投影基礎(chǔ)知識(shí)(20201126013217)

1、精品文檔7.1投影的基本知識(shí)7.1.1投影的概念1. 投影的概念當(dāng)物體在光線的照射下， 地面或者墻面上會(huì)形成物體的影子， 隨著光線照射的角度以及 光源與物體距離的變化，其影子的位置與形狀也會(huì)發(fā)生變化。 人們從光線、形體與影子之間 的關(guān)系中，經(jīng)過(guò)科學(xué)的歸納總結(jié)，形成了形體投影的原理以及投影作圖的方法。光線照射物體產(chǎn)生的影子可以反映出物體的外形輪廓。如圖7.1(a)所示，光線照射物體將物體的各個(gè)頂點(diǎn)和棱線在平面上產(chǎn)生影像，物體頂點(diǎn)與棱線的影像連線組成了一個(gè)能夠反映物體外形形狀的圖形，這個(gè)圖形為物體的影子。如圖7.1(b)所示，在投影理論中，人們將物體稱(chēng)為形體，表示光線的線為投射線，光 線的照射方向

2、為投射線的透射方向，落影的平面稱(chēng)為投影面，產(chǎn)生的影子稱(chēng)為投影。用投影表示形體的形狀與大小的方法為投影法，用投影法畫(huà)出的形體圖形稱(chēng)為投影圖。形體產(chǎn)生投影必須具備三個(gè)條件：形體、投影面與投射線，三者缺一不可，稱(chēng)為投影的三要素。-豔子影子(b)投影圖7.1影子與投影2. 投影法的分類(lèi)投影法分為平行投影法與中心投影法兩大類(lèi)，這兩種方法主要區(qū)別是形體與投射中心距 離的不同。a. 中心投影法當(dāng)投射中心與投影面的距離有限遠(yuǎn)時(shí)，所有的投射線均從投射中心一點(diǎn)s發(fā)出，所形成的投影稱(chēng)為中心投影，這種投影的方法為中心投影法，如圖7.2所示。S投射中心圖7.2中心投影法中心投影的大小由投影面、 空間形體以及投射中心之間

3、的相對(duì)位置來(lái)確定，當(dāng)投影面和投射中心的距離確定后， 形體投影的大小隨著形體與投影面的距離而發(fā)生變化。中心投影法作出的投影圖，不能夠準(zhǔn)確反映形體尺寸的大小，度量性較差。b. 平行投影法當(dāng)投射中心距離形體無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)，投射線可以看作是一組平行線，這種投影的方法稱(chēng)為平行投影法，所得的形體投影稱(chēng)為平行投影。根據(jù)投射線與投影面的相對(duì)位置不同，又可以分為斜投影法與正投影法，如圖7.3(a)(b)所示(a)斜投影法(b)正投影法圖7.3平行投影法投射線傾斜于投影面時(shí)所作出的平行投影稱(chēng)為斜投影，如圖7.3(a)所示。投射線垂直于投影面時(shí)所作出的平行投影稱(chēng)為正投影，如圖7.3(b)所示。平行投影有投影面與投射方向確

4、定，當(dāng)投射方向一定時(shí)，空間形體與投影面的距離對(duì)平行投影的大小無(wú)影響。在正投影中，形體平面與投影面相互平行，其投影能夠反映平面的真實(shí)形狀與大小，且和平面與投影面的距離無(wú)關(guān)，因此工程圖樣通常采用正投影方法表達(dá)。3. 工程上常用的投影圖在工程中，由于表達(dá)的目的和被表達(dá)的對(duì)象特性不同，采用的投影圖也不一樣，常用的投影分為以下四種。a.透視投影圖透視投影圖又稱(chēng)為透視圖，它是采用中心投影法繪制的單面投影圖，如圖7.4所示的房屋的透視圖，透視圖的優(yōu)點(diǎn)是比較符合視覺(jué)規(guī)律、圖形形象生動(dòng)、立體感強(qiáng)，但是缺點(diǎn)是作圖復(fù)雜，度量性也較差，在工程設(shè)計(jì)常作為輔助讀圖的圖樣，用與作為建筑或者是工業(yè)產(chǎn)品的展示圖。b.軸測(cè)投影圖

5、軸測(cè)投影圖簡(jiǎn)稱(chēng)軸測(cè)圖，是按照平行投影法將形體及確定的空間位置的直角坐標(biāo)系，投影到選定的投影面上所得的單面投影圖，如圖7.5所示。軸測(cè)圖的優(yōu)點(diǎn)是立體感強(qiáng)，直觀性好，缺點(diǎn)是不能反映物體各個(gè)表面的準(zhǔn)確形狀，度量性差，作圖方法比較復(fù)雜，在工程上常 用做輔助讀圖的圖樣。C.正投影圖正投影圖是采用正投影法向兩個(gè)或者兩個(gè)以上的相互垂直的投影面作投影，并將所得投影展開(kāi)到同一個(gè)平面上得到的圖樣，如圖7.6所示。正投影的優(yōu)點(diǎn)是作圖簡(jiǎn)便，度量性好，在工程中應(yīng)用最廣泛，缺點(diǎn)是直觀性較差。圖7.6正投影圖在工程勘察、軍事d.標(biāo)高投影圖標(biāo)高投影圖是用正投影法繪制的帶有高度數(shù)字標(biāo)記的單面正投影圖,作戰(zhàn)中，常用來(lái)繪制地形圖、

6、建筑總平面圖。如圖7.7所示，標(biāo)高投影圖用間隔相等的水平截面截切地形，其交線為等高線，通過(guò)作出等高線在水平面上的正投影，并標(biāo)出高程數(shù)字， 即為標(biāo)高投影圖，從而反映該出的地形情況。圖7.6標(biāo)高投影圖7.1.2三面正投影圖1. 正投影的特性在工程圖樣中，最常用的為正投影，正投影有以下幾種特性。a.實(shí)形性若線段或者平面圖形平行于投影面，則其投影反映線段的實(shí)際長(zhǎng)度或者是平面圖形的實(shí) 形，如圖7.8所示，正投影法的這一性質(zhì)稱(chēng)為實(shí)形性。(a)線段(b)平面圖形圖7.8正投影的實(shí)形性b.積聚性若直線或平面圖形垂直于投影面時(shí)，則直線積聚為一點(diǎn)，如圖7.9(a)所示，平面的投影積聚為一直線，如圖7.9(b)所示

7、，正投影的這種性質(zhì)稱(chēng)為積聚性。此時(shí)，直線上的所有點(diǎn)必全落在直線的積聚投影上，平面上的所有直線必落在平面的積聚投影上。c. 類(lèi)似性當(dāng)直線或者平面既不平行也不垂直于投影面即當(dāng)直線或者平面圖形傾斜于投影面時(shí)，直線的投影仍為直線，但其投影的長(zhǎng)度小于直線段的實(shí)際長(zhǎng)度，如圖7.10(a)所示；平面圖形的投影為平面圖形，但其投影小于實(shí)形且與實(shí)形類(lèi)似，如圖7.10(b)所示。正投影的這種性質(zhì)稱(chēng)之為類(lèi)似性。d. 平行性互相平行的兩直線在同一個(gè)投影面上的投影仍然平行，且兩線段之比等于其投影長(zhǎng)度之比，正投影的這種性質(zhì)稱(chēng)為平行等比性。如圖7.11所示，若AB/ CD貝U ab/ cd,且AB:CD=ab:cd。圖7.

8、11正投影的平行性e. 定比性直線上一點(diǎn)將直線段的長(zhǎng)度等于它們的投影長(zhǎng)度之比，這種特性稱(chēng)為定比性，如圖7.12所示，ab為AB在投影面上的投影， AC： CB=ac： cb。f. 從屬性幾何元素的 從屬關(guān)系在投影中不會(huì)發(fā)生變化，如屬于直線上的點(diǎn)的投影必定屬于直線的投影，這種特性稱(chēng)為投影的從屬性，如圖7.13所示，C在直線AB上，則C點(diǎn)的投影c在直線AB的投影ab上。2. 三面正投影的形成圖7.14物體的一面投影圖用正投影表達(dá)空間形體的方法的優(yōu)點(diǎn)是繪圖過(guò)程簡(jiǎn)單，投影能夠反映實(shí)形，且度量方便;但一個(gè)投影面只能反映平行于投影面的兩個(gè)坐標(biāo)方向的形體大小和形狀，并不能反映出這個(gè)形體各個(gè)表面及其整體的形狀

9、和大小。如圖7.14所示，兩個(gè)不同的形體，在同一個(gè)投影面的投影圖是相同的，因此只用一個(gè)投影圖并不能表達(dá)形體的真實(shí)形狀與大小。如果將形體放置在三個(gè)兩兩相互垂直的投影面內(nèi)，分別用三組相互平行的透射線進(jìn)行投影，就可以獲得形體在三個(gè)投影面的正投影，如圖7.15所示，這樣就比較完整的反映出形體各個(gè)面的形狀與大小。圖7.15物體的三面投影圖三個(gè)相互垂直的投影面，構(gòu)成了三面投影體系，如圖7.16所示。在三面投影體系中，水平投影面簡(jiǎn)稱(chēng)水平面或者 H面,在其上的投影稱(chēng)為水平投影；正面投影面簡(jiǎn)稱(chēng)正平面或者 V面，在其上的投影稱(chēng)為正面投影；側(cè)面投影面簡(jiǎn)稱(chēng)側(cè)平面或者W面，在其上的投影稱(chēng)為側(cè)面投影；三個(gè)投影面的交線 O

10、X OY 0Z稱(chēng)為投影軸，共同交于原點(diǎn)0,分別表示形體長(zhǎng)寬高的三個(gè)測(cè)量方向，同樣兩兩相互垂直。ffi血投影3. 三面正投影的展開(kāi)將形體置于三面投影體系中， 分別由上向下投射獲得水平投影，由前向后投射獲得正面投影，由左向右投射獲得側(cè)面投影，如圖7.17所示房屋的三面的投影。T上向下、將三個(gè)相互垂直的投影面展開(kāi)，令V面保持不動(dòng)，H面圍繞0X軸向下旋轉(zhuǎn)90, W面圍繞0Z軸向右旋轉(zhuǎn)90,保證了三個(gè)投影面共面，如圖7.18(a)(b)所示房屋的三面投影展開(kāi)。VZ0W hV2i lH 1匕 idlABBa 4. - 1(a)(b)圖7.18房屋的三面投影展開(kāi)展開(kāi)后，H面位于V面的正下方，W面位于V面的正

11、右方，按照此種方式配置投影時(shí), 在圖樣上可以不標(biāo)記出投影面、投影軸的名稱(chēng)，這種方式獲得的視圖又稱(chēng)為三視圖。4. 三面正投影的特性任何一個(gè)形體都有上、下、前、后、左、右六個(gè)方向的形狀與大小，在三面投影圖中可 以，每個(gè)投影圖可以反映四個(gè)方向的情況，即V面反映上、下、左、右的情況；H面反映前、后、左、右的情況； W面反映上、下、前、后的情況，如圖7.19 ( a)( b)所示。們(b)圖7.19投影圖和物體的位置對(duì)應(yīng)關(guān)系形體具有長(zhǎng)、寬、高三個(gè)方向的尺度，在三面投影體系中，形體的長(zhǎng)度是形體最左最右 兩點(diǎn)間平行于X軸方向的距離，V面反映形體的正面形狀以及形體的長(zhǎng)度和高度；寬度最前 最后兩點(diǎn)間平行于 Y軸方向的距離，H面反映形體的水平面形狀以及形體的長(zhǎng)度和寬度；高 度是最上最下兩點(diǎn)間平行于 Z軸方向的距離，W/面反映形體的左面形狀以及形體的寬度和高 度，如圖7.19 （ a）所示。V、H兩投影左右對(duì)正，長(zhǎng)度相等，稱(chēng)為長(zhǎng)對(duì)正”；V、W兩投影上下平齊，高度相等，稱(chēng)為“高平齊”，H、W兩投影前后對(duì)應(yīng)，高度相等，稱(chēng)為“寬相等”統(tǒng)稱(chēng)為正投影的三等規(guī)律。* f平1J1J-、8-X圖7.20投影圖的三等規(guī)律5. 基本幾何體的三面正投影圖工程建筑中，許多形體是由一些基本形體經(jīng)過(guò)一定的疊加或者切割組合而構(gòu)成的，基本形體根據(jù)其表面幾何性質(zhì)又可分為平面立體如曲面立體，表面全部由平面圍成的基本形體稱(chēng)為平面立體，