2.2.Виды и проекции

В начертательной геометрии проекционные и геометрические свойства объектов изучаются на основе обратимых проекционных отображений на плоскости. В качестве таких отображений используются проекционные изображения видов.

Вид – это виртуальное представление видимой части объекта по направлению взгляда наблюдателя. Вид – это то, что мы видим. Вид формируется не только по наблюдению реального объекта, но и по его отображению, в том числе речевому, текстовому, по фотографии, картине или проекции.

Направление взгляда относительно пространственного объекта может быть произвольным, однако для упорядочения ориентации направлений взгляда нужны какие-то ориентиры, такие, например, как стороны света, характерные признаки объекта или что-либо иное. Если исходить из характерных признаков объекта то вид, дающий наиболее полное представление о предмете, можно считаеть главным.

Как правило, главный вид по отношению к наблюдателю является видом спереди. Так если говорить о виде спереди человека, как пространственного объекта, то это будет анфас, если здания – фасад, если автомобиля, то, возможно, профиль.

Применительно к начертательной геометрии, а впоследствии и к черчению, к выбору главного вида могут быть предъявлены дополнительные требования, связанные с проекционными свойствами конкретного объекта. Единственным объектом, для которого выбор направления взгляда для вида спереди не имеет значения – это шар.

Для упорядочения числа видов и их названий можно использовать ориентиры наблюдателя.

Виды основные – это виды по направлениям ориентиров наблюдателя. Так если вид спереди воспринимается по прямому направлению взгляда, то по противоположному направлению будет вид сзади. Следующим направлением можно выбрать направление вытянутых горизонтально рук наблюдателя, и по направлению со стороны левой руки (слева направо) будет восприниматься вид слева, а по направлению со стороны правой руки (справа налево), вид справа. По противоположным направлениям высоты роста наблюдателя будут вид сверху и вид снизу. Таким образом получается 6 основных видов.

Ориентиром для упорядочения направлений взгляда применительно к начертательной геометрии используется трехмерная система прямоугольных пространственных координат, которая может быть привязана как к сторонам света, так и к любым другим ориентирам, в том числе и к ориентирам наблюдателя. При использовании ориентиров наблюдателя одна из координатных осей располагается по направлению взгляда, другая по направлению вытянутых в стороны рук и третья – по направлению высоты роста наблюдателя.

Применительно к прямоугольной системе координат направления взгляда и восприятия видов можно согласовать с направлениями координатных осей следующим образом:

Если направление взгляда совпадает с направлением одной из осей пространственной системы координат, то вид называется основным.

Если направление взгляда перпендикулярно направлению оси координат, но не совпадает с направлением какой либо другой оси, то вид называется дополнительным.

Если направление взгляда не совпадает и не перпендикулярно направлению какой либо оси координат, то вид называется аксонометрическим.

После того как определились с направлением взгляда для выбора главного вида (спереди), нужно это направление совместить с направлением какой либо оси координат.

В традиционной начертательной геометрии в качестве направления взгляда для вида спереди выбрана ось Y. Положительное направление этой оси – в сторону к наблюдателю, положительное направление оси X выбрано горизонтально влево от наблюдателя, а оси Z вертикально вверх.

В большинстве современных редакторов компьютерной графики в качестве направления взгляда для вида спереди по умолчанию выбрана ось Z, при этом положительное направление оси X горизонтально вправо относительно наблюдателя, а оси Y – вертикально вверх.

Поскольку выбор направления взгляда для вида спереди по направлению какой-либо оси не имеет принципиального значения, то в дальнейшем следует быть готовым к возможности отображения вида спереди по направлению любой оси. При этом ориентиры наблюдателя остаются неизменными и незыблемыми: спереди, сзади, слева, справа, сверху и снизу независимо от выбранной оси для направления спереди.

При создании электронных моделей изделия следует ориентироваться не на направление осей, а на принятые названия видов в конкретном графическом редакторе.

ГОСТ 2.052-2006 – «Электронная модель изделия» рекомендует использовать правостороннюю координатную систему, как показано на рис.2.2, т.е. так, как в большинстве графических редакторов принято по умолчанию. При этом, начальная ориентация модели не оговаривается, потому как, например, в редакторе NX направление оси Z по умолчанию выбрано для вида сверху.

Компьютерные программы предусматривают возможность выбора направления осей в любой последовательности, в том числе и той, которая принята в начертательной геометрии.

Для удобства восприятия видов следует совместить не только направление взгляда с направлением какой-либо оси, но и характерные элементы объекта совместить с направлениями других осей. Так если говорить об ориентирах наблюдателя, когда направление «Спереди» выбрано по оси Z, направление по горизонтально вытянутым рукам целесообразно совместить с направлением оси X, тогда направление по высоте роста расположится по направлению оси Y. Если речь идет о кубе или параллелепипеде, то удобно совместить направления ребер с направлениями координатных осей.

На рис.2.3а показаны виды осевые, согласованные с видами основными по направлениям, принятым в компьютерной графике с указанием направления других координатных осей.

Разнообразие дополнительных видов не ограничено и они не классифицируются. Дополнительные виды могут быть привязаны к форме объекта, когда выбранное направление взгляда для дополнительного вида позволяет увидеть то, что не получает желаемого отображения на основных видах.

Разнообразие аксонометрических видов так же не ограничено, но их можно классифицировать по определенным признакам, например, по углу направления взгляда относительно осей пространственной системы координат следующим образом:

Изометрия – углы наклона пространственных осей одинаковы к направ-лению взгляда.

Диметрия – две оси наклонены одинаково к направлению взгляда, а угол наклона третьей оси отличается, как правило, он вдвое меньше.

Триметрия – все оси пространственной системы координат расположены под различными углами к направлению взгляда.

Названные выше аксонометрические виды показаны на рис.2.3б.

При необходимости для аксонометрических видов можно применить про-тивоположное направление взгляда относительно первоначального.

Изображением вида может быть картина, фотография, проекция или что-то иное, что выполняется по определенным правилам и законам.

Проекция или чертежный вид – это изображение вида, выполненное проецированием на плоскость. На проекциях (чертежных видах) допускается изображать невидимые элементы объекта – ребра и вершины. В начертательной геометрии и черчении допускается проекции называть видами.