1 建筑工程制图基础
1.1 投 影 原 理
1.1.1 投影的形成与分类
(1)投影的形成
在日常生活中我们可以看到许多有关投影的现象。例如,在阳光照射下,一棵树、一幢楼等都会在地面上或墙面上形成影子。在室内,当灯光照射桌子时,会在地板上产生影子,如图1-1所示。当光线照射角度或者光源位置改变时,影子的位置、形状也会随之变化。工程上的投影图应精确表达工程物体及其内部的形状和结构,因此,假设光线必须能够穿透物体内部,即把生活中的投影现象抽象出来,表述为光线照射在物体上在投影面上就形成了投影。
图1-1 生活中的投影
投影中心投射出投影线在投影面上就形成了投影图,如图1-2所示。对投影概念的理解应注意以下两点。
①投影形成的三个要素:投影线、投影对象(点、线、面或形体)、投影面。其中投影线是投影中心发出的。如把投影中心移到无穷远处,投影中心发出的投影线就可看成是平行的。投影对象是介于投影面和投影中心之间的位置的。投影面是一平面,通常情况下此平面和形体是平行的。
②在制图中所得到的投影图和现实中的投影不同。制图中的投影是把形体内部或后面看不到的结构用虚线来表示。然而生活中的投影只是表现为阴影。
投影线所确定的投影方向不同,反映出的投影对象的大小和形状不同,得到的投影图也不同。根据不同的投影方向得到不同的投影图,也就对应着不同的投影方法。
图1-2 投影图的形成
(2)投影的分类
投影分中心投影和平行投影两大类。
①中心投影 中心投影是指由一点发出投影线所形成的投影,如图1-3(a)所示。
②平行投影 平行投影是指投影线相互平行所形成的投影。依据投影线与投影面的夹角不同,平行投影又分为正投影和斜投影两种,如图1-3(b)所示。
a.正投影:投影线相互平行且垂直于投影面的投影。
b.斜投影:投影线倾斜于投影面所形成的投影。
图1-3 投影的分类
(a)中心投影;(b)平行投影
在正投影条件下,使物体的某个面平行于投影面,则该面的正投影反映其实际形状和大小。因此,一般工程图样都选用正投影原理绘制。运用正投影法绘制的图形称为正投影图。在投影图中,可见轮廓画成实线,不可见的画成虚线,如图1-4所示。
图1-4 正投影图
(a)可见轮廓;(b)不可见轮廓
1.1.2 正投影的基本特征
(1)真实性
当直线线段或平面图形平行于投影面时,其投影反映实长或实形,如图1-5(a)、(b)所示。
(2)积聚性
当直线或平面平行于投影线时(或垂直于投影面),其投影积聚为一点或一直线,如图1-5(c)、(d)所示。
(3)类似性
当直线或平面倾斜于投影面而又不平行于投影线时,其投影小于实长或不反映实形,但与原形类似,如图1-5(e)、(f)所示。
(4)平行性
互相平行的两直线在同一投影面上的投影保持平行,如图1-5(g)中AB∥CD,则ab∥cd。
(5)从属性
如果点在直线上,则点的投影必在直线的投影上,如图1-5(e)中C点在AB上,C点的投影c必在AB的投影ab上。
(6)定比性
直线上一点所分直线线段的长度之比等于它们的投影长度之比;两平行线段的长度之比等于它们没有积聚性的投影长度之比,如图1-5(e)中AC∶CB=ac∶cb,图1-5(g)中AB∶CD=ab∶cd。
图1-5 正投影的基本特性
(a) 直线线段平行于投影面;(b)平面图形平行于投影面;(c)直线垂直于投影面;(d)平面平行于投影线;(e)直线倾斜于投影面而又不平行于投射线;(f)平面倾斜于投影面而又不平行于投影线;(g)互相平行的两直线在同一投影面上