點線面的透視

在產(chǎn)品的設(shè)計過程中，設(shè)計師經(jīng)常需要將構(gòu)思方案立體、直觀地表現(xiàn)出來，以便進(jìn)行分析比較，討論研究，確定出最佳設(shè)計方案。在作品的提交過程中，立體表現(xiàn)圖更發(fā)揮著舉足輕重的作用，清晰、直觀、立體的效果往往比語言和工程制圖更具說服力。當(dāng)設(shè)計者與消費(fèi)者、委托人溝通時，立體表現(xiàn)圖無疑是最直觀、最具感染力和最經(jīng)濟(jì)的途徑之一。立體圖能較準(zhǔn)確地反映產(chǎn)品形體各部分的結(jié)構(gòu)關(guān)系、尺度關(guān)系及光影關(guān)系，有較強(qiáng)的立體感、空間感和真實感，它可以表達(dá)設(shè)計思想，說明產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、尺寸、功能等，應(yīng)用非常廣泛。立體圖的繪制是產(chǎn)品設(shè)計、環(huán)境設(shè)計等相關(guān)專業(yè)的人士必備的一項基本技能。本書所指的立體圖主要包括透視圖和軸測圖這兩種情況。立體圖是一種工程繪畫，具有工程圖嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確的特點，又具有直觀性和藝術(shù)性。為了表現(xiàn)出真實、準(zhǔn)確的立體圖形，就需要采用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖鲌D方法，將形體各部分的尺寸比例關(guān)系、空間相對位置準(zhǔn)確地描繪下來。學(xué)習(xí)透視圖和軸測圖的繪制不但能夠掌握作圖技法，提高畫圖和讀圖能力，而且能夠極大地培養(yǎng)和發(fā)揮空間想像能力，提高設(shè)計者對形體的觀察能力、理解能力、分析能力和審美能力。在繪圖過程中，設(shè)計師認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的工作作風(fēng)將進(jìn)一步增強(qiáng)?，F(xiàn)代計算機(jī)及其繪圖軟件的發(fā)展，使三維圖像的繪制更加便捷。設(shè)計師可以利用3dsmax、Solidworks、Pro\E等軟件隨心所欲地繪制出軸測圖、透視圖并以任何角度和任意效果展現(xiàn)出來。尺寸修改、材質(zhì)編輯、燈光、攝像機(jī)的應(yīng)用變得輕松而隨意，設(shè)計師一下子從繁瑣的手繪線條中解放出來，現(xiàn)代科技的發(fā)展已經(jīng)給設(shè)計過程帶來了革命性的變化。但是，也應(yīng)該看到，計算機(jī)只是一種工具，如果沒有很好的畫圖與讀圖能力，沒有很強(qiáng)的空間想像能力，是無法勝任設(shè)計工作的。設(shè)計師只有通過傳統(tǒng)繪圖技法的學(xué)習(xí)，具備了扎實的基本功，才能更好地利用現(xiàn)代繪圖手段。本書本著實用、專業(yè)的原則，著重介紹了透視和陰影的作圖方法，還介紹了軸測圖、徒手繪制立體圖等常用的其他立體表現(xiàn)手法。讀者可以根據(jù)自己的實際情況有選擇地學(xué)習(xí)。(1)透視圖透視學(xué)是幾何學(xué)的一部分，透視(perspective)一詞的意思，是透過一個透明的面觀察物體，并將這一物體在該面上描繪下來。從歷史上看，透視學(xué)的發(fā)展與繪畫、雕刻等藝術(shù)活動有密切關(guān)系。在遠(yuǎn)古時代，人們對自然物象的表現(xiàn)是簡化及抽象的、沒有立體感的二維形象，隨著社會的發(fā)展和審美觀點的不斷變化，人們發(fā)現(xiàn)，要使畫面獲得更符合視覺特點的空間深度感，必須能在二維的畫面上表現(xiàn)出物體的大小、前后、遠(yuǎn)近等關(guān)系。有人認(rèn)為，透視學(xué)作為一門獨立的學(xué)科是在15世紀(jì)初文藝復(fù)興時期逐漸發(fā)展起來的。如今，通用的透視畫法基本確定，但有關(guān)透視繪圖方法的研究仍未終止。在學(xué)習(xí)本書的同時，細(xì)心的讀者可以留意有關(guān)透視作圖方面的論文、論著，以開闊眼界，提高作圖效率和水平。透視圖是用中心投影的方法繪制的，表現(xiàn)為近大遠(yuǎn)小、近高遠(yuǎn)低、近疏遠(yuǎn)密、物體上的平行直線向遠(yuǎn)處消失于一點的特殊效果，比較符合人們的視覺習(xí)慣，繪制出的物體真實、藝術(shù)感染力強(qiáng)，在實際中得到了廣泛的應(yīng)用。透視圖如圖0-1所示。圖0-1透視圖(2)軸測圖相對透視圖來說，軸測作圖時物體上的平行線保持平行，這種效果不符合視覺習(xí)慣，感覺有變形。但是，軸測圖更適合于圖解和圖示，能夠再現(xiàn)空間的真實尺度，作圖比較直觀方便，軸測圖經(jīng)常用來表現(xiàn)機(jī)械零件的三維圖。軸測圖也可以用來表現(xiàn)小尺寸的產(chǎn)品，因為這時軸測圖變形并不明顯，選用這種方法繪制效果圖可以節(jié)省時間。此外，在信息量大的建筑俯瞰圖中，軸測圖繪制方便，而且能表現(xiàn)更多的細(xì)節(jié)，是一種常用的表現(xiàn)手法。軸測圖如圖0-2所示。

第1章透視圖透視投影圖是以人的眼睛為中心的中心投影，簡稱為透視圖。在透視圖中，物體上的平行線會消失于滅點，它比其他投影圖更符合人們的視覺習(xí)慣，用這種方法繪制的效果圖真實，表現(xiàn)力很強(qiáng)。所以，透視圖在產(chǎn)品設(shè)計、室內(nèi)環(huán)境設(shè)計及室外環(huán)境設(shè)計等方而都得到了廣泛的應(yīng)用。透視的效果圖如圖1-1所示。(a)(b)(c)(a)(b)(c)1.1透視圖的基本概念和基本原理1.1.1透視規(guī)律在日常生活中，人的眼睛觀察到的物體都存在著透視現(xiàn)象，如圖1-2(a)、(b)所示，人們對這一現(xiàn)象已經(jīng)習(xí)以為常，所以并沒有覺得有什么特別。若仔細(xì)觀察就會發(fā)現(xiàn)，同樣高的物體(如樹、電線桿等)，距離人眼近的給人的感覺高，距離人眼遠(yuǎn)的給人的感覺低，即近高遠(yuǎn)低；同樣大小的物體，距離人眼近的給人的感覺大，距離人眼遠(yuǎn)的給人的感覺小，即近大遠(yuǎn)??；同樣間距的物體，距離人眼近的給人的感覺間距大，距離人眼遠(yuǎn)的給人的感覺間距小，即近疏遠(yuǎn)密；筆直的鐵軌向遠(yuǎn)處消失于一點，即空間平行直線其透視消失于一點。(a)(b)圖1-2透視現(xiàn)象所以，可以簡單地把透視規(guī)律概括為：近高遠(yuǎn)低、近大遠(yuǎn)小、近疏遠(yuǎn)密，空間平行直線的透視消失于一點。1.1.2透視的原理及常用術(shù)語為了能在畫面上表現(xiàn)出立體圖，可以假想通過一個透明的面來觀察物體，這個透明的面就是畫面，它可以是平面、曲面或者球面，本書研究的是最常用的平面畫面。當(dāng)人觀察物體時，觀察者、畫面和物體之間就建立了一個投影關(guān)系。透視圖是以中心投影的方法畫出的，當(dāng)人站在一個固定位置上觀察物體時，眼睛和物體上各點的每一條連線(即視線)都與畫面有一個交點，在畫面上把這些交點連接起來就形成了物體的透視輪廓圖。人在觀察時眼睛所處的位置，即視點，與畫面、物體形成透視圖的三要素。圖1-3所示為透視形成的原理。圖1-3透視圖的原理透視圖中常用的術(shù)語如下：基面G——人所站立的水平平面，也是物體的水平投影面，一般為地平面。畫面P——假想的透明平面，即繪制透視圖的投影平面。在一點透視和二點透視中，畫面垂直于基面；在三點透視中，畫面傾斜于基面。視點S——觀察者眼睛所在的位置，也是投影中心。視線SA（SB、SC、…）——視點S與物體上點A（B、C、…）的連線。視線SA（SB、SC、…）與畫面的交點即為點A（B、C、…）的透視?；€GL——基面與畫面的交線。視平線HL——過視點所作的水平面與畫面P的交線。視平線與基線平行。心點O——視點S在畫面上的正投影。站點s——視點S在基面上的正投影。視高h(yuǎn)——視點S到基面的距離，在一點透視和二點透視中等于視平線HL到基線GL之間的距離。視距L——視點到畫面的距離。滅點（消失點）F——空間直線無窮遠(yuǎn)點的透視。滅點可以通過視點S作平行于該空間直線的平行線，使之與畫面相交而得到。當(dāng)物體上的這條直線與基面平行且與畫面相交時，滅點在視平線HL上。滅點在透視作圖中起著舉足輕重的作用，現(xiàn)在來探討一下它的形成原理。設(shè)想在我們面前有一條與畫面不平行的空間直線L(為方便說明，設(shè)直線一個端點A位于畫面上，其透視仍為點A)。當(dāng)人們觀察這條直線時，視點與直線上任意一點的連線與畫面的交點即為該點的透視。當(dāng)空間直線無限延長時，無限遠(yuǎn)處的點的視線趨于與該空間直線平行。如圖1-4(a)所示，點1。、20、3。、…分別是直線上的點1、2、3、…的透視，a為視線與空間直線L的夾角氣＞鈞＞%、???，當(dāng)直線趨于無限長時，夾角趨于0，此時視線趨于與空間直線平行?？梢钥闯?，直線上所有點的透視都在線AF上，由于點F的確定非常簡單，所以，它成為確定直線上其他點的透視的重要參照，點F被稱為滅點。當(dāng)直線為平行于基面的畫面相交線時，過視點所作的該直線的平行線在視平面(過視點的水平面，與基面平行)上，并與視平線HL相交，如圖1-4(b)所示。(a)(b)圖1-4滅點形成的原理從滅點形成的原理可以得出以下結(jié)論：?與畫面平行的空間直線沒有滅點。一組平行的空間直線，只有一個公共的滅點。?直線平行于基面并與畫面相交時，滅點在視平線HL上。垂直于畫面的直線，滅點為心點。1.2透視圖的種類由透視形成的原理及滅點的規(guī)律可知，物體上與畫面平行的輪廓線在透視圖中沒有滅點，與畫面不平行的輪廓線在透視圖中會形成滅點。在人、畫面和物體這一透視空間中，物體可以與人或者畫面發(fā)生相對位置的變化，而物體與畫面的相對位置變化又會使透視圖中物體的滅點及透視效果發(fā)生變化?，F(xiàn)在根據(jù)透視圖中主向滅點的多少，可以把透視分為一點透視、二點透視和三點透視。1.2.1一點透視一點透視也稱為平行透視。為了方便說明，以立方體的透視為例。當(dāng)立方體的一個面平行于畫面時，其長、高、寬三組輪廓線中有兩組主向輪廓線平行于畫面，第三組輪廓線垂直于畫面，這時，前兩組輪廓線沒有滅點，第三組輪廓線有滅點，并且滅點為心點，如圖-5所示。其中，（a）為物體的空間狀況，（b）、（c）、（d）為物體的一點透視圖，一點透視圖作圖簡單，適合表現(xiàn)物體的正面，當(dāng)物體的正面形體較為復(fù)雜、側(cè)面結(jié)構(gòu)較簡單時可以采用這種方法。用一點透視方法繪制的產(chǎn)品或室內(nèi)外透視圖比較莊重、嚴(yán)肅，但是，處理不好就會顯得單調(diào)和呆板。在實際應(yīng)用中，設(shè)計者可以綜合利用各種表現(xiàn)技法以達(dá)到理想的視覺效果。(a)(c)(d)圖1-5一點透視1.2.2(a)(c)(d)圖1-5一點透視二點透視也稱為成角透視。當(dāng)立方體的前面兩個立面均與畫面傾斜成一定角度，另外一組面與基面平行，此時物體上的鉛垂輪廓線與畫面平行，另外兩組主要輪廓線與畫面傾斜相交，并在畫面的視平線上形成兩個滅點，如圖1-6所示。其中，（a）為物體的空間狀況，（b）、（c）、（d）為物體的二點透視圖。這種透視圖比較符合人們的觀察習(xí)慣，繪制出

來的透視效果圖自由、活潑、動感較強(qiáng)，所以在設(shè)計中二點透視是應(yīng)用最為廣泛的一種方法。需要注意的是，如果二點透視的角度選擇不好，透視圖很容易產(chǎn)生變形。(a)(b)(c)(d)圖(a)(b)(c)(d)圖1-6二點透視三點透視也稱為斜透視。當(dāng)立方體的放置方法與二點透視相似，但畫面卻傾斜于基面，這時，物體的三個主向輪廓線均與畫面相交，在畫面上形成三個滅點。當(dāng)畫面向視點方向傾斜時，第三個滅點在視平線上方，形成仰視效果，為仰望三點透視，物體顯得很高大，如圖1-7所示。其中，（a）為物體的空間狀況，（b）、（c）、（d）為物體的仰望三點透視。當(dāng)畫面向遠(yuǎn)離視點方向傾斜時，第三個滅點在視平線下方，形成俯瞰效果，為鳥瞰三點透視，如圖1-8所示。其中，（a）為物體的空間狀況，（b）、（c）、（d）為物體的鳥瞰三點透視圖。此外，還有一種特殊情況，當(dāng)傾斜畫面平行于物體的一個水平主向時（立方體的放置方法與一點透視相似），此水平主向的水平棱線沒有滅點；此時會形成上下方向的兩個滅點。三點透視作圖比較復(fù)雜，一般用來表現(xiàn)建筑物的雄偉氣勢，在產(chǎn)品透視圖中偶爾也會用到。(a)(b)(c)(d)(a)(b)圖1-7仰望三點透視(c)(d)(c)(d)圖1-8(續(xù))點是構(gòu)成線的基本元素，線是構(gòu)成面的元素，而面又是構(gòu)成物體的基本元素。因此，在學(xué)習(xí)物體的透視圖之前，應(yīng)首先研究點、線、面的透視規(guī)律。1.3.1點的透視根據(jù)