计算机图形学——透视&基透视

一.基础知识

1. 两个主要平面及其交线

(1)画面(V)──透视所用的投影面,用符号V表示

(2)基面(H)──放置物体的水平面,相当于地面,用符号H表示。一般情况下,画面与基面相互垂直,所以可将它们看成是两投影面体系

(3) 基线(OX)──画面与基面的交线

图1-1
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 2. 视点及其相关要素

(1)视点(S)──投影中心(可想象为人的眼睛),用符号S表示

(2)站点(s)──视点基面上的正投影,即人在观察形体时的立足点,用符号s表示

(3)主点(s′)──视点画面上的正投影,用符号s′表示

(4)视距(Ss′)──视点到画面的距离

图1-2

(5)视高(Ss)——视点到基面的距离

(6)视平线(h-h)——过视点基面平行的平面与画面的交线,与基线平行,用符号h-h表示

(PS:视平线在画面(V),是一条经过主点(s'),且平行于 OX(O'X') 的 线段)

(7)视线——即投射线,是视点与形体上的点的连线 

图1-3

 

二.点的透视

1. 点的透视特性

点的透视为通过该点的视线与画面的交点。一点在画面上,则其透视即为该点本身。

如图2-1,点A的透视就是过点A的视线SA与画面的交点,用符号表示。

图2-1

由图2-1可知,透视投影没有办法确定空间点与其透视投影间唯一的关系,所以在此,必须引入一个新的概念──基透视

2. 点的基透视

如图2-2,空间点A的透视投影Ao 与它并非唯一对应,所有在视线SA上的点,如点A1A2,……,它们的透视都是

图2-2

     空间点A在基面上的正投影a,称为点A基点a的透视就是A基透视,用符号表示。

    过基透视作一视线Sa°,与基面只交于点a,而过a的铅垂线与过A°的视线SA°也只交于一点,即空间点A,可见,只要给定了,在空间上就只有唯一的一点A与之对应。

 

图2-3

三. 点的(基)透视作图

1.空间点的透视,通常利用点的正投影作出(三维立体图 四条法则)

(1)A的透视Ao  与其 基透视ao 在一天连线上,且垂直于基线

(2)垂足是视线SA 的 基面投影sa 与 基线的交点aox 

(3)A的透视Ao  位于过该点的 视线SA 的 画面 正投影s′a

(4)A的基透视ao 位于 视线Sa 的 画面 正投影s′ax上。

图3-1

为了方便作图,一般将画面与基面分离,并平放在同一平面上,基面与画面的边框不必画出(三维立体图变为平面图)

PS:基础知识

1.OX和O'X'其实是一条线,只是处于不同的平面,OX在 基面(H),O'X'在 画面(V).

2.透视和基透视都在 画面(V)上

修改后的 四条法则 (平面图): 

1.A点 的 透视Ao  与其 基透视ao 在一天连线上,且垂直于基线

2.垂足 是 站点 s 与 基点a 的连线 交 基线OX(O'X') 的 交点 aox

3.透视 在 主点 s' 与 被透视点(A) 在 画面上的 正投影(a') 的连线上 ;透视点 是 垂足 与 s'a' 的交点

4.垂足 在 主点 s' 与 被透视点(A) 的基点 (a) 在 画面上的 正投影(ax) 的连线上;基透视点 是 垂足 与  s'ax 的交点

PS:三位立体图 也 适用

图3-2

 2.示例一 点的透视

图3-3

如图3-3所示,已知视点SA点在基面和画面上的正投影,求作A点的透视和

基透视。

作图过程:

(1)连接saoxaox

(2)连接s ′a'

(3)连接s′ax

(4)aox作直线垂直于o′x′, s′axao

s′a'于Ao,则为点A的透视,ao 为点A的基透视。

3.示例二 线的透视

如图3-4,AB∥V,已知视点S和直线ABV面投影和H面投影,求作AB的透视(结果如图3-5)

图3-4
图3-5

作图过程:先基面(1,2),在画面(3,4,5,6,7)

(1) 连接saoxaox

(2) 连接sboxbox

(3) 连接s ′a′

(4)连接s′b

(5)连接s′ax

(6)连接s′bx

(7)aox作直线垂直于o′x′,s′as′axbox作直线垂直于o′x′,s′bB°s′bxA°B°连线即AB的透视,a°b°连线即AB的基透视 

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