троицкая, бутузува
.pdfФронтально-проецирующая лучевая плоскость λ, проходящая через профильное ребро плиты BD, пересечет каждую из окружностей в точках 11, 21, 41, 61 и т.д. Профильнопроецирующая плоскость, проходящая через ребро BC, аналогично пересечет торовую поверхность в симметрично расположенных точках 2-3, 4-5 и т.д. Полученные точки лучевого сечения и будут точками падающей тени.
Фронтальные плоскости-посредники. Фронтальные плоскости удобно использовать, когда каркас поверхности задан фронтальными окружностями и прямыми.
Пример использования фронтальных плоскостейпосредников приведен на рис. 36 при построении падающей тени в кольцевой нише от ее внешней кромки.
C2 |
F2t |
2 |
|
|
2t |
|
D |
42t |
35 C |
2t |
62t |
|
||
3 |
|
82t |
E2t |
r |
72t |
|
D3 |
r |
52t 12t 32t
E1
r
O12
O22r
O32 |
O42 |
O41 |
δ |
|
|
π1 |
|
O31 |
γπ1 |
|
O21 |
β |
|
O11 |
π1 |
|
απ1 |
||
|
Рис. 36
31
|
Биссекторные плоскости-посредники. Для решения неко- |
||||||||||
торых задач удобно пользоваться так называемым биссектор- |
|||||||||||
ным экраном. Это горизонтально-проецирующая плоскость α, |
|||||||||||
расположенная под |
углом 45о |
|
к фронтальной и профильной |
||||||||
плоскостям проекций (рис. 37). Горизонтально расположенная |
|||||||||||
окружность на плоскость α дает тень в форме эллипса (пересе- |
|||||||||||
чение лучевого цилиндра наклонной плоскостью), большая ось |
|||||||||||
которого равна диаметру цилиндра, а малая 0,7d. |
|
||||||||||
1 |
22=82 О2=32=72 42=62D2t5 |
|
|
α2 |
А4 |
74 |
|
||||
2 |
72t |
|
2 |
|
|
|
|
84 |
|
D4 |
|
|
|
62t |
52t |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
о |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
64 |
|
|
82t |
|
|
|
4 |
|
|
|||
|
|
|
|
42t |
|
|
C2t 14 |
|
|
||
|
|
A |
O2t |
|
|
|
5 |
||||
|
|
2t |
|
|
|
|
|
|
4 |
||
|
|
12t |
22t |
32t |
|
|
24 |
|
44 |
||
|
|
|
|
B2t |
|
|
|
|
В4 |
34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С4 |
||
|
|
A1t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
81t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
D 1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
7 |
|
B = D |
1t |
|
|
|
|
|
||
|
1 |
|
1t |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
81 |
61 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C1t |
|
|
||
11 |
О1 |
|
51 |
41t |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
α1 |
|
|
|||||
|
|
21 |
|
|
|
|
|
|
|
||
B1 |
41 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
31 |
|
1 |
|
|
|
Рис. 37 |
|
|
|
|
|
|
β1 |
|
|
|
|
Рис.33а |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Рис. 37 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Способом замены плоскостей проекций построена нату- |
||||||||||
ральная величина тени окружности и описанного квадрата. |
|||||||||||
Большая ось эллипса (44 84) равна диаметру окружности, боль- |
32
шая диагональ ромба равна диагонали квадрата. Малая ось эл- |
|||||||||||
липса равна 0,7R, малая диагональ ромба – стороне квадрата, |
|||||||||||
или диаметру полученной окружности. |
|
|
|
||||||||
|
Фронтальная проекция этой тени выглядит уже окружно- |
||||||||||
стью радиуса 0,7R (из-за наклона 45º). Фронтальная проекция |
|||||||||||
тени описанного квадрата – тоже описанный квадрат, сторона |
|||||||||||
которого равна 0,7d, а диагональ – d (см. рис. 37). |
|
|
|||||||||
|
При решении практических |
|
|
|
α2 |
||||||
задач |
биссекторную |
плоскость |
|
|
62t |
||||||
72t |
|
52t |
|||||||||
обычно проводят через центр ок- |
|
|
|||||||||
|
|
|
|||||||||
ружности. Для построения |
тени |
22=82=82t |
|
52 |
|||||||
приходится |
дополнительно |
ис- |
12 |
|
|
||||||
32=72 |
42=62=42t |
||||||||||
пользовать обратные лучи, и тень |
|
||||||||||
|
|
||||||||||
|
|
|
32t |
||||||||
правой |
части является |
условной |
12t |
|
22t |
||||||
(рис. 38). На рисунке построены |
|
|
|
||||||||
тени опорных точек (1, 2…7, 8), |
|
|
|
|
|||||||
расположенных на центровых ли- |
R2 |
R2 |
R2 |
R2 |
|||||||
ниях и на диагоналях описанного |
|
|
|
|
|||||||
квадрата. Горизонтальная проек- |
|
|
71 |
|
|||||||
ция |
позволяет наглядно |
просле- |
81 |
|
|
||||||
дить построение тени. Часто это |
|
|
61 |
||||||||
11t |
71t |
|
|||||||||
построение выполняется по одной |
|
|
|||||||||
фронтальной |
проекции. |
Радиус |
|
|
|
|
|||||
тени |
равен |
катету треугольника |
11 |
21t=61t |
51 |
||||||
32 52t |
52, построенного на радиусе |
|
|
31t |
51t |
||||||
заданной окружности, который, в |
|
|
|||||||||
21 |
|
|
41 |
||||||||
свою очередь, равен 0,7R. Тень от |
|
|
α1 |
||||||||
Рис. 38 |
|
31 |
|||||||||
фронтальной |
очерковой |
точки |
|
||||||||
|
Рис. 38 |
|
|||||||||
1(11 12) – 1t – лежит на линии, от- |
|
|
|||||||||
расстоянии R/2. На той же ли- |
|||||||||||
стоящей от центра окружности на |
|||||||||||
нии лежит тень от профильной очерковой точки 7 (71, 72) - 7t. На |
|||||||||||
симметричной прямой справа |
лежат тени от фронтальной очерко- |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
33 |
|
|
|
|
вой точки 5(51 52) и профильной очерковой точки 3(31 32). Тень от |
|||||||||||||||||
точек 4(41, 42) и 8(81, 82), лежащих на биссекторной плоскости, сов- |
|||||||||||||||||
падает с самими точками. Тени от |
диагональных точек 2(21 22) и |
||||||||||||||||
6(61 62) лежат на средней линии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Рассмотрим подробнее использование биссекторного экра- |
||||||||||||||||
на при построении тени от цилиндрической плиты радиуса R на |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цилиндрическую |
колонну |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
радиуса r (рис. 39). Экран β |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
проходит через ось конст- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G |
рукции. |
Вначале |
находим |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
границы собственной тени: |
|||||||
|
|
22t |
|
|
|
|
02 |
45 M |
для |
колонны |
с помощью |
||||||
|
12t |
|
|
|
|
|
|
|
О2GN, для плиты – |
|
O2LM. |
||||||
|
|
|
|
32t |
|
|
42t |
Последний |
определяет |
и |
|||||||
|
|
|
120 |
|
0 3 |
радиус |
окружности |
тени |
|||||||||
|
|
|
22 |
0=5 0 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
плиты |
на |
биссекторную |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
52 |
плоскость β – O2L. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Затем построим тени от |
||||||
|
|
R |
2 |
|
R |
2 |
R |
2 |
R |
характерных |
образующих |
||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
колонны на экран. Восполь- |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
||||||||
|
|
|
11 |
0 |
|
|
|
|
зуемся для наглядности гори- |
||||||||
|
11 |
|
|
|
21 |
0 |
|
зонтальнойпроекцией. |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
51 |
|
От |
левой |
очерковой |
||||
I |
R |
|
|
|
R |
51=51 |
0 |
образующей 1(11) тень па- |
|||||||||
|
|
|
|
0 |
|||||||||||||
|
|
|
|
дает |
на |
середину |
левого |
||||||||||
|
|
21 |
|
|
|
|
|
41=41 |
|||||||||
|
II |
|
|
|
31 |
|
|
радиуса; от «бликовой» об- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
разующей 2(21) – на ось |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
III |
|
|
IV |
|
|
β2 |
цилиндра; |
от |
профильной |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
образующей 3(31) – на се- |
|||||||||
|
|
|
|
|
Рис. 39 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
редину |
правого |
радиуса, |
|||||||||
сюда же падает тень и от правой очерковой образующей 5(51) |
|||||||||||||||||
при обратном направлении луча. |
|
|
|
|
|
|
|
|
34
На пересечении теней колонны с тенью плиты отмечаем фронтальные проекции точек 10(120), 20(220), 30(320) = 50 (520). Это точки пересечения теней конкурирующих линий – образующих колонны и нижней кромки плиты. Проведем обратные лучи и
найдем на колонне точки 12t, 22t, 32t, 52. Это тени от точек I, II, III и IV кромки плиты. Соединив точки плавной кривой, получим
тень от плиты на колонну. На пересечении этой кривой с границей собственной тени колонны получим точку 42t. 22t – высшая точка, 12t и 32t лежат на одном уровне, 42t – точка исчезновения на границе собственной тени плиты.
Способ цилиндрических экранов. В качестве вспомо-
гательного экрана можно использовать цилиндрическую поверхность (рис. 40). Принцип построения основан на том, что контур тени от прямоугольной плиты на цилиндрическую поверхность изображается на фасаде в виде окружности того же радиуса. В натуральном виде это эллипс, наклоненный под углом 45º кфронтальнойплоскости проекций, который проецируется на фронтальную плоскость в окружность.
На рис. 41 показан пример построения падающей тени от квадратной плиты на поверхность эллипсоида вращения.
|
22 |
S2 |
|
|
S3 |
12 |
32 |
42 |
13...43 |
||
|
|
|
32t |
|
|
|
|
22t |
42t |
33t |
|
|
|
|
R |
||
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12t |
|
O2 |
52t |
13t |
|
|
|
|
|
R |
|
11t |
R |
O1 |
51t |
|
|
|
21t |
31t |
41t |
Рис. 40 |
|
|
|
|
|
|
11 |
21 |
S1 |
31 41 |
|
|
|
|
|
Рис. 40 |
|
I2 |
|
R |
|
R1 R2 |
|
|
I21 |
|
1 |
|
|
||
|
|
12 |
|
|
A12 |
|
A2 |
2 |
1 |
|
|||
B2 |
R2 |
22 |
I2it |
1 B12 |
||
I2t |
2 |
|
||||
|
32 |
|
|
|
|
32 |
02
Рис. 41
35
Через произвольную параллель (А А21) проводим «цилиндрический экран» и на нем строим тень от плиты, это окружность радиуса R1 c центром в точке О2. Центр находитсяна пересечении луча, проведенного через точку I2, с осью цилиндра (так как плита квадратная), он совпадает с осью данного тела вращения. Радиус определяется половиной диаметра взятой параллели R1. На пересечении параллели (А2 А21) с окружностью радиуса R1 находим точки 22 и 221. Таким же образом на параллели (В2 В21) при пересечении ее с окружностью радиуса R2) найдены точки 32 и 321. Верхняя точка – 12 – лежит на одном уровне с точкой I21, найденной на луче (I2 O2). Последовательно соединяя точки 32, 22, 12, 221, 321, получим кривую – контур падающей тени от переднего ребра плиты на данную поверхность вращения. Слева кривая ограничена точкой I2t, – тенью от вершины I2, справа – точкой I2it (точкой исчезновения тени), которая лежит на пересечении кривой с границей собственной тени. Контур собственной тени построен с использованием вспомогательных касательных поверхностей.
1.6. Т Е Н И О С Н О В Н Ы Х А Р Х И Т Е К Т У Р Н Ы Х ДЕТАЛЕЙ И ФРАГМЕНТОВ
Рассмотрим примеры построения теней наиболее распространенных архитектурных фрагментов, где способы построения теней применяются совместно в различных сочетаниях.
Тень от профильной арки. На рис. 42 профильная арка отбрасывает тень на фронтальную стену. Ширина тени y1 равна выносу. Ширина тени от колонны, примыкающей к стене, тоже равна выносу - а. Ширина тени от свободной колонны равна сумме ее сторон – 2а. Ширина светового пятна от арочного
36
проема уже арки, так как граница собственной тени получается от ребер колонн, лежащих по разные стороны стены. У передней колонны световая плоскость проходит через заднее левое ребро, а у примыкающей к стене - через правое переднее. Чтобы построить контур тени от цилиндрического свода, строят тени
от двух окружностей, лежащих на обеих плоскостях стены. |
На |
рисунке обозначена тень от правого контура (12t 22t 32t 42t |
52t). |
Построение тени от профильной окружности описано на рис. 17. От левого контура показано построение тени верхней точки 321
– 32t1. Построенные тени пересеклись в точке К. Проведенный через нее обратный луч фиксирует две конкурирующие точки, где луч переходит с одной плоскости на другую.
y1 |
|
|
|
|
|
y1 |
|
|
|
|
|
|
|
y2 |
|
33 |
331 |
3 |
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
23 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
43 |
|
|
|
|
|
|
13 |
|
53 |
|
42t |
|
|
|
|
|
52 |
|
|
|
||
|
|
|
|
K |
|
32t |
|
|
|
|
|
52t |
3 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
||
|
|
|
|
|
|
2t |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
D |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
2t |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12t |
|
y2=D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 42 |
|
|
|
2a |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тень на лестницу. На рис. 43, а построены падающие тени от парапета, ограниченного вертикальными и горизонтальными ребрами. Лестница наклонена к горизонтальной плоскости под углом α. Тень от вертикальной прямой на фронтальную проек-
37
цию лестницы повторяет ее профиль, повернутый влево. Достаточно построить тень от угла и от него вниз строить профиль ступеней. Вверх от тени угла строят тень от горизонтального ребра, которое совпадает с направлением фронтальной проекции луча. Тень от вертикального ребра на горизонтальной проекции совпадает с направлением горизонтальной проекции луча. Тень от горизонтальной части тоже повторяет профиль, который расположен под углом α и перпендикулярен горизонтальной проекции.
α 90o |
45o |
α |
23 |
33 |
α
а) a |
|
б) б |
|
32
22
12 32t
12 t 22 t
Рис. 43 |
o |
Рис. 43 |
45 |
|
|
На рис. 43, б построена тень от перил, параллельных лестнице. (Тень от прямой, параллельной плоскости, параллельна самой прямой). Если построить тень на ребра проступей, получим две параллельные линии, между которыми расположена тень на ступени. На рисунке построены тени точек 2 и 3 – 2t и 3t. Наклонный участок (2t 3t) – тень от перил на подступенок. По проступи тень возвращается на правую линию, затем снова направляется к левой под углом α. На горизонтальной проекции тени на проступи будут располагаться между теми же параллельными линиями, но наклонные участки пойдут слева направо.
38
|
Тени от элементов схематизированного здания. На рис. 44 |
|||||||||||||
построены тени на фрагменте фасада здания. Точки А В С D и Е |
||||||||||||||
лежат на стене. Ширина тени |
|
|
|
8 |
62=72 |
|
||||||||
от навеса равна глубине кар- |
|
|
|
2 |
|
72t |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
низа, определена лучом (1 1t). |
|
|
|
|
82t |
62t |
||||||||
Тень от точки 4 лежит на лу- |
1 |
A2 |
Αα B2 |
C2 |
D |
2 |
α |
E2 |
||||||
че – (4 |
4t). Тень от точки D |
|
2 |
|
|
|
52 |
|
||||||
|
|
|
32 |
42 |
|
|||||||||
совпадает с ней как лежащей |
|
|
|
|
|
|||||||||
45o |
|
12t |
|
|
42t |
52t |
||||||||
на плоскости. Тень от кромки |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
2 |
32t |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
навеса |
профильного |
участка |
|
|
|
2t |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
(С3)– (С3t )– параллельна (D 4t ), |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
так |
как |
тени |
параллельных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
прямых |
на |
одну |
плоскость |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
параллельны. Тень от гори- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
зонтальной |
кромки |
навеса |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
можно найти |
|
по выносу. На- |
|
|
|
Рис. 44 |
|
|
|
|
||||
клон тени от трубы на крышу |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
равен углу наклона крыши (при равных уклонах определяется |
||||||||||||||
по левому скату). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Тени в нишах. |
Ниши обычно имеют форму поверхностей |
||||||||||||
второго порядка, поэтому падающая тень от кромки ниши на ее |
||||||||||||||
внутреннюю поверхность будет плоской кривой того же поряд- |
||||||||||||||
ка (на основе теоремы Монжа о плоских сечениях). Это позво- |
||||||||||||||
ляет упростить построение, выполняя его по одной проекции, |
||||||||||||||
используя опорные точки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Построим тень в полусферической нише (рис. 45). Наклон- |
|||||||||||||
ное сечение Б-Б позволяет увидеть построение точки 6 на малой |
||||||||||||||
оси эллипса падающей тени. Контур собственной тени (1, 2, 3, 4, 5) |
||||||||||||||
построен с использованием касательных конусов. Расстояние от |
||||||||||||||
центра |
сферы |
до |
|
точки 5 |
(малая полуось эллипса) |
равно |
||||||||
0,57R ≈ 0,6R. Расстояние от центра сферы до точки 6 равно при- |
||||||||||||||
мерно 1/3R, (точнее cos 70o = 0,342). Полуэллипс (1 6 2) – кон- |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
39 |
|
|
|
|
|
|
|
тур падающей тени – можно построить по трем точкам. Кстати, любая точка этой кривой отстоит от линии (1 2) на 1/3 своей полухорды в направлении, параллельном малой оси эллипса.
На рис. 46 построены собственная и падающая тени полуцилиндрической ниши со сферическим завершением. АВ – граница перехода, на которой лежат пограничные точки 4 и 7. В точке 4 виден излом при переходе собственной тени сферы в тень цилиндра. Точка 8 – тень от точки А. Контур падающей тени не должен иметь излома, так как поверхности цилиндра и сферы касательные.
C1
Б - Б
|
|
|
|
o |
|
|
|
|
35 |
|
n=Cos70o |
|
n |
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
o |
Б |
C |
3 |
1 |
|
|
|
61 |
||
A |
|
5 |
|
A |
4 |
|
|
||
|
|
|
|
R |
6 |
2 |
6 |
|
|
R |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
R |
|
|
|
A - A |
|
|
|
Б |
|
|
|
|
Рис. 45
0 , 6 R
C |
3 |
1 |
|
A |
5 |
R |
|
4 |
7 |
||
|
|||
|
6 |
|
|
|
8 |
|
|
|
Рис. 46 |
|
1 3 R
B
Тени на поверхность вращения прямого и обратного про-
филя. Характер линии собственной тени поверхности вращения зависит от вида образующей поверхности. Особое значение имеет угол наклона касательных, проведенных в точках перегиба линии профиля (очерка). Если угол α меньше 45º, то контур собственной тени распадается на две части (рис. 47, а); если
40