- •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
2.5 Прямые особого положения в плоскости
Прямые уровня и линии наибольшего уклона, лежащие в плоскости, называются главными линиями плоскости.
Прямые линии, лежащие в плоскости, и параллельные плоскостям проекций, называются прямыми уровня плоскости. В плоскостях, заданных треугольником АВС построим горизонталь, фронталь и профильную прямую.
Горизонталь h (h1, h2, h3) – прямая линия, лежащая в заданной плоскости и параллельная горизонтальной плоскости проекций (рисунок 2.18). Построение горизонтали, принадлежащей какой-либо плоскости, начинают с построения ее фронтальной проекции h2, поскольку она всегда располагается параллельно оси проекций х. Горизонтальную проекции строят на основании свойства принадлежности прямой линии плоскости.
Фронталь f (f1,f2,f3) – прямая линия, лежащая в заданной плоскости и параллельная фронтальной плоскости проекций (рисунок 2.19). Построение фронтали, принадлежащей какой-либо плоскости, начинают с построения ее горизонтальной проекции f1, т.к. она всегда располагается параллельно оси проекций х.
Профильная прямая p (p1,p2, р3) - прямая линия, лежащая в заданной плоскости и параллельная профильной плоскости проекций (рисунок 2.20).
Рисунок 2.18 – Горизонталь плоскости
Рисунок 2.19 – Фронталь плоскости
Рисунок 2.20 – Профильная прямая плоскости
Линией наибольшего уклона называется прямая, лежащая в плоскости и перпендикулярная к линии уровня этой плоскости.
Линия, лежащая в плоскости, перпендикулярная к горизонтали этой плоскости, называется линией наибольшего уклона к горизонтальной плоскости проекций или линией ската u. Линия ската позволяет определить величину угла наклона плоскости общего положения к горизонтальной плоскости проекций.
Этот угол определяется между линией ската и горизонтальной плоскостью проекций (рисунок 2.21).
Рисунок 2.21 – Линия ската
Линия, лежащая в плоскости, и перпендикулярная к фронтали этой плоскости, называется линией наибольшего уклона к фронтальной плоскости проекций.
Линия, лежащая в плоскости, и перпендикулярная к профильной прямой этой плоскости, называется линией наибольшего уклона к профильной плоскости проекций.
Для определения угла наклона плоскости к какой-либо плоскости проекций необходимо:
1.Построить в плоскости проекции линии уровня.
2.Построить в плоскости проекции соответствующей линии наибольшего уклона.
3.Определить натуральную величину отрезка, определяющего линию наибольшего уклона.
4.Определить величину угла наклона заданной плоскости к соответствующей плоскости проекций.
Пример. Определить величину угла наклона плоскости треугольника АВС к горизонтальной плоскости проекций (рисунок 2.22).
Рисунок 2.22 – Угол наклона треугольника АВС к горизонтальной плоскости проекций
Алгоритм решения задачи:
1.Провести анализ условия задачи.
Величину угла наклона плоскости треугольника АВС к горизонтальной
плоскости проекций можно будет определить как величину угла между горизонтальной проекцией линии ската и ее натуральной величиной.
2.Построить горизонталь плоскости треугольника АВС.
3.Построить горизонтальную и фронтальную проекции линии ската u1 и
u2.
4.Определить натуральную величину отрезка, определяющего положение
линии ската.
5. Определить величину угла φ.