- •ВВЕДЕНИЕ
- •Начертательная геометрия - это наука о методах построения изображений пространственных объектов на плоскости. Cредствами начертательной геометрии графически решаются пространственные задачи на плоскости.
- •На базе достижений кибернетики и начертательной геометрии возникла компьютерная графика, изучающая методы автоматического решения геометрических и графических задач с помощью ЭВМ.
- •1.1 Исторические сведения о создании изображений
- •Возникновение основ теории изображений обусловливалось потребностями строительства, а позже - развитием искусств и техники.
- •Пример картинного письма приведен на рисунке 1.2.
- •Разработка методов построения изображений пространственных форм на плоскости связаны с именами таких ученых древности, как Анаксагор, Демокрит, Евклид, Витрувий, Птолимей.
- •Рисунок 1.3 – Изображение Человека по Витрувию (Леонардо да Винчи)
- •Больших успехов в своем развитии теория изображений достигает в эпоху Возрождения (Лоренцо Гиберти, Леон Батиста Альберти, Пьеро делла Франческа, Леонардо да Винчи, Альбрехт Дюрер и др.)
- •Рисунок 1.6 - Алтарь Монтефельтро
- •Рисунок 1.8 – Изобретения Леонардо да Винчи
- •Уже в 17в. было представление не только о способах использования фасадов и планов, но и об аксонометрии как способе, имеющем значительно большую наглядность.
- •Планы г. Пскова (16в.), Московского Кремля (17в.), рисунки к постройке Тульского завода того же времени представляют собой примеры использования аксонометрии. Перспективное изображение г. Пскова, выполненное в 1518 г. показано на рисунке 1.11.
- •Рисунок 1.13 – Сторожевая башня (XVIIв.)
- •Чертеж одноарочного моста через р. Неву (1776 г. ), выполненный И.П. Кулибиным показан на рисунке 1.14.
- •Рисунок 1.14 – Одноарочный мост через р. Неву (1776г.)
- •Рисунок 1.16 - Корабельный чертеж (18 в.)
- •1.2 Становление начертательной геометрии как науки
- •Основоположником и первым профессором начертательной геометрии в России был Яков Александрович Севастьянов (1796-1849) - преподаватель этого института.
- •Написанная Я.А. Севастьяновым работа «Основания начертательной геометрии» явилась первым учебником, написанным русским автором на русском языке.
- •Валериан Иванович Курдюмов - крупный ученый-график, им было написано работ, охватывающих все разделы начертательной геометрии. Довел теоретическую часть начертательной геометрии до современного уровня в курсе, изданном в 1895г.
- •Центральным проецированием называется процесс получения изображения на плоскость с помощью проецирующих лучей, выходящих из одного центра.
- •Выберем центр проекций S , плоскость проекций П1 , зададим в пространстве произвольную точку А.
- •Рисунок 1.18 – Центральная проекция точки А
- •Зададим в пространстве плоскость треугольника АВС и построим его центральную проекцию (∆ А' В' С'), для этого через каждую вершину треугольника проведем проецирующие лучи до пересечения с плоскостью проекций П' (рисунок 1.19).
- •1.4 Задание точки и прямой на комплексном чертеже Монжа
- •1.4.1 Проецирование точки на три ортогональные плоскости проекций
- •Выберем в пространстве три ортогональные плоскости проекций (рисунок 1.22).
- •Рисунок 1.22 – Три ортогональные плоскости проекций
- •Плоскость П1 назовем горизонтальной плоскостью проекций, П2 - фронтальной, а плоскость проекций П3 –профильной.
- •1.4.2 Задание точки на комплексном чертеже Монжа
- •Способ параллельного проецирования, заключающийся в том, что точка проецируется на некоторую плоскость вместе с осями прямоугольных координат, к которым она отнесена в пространстве, называется аксонометрией.
- •Положение прямой линии в пространстве задается двумя точками. Для определения положения проекций прямой необходимо и достаточно построить проекции двух ее точек.
- •Прямые линии не параллельные и не перпендикулярные ни одной из плоскостей проекций называются прямыми общего положения.
- •2.3 Теорема о проекции прямого угла
- •2.4 Определение натуральной величины отрезка прямой линии и его углов наклона к плоскостям проекций
- •2.5 Прямые особого положения в плоскости
- •Взаимное положение прямой линии и плоскости
- •2.8 Перпендикулярность прямой и плоскости, двух плоскостей
Рисунок 2.11 – Принадлежность прямой линии плоскости
Точка тогда принадлежит плоскости, когда она лежит на прямой линии, принадлежащей этой плоскости (рисунок 2.12).
Рисунок 2.12 – Принадлежность точки плоскости
2.3 Теорема о проекции прямого угла
Прямой угол проецируется на горизонтальную, фронтальную и профильную плоскости проекций без искажения, если он образован двумя пересекающимися или скрещивающимися прямыми линиями. Одна из ко-
торых является соответственно горизонтальной, фронтальной или профильной линиями уровня, а вторая – составляет с соответствующей плоскостью проекций любой угол, кроме прямого (рисунок 2.13).
Рисунок 2.13 – Проекции прямого угла
2.4 Определение натуральной величины отрезка прямой линии и его углов наклона к плоскостям проекций
Натуральная величина отрезка прямой строится как гипотенуза прямоугольного треугольника, одним из катетов которого является проекция отрезка, а другим – разность высот (глубин или широт) концов этого отрезка.
Выберем отрезок прямой АВ таким образом, чтобы точка В отрезка находилась в плоскости П1. Спроецируем ортогонально точку А на плоскость П1. Тогда проекция отрезка АВ на плоскость П1 займет положение А1В1. Образовавшийся треугольник АА1В – прямоугольный. Проекция отрезка А1В1 – катет этого треугольника, второй катет - отрезок АА1, а заданный отрезок АВ – гипотенуза рассматриваемого треугольника. Угол, образо-
ванный отрезком АВ и плоскостью П1, определяет величину угла наклона отрезка АВ к горизонтальной плоскости проекций α (рисунок 2.14).
Рисунок 2.14 – Изображение натуральной величины отрезка
При определении натуральной величины отрезка прямой линии на эпюре необходимо:
1.Задать отрезок прямой линии.
2.Построить гипотенузу прямоугольного треугольника, используя одну из проекций отрезка как катет, а в качестве второго катета выбирают разность высот, глубин или широт концов отрезка.
На рисунке 2.15 построена величина отрезка АВ и определена величина угла наклона к горизонтальной плоскости проекций.
Рисунок 2.15 – Натуральная величина отрезка АВ и угол наклона к горизонтальной плоскости проекций
При определении угла наклона отрезка прямой к фронтальной плоскости проекций необходимо построить натуральную величину отрезка прямой линии, используя в качестве одного из катетов фронтальную проекцию отрезка, а в качестве второго катета – разность глубин концов отрезка (рисунок 2.16) .
Рисунок 2.16 – Угол наклона к фронтальной плоскости проекций
Угол наклона отрезка прямой линии к профильной плоскости проекций определен на рисунке 2.17.
Рисунок 2.17 – Угол наклона у профильной плоскости проекций