[其他]任意投影方向的立體繪圖儀

無效

• 申請號: 85107564
• 申請日: 1985-10-10
• 公開（公告）號: CN85107564A
• 公開（公告）日: 1986-09-03
• 發明（設計）人: 陳無逸
• 申請（專利權）人: 陳無逸
• 主分類號: B43L13/14
• 分類號: B43L13/14;B43L13/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬測繪、工程制圖及繪畫技法領域，并專門用于透視圖、正軸測圖、廣角透視圖的繪圖和教學演示方面。

已有透視圖法的數形概念比較模糊，未能建立確切的空間坐標系，每當投影方向(仰俯角，方位角)改變時，均需采用煩鎖的作圖或計算方法才能確定物體輪廓線在畫面上的滅點位置；已有正軸測圖法也未能建立確切的空間坐標系，每當投影方向改變時，也需采用較煩鎖的計算或作圖方法才能得出軸傾角和軸向伸縮率；此外，已有透視圖法中的視角范圍還不得不加以限制。

本發明的目的是提供一種任意投影方向的立體繪圖儀。該繪圖儀是由若干幅坐標圖和一塊曲線板組成，具有構造簡單、成本低、攜帶方便的特點，并且使用技術容易掌握，既能簡化立體圖繪圖技術，又能提高圖學理論水平，因此，很有可能使有關工程技術人員、教師、學生、美術工作者及繪畫愛好者普遍接受，從而可以進行大批量生產。

A、有關名詞定義及符號羅列

視點——觀察者眼睛位置，用符號O表示。

視線——從視點到視野內任意點所引的直線的統稱。

主視線——注視方向的視線。

視角——任一視線與主視線的夾角，用符號θ表示(注意區別于傳統的視角定義)。

畫面——與主視線垂直的平面。

畫幅——特定視角范圍內的畫面。

主點——主視線與畫面的交點，用符號O’表示。

畫距——視點到主點的距離，用符號R表示。

側水平軸——過視點，且平行于畫面的水平線，用符號OX表示。

正水平軸——過視點，且與側水平軸垂直的水平線，用符號OY表示。

豎直軸——過視點的鉛垂線，用符號OZ表示。

地平面——過視點的水平面(注意區別于實際地面)。

正立面——由側水平軸與豎直軸決定的平面。

側立面——由正水平軸與豎直軸決定的平面。

視平面——由主視線和側水平軸決定的平面(仰、俯視時為傾斜面，平視時與地平面重合)。

仰俯角——又稱高度角，即主視線與地平面的交角，用符號₀表示(其中仰角為正，俯角為負)。

傾角(緯度)——空間任一直線(包括視線)與地平面的交角，用符號表示(其中近低遠高為正，近高遠低為負)。

方位角(經度)——空間任一直線(包括視線)在地平面上的跡線與側立面的交角，用符號λ表示(其中跡線左近右遠為正，左遠右近為負)。

原線——平行于畫面的直線。

地平線——又稱0°緯線，即地平面與畫面的交線。

視平線——視平面與畫面的交線。

滅點——平行于空間任一直線的視線與畫面的交點，稱為該直線的滅點。

廣角透視圖——物體超出30°視角(即傳統所稱的60°視角)所作的透視圖。為了減少透視變形，可采用廣義投影(可理解為視線通過某種類似于眼球折光系統的透鏡折射到畫面上)，本發明采用的是方位投影中等距離投影(也是一種廣義投影)，由此產生的廣角透視圖類似于廣角攝影。

地平坐標系——以視點為中心，任意長為半徑作球，命側立面與該球面的交線為0°經線，地平面與該球面的交線為0°緯線(即地平線)，豎直軸與該球面的上、下交點分別稱天頂、天底。經度(λ)、緯度()定義見前述的方位角和傾角。

視野球面極坐標系——以視點為中心，任意長為半徑，在視野范圍(僅前方空間)作半球，命主視線與該半球面的交點為極點，視平面與半球面的交線為球面極坐標軸，球面極坐標方位角用符號α表示(逆時針方向為正，順時針方向為負)，天頂距(即視角)用符號θ表示(均為正值)。

平面極坐標系——命主視線與畫面的交點為極點(即主點)，視平線為極軸，極角用δ表示(逆時針方向為正，順時針方向為負)，極距用ρ表示(均為正值)。

視野直角坐標系——由側水平軸OX，正水平軸OY，豎直軸OZ組成的空間直角坐標系。

B、有關坐標變換公式羅列

地平坐標(，λ)變換成視野球面極坐標(α，θ)的公式為其中₀為仰俯角。

視野球面極坐標(α，θ)變換成平面極坐標(δ，ρ)，函數關系為當透視投影時，(2)式為當正軸測投影時，(2)式為當廣角透視投影時，(2)式為其中R為畫距。

視野直角坐標(x，y，z)變換成地平坐標(，λ)的公式為

平視(即₀＝0°)時，地平坐標(，λ)變換成視野球面極坐標(α，θ)的公式為

C、立體繪圖儀的制作