Угловой интерьер с тенями. Построение теней в перспективных проекциях
Изображение теней придает перспективе дополнительную выразительность и объемность. Направление световых лучей в отличие от комплексного чертежа может быть произвольным. При этом возможны три случая расположения параллельных световых лучей, идущих от солнца: лучи направлены от наблюдателя к объекту, лучи направлены от объекта к наблюдателю, лучи параллельны картинной плоскости (фронтальное положение лучей). При этом угол наклона лучей может быть произвольным в каждом из этих случаев. Для построения теней в перспективе необходимо знать перспективную проекцию луча, а также его вторичную перспективную проекцию. На рис.8.1 – 8.3 показано построение теней на предметную плоскость от горизонтального отрезка в каждом из вышеперечисленных случаев. Параллельные лучи будут иметь общую точку схода. Точка схода вторичных проекций лучей F 1 т находится на линии горизонта. Точка схода перспективной проекции лучей F т в первом случае находится ниже линии горизонта (рис.8.1), во втором случае (рис.8.2) – выше линии горизонта, в третьем случае (рис.8.3) – точка схода отсутствует. Перспективная проекция тени A т от точки A находится в пересечении вторичной проекции светового луча, направленного из вторичной проекции точки A 1 / в точку схода F 1 т , с перспективной проекцией светового луча, направленного из точки A / в точку схода F т . Аналогичным образом строится тень от точки B , что позволяет построить тень от отрезка по двум точкам.
Тень от горизонтальной прямой AB на горизонтальную плоскость также является горизонтальной прямой A т B т , которая параллельна исходному отрезку AB , и следовательно, имеет ту же точку схода F . Тень от вертикальной прямой на горизонтальную плоскость совпадает с направлением вторичной проекции светового луча (рис.8.4).
На практике чаще всего используется первый случай направления световых лучей, т.к. большая часть объекта в этом случае освещена и перспектива выглядит наиболее выразительно.
Из всех способов построения теней, известных по теням на комплексном чертеже, в перспективе используются только два: способ лучевых сечений и способ обратных лучей. Остальные способы не используются, т.к. приводят к сложным построениям.
Последовательность построения теней такая же, как и на комплексном чертеже: выявляется контур собственной тени, затем строится падающая тень от контура собственной тени каждого геометрического образа на предметную плоскость (на комплексном чертеже на стену), затем падающие тени от одного геометрического образа на другой.
На рис.8.5 показано построение теней на примере двух параллелепипедов. От контура собственной тени 1 / - 2 / - 3 / - 1 1 / - 2 1 / - 3 1 / малого параллелепипеда построена тень на предметную плоскость как от вертикальных и горизонтальных прямых. Затем построена тень от контура собственной тени 4 / - 5 / - 6 / - 4 1 / - 5 1 / - 6 1 / большого параллелепипеда на предметную плоскость. Контуром падающей тени обоих параллелепипедов является огибающий контур обеих теней. Кроме того, тень от большого параллелепипеда падает на верхнюю горизонтальную и переднюю вертикальную грани малого параллелепипеда. Для этого строятся лучевые сечения малого параллелепипеда, полученные от пересечения лучевых плоскостей, проведенных через контур собственных теней большого параллелепипеда. Такая лучевая плоскость проведена через ребро 4 / - 4 1 / большого параллелепипеда, и она пересекла малый параллелепипед по сечению, которое является контуром падающей. Другие участки собственной тени большого параллелепипеда дают тени только на предметную плоскость. На рис.8.6 построены тени от тех же параллелепипедов при фронтальном положении лучей.
Лекция 8Построение перспективы и тени в перспективе
План
1. Перспектива геометрических тел.
2. Выбор точки зрения при построении перспективного изображения.
3. Построение перспективного изображения здания .
4. Тени в перспективе..
1. ПЕРСПЕКТИВА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ТЕЛ
Построение перспективного изображения куба (рис.99). Картинную плоскость проводим через ребро куба ВМ, в этом случае оно будет проецироваться на картинной плоскости в натуральный размер. Зададимся положением линии горизонта и произведем все построения аналогично предыдущим (рис. 99). Точки схода прямых АВ, CD , AD и СВ определяются ранее рассмотренным способом.
Перенос точек с основания картинной плоскости на картину производится как и в предыдущих примерах.
На картине из точки В-М восставляем перпендикуляр, на котором откладываем натуральную длину ребра куба ВМ. Крайние точки ребра соединяем с точками схода F 1 и F 2 , а из точек A к = Е k и С к = G K восставляем перпендикуляр до пересечения с линиями, представляющими полные перспективы прямых, идущих от ребра ВМ к точкам схода. Таким образом, получим перспективное изображение ребер АЕ и CG . Чтобы получить изображение ребра DK , надо из крайних ребер точек АЕ и CG провести прямые в точки схода F 1 и F 2 . На пересечении этих линий получим точки ребра DK .
Если вторая точка схода лежит вне пределов чертежа, например точка F 2 , то можно построить перспективу и с одной точкой схода F 1 . Для этого продолжим горизонтальную проекцию D l A l до пересечения с картинной плоскостью в точке N 1 , Точку N 1 перенесем на картину и из нее восставим перпендикуляр, на котором отложим натуральную высоту куба. Соединяя полученные точки с правой точкой схода F 2 , получим перспективное изображение ребер куба АЕ и DK как результат пересечения прямых N l F 2 с перпендикулярами АЕ и DK , восставленными с картинной плоскости.
Так же можно построить изображение куба, если использовать прямые, перпендикулярные картинной плоскости, проведенные через вершины куба. На рис. 99, б показано построение перспективы двух ребер АЕ и CG . В этом случае главный луч зрения направляют так. чтобы он не совпадал с ребром KD .
Перспективное изображение может быть построено с увеличением в несколько раз. например в 2 или 4 и т д. Для этого все размеры как по вертикали, так и по горизонтали увеличивают при переносе всех точек на картину. На рис.100 дан пример построения перспективного изображения двух геометрических тел, куба и параллелепипеда, расположенных на одном уровне. Картинная плоскость проведена так. чтобы два ребра (одно у куба, другое у параллелепипеда) проецировались на картинной плоскости без искажения, т. е. картинная плоскость проведена через ребро 4 параллелепипеда и ребро А куба. Линия горизонта проведена так, чтобы у куба было видно верхнее основание, а у параллелепипеда верхнее основание будет невидимым.
Зрителя располагаем так, чтобы главный луч зрения был перпендикулярен картинной плоскости (картине) и главная точка Р находилась в средней трети картины.
Через все точки фигуры проводим лучи в точку зрения и находим левую и правую точки схода. Затем след картинной плоскости вместе со всеми точками переносим на то место, где будет строиться перспективное изображение.
На картине вначале находим натуральные ребра 4 и А и от них проводим линии в точки схода. Проведя из точек 1 к , 2 К , 3 к , D K , С к и В к вертикальные прямые линии, находим перспективное изображение каждой точки. Соединяя их между собой, получим перспективное изображение заданных объемов.
2. ВЫБОР ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ПРИ ПОСТРОЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ
Чтобы изображение в перспективе хорошо смотрелось, надо учитывать естественный угол зрения человека, поэтому относительное расположение объекта, картины и точки зрения не может быть произвольным.
При выборе точки зрения рекомендуется придерживаться следующих положений:
Главный луч зрения должен быть направлен перпендикулярно картинной плоскости и делить картину примерно пополам или находиться в средней трети картины. Картиной называется то. что будет заключено между крайними лучами, идущими от зрителя к предмету;
Желательно соблюдать соотношение АВ/ВС = A k B k / B k C k (рис.101);
Угол между основанием картины и сооружением должен составлять 20 е …40°;
Зритель должен находиться на таком расстоянии от предмета, чтобы предмет был включен в конус ясного зрения или был бы в поле ясного зрения. Для этого угол между крайними лучами зрения должен быть в пределах 28°.. .37° (рис. 102);
В том случае, когда у сооружения вертикальные размеры больше горизонтальных, зрителю следует отойти на полторы-две высоты от сооружения для того, чтобы угол зрения в вертикальной плоскости оказался в допускаемых границах (рис. 103);
По расположению картинной плоскости относительно объекта перспективы могут быть двух видов: центральная фронтальная перспектива применяется для построения интерьеров, т. е. перспективы внутреннего вида помещений (рис. 104); угловая перспектива (рис.105) применяется при изображении отдельных объектов, в этом случае картинная плоскость располагается под углом к объекту.
По расположению линии горизонта перспективные изображения могут быть (см. рис. 105, а ): с нормальной высотой горизонта, т. е. на высоте человеческого роста 1,5... 1,7 м, применяется при построении перспективы на ровном месте (рис. 105, б ); при виде снизу применяется для отдельных деталей, наблюдаемых снизу, и для зданий, стоящих на возвышении (рис. 105, в ): с высоким горизонтом, при этом высоту горизонта берут до 100 м и выше (рис. 105, г ).
По расстоянию точки зрения от предмета перспективы могут быть разделены на перспективы с острым, резким ракурсом и перспективы с тупым, пологим ракурсом. Ракурсом называется положение изображаемого предмета относительно картинной плоскости, при котором получается резкое укорочение удаленных от переднего плана частей. Мерилом ракурса является отношение перспективного изображения ребер ВВ 0 на переднем плане (см. рис.106, а и б) к ребру А 1 А 0 наиболее удаленного ребра той же грани ВВ 0 /А"А 0 .
При выборе точки зрения необходимым условием является реальное расположение точки зрения, т.е. наилучшее. Выбирая точку зрения, можно использовать такую схему (рис.107). Намечая точки стояния, мысленно представить, как будет выглядеть здание. Например, точка 1 (см. рис. 106, 107) показывает вид здания сбоку. Основная часть фасада скрыта, точка 2 хорошо раскрывает основной фасад, но не видны боковые стороны; точка 3 дает вид на оба фасада, то так как перспективный ракурс для обоих фасадов одинаков, перспектива здания оказалась невыразительной; точку 4 можно считать наиболее удачной, так как с этой точки зрения композиция здания раскрывается наилучшим образом.
3. ПОСТРОЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВНОГО
ИЗОБРАЖЕНИЯ ЗДАНИЯ
Перспектива любого здания (сооружения) складывается из перспективы множества точек, каждая из которых строится как след луча зрения на картинной плоскости. Существует несколько способов построения перспектив. К основным способам построения перспективы относятся:
1. способ архитекторов, основанный на использовании точек схода параллельных прямых;
2. способ прямоугольных координат и перспективной сетки;
3. радиальный способ и способ совмещенных высот.
В каждом из этих способов построения перспективы используются различные елементы центрального проецирования. Выбор того или иного способа построений зависит от вида объекта и его объемно-пространствнной структуры.
Способ архитекторов основан на использовании точек схода перспектив горизонтальных параллельных прямых объектов и на практике используется для построения архитектурных перспектив.
Сущность радиального способа построения перспективы заключается в определении точек пересечения проецирующих лучей с картинной плоскостью. Этот способ находит применение главным образом при построении фронтальных перспектив улиц, внутренних дворов, фасадов зданий с выступающими вперед частями.
Сущность координатного метода заключается в построении перспективы объекта, отнесенного к прямоугольной системе координат. Координатный способ используется при изображении несложных объектов неправильной формы.
Способ перспективной сетки как разновидность координатного способа применяют при построении «планировочных» перспектив с высоким горизонтом при проектировании градостроительных и промышленных объектов, расположенных на значительной территории.
Мы рассмотрим один из них – метод архитектора. Этот способ сводится к определению проекций точек сооружения на картинную плоскость лучами, идущими из точек зрения к каждой точке сооружения.
При построении перспективы методом архитектора картинную плоскость располагают под углом к зданию и проводят след ее через один из углов (рис.109).
Зрителя устанавливают так, чтобы главный луч зрения был перпендикулярен картинной плоскости, а сам зритель находился бы на таком расстоянии, чтобы угол зрения , определяемый крайними лучами зрения S { и S 5 , был равен 23°...37". Главный луч зрения SP должен делить картину приблизительно пополам, чтобы точка Р находилась в средней трети картины.
Точки схода для основных направлений плана найдутся, если провести прямые из точки стояния S 1 параллельно сторонам сооружения до пере сечения с картинной плоскостью в точках F 1 и F 2 .
Точка схода F 1 (левая) будет являться точкой схода для всех прямых, параллельных сторонам 1-2, 3-4. 5-6, 8-9, а точка схода F 2 (правая) – для параллельных сторон 1-7, 11-10, 2-3, 4-5 и им параллельных.
После установки зрителя, картинной плоскости и нахождения точек схода проводятся лучи зрения из всех точек сооружения и на следе картинной плоскости КК фиксируются все точки пересечения 1 к.. .6 К и т.д.
Для построения самой перспективы переносим след картинной плоскости со всеми нанесенными на нем точками на то место, где будет строиться перспектива (рис.110).
Линию горизонта проводим параллельно основанию картинной плоскости КК на заданной высоте и на нее переносим точки схода с основания картинной плоскости.
Так как картинная плоскость проведена через ребро 4, то оно в перспективе будет в натуральную длину. Из точки 4 к восставляем нерпендикуляр к следу картинной плоскости и на нем откладываем высоту ребра 4, взятую с фронтальной проекции ортогонального чертежа.
Нижнюю и верхнюю точки ребра 4 соединяем с точками схода F 1 и F 2 . получая направление сторон здания. Восставляя перпендикуляры из точек 3к и 5 к до пересечения с лучами, идущими в точки схода, получим стороны здания. Таким же образом находим все ребра и стороны сооружения в перспективе.
Для получения точек 8, 9, 10 к 11 в перспективе продолжим линии конька 11-10 (см. рис. 109) до пересечения с картинной плоскостью К К в точке N 1 , а линию 8-9 до пересечения в точке N и переносим эти точки в перспективу. Из полученных точек восставляем перпендикуляры, на которых откладываем высоты от земли до конька.
Соединяя точки N 1 и N 2 с точками схода и пересекая полученные линии перпендикулярными прямыми, восставленными из точек 11 к , 10 к 8 к и 9 К , получим перспективное изображение прямых 11-10 и 8-9, принадлежащих конькам кровли. Найденные точки соединяем, согласно ортогональному чертежу, с соответствующими точками, получая перспективное изображение кровли.
Чтобы сооружение не казалось висящим в воздухе, необходимо около него начертить тротуар, дорогу и т.п., соблюдая при этом, чтобы все проведенные линии были направлены в точки схода.
4. ТЕНИ В ПЕРСПЕКТИВЕ
Так же как и в аксонометрии, тени в перспективе могут быть построены с различных точек расположения источника света.
На рис. 111 показаны восемь возможных расположений источников света относительно положения точки зрения и двух вертикальных стержней, от которых падает тень на горизонтальную плоскость. Здесь тени от вершины стержней, т. е. от точек А и В, найдены как горизонтальные следы лучей света, проходящие через данные точки. Из рассмотренных примеров видно, что тени от вертикальных прямых падают по направлению точки схода на горизонте, а длина тени определяется пересечением луча света, проходящего через верхний конец прямой в точку схода лучей, с поверхностью, на которую падает тень.
Направление лучей света может быть выбрано в зависимости от характера изображаемого объекта и от желания показать его освещенным с той или другой стороны. При этом следует руководствоваться эстетическими соображениями, так как построение теней на проекте не является самоцелью, а всего лишь средством для выявления форм и пропорций.
В тех случаях, когда сооружение состоит из арок и колоннад, хорошо применять так называемые приходящие тени. В этом случае лучи света, проникающие сквозь проемы, создают эффектную игру светотени.
Теперь определим расстояние d , на которое будет удалена на картине точка схода лучей света в пространстве F 4 от точки схода горизонтальных проекций лучей F 3 . Для этого предположим, что солнце расположено сзади и слева от зрителя, а лучи направлены вниз направо, составляя угол а = 35 ; 54". (В точке S строим угол а и находим катет d прямоугольного треугольника SF 3 F 4 , который и является искомой величиной, и его следует отложить на картине по вертикали вниз от точки F 3 горизонта. Все остальные построения по нахождению теней ясны из чертежа. Для построения тени от здания, имеющего выступ, можно рекомендовать следующий прием для выбора направления лучей света. Рассмотрим построение (рис.112). К углу 4 выступа здания прикладываем линейку KN так, чтобы падающая от выступа тень на фасад 5-6 была или немного меньше или немного больше перспективного размера выступа 4-5. и, проведя по ребру линейки проекцию луча света в плане, отыскиваем точку F 3 на оси ОХ как проекцию точки схода горизонтальных проекций лучей света (S l F 3 \\ KN ).
Рассмотрим построение падающих теней на ступенях лестницы от боковой стенки (рис.113). При построении теней в перспективе от здания обычно берут направление лучей, параллельное картинной плоскости, в этом случае лучи и тени от вертикальных прямых будут параллельными, последнее облегчает построение теней на чертеже.
Для построения падающей тени от боковой стенки лестницы на ступенях использован прием продолжения ребра, от которого строится тень (в данном случае ребро А В), до пересечения с той гранью, на которую строится падающая тень.
Вначале строим тень от вертикальной прямой A 0 A 1 . для этого из основания А 0 проводим проекцию луча S 0 до подступенка первой ступени, у основания которого тень переломится и. как от вертикали, на вертикальной плоскости пойдет вверх до проступи. Дойдя до второго подступенка, луч опять переломится и по вертикали поднимается на вторую ступень, далее по проступи луч пойдет в направлении проекции луча S 0 до встречи с лучом S в точке К.
Теперь строим тень от наклонной А В, для этого продолжаем прямую А 1 В" до пересечения с прямой В 1 С 1 . принадлежащей верхней площадке Р. Тень от прямой А В 1 в точке 1 будет равна нулю, а прямая 1-В р даст тень на площадке Р от В до точки 4. Чтобы найти тень на проступи N , продолжаем А 1 В 1 до точки 2, лежащей в плоскости N . и отыскиваем в этой же плоскости тень от точки В 1 – это будет точка В N . При соединении точек 2 и B N прямая пересечет подступенок N в точках 5 и 6. Точка 7 на проступи М получается аналогично. Тень на подступенках II и III получится от соединения точек 7 с 6 и 5 с 4.
Тень от прямой В 1 С 1 , так от горизонтальной прямой на горизонтальную плоскость ляжет по направлению луча, идущего в ту же точку схода, что и от точки В р до вертикальной стены, откуда тень пойдет в точку С 1 . Остальные построения ясны из чертежа.
На рис.114 дан пример построения падающих теней лучами, параллельными картинной плоскости.
Искусственный источник света, как и всякая точка в перспективе, определяется на картине как перспектива самой светящейся точки и перспектива основания (см. рис. 9.22 ).
Источник света можно располагать в любом месте относительно освещаемого объекта. Это зависит от того, как пожелает художник использовать свет в композиции картины.
Длина тени зависит от высоты светящейся точки и ее расстояния до освещаемого предмета. Тень не должна вылезать за линию горизонта и за О -О . Если она выше горизонта – это мнимая тень. Следовательно, надо правильно выбирать источник света.
Если предмет освещается несколькими источниками света, то падающие тени накладываются одна на другую. Место наложения двух падающих теней называется полнойтенью . Несовпадающие части падающих теней называются полутенями . Сначала строят собственную тень, потом полутени, затем полную тень, но не черную, так как она освещается отраженным светом.
Пример 1. Построить падающую тень от вертикали при двух заданных источниках света (рис. 9.27 ).
Решение
1. Определяем границу собственной тени. При заданном положении источников света границей собственной тени будут ребра В" К В К и Е" К Е К , т. е. в собственной тени будут грани А" К А К В" К В К и А" К А К Е" К Е К .
2. Строим падающие тени от граней А" К А К В" К В К и А" К А К Е" К Е К сначала от первого источника света, а затем от второго.
3. Определяем границу полной тени и полутеней.
Пример 3. Построить собственную и падающую тени от вертикального цилиндра. Положение источника освещения задано перспективой и перспективой основания (рис. 9.29 ).
Решение
1. Определяем зону собственной тени. Из точки С" К (перспективы основания источника) проводим касательные к нижнему основанию цилиндра. Образующие цилиндра, проведенные из точек касания 1 К и 6 К , ограничат зону собственной тени.
2. Построим падающую тень. Для этого дугу основания цилиндра в неосвещенной части разобьем на произвольное количество участков произвольной длины точками 2" К , 3" К и т. д.
3. Проведем через эти точки образующие и построим тени от этих образующих. Линия 1 Т -2 Т -3 Т -4 Т -5 Т -6 Т ограничит зону падающей тени.
|
Построение теней в интерьере
При изображении интерьеров чаще всего применяют искусственное освещение. Солнечное освещение в интерьере используют только в том случае, если есть большие световые проемы (террасы). Если окна имеют обычные размеры, то световым «зайчиком» можно пренебречь.
Правило построения теней
Чтобы найти тень от точки, надо через источник света и точку провести луч и найти точку пересечения этого луча с плоскостью, на которую падает тень. Для этого решают задачу на пересечение прямой с плоскостью. Через световой луч проводим вспомогательную проецирующую плоскость: если тень на полу, то плоскость – горизонтально-проецирующая, если на вертикальных стенках, – фронтально-проецирующая.
Пример 1. Построить тень от вертикальных прямых на пол и боковую стенку помещения при заданном положении светящейся точки (рис. 9.30 ).
Решение . В этом примере удобно провести горизонтально-проецирующие лучевые плоскости. Горизонтальный след этих плоскостей будет проходить через перспективу основания источника света и перспективу основания точек А и В . Точка пересечения следа плоскости со световым лучом и дает тень от точки А на пол. Такое построение называется методом парусов.
9.3.4. Построение теней от предметов на различные поверхности
при естественном и искусственном освещении
Пример 1. Построить падающую тень от балкона на вертикальной стене при естественном освещении (рис. 9.32 ).
|
Решение
1. Определяем зону собственной тени. В собственной тени при заданном источнике освещения окажутся правая боковая стена балкона и нижняя часть пола.
2. Построим падающие тени от контура собственных теней. Для этого из точек B K , G K и L K проведем световые лучи под углом 45° и определим точки пересечения этих лучей с вертикальной стеной дома.
Чтобы определить точки пересечения световых лучей с вертикальной стеной, определим перспективы основания всех точек балкона на предметной плоскости (точки A" K , M" K , L" K , E" K , J" K , B" K , G" K ).
Через перспективы основания точек B" K , G" K , L" K проведем перспективы основания световых лучей до пересечения с вертикальной стеной (точки 1 и 2 ). Из точек 1 и 2 восставим перпендикуляры до пересечения со световыми лучами, проведенными из точек B" K , G" K , L" K . Соединим полученные точки B" K , G" K , L" K . Это будут тени от ребер B K G K , G K L K . Соединив В Т с Е К , получим тень от ребра L K М K .
Пример 2. Построить падающую тень от вертикали АВ на предметную плоскость Н и на поверхность усеченной призмы (рис. 9.33 ).
Решение . Поскольку точка В вертикали принадлежит предметной плоскости, тень точки В совпадает с самой точкой В . Таким образом, решение задачи сводится к построению тени от точки А .
1. Через перспективу точки А (А К ) и перспективу источника (С К ) провести перспективу светового луча. Точка (А Т ) – гипотетическое место нахождения тени от точки А на предметной плоскости, если бы на пути световых лучей не находилось бы препятствие.
2. Через перспективу основания точки А (А" К ) и перспективу основания источника (С" К ) провести перспективу основания светового луча.
3. Построить линию пересечения горизонтально-проецирующей плоскости световых лучей (плоскости САВ , проходящей через вертикаль АВ и источник освещения С ) с поверхностью усеченной призмы – линия 1 К 1" К 2" К 2 К .
4. Тень от вертикали АВ будет идти от тени точки В на предметную плоскость (совпадающей с самой точкой В ), вдоль перспективы основания светового луча до пересечения с поверхностью призмы (точка 1" К ). Далее – вдоль линии пересечения плоскости световых лучей с поверхностью призмы. Граничной точкой тени (А Т ) будет точка пересечения линии 1 К 1" К 2" К 2 К с перспективой светового луча.
Библиографический список
1. Макарова, М. Н. Перспектива / М. Н. Макарова. – М.: Академический проект, 2006.
2. Ивашина, Г. Г. Перспектива / Г. Г. Ивашина. – СПб.: СПбГХПА, 2005.
3. Соловьев, С. А. Черчение и перспектива / С. А. Соловьев. – М.: Высшая школа, 1967.
4. Котрубенко, М. Е. Сборник задач по курсу «Начертательная геометрия и технический рисунок» / М. Е. Котрубенко, О. К. Лескова, Л. Н. Карагезян. – СПб.: ИПЦ СПГУТД, 2006.
1. Основные понятия и определения………………...……… 2. Линейная перспектива на вертикальной картине... 2.1. Схема расположения элементов для построения перспективного изображения………………………………...……............................. 2.2. Выбор точки зрения. Линия горизонта и ее расположение в рамке картины………………………………………………........ 2.3. Перспектива точки………………………………………………..... 2.4. Перспектива прямой линии………………………………………... 2.5. Взаимное положение прямых в перспективе…………………….. 2.6. Построение перспективы параллельных прямых при недоступной точке схода…………………………………............................... 3. построение перспективы плоских фигур на эпюре.................................................................................................... 3.1. Перспектива точки…………………………………………………. 3.2. Перспектива углов………………………………………………..... 3.3. Перспектива четырехугольников…………………………………. 3.4. Перспектива окружности…………………………………….......... 4. перспективные масштабы………………………………......... 4.1. Масштаб глубины………………………………………………...... 4.2. Масштаб ширины………………………………………………....... 4.3. Масштаб высоты…………………………………………………… 4.4. Перспективный делительный масштаб для горизонтальных прямых, расположенных под произвольным углом к картине……… 5. ДЕЛЕНИЕ ОТРЕЗКА НА РАВНЫЕ И ПРоПОРЦИОНАЛЬНЫЕ ЧАСТИ............................................................................................................. 6. перспектива геометрических тел………………………… 7. перспектива интерьера………………………………………..... 7.1. Фронтальная перспектива…………………………………………. 7.2. Угловая перспектива……………………………………………...... 8. практические способы построения перспективы.. 9. ТЕНИ. Геометрические основы теории теней...........… 9.1. Тени в ортогональных проекциях………………………………… 9.2. Построение теней на аксонометрических проекциях…………..... 9.3. Тени в перспективе…………………………………………............ Библиографический список.............................................................................. |
Похожая информация.
Изучая правила и способы перспективного изображения явлений освещения, их обычно различают по признакам взаимного расположения лучей света: лучи света солнца и луны принимают за взаимно параллельные прямые, следовательно, в перспективе подчиняющиеся правилам о точках схода перспектив параллельных прямых; лучи света от лампы (светящейся точки), как известно, сходятся в одну точку (применение ламп дневного света, распространяющих лучи светящихся цилиндров, можно рассматривать, как случай освещения несколькими лампами).
Процесс изображения явлений освещения значительно упрощается, если художнику ясна форма как собственной тени на предмете, так и падающей от него на смежные предметы. Рассмотрим два отдельных вопроса: о построении и формах теней в аксонометрических проекциях на примерах тени от прямой линии, плоской фигуры и геометрических тел, которые помогут нам разъяснить общие правила построения теней и о правилах перспективного изображения явлений освещения. Эти правила основаны на следующих соображениях: при наблюдении теней, падающих на пол от вертикальных линий, в комнате, где висит у потолка одна лампа (рис. 16), мы заметим, во-первых, что все такие тени направляются в одну точку, расположенную на полу точно под лампой; во-вторых, легко убедиться, что длина тени от вертикальной линии на пол определяется точкой пересечения с полом луча света, проходящего через верхний конец вертикальной линии; повторяя наше наблюдение, но уже над направлением теней от прямых линий, перпендикулярных к стене комнаты, то есть горизонтальных, мы заметим, что они тоже направляются в одну точку (как и тени на полу) и что эта точка помещается как раз в том месте на стене, против которого висит лампа; точное положение этой точки можно определить, проводя мысленно из светящейся точки перпендикуляр на стену; на других стенах комнаты мы заметим точно такое же явление. Условимся называть отмеченные нами точки схода теней от прямых линий на полу или на стене прямоугольными проекциями источника света на ту плоскость, на которую падает тень. Следовательно, для обозначения на рисунке условий освещения необходимо указать две точки: самую светящуюся точку и ее проекцию на ту плоскость, на которую падает тень. В нашем примере таких проекций источника света будет пять: на пол, потолок и на три стены.
Построение отражений в зеркальной плоскости
На картине (рис. 17) изображен берег, по краю которого расположены фонари, невысокая изгородь и палатка. Сначала построим отражение вертикального края берега по точке А – а . Для этого от проекции точки а отложим равные по величине отрезка Аа = аА * . Затем построим отражение вертикальной плоскости набережной, проведя ее верхней край в точку схода F 2 .
Если предмет находится в глубине на горизонтальной плоскости земли, тогда применяют дополнительные построения. В данном примере вдоль набережной расположены осветительные фонари, которые удалены от ее края на некоторое расстояние. Построим их отражение в воде по ближнему фонарю B – b . Сначала проведем перпендикуляр к плоскости зеркала (воде), продолжив высоту каждого фонаря вниз под поверхность воды. Затем определим точку пересечения перпендикуляра с поверхностью воды. Для этого через него проведем дополнительную вертикальную плоскость (фронтальную или произвольно направленную) и построим линию пересечения фронтальной плоскости с поверхностью земли пройдет через основания фонаря b по прямой широт, край берега – по вертикальной линии и поверхности воды – по прямой широт. Пересечения перпендикуляра с этой прямой определит точку b 1 «касания» столба при его продолжении с поверхностью воды. Затем отложим от точки b 1 равные отрезки Bb 1 =b 1 B * .
Заметим, что основания и вершины всех фонарей находятся на воображаемых прямых, параллельных краю берега, поэтому они имеют с ним общую точку схода F 2 .
Таким же способом построим изгородь по вертикальной стойке E – e , но вспомогательную вертикальную плоскость проведем в направлении точки F 1 . Линия пересечения ее с поверхностью земли пройдет через основание стойки е и точку схода F 1 , край берега по вертикальной прямой и поверхность воды по прямой горизонтальной с точкой схода F 1 . Эта линия в пересечении с перпендикуляром определит искомую точку е 1 , отражение стойки Е – е 1 = е 1 – Е * и всей изгороди.
Построим отражение в воде палатки. Сначала продолжим все вертикальные ребра за плоскость зеркала и определим точку пересечения с водой I 1 только одного переднего ребра L – 1. Затем, отложив равное расстояние за поверхность воды LI 1 = IL * , построим отражение искомой точки L * F 1 и F 2 , которые будут отражением горизонтальных ребер данного объекта.
Для построения навеса достаточно определить отражение одной точки I , проведя горизонтальную прямую через точку L . Тогда параллельная ей горизонтальная прямая L * L ∞ при пересечении с вертикальной линией определит отражение точки I * . Через нее проведем горизонтальные прямые в точки схода F 1 и F 2 , которые будут отражением в воде краев навеса палатки.
Заметим, что в данном примере изображены силуэты зданий, расположенных вдали берега при значительном удалении от него.
При построении теней на перспективных чертежах за источник света принимается солнце, которое по отношению к картине может занимать различные положения:
1. солнце расположено позади предмета и тень падает в сторону наблюдателя (рис. 104);
Рис. 104. Солнце позади предмета
2. солнце расположено позади зрителя, тень падает в сторону линии горизонта от основания предмета (рис. 105);
Рис. 105. Солнце позади зрителя
3. солнце расположено сбоку так, что лучи идут параллельно картине (рис. 106).
Рис. 106. Солнце сбоку предмета
Последний случай чаще других применяется инженерами при построении перспективных изображениях зданий и сооружений, поэтому остановимся на нем более подробно.
Рассмотрим построение точки в перспективе. Будем считать, что объект освещается слева (или справа), лучи идут параллельно картине, составляя угол 45° с предметной плоскостью. Запишем эти условия символически:
1. S ∥k;
2. S ^ T = 45°.
Проведем через точку A (рис. 107) перспективу луча, а через ее вторичную проекцию (точку a ) – вторичную проекцию луча. Поскольку луч параллелен картине, его вторичная проекция параллельна основанию картины t – t . Точка пересечения перспективы луча с его вторичной проекцией определит действительную тень точки А на земле – точку А Т .
Рис. 107. Тень точки в перспективе
Построим собственные и падающие тени параллелепипеда, стоящего на земле (рис. 108).
Заметим, что те выводы, которые были сформулированы ранее для построения теней в ортогональных проекциях, справедливы и для центральных.
Рис. 108. Построение теней параллелепипеда
Проанализируем освещенность граней параллелепипеда. При заданном направлении лучевого потока освещенными будут верхняя, левая видимая и невидимая на чертеже грани объекта. Остальные грани окажутся в собственной тени. Определим контур собственной тени данного тела. В его состав войдут ребра [12 ] – [23 ] – [34 ] – [45 ] – [56 ] – [61 ], составляющие замкнутую цепочку в виде пространственной ломаной линии. От выявленного контура строим падающую тень. Поскольку точка 1 лежит на земле 1 = 1 Т . Проведем через точку 2 перспективу луча, а через ее вторичную проекцию (точку 1 ) – его вторичную проекцию. На пересечении этих линий находим точку 2 Т . Поскольку ребро [23 ] параллельно предметной плоскости, его падающая тень равна и параллельна ему. Точка схода ребра [23 ] находится на линии горизонта (точка F 1 ). Соединяем точку 2 Т с этой точкой (т.е. проводим через нее прямую, параллельную этому ребру). На этой же прямой находится тень точки 3 . Проведем через точку 3 перспективу луча до пересечения с построенной прямой – определим точку 3 Т . Вторичную проекцию луча в этом случае строить не следует, поскольку искомая точка уже установлена пересечением двух линий. Ребро [34 ] также параллельно плоскости T , его тень параллельна ребру.
Точкой схода этих прямых – фокус F 1 . Проведя перспективу луча через точку 4 до пересечения с отрезком [3 Т F 1 ], определим точку 4 Т . Точки 5 и 6 расположены на предметной плоскости T , поэтому 5 = 5 Т и 6 = 6 Т . Очертание контура падающей тени параллелепипеда состоит из совокупности отрезков [1 Т 2 T ] – [2 Т 3 T ] – [3 Т 4 T ] – [4 Т 5 T ] – [5 Т 6 T ] – [3 Т 4 T ], представляющих собой замкнутый контур.
Рассмотрим задачи, связанные с построением перспективы и теней фрагментов зданий
З а д а ч а 1
Построить тени от прямых барьеров на лестнице, земле и стене (рис. 109).
Рис. 109. Лестница с прямыми барьерами
Вначале построим тени правого барьера (рис. 110). Поскольку при заданном направлении светового потока правая грань барьера находится в собственной тени легко видеть, что ребра, находящиеся на границе света и тени войдут в состав контура собственной тени. Определим падающую тень вертикального ребра. Точка А принадлежит Т , поэтому можно отметить, что А = А Т . Проведем через точку В перспективу луча, а через ее вторичную проекцию – точку А перспективу вторичной проекции луча. На пересечении построенных линий определим тень В Т . Другое ребро [BC ] параллельно предметной плоскости, следовательно, его тень параллельна ребру и имеет ту же точку схода F 2 . Реальная часть этой тени на земле – отрезок [В Т 1 Т ]. Поскольку точка 1 Т находится на границе земли и стены 1 Т = 1 Т " . С помощью обратного луча можно определить точку на ребре [BC ], которая отбросила эту тень. Точка С горизонтального ребра находится на стене, поэтому С = С Т " . Тень отрезка [1 C ] падает на стену. Его тенью является отрезок [1 Т " С Т " ].
Рис. 110. Построение контура падающей тени правого барьера
Контур собственной тени всегда замкнут. Рассуждения по его определению приводились во многих задачах. Элемент контура может совпадать со своей тенью (если, например, он находится на земле, стене или примыкает к другому объекту). Этот фактор следует учитывать при построении падающей тени.
У левого барьера правая грань находится в собственной тени, следовательно, ребра [LN ] и [LM ] входят в состав определяемого контура (рис. 111). Построим падающие тени этих ребер.
Рис. 111. Построение контура падающей тени левого барьера
Лучевая плоскость (фронтальная плоскость уровня), проходящая через ребро [LN ] пересекает землю и нижнюю ступеньку по параллельным прямым, оставляя на них теневые следы, а подступенок по вертикальной прямой. Верхняя точка L этого ребра отбрасывает тень на первую ступеньку и определяется пересечением луча с его вторичной проекцией. Ребро [LM ] параллельно плоскости нижней ступеньки, поэтому его тень параллельна ребру. Соединяет точку L Т с точкой схода F 2 и отмечаем реальную часть тени этого ребра на нижней ступеньке до точки 2 Т = 2 Т " . Заметим, что это ребро является гвоздем по отношению ко всем подступенкам. Проведем вспомогательные линии для нахождения общих точек для ребра [LM ] и граней всех подступенков. Эти построения позволят определить падающие тени на подступенки. На рис. 111 на ребре [LM ] отмечены все его участки, отбросившие тени на конкретные фрагменты лестницы, землю и стену.
Рис. 112. Собственные и падающие тени от прямых барьеров
На рис. 112. представлен окончательный вариант решения задачи.
Тени ребер [LM ] и [BC ] на стене и подступенках параллельны и представляют собой пример восходящих прямых . Их точка схода расположена выше линии горизонта, а точка схода их вторичных проекций лежит на линии горизонта.
З а д а ч а 2
Построить перспективу карниза крыши и определить собственные и падающие тени (рис. 113).
Рис. 113. Условие задачи 2
Укажем на ортогональном чертеже условия задачи положение картинной плоскости и выберем точку зрения в соответствии с рекомендациями, приведенными ранее.
Для решения задачи применим способ архитекторов и используем некоторые другие приемы построения перспективы. Определим начальные точки прямых доминирующих направлений и отметим их на перспективном чертеже на основании картины. Определим точки схода этих прямых.
Соединив начальные точки с соответствующими точками схода, получим перспективу плоской фигуры (плана карниза крыши). Проведем через точку зрения и точки 2 и 4 лучи, которые вместе с их вторичными проекциями задают горизонтально-проецирующие плоскости, пересекающие картину по вертикальным прямым (рис. 114).
Рис. 114. Применение двух методов построения перспективы
В соответствии с этими рассуждениями наперспективном чертеже
проведем через точки 2 1 и 4 1 вертикальные прямые, по которым пересекутся построенные плоскости с картиной. Ребро, попавшее в картинную плоскость, изобразится на ней в натуральную величину, взятую с ортогонального чертежа. Проведя через верхнюю и нижнюю точки этого ребра прямые в точки схода F 1 и F 2 , завершим построение двух боковых видимых граней карниза (рис. 115).
Рис. 115. Построение боковых граней карниза
с использованием способа конических сечений
Проведем две прямые через нижние точки вертикальных боковых ребер карниза в точки схода F 1 и F 2 , и выделим очертание нижней грани (рис.116).
Рис. 116. Проведение прямых, перпендикулярных картине
Для построения перспективы стен использованы прямые, перпендикулярные картине, проходящие через точки 5 , 6 и 8 .
Рис. 117. Построение видимых стен в перспективе
После нахождения вторичных проекций этих точек на перспективном чертеже проводим через них вертикальные линии (рис. 116).
Сдвинем одно из вертикальных ребер в картинную плоскость в любом направлении. Отложим на нем от основания картины от точки 5 0 натуральную величину ребра, взятую с ортогонального чертежа (рис. 117).
Проведем через верхнюю точку этого ребра прямую в точку схода F 2 . Обведем очертание правой стены. Затем построим параллельные прямые с точкой схода F 1 и обрисуем левую стену.
Рис. 118. Завершающий этап построения перспективы
На рис.118. показан окончательный результат построения перспективы сооружения.
Перейдем к построению теней. Определим освещенность граней объекта при заданном направлении светового потока и выделим его собственные тени. Построим падающую тень карниза крыши на стены. Найдем тень точки А на левой видимой стене. Проведем через точку А перспективу луча, а через а вторичную проекцию до пересечения с левой стеной. Заметим, что луч и ребро представляют собой скрещивающиеся линии. Пересечение проведенного луча со стеной произойдет в точке А Т " . Поскольку нижнее переднее ребро левой грани карниза параллельно левой стене, то тень от него пойдет по стене вправо от точки А Т " параллельно этому ребру. Поэтому через А Т " и точку схода F 1 проводим прямую.
В точке А сходятся три ребра карниза. Его левое нижнее ребро является гвоздем по отношению к левой стене. Определим тень этого ребра. На рис. 119 показано два варианта нахождения тени.
В первом случае (рис. 119, а ) на этом ребре строим с помощью обратного луча точку В , которая отбросит тень В Т " на левое вертикальное ребро. Тенью гвоздя является отрезок [А Т " В Т " ].
Во втором случае (рис. 119, б ) найдена общая точка для левой стены гвоздя . Для этого верхнее горизонтальное ребро левой стены продолжено до пересечения с гвоздем и отмечена точка С Т " . Поскольку отрезок [С Т " А Т " ] лежит в плоскости стены и пересекает ее левое вертикальное ребро, на нем можно отметить точку В Т " и выделить реальную часть тени гвоздя.
Оба приема дают одинаковый результат.
Рис. 119. Варианты нахождения падающей тени карниза
на стену здания:
а – с помощью точки B Т " ;
б – с помощью точки С Т " («основания» гвоздя на стене)
На рис. 120 приведена перспектива этого сооружения при выборе другой точкой зрения, при которой тень точки А падает на невидимую на картине стену. По отношению к этой стене ребро [АВ ] является гвоздем и частично отбрасывает на нее тень в виде отрезка [С Т " А Т " ]. На левой стене построена тень нижнего ребра видимой левой грани карниза.
Построение теней карниза на фрагменты сооружения выполнено в различных вариантах, поскольку вызывает трудности у студентов при выполнении работ.
Рис. 120. Построение тени карниза при измененной точке зрения
Построим падающую тень карниза на землю отдельно от нижней части сооружения (рис. 121), предварительно определив его контур собственной тени.
Рис. 121. Падающая тень карниза
Затем найдем контур собственной тени и определим контур падающей тени здания без учета карниза (рис. 122).
Обрисуем очертание общего контура падающей тени сооружения и выделим его цветом (рис. 123).
Рис. 122. Контуры падающих теней двух объектов
Рис. 123. Собственные и падающие тени объекта
Цвет падающей тени зависит от объекта, на котором она оказалась (на траве, асфальте и т. п.) и имеет более густой оттенок по сравнению с собственной тенью, как показано ни рисунке выше.
З а д а ч а 3
По заданным видам здания выполнить вид слева и построить собственные и падающие тени (рис.124).
Рис. 124. Условие к задаче 3
Покажем на плане здания положение картинной плоскости, точку зрения, точки схода параллельных прямых двух направлений и проведем вспомогательные прямые для построения перспективы (рис.125).
Рис. 125. Выбор картины и точки зрения на плане здания
Рис. 126. Перспектива видимых стен здания
Нанесем на основании картины начальные точки прямых. Построим перспективу видимых стен здания (рис. 126).
Сформируем нишу в стене фасада. Фрагменты ниши с линиями построения показаны на рис. 127.
Рис. 127. Перспективы фрагментов ниши
На ребре, лежащем в картинной плоскости, нанесем точки деления для построения окон и соединим их с точкой схода F 1 . Для построения вертикальных линий используем прямые, перпендикулярные к картине, с точкой схода P (рис.128).
Рис. 128. Формирование окон в перспективе
Через точки деления на нижней грани ниши проведены параллельные прямые с точкой схода F 2 . На задней грани ниши построены вертикальные прямые и обрисованы оконные отсеки (рис. 129).
Рис. 129. Фрагмент обрисовки окон
По нанесенным на плане линиям начинаем построение ступенек (рис. 130).
Рис. 130. Начало построения ступенек
По натуральным величинам вертикальных отрезков на картинной плоскости выполняем очертание профиля ступенек и правой части козырька (рис. 131).
Рис. 131. Построение профиля ступенек и части козырька
Строим левую часть лестницы и козырька (рис. 132).
Рис. 132. Построение левого фрагмента здания
На рис. 133. показан увеличенный фрагмент части козырька, на котором видна грань, находящаяся в собственной тени,
Рис. 133. Левая часть козырька
В приведенных выше рисунках на изображениях показывались собственные тени для полноценного восприятия чертежа. Объяснений по поводу их построений не приводилось, поскольку ранее было рассмотрено на эту тему достаточное количество задач.
Рис. 134. Построение падающей тени козырька на стену здания
Падающие тени козырька (рис.134) следует строить от тех ребер, которые находятся на границе света и тени. Эту границу (контур собственной тени) хорошо видно на рис. 135.
Рис. 135. Фрагмент козырька с собственной и падающей тенями
Элементами этого контура являются нижнее переднее ребро козырька, параллельное стене, и левое нижнее ребро, перпендикулярное стене. Точка А является общей для этих ребер. Для нахождения тени через нее проводим луч и строим его вторичную проекцию. Пересечение луча со стеной произойдет в точке А Т " . Проводим через эту точку прямую в точку схода F 1 . С помощью обратного луча определяем точку В на ребре, перпендикулярном стене, которая отбросит тень на левое ребро стены. Отрезок [А Т " В Т " ] – падающая тень гвоздя на стене.
На рис. 136 видно, что ребра профиля лестницы, параллельные земле, и их тени имеют общую точку схода F 2 , ребро [45 ] частично отбрасывает тень на стену, начиная от точки 6 , найденной с помощью обратного луча.
Рис. 136. Падающие тени от ступенек на земле и стене
Для нахождения тени козырька в нише можно поступить следующим образом. Вначале построить полное очертание падающей тени на стене без учета ниши (рис. 137). Определим тень точки А на плоскости стены (точку А 1Т " ). Соединим построенную точку с В Т " и изобразим реальную часть тени гвоздя на стене. Сместив точку А 1Т " вглубь ниши до совпадения с ее задней гранью найдем на ней тень точки А (точку А 1Т " ).
Можно было провести построения в обратном порядке. Вначале определить тень точки А в нише окна (точку А Т " ). Затем найти в ней тени вертикального и горизонтального ребер.
На рис. 138 видна тень на подоконнике и на оконных стеклах от переднего вертикального ребра боковой грани ниши.
Рис. 137. Падающая тень козырька на стене и в нише
Рис. 138. Фрагмент построения падающей тени козырька
В правой части рис.138 видно, что вторичная проекция луча, проходящая через точку а, пересекает вторичную проекцию задней грани ниши. Через точку пересечения проведена вертикальная прямая, на которой отмечена точка А Т " .
Рис. 139. Построение падающей тени здания на землю
При определении падающей тени здания (рис. 139) задействованы ребра, входящие в контур собственной тени. Это вертикальное ребро, находящееся в картинной плоскости, верхнее правое видимое ребро с точкой схода F 2 и верхнее невидимое ребро с точкой схода F 1 . Тени этих ребер на земле параллельны самим ребрам и имеют те же точки схода.
Рис. 140. Перспектива здания с собственными и падающими тенями
На завершенном изображении (рис. 140) показано, что падающие тени приобретают окраску той поверхности, на которую они отброшены, но тон окраски становится более густым.