[发明专利]透视图的二维制图法

说明书

本发明涉及一种制作透视图的新方法，即一种二维制图法。

在现有技术中，人们常常用二种方法制作透视图：一种是灭点法，另一种是利用电脑制作的三维图。前者认为：物体距视眼由近到远所产生的视觉影像则由大变小，最终消失在视平线上。实质上并非如此，我们不妨想像一下，即距我们30-40米开外有许多蚊蝇虽然看不见，却并非都消失在哪条视平线上；而后者为了体现画面有立位感吻合人眼视觉，首先在画面里设置一个三维坐标，然而却忽略了人眼透视现象是由三维空间最终反映到二维平面的客观现实。    

本发明的目的就在于提供一种绘制透视图既简单方便、又非常精确，且逻辑性强、适应性广的二维制图法。

实现本发明目的的技术方案是：先将人们视眼的视觉中心设为Z轴，定Z轴一端点S为视点，再把视眼内投影画面正立、放大到视眼前面，且在投影画面里设XY二轴与Z轴相互垂直相交，使之在有一个XY二维平面的同时也有一个XYZ三维空间。如果从Z轴一端S点与XYZ空间某物体上任意一点a作射线，则射线与XY坐标所在平面的交点就是空间物体上点a在画面的投影。因此，这一透视投影过程充分揭示了透视投影中的视点、投影画面、空间立面及空间投影物这四个基本因素的相互关系。

制作过程是利用一个水平投影面和一个由投影线垂直于Z轴的侧立投影面先求得投影点在空间XYZ坐标值，通过XZ和YZ两个二维平面，最终求得投影点在画面X轴和Y轴上的投影值，再在画面上相应连接投影点的边线，即便绘成透视图。

在发明透视图的二维制图法不仅简便、符合逻辑，而且非常精确，在人工绘图过程中不必进行任何计算，对开发新一代电脑绘制透视图软件提供了可靠的理论依据。适用于建筑、交通、军事等许多领域，为绘图数字化创造了必要的条件。

下面结合结合附图提供的实施例对本发明作进一步描述。

根据技术解决方案，先参照图1

从图1可以看出，其在有一个XY二维平面的同时也有一个XYZ三维空间。

再将投影点在XYZ内的投影用XZ和YZ两个二维平面来表现，能准确获得投影点a最终在画面XY坐标的投影值。如图2所示。

结合图1、图2作如下设定：

1、X轴和Y轴既是画面中的横轴和竖轴，也是XYZ空间的横轴和竖轴；

2、Z轴是视眼中心视线；也是视觉方向和空间纵轴；

3、点a是空间任一投影点；

4、Z轴原点是S，画面在Z轴的位置可根据所需画面大小而任意设定；

5、一般情况下，视眼向前看能见视角定为120°。

现设定本发明的实施例是在一水平面里放着三个物体：一个是5米高的园柱体，一个是1.5米高的四棱锥体，一个是1米高的长方体。其水平尺寸相互位置按1∶100的比例，视点高1.7米，视觉中心经过四棱锥体顶尖，如图3所示，用二维制图法绘制其透视图。

在水平投影面里各投影点到视觉中心(Z轴)的垂直距离就是各投影点的空间X坐标值(参见图4)，其理论计算点A的空间X坐标值为：X_A＝Sinθ.L。这里着重说明四棱锥体A、B、C、D四个投影点的求得。

在投影线垂直视觉中心(Z轴)的侧立投影面里，各投影点垂直到Z轴的距离就是各投影点的空间Y轴坐标值；而各投影点到Z轴的垂线与Z轴相交的交点到S点的距离就是各投影点的空间Z轴坐标值(参见图5)，其理论计算点A的空间Y轴坐标值和Z轴坐标值分别为：

Y_A＝Sinβ.N    Z_A＝cosβ.N