраняя все линии построения. Завершается работа над перспективой построением тени. Л И Т Е Р А Т У Р А
|