- •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
Большую работу по начертательной геометрии вел Николай Федорович Четверухин (1891-1974) - доктор физико-математиче- ских наук, профессор, крупный ученый в области теории изображений, геометр по научной направленности (занимался внедрением в начертательную геометрию элементов проективной геометрии). Многие современные теоретические исследования в начертательной геометрии опираются на проективную геометрию.
Расширились связи начертательной геометрии с аналитической геометрией, дифференциальной, линейной, многомерной геометрией и с другими областями ма-
тематических знаний. В развитие начертательной геометрии значительный вклад внесли И.И. Котов, К.И. Вальков, Е.А. Мчедлишвили, И.С.Джапоридзе, З.А.Скопец, С.А. Фролов и др.
1.3 Методы проецирования: центральное и параллельное проецирование
Изображение пространственных фигур на плоскости и способы решения геометрических задач основаны на использовании метода проек-
ций.
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.
Через центр проекций S и точку А проведем проецирующий луч. Найдем точку пересечения проецирующего луча с плоскостью проекций