Построение перспективных изображений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Кафедра начертательной геометрии и технического черчения

Курсовая работа

По дисциплине: "Начертательная геометрия"

На тему: "Построение перспективных изображений"

Выполнила: К.С. Барабошкина

Руководитель: Н.А. Горбань

Иркутск 2017

Содержание

Введение

1. Способы построения перспективы

2. Перспектива окружности

3. Композиция перспективы

4. Перспектива интерьера

5. Построение теней в перспективе

Заключение

Список использованных источников

Введение

Начертательная геометрия - раздел геометрии, в котором изучаются различные методы изображения пространственных форм на плоскости. Она представляет собой одну из основных дисциплин в профессиональной подготовке архитектора. Основная ее задача - научить владению графическим языком архитектора - чертежом, а так же правильно читать другие изображения архитектурных проектов.

Одна из областей этой дисциплины, которая будет рассмотрена в данной курсовой работе, представляет особый интерес для моей специальности, так как в ней изучаются теория и практические способы построения изображений, с помощью которых можно с наибольшей наглядностью представить архитектурное сооружение и всю окружающую его среду. Эта область называется перспективой. Благодаря этому способу изображения объекта, можно показать не только его форму, но и взаимное положение наблюдателя относительно его, выявить плюсы и минусы функционального, конструктивного и художественного решения. Перспектива имеет множество преимуществ по сравнению с другими средствами отображения предметов, а именно - возможность максимально наглядно представить то, как будет выглядеть финальный результат проекта еще на той стадии, когда как такового результата еще не существует. Этот метод выигрывает и в сравнении с макетированием. Отличительные особенности заключаются в том, что макетирование предоставляет нам наглядное отображение пространственного решения, но благодаря ему мы не в силах определить, как это решение будет выглядеть со стороны наблюдателя, перспектива же предоставляет нам эту возможность. Кроме того, этот способ значительно проще и дает возможность в более короткие сроки проверить композицию сооружения, выявить недостатки и показать достоинства объекта.

Создаются различные технические средства, облегчающие построение перспективных изображений. Однако это не снижает значения обычных графических способов построения перспективы в творческом процессе архитектурного проектирования. Знание теории построения и умение воспользоваться ей - важны для понимания взаимосвязей в строении объекта, чтения чертежей и улучшения пространственного мышления.

Целью данной работы является получение навыков построения перспективных изображений, на примере которых можно будет увидеть преимущества и недостатки конструктивного и композиционного решения объектов.

Для этого необходимо ознакомиться с теорией перспективы (способы построения, изображение теней, перспектива интерьера и т.д.) и овладеть навыком ее построения на примере вычерчивания несложных архитектурных сооружений.

1. Способы построения перспективы

Для построения перспективы объекта исходным материалом служат его ортогональные проекции (горизонтальная пр. - план , фронтальная пр. - фасад).

Построение перспективных проекций на плоскости удобно изучать по схеме перспективного аппарата, состоящего из системы плоскостей, линий и точек, которые обозначаются следующем образом (см. рисунок 1):

Рисунок 1. Аппарат перспективы: K - вертикальная плоскость проекции (картина); T - предметная плоскость; S и s - точка зрения (центр проекции) и ее горизонтальная проекция; H - плоскость горизонта, проходящая через т. зр.; SP - главный луч, перпендикулярный картине; P и p-главная точка картины и ее горизонтальная проекция; d - расстояние точки зрения, равное SP и sp; hh - линия горизонта; tt - основание картины; Pp и Ss-высота горизонта; и - дистанционные точки, расположенные на расстоянии d от главной точки картины P.

В классическом евклидовом пространстве построение перспективы не представляется возможным, поэтому оно было дополнено несобственными элементами: несобственными точками, прямыми, плоскостью. Это называется дополненным евклидовым пространством.

Для выполнения чертежа необходимо с помощью данных ортогональных проекций правильно выбрать точку зрения : угол зрения должен быть в пределах 25-40°, при этом наиболее оптимальным считается угол 35°. Главная точка картины P может находиться в средней трети обозреваемой части объекта. При несоблюдении этих условий перспективное сокращение будет чрезмерным, а изображение неестественным.

Самым используемым методом построения перспективы является способ архитекторов, он довольно прост в освоении, выполняется с активным использованием горизонтальных параллельных прямых, сходящихся на финальном изображении в точке F, находящейся на линии горизонта.

Рисунок 2а. Перспектива с двумя точками схода.

Рисунок 2б. Перспектива с двумя точками схода.

Построение может происходить при использовании одной или двух точек схода. Помимо правильного выбора точки зрения важно продумать композиционный аспект, то есть заранее удостовериться в том, что горизонтальный и вертикальный углы зрения удовлетворяют необходимому масштабу и размеру формата. (см. рисунок 2 а ).

Чтобы верно выполнить чертеж нужно провести через точку зрения (на ортогональных проекциях), минуя вертикальную плоскость проекции, линии к тем точкам плана, опираясь на которые можно будет восстановить план уже в перспективе (см. рисунок 2 б). Удостовериться, что угол зрения допустим и найти точки схода (для этого проводим прямые под углом 45° в обе стороны от главного луча).

Если объект прямоугольный, то прямые S и S будут параллельны сторонам объекта, а прямые, параллельные S и S будут отображаться на перспективе как сходящиеся в точках и (в зависимости от того, какой из прямых была параллельна проведенная прямая в ортогональных проекциях).

Теперь можно приступить к построению перспективы плана (см. рисунок 2 б). На основании картины находим вторичную проекцию главной точки , а на линии горизонта точки схода и с увеличением расстояний во столько раз, сколько необходимо для получения наиболее наглядного изображения. На основание картины t переносим точки, полученные засечками на следе картины исходного плана, откладывая их от и проводим через них вертикальные прямые. Затем перспективу прямых в точки схода и и в их пересечении получим точки перспективы плана.

Начинают построение вертикальных ребер обычно с точки , так как ребро совпадают со своим следом на картинной плоскости, то есть отображаться будет в истинную величину (с учетом масштаба).

Рисунок 3а. Перспектива с одной доступной точкой схода.

Рисунок 3б. Исходные ортогональные проекции и необходимые построения.

При выполнении чертежа с одной точкой схода всё делается так же за исключением того, что сначала находятся картинные следы , и прямых, проходящих через точки 2, 3 и 4 плана и точку схода . С их помощью строят ребра.

Перспективу горизонтальных прямых в одном случае строится проведением прямой в точку схода , а в другом - соединением пары построенных точек (например: 1-2 и 3-4).

В случае, когда высота горизонта слишком мала и план в перспективе оказывается слишком сжатым применяется дополнительный план, который строится на вспомогательной предметной плоскости, опущенной или поднятой на произвольное расстояние (см. рисунок 4 ). Построения выполняются на нем, а потом, уже с помощью вспомогательной вертикальной плоскости (которая строится в произвольном виде) переносятся на плоскость предметную.

Рисунок 4 а, б. Вспомогательные вертикальная и горизонтальная плоскости.

Существуют и другие методы построения, например, радиальные: угловой и фронтальный (способ следа луча), а так же координатный (способ перспективной сетки, планировочная перспектива), но подробно их рассматривать в этой курсовой на представляется возможным и необходимым.

2. Перспектива окружности

Построение перспективы окружности применяется при изображении сооружений и внутренних пространств зданий круглой формы, а также при построении перспективы сводов, арок и других архитектурных фрагментов. Проецирующие лучи, проходящие через точку зрения и окружность, образуют наклонный конус с круговым основанием, пересечение поверхности которого с картинной плоскостью и будет являться перспективой. В зависимости от положения точки зрения относительно окружности она может проецироваться любой из трех конических кривых:

1) эллипсом (если точка зрения располагается вне окружности)

2) параболой (если точка зрения совпадает с точкой окружности)

3) гиперболой (если точка зрения располагается внутри окружности)

Наиболее простой способ построения перспективы окружности (см. рисунок 5 а) - с помощью построения перспективы описанного квадрата и восьми точек эллипса.

Рисунок 5 а, б. Построение перспективы окружности.

Если стороны описанного квадрата параллельны картине, можно воспользоваться дистанционными точками D или дробной точкой D/2 , проведя перспективу диагонали квадрата или полу-квадрата соответственно. Аналогично строится перспектива вертикальной окружности.

При необходимости вписать эллипс в квадрат, стороны которого не параллельны картине, нужно половину квадрата вынести в плоскость картины с помощью любой точки на горизонте, построить на ней равнобедренный прямоугольный треугольник с соотношением 0,707 для определения нужных точек (см. рисунок 5).

перспективный проекция плоскость тень

Рисунок 6. Построение перспективы второй окружности, расположенной в параллельной плоскости.

Рисунок 7. Построение перспективы второй окружности меньшего диаметра, расположенной в параллельной плоскости

Чтобы построить перспективу второй окружности, расположенной в параллельной плоскости (см. рисунок 5 б) , откладывается в плоскости картины расстояние l между окружностями и строится перспектива вспомогательной плоскости, точки поднимаются на плоскость с помощью вертикалей (см. рисунок 6 ).

Построение перспективы второй окружности меньшего диаметра, расположенной в параллельной плоскости (см. рисунок 7) происходит по такому методу, только вместо вертикалей - образующие конуса с вершиной в точке С. Построение происходит с применением дополнительных вертикальной и горизонтальной (при необходимости - нескольких) плоскостей, о которых было рассказано в части курсовой о способах построения перспективы.

3. Композиция перспективы

Один из основных пунктов построения перспективы , как уже говорилось в первой главе, это выбор точки зрения .Она должна быть реальной. Для этого сначала нужно мысленно представить , как будет выглядеть сооружение, и на эскизе изобразить так , чтобы были видны главный и боковой фасады , окружающее пространство, и были нанесены светотени для большей выразительности и представления ( см. рисунок 8).

Рисунок 8. Выбор положения точки зрения

Рисунок 9. Углы

При построении композиции листа следует предусмотреть пространство перед главным фасадом (ограниченное пространство подчёркивает монументальность сооружения ). Как правило сверху оставляют больше пространства .

Также существует связь между углами зрения и рамкой перспективы (изображение должно находиться в пределах нормального угла зрения -(см рисунок 9)).Углы охвата (горизонтальные углы ограничивающие окружающую застройку, небо) должны быть не более - .

При построении панорамных перспектив, отображающих большие пространства комплексов, горизонтальные углы могут быть - .Панорамные перспективы при небольших углах зрения отличаются вытянутыми по горизонтали пропорциями с соотношением сторон рамки 1:3,1:4.

4. Перспектива интерьера

При построении перспективы интерьера , выбрать нужную точку зрения и величину углов зрения играет важную роль . В перспективе интерьера используется ограничение угла зрения a=, это связано с тем , что в поле зрения попадает лишь половина самого интерьера (см. рисунок 10 а ) . Глубина же внутреннего пространства выявляется слабо , пропорции помещения воспринимаются укороченными. Если использовать больший угол зрения, а= , то глубина внутреннего пространства воспринимается преувеличенной (см. рисунок 10 б ). Оптимальными углами зрения принято считать - .

Рисунок 10 а, б. Углы зрения в перспективе интерьера

Фронтальная перспектива - это перспективное изображение интерьера, у которого одна из стен расположена параллельно картине, а другие перпендикулярно. Эта перспектива строится с одной точкой схода - главной точкой картины Р. Картинная плоскость на плане может быть расположена в любом месте по глубине интерьера. При построении фронтальной перспективы , следует установить точку зрения в пределах средней трети ширины пространства интерьера, при этом изображение воспринимается более естественным, чем угловая перспектива с той же точки зрения ( см. рисунок 11 ).

При построении угловой перспективы главный луч и картинную плоскость располагают под произвольным углом к основным плоскостям интерьера , метод построения схож с методом построения перспективы внешнего вида здания( см. рисунок 12 ). На примере изображения видно , как построена перспектива интерьера при одной доступной точке схода с увеличением в два раза . Были проведены крайние проецирующие лучи , которые определяют горизонтальный угол зрения ( а= ) и ту часть внутреннего пространства , которое будет изображено в перспективе . Высота помещения может быть отложена в истинную величину в точках и , где картина пересекает боковые стены. Толщина стены с проемами, взятая с плана (отрезок n), также построена в плоскости картины (отрезок 2n ).

Рисунок 11. Фронтальная перспектива

Рисунок 12. Угловая перспектива

5. Построение теней в перспективе

При построении теней в перспективе нужно учитывать условия , в которых окажется проектируемое сооружение в реальности (ориентацию здания , широту места) и верно передать на изображении направление лучей света . Также необходимо иметь две проекции - перспективу луча и вторичную ее проекцию. Еще одно важное правило - лучевые прямые и их проекции , параллельные в пространстве , имеют свои точки схода , при этом точки схода вторичных проекций лучей находятся на линии горизонта.

Возможны три схемы построения теней в зависимости от направления лучей и положения источника света (см. рисунок 13).

Рисунок 13. Построение теней в перспективе

На первой схеме солнце находится позади зрителя , слева .Точка схода проекций лучей s находится на горизонте , а точка схода самих лучей - ниже горизонта на одной вертикале с точкой s ( часто применимый случай ).

На второй схеме солнце расположено перед зрителем , справа .точка схода вторичных проекций лучей на горизонте , а точка схода S перспектив лучей - выше горизонта .

На третьей схеме лучи света параллельны картинной плоскости , а вторичные их проекции - параллельны основанию картины .

При построении тени призматических тел (см. рисунок 14 ), направление лучей задается точками схода перспектив лучей S и вторичных проекций s.Грани призм , находящиеся в собственной тени , определяются с помощью вторичных проекций лучей , проведенных на предметную плоскость . Тени от вертикальных ребер - направлены в точку схода s вторичных лучей .Тени от горизонтальных ребер будут параллельны этим ребрам ,и точкой схода их перспектив будет точка схода . Тень точки А построена как точка пересечения светового луча с вертикальной гранью призмы с помощью вспомогательной лучевой секущей плоскости .Она пересекает предметную плоскость по вторичной проекции луча, а грань призмы - по вертикале .

Пересечение светового луча с линией сечения определяет падающую тень точки А.

Рисунок 14. Построение теней призматических тел

Проекциями этого луча будут : на горизонтальной плоскости - вторичная проекция с точкой схода s; на фронтальной проекции - контур падающей тени с точкой схода на вертикали , проходящей через точку схода ; на профильной проекции - отрезок А с точкой схода , которая определяется в точке пересечения двух линий схода - вертикали и прямой S.

Построение теней цилиндрического столба с квадратной плитой заключается в наличии на перспективном изображении двух точек схода перспектив параллельных ребер на линии горизонта и двух точек схода перспектив лучей S и их вторичных проекции s .

Заключение

При выполнении данной курсовой работы мы изучили такой раздел в начертательной геометрии как перспектива . Перспектива представляет собой способ изображения пространственных фигур на плоскости с помощью центральной проекции. Благодаря ей архитектор способен, не прилагая особых усилий , показать с разных точек зрения всю форму объекта , а также представить функциональное , конструктивное и художественное решение проектируемого сооружения .

В первой главе мы рассмотрели способы построения перспективы . В этот разделы входят такие основные понятия как аппарат перспективы , точка зрения , углы перспективы , и научились строить перспективу наиболее распространенным способ - способом архитекторов в трех его вариациях ( с одной или двумя точками схода ,или с использованием дополнительного плана и вспомогательной плоскости ). Суть этого способа заключается в использовании точек схода перспектив параллельных горизонтальных прямых объекта.

В следующей главе мы разобрались , как строить перспективу окружности в горизонтальных и вертикальных плоскостях , а также с разными диаметрами.

В третьей главе мы узнали о там, как располагать точку зрения в перспективе под каким углом (изображение должно находиться в пределах нормального угла зрения 40°-45°, для того чтобы придать большей наглядности и представления формы ) , как зависит расположение перспективы от окружающего объема.

В четвертой главе мы познакомились с перспективой интерьера и ее видами ( фронтальной и угловой ).Узнали какую точку зрения следует брать для более оптимального представления фронтального перспективного изображения (следует установить точку зрения в пределах средней трети ширины пространства интерьера) и , что способ построения угловой перспективы довольно прост, так как имеет сходные этапы в построение перспективы внешнего вида здания .

В последней главе мы рассмотрели тени в перспективе , их способы построения , в зависимости от направления лучей и положения источника света.

Все полученные знания и навыки построения были применены в работах графической части , на примерах которых можно разобрать основные разделы перспективы , выявить недостатки и преимущества способов построения( расположения точек зрения и выбора углов , построение теней и применение графики ).

Список использованных источников

1.Короев Ю.И. Начертательная геометрия: учебник для архитектурных специальностей вузов,-М.: Высшая школа ,2007.

2.Короев Ю.И. Черчение для строителей :учеб. для строительных специальностей вузов /Ю.И. Короев -М.: Высшая школа ,2009.-288с.:ил.

3.Стандарты ЕСКД по состоянию на 1.01.2017 г.

Размещено на Allbest.ru