3-1投影变换的目的和方法1

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土木工程制图第五章,投影变换-换面法

土木工程制图第五章,投影变换-换面法

H
3、一般位置直线变成投影面垂直线
• 先将一般位置直线变成 投影面平行线; • 再将投影面平行线变成 X 投影面垂直线。 1 X 2 X • 注意:什么是二次变换?
b a'
2 2
土木工程制图
a' b'
a
b a'
1
b'
1
土木工程制图 4、一般位置平面变成投影面垂直面 • 在一般面上作一投影面平行线,例作一水 平线;
第5章 投影变换—换面法
土木工程制图
教学提示:画法几何中有关点、直线和平面的问 题,一般可以归纳为定位和度量问题。 当几何元素处于一般位置时,为了求 解方便,常采用换面法改变其中的某 些元素与投影面的相对位置,成为有 利于解题的特殊位置。 学习要求:通过本章学习,学生应掌握换面法的 一般概念及特点,能够使用换面法解 决有关点、直线和平面等几何元素之 间的定位和度量问题。
分析:在投影图中直接反映两平面夹角的特殊 情况,只要将这两个相邻平面用换面法变成同 时垂直于同一投影面,也就是将这两个平面的 交线变换成投影面垂直线,即可求得夹角θ。
土木工程制图
a' f'c' e'd' 1.在适当的位置作O1X1∥cd1,将CD变换为H、 V1新投影面体系中的V1面平行线。
X
V H
土木工程制图
3)求平面的实形: 将平面变成投影面平行面。 4)求平面的倾角、点到平面的距离、两平行面距离、直线 与平面交点和两平面交线等: 将一般面变成投影面垂直面。
二、换面法基本方法
土木工程制图
1、基本原则: 1)新投影面必须设立在使空间元素处 在有利于解题的位置; 2)新投影面必须垂直于原有投影体系 中的一个投影面。 2、基本概念:

画法几何与工程制图教学大纲

画法几何与工程制图教学大纲

《画法几何与工程制图》课程教学大纲课程名称:画法几何与工程制图课程代码:课程类型:专业必修课学分:3 总学时:64 理论学时:32 实验学时:32 先修课程:无适用专业:工程管理一、课程性质、目的和任务画法几何与工程制图是工程管理专业的必修课程。

学习画法几何与工程制图课程的目的是培养学生绘制和阅读建筑工程图的基本能力,是通过画法几何及制图理论的学习和建筑工程制图实训的实践,培养正确使用绘图仪器和徒手作图能力,熟悉建筑制图国家标准的规定,掌握并应用各种图示方法来表达和阅读建筑工程图,本课程的主要任务是:通过让学生掌握制图及投影的基本知识,掌握建筑图样的画法,培养专业识图的基本能力,培养空间想象能力和空间表达能力,培养学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风,为学习计算机绘图及后续专业课程打下良好的基础。

二、教学基本要求1、知识、能力、素质的基本要求:(1)明确本课程的地位、性质、任务和学习方法。

(2)培养用仪器绘图、徒手绘图的基本技能。

(3)学习用正投影法表达空间几何形体的基本原理和方法。

(4)培养绘制与阅读投影图的能力。

(5)培养适度与绘制建筑施工图、结构施工图、钢筋混凝土构件图等施工图的基本能力。

2、教学模式基本要求本课程采用理论教学和实验教学交叉进行的教学方式,授课方式为多媒体教学,精心设计课堂教学环节,如讲授、练习、制图、讨论等多种实践活动。

实践课以学生动手画图、识图为主,在掌握基本理论基础上增加制图、识图的能力,注意教与学之间的信息沟通与反馈。

三、教学内容及要求1 绪论教学内容:1.1 画法几何及土木工程制图课程概述1.2 投影的基本知识1.3 画法几何及土木工程制图的发展史和发展方向教学要求:(1)了解画法几何与土木工程制图的课程性质及画法几何及土木工程制图的发展史和发展方向;(2)掌握投影的基本知识。

2 画法几何教学内容:2.1 点2.1.1 点在三面体系第一角中的投影与该点的直角坐标关系2.1.2 点在两面体系第一角中的投影2.1.3 两点的相对位置2.2 直线2.2.1 直线的投影以及直线对投影面的各种相对位置2.2.2 直线上的点的投影特性2.2.3 求直线的真长及其对投影面的倾角2.2.4 两直线的相对位置2.2.5 两直线垂直2.3 平面2.3.1 平面的表示法2.3.2 平面对投影面的各种相对位置2.3.3 平面上的点、直线和图形2.4 直线与平面以及两平面的相对位置2.4.1 直线与平面以及两平面平行2.4.2 直线与平面以及两平面相交2.4.3 直线与平面以及两平面垂直2.4.4 点、直线、平面的综合作图题示例2.5 投影变换2.5.1 投影变换的目的和方法2.5.2 换面法以及用换面法解定位及度量问题示例2.5.3 以投影面垂直线为轴的旋转法简介2.6 曲线、曲面和立体2.6.1 平面立体及其表面上的线和点2.6.2 平面曲线和空间曲线2.6.3 曲面、曲面立体及其表面上的线和点2.6.4 圆柱螺旋线和平螺旋面2.7 平面、直线与立体相交2.7.1 平面与平面立体相交2.7.2 直线与平面立体相交2.7.3 平面与曲面立体相交2.7.4 直线与曲面立体相交2.8 两立体相交2.8.1 两平面立体相交2.8.2 平面立体与曲面立体相交2.8.3 两曲面立体相交2.9 轴测投影2.9.1 轴测投影的基本知识2.9.2 正等测的画法2.9.3 斜等测和斜二测的画法2.9.4 轴测投影的选择2.10 标高投影2.10.1 点和直线2.10.2 平面2.10.3 曲线、曲面和地面2.10.4 应用示例教学要求:(1)掌握点、直线、平面、曲面、立体等的投影的基本原理及其作图方法。

如何进行地图投影的选择与变换

如何进行地图投影的选择与变换

如何进行地图投影的选择与变换地图投影是将地球的曲面表面投影到平面上的过程。

由于地球是个球体,将其表面投影到平面上时会产生形状、距离和方向的变形。

因此,在绘制地图时,选择合适的投影方法以及进行变换至关重要。

本文将探讨如何选择和进行地图投影的变换。

1. 球面投影与平面投影地图投影可以分为球面投影和平面投影两种类型。

球面投影是将地球的曲面投影到一个球体上,再将该球体展平获得平面地图;而平面投影则直接将地球的曲面投影到平面上。

选择合适的投影类型取决于地图使用的目的以及具体需求。

2. 常见的地图投影类型2.1 等面积投影等面积投影是保持地图上各个区域的面积比例不变的投影方法。

这种投影适用于需要关注地理要素分布和比例的分析工作,如自然资源、人口分布等。

2.2 正轴等角投影正轴等角投影是保持地图上某个中心点周围各点至中心点的角度不变的投影方法。

这种投影适用于需要保持地理要素方向性的分析工作,如气候分布、风向等。

2.3 圆柱投影圆柱投影是将地球的曲面投影到一个圆柱体上,再展开形成平面地图的投影方法。

常见的圆柱投影有等经纬度投影、等距投影等。

圆柱投影适用于大范围的地图,如世界地图,缺点是极区变形较大。

2.4 锥形投影锥形投影是将地球的曲面投影到一个锥体上,再展开形成平面地图的投影方法。

常见的锥形投影有等经纬度投影、等面积投影等。

锥形投影适用于小范围的地图,如州、省级地图,变形较小。

3. 投影变换投影变换是将地球的经纬度坐标转换为平面地图上的坐标。

常见的投影变换算法有墨卡托投影、高斯-克吕格投影等。

在选择投影变换算法时,需要考虑地图范围、方向和形状等因素,以保证准确性和可视化效果。

4. 地图投影选择原则4.1 根据地图使用目的选择根据地图的使用目的选择合适的投影类型。

如果需要了解地图上各个区域的面积比例,选择等面积投影;如果需要保持地理要素的方向性,选择正轴等角投影;如果需要绘制世界地图,选择圆柱投影。

4.2 考虑地图范围和变形根据地图的范围选择合适的投影方式,较大范围的地图适合采用圆柱投影,较小范围的地图适合采用锥形投影。

投影变换法求实形原理

投影变换法求实形原理

投影变换法求实形原理
投影变换法求实形原理主要是通过将三维物体转换为二维平面图形来实现。

具体来说,它是通过投影变换矩阵将场景世界中的3D物体转换为2D平面图形的过程。

转换后的二维平面图形相对于原来的三维物体降了一维。

在计算机图形学中,投影变换主要有两种形式:透射变换和仿射变换。

透射变换是将图像投影到一个新的视平面,可以看作是将三维物体通过某种方式投影到二维平面上。

而仿射变换则是一种特殊的透射变换,变换后图像的形状仍然维持原状。

在投影变换过程中,需要计算投影变换矩阵和投影变换参数,然后将这些参数映射到物体上,最终得到降维后的二维平面图形。

这个过程可以通过计算机图形学中的各种算法和工具来实现。

另外,在计算机图形学中,还可以使用一些特殊的装置来实现投影变换。

例如,可以使用类似于德国画家丢勒绘画时使用的装置,通过固定线和物体表面的点,记录线穿过木框的位置,并在画纸关闭时标记到画纸上,不断变动线末端物体上的点,最终可以得到准确的物体画像。

这个过程其实也是一种投影变换,通过这种方式可以绘制出真实立体感的图形。

总的来说,投影变换法求实形原理是一种将三维物体转换为二维平面图形的方法,它涉及到一系列的数学和几何学原理。

在计算机图形学中,这种方法被广泛应用于各种场景的建模、渲染和可视化中。

实习三 方位投影

实习三 方位投影

2 = sec [(90°- )/2)]
2 = (90°- )*( /180°)/cos
基本圆的半径 r = 3 mm ; Z = 90°-
新编地图学教程 实习3-1 正轴方位投影
变形椭圆的长半轴,短半轴的长度,通过基本圆的半径3mm乘 以 1 , 2 计算出来. r=3mm基本圆
变形椭圆
另外一个办法就是点击排列的变换选项中的旋转,角度 设置为15° 设置为15°,选中一条经线复制,然后粘贴,点击应用 即可,其他依次类推.
新编地图学教程 实习3-1 正轴方位投影
完整的经纬网
新编地图学教程 实习3-1 正轴方位投影
如何添加角度数:
上面已经画完了框架,现在标上经纬度. 选中文字工具,在大概的区域写上度数. 自己所写文字的大小不一定能满足要求,还需要 通过修改属性来修改. 双击所写的文字,选中文字后,在属性栏修改字 体.
新编地图学教程 实习3-1 正轴方位投影
接着,在对象管理器选中6个圆,点击"排列" 接着,在对象管理器选中6个圆,点击"排列"找到 "对 齐与分布",分别选择"水平居中和垂直居中 齐与分布",分别选择" ".
新编地图学教程 实习3-1 正轴方位投影
方法二:记下第一个纬线圈的圆心坐标, 方法二:记下第一个纬线圈的圆心坐标,在画其余的纬线圈的时 候保持圆心坐标与第一个圆一致.即利用选择按钮选中该圆, 候保持圆心坐标与第一个圆一致.即利用选择按钮选中该圆,在 属性栏中修改属性,使得所画圆的中心点坐标与第一个一致. 属性栏中修改属性,使得所画圆的中心点坐标与第一个一致.
完成地图:
加上标题和比例尺. ห้องสมุดไป่ตู้出纬线半径表格,填入计算得到的数值. 加上制图时间. 加上制作人,系别,年级 最后在外面画上边框. 保存文件.

如何进行地图投影变换

如何进行地图投影变换

如何进行地图投影变换地图投影变换是在制作地图时非常重要的一步。

地球是一个球体,而地图通常是平面的,所以必须将球面上的地理信息转化为平面上的投影图像。

这个过程称为投影。

1. 什么是地图投影变换?地图投影变换是将地球的表面映射到纸张或计算机屏幕上的过程。

由于地球是一个球体,将其表面展示在平面上是一个复杂的问题。

为了解决这个问题,人们发明了各种各样的地图投影方法。

2. 投影的目的地图投影的目的是在保持尽可能多的地理几何特征的同时,尽量减少形状、面积或方向的扭曲。

不同的投影方法有不同的重点,可以根据具体需求选择适合的投影方法。

3. 常见的投影方法下面介绍几种常见的投影方法:- 圆柱投影:将地球的经纬线投影到一个圆柱体上,然后再展开。

这种投影方法广泛用于世界地图和航海图。

- 锥形投影:将地球的经纬线投影到一个锥体上,然后再展开。

这种投影方法常用于地图制作和地理测量。

- 平面投影:将地球的表面投影到一个平面上,通常通过将光线从地球的中心或某个点投射出去。

这种投影方法常见于航空地图和天体测量。

4. 投影的扭曲无论选择哪种投影方法,都无法完美地将地球的表面展示在平面上。

不同的投影方法会引入不同类型的扭曲,如形状扭曲、面积扭曲、方向扭曲等。

因此,在选择投影方法时,需要权衡不同类型的扭曲,并选择适合具体需求的投影方法。

5. 地图投影变换的应用地图投影变换在许多领域都有广泛的应用。

以下是几个常见的应用:- 地理信息系统(GIS):在GIS中,地图投影变换用于将不同坐标系统下的地理数据转换为统一的坐标系统,以便进行准确的空间分析和地图叠加。

- 卫星测绘:在卫星图像处理中,地图投影变换用于将卫星图像的球面投影转换为平面地图,以便进行地质勘查、城市规划等应用。

- 地理教育:在地理教育中,地图投影变换用于教学地球形状和地理特征,帮助学生理解地球表面的结构和变化。

总结:地图投影变换是将地球的表面展示在平面上的重要步骤。

不同的投影方法有不同的优缺点,需要根据具体需求选择适合的投影方法。

4、投影变换(换面法)


b' a'
X
• i' a c i • b
H X1 V1
c'
•c ' 1
V O H O2 O1

c2
• a1' (i1')
•i 2
• a2
实形
• b1'
V1 H2
• b2
是以其中一直线为依据来选择,即将其中一条直线(一般 线)更换成平行线,投射线,其它元素跟着过来。另一种 是以其中一个平面为依据来选择新轴。即将一般面改换成 投射面、平行面。其它元素跟变换过来。
不动,设立新的投影面代替原有的投影面中的一个,使新
投影面与几何元素处于有利于解题的位置。
一、换面法的投影规律:
如图4-2中,先只看A点的投影。如图4-3 (a)所示。
a' V
A
a'1 x1
o
x ax a
V1
ax1 H a'1 V1
o1
图4-3 (a)
新的投影面必须垂直于原投影面体系中的一个投影面。 如 V1H ,这样 V1 与H才能构成一个新的两投影面体系。 a' a x Aa a1' a x1 展开时V不动, V1 摊平到与H在 由图可知 同一面上,然后H面连同 V1 一齐绕OX轴旋转到与V在同一 平面上。 画投影图时,为表示清楚,在OX以上标V,OX下标H,在 的一方标H,另一方标
工程上要解决的问题: (一) 定位问题:包括线面交点、两面交线、截交线、相 贯线
(二) 度量问题:包括求直线实长、平面实形、点线距、 点面距离、平行线间距、两交叉线距离、平行面距离、直 线及平面对投影面倾角、两面夹角、线面夹角等。 一、投影变换的目的:将原来处于一般位置的空间几何元 素,变换为有利于解题的位置。

投影变换(计算机图形学)资料


2009-2010-2:CG:SCUEC
10
正投影之三视图
当投影面与某个坐标轴垂直 时,得到的空间物体的投影 为正投影(三视图)
1. 三视图分为正视图、侧视图
和俯视图.
2. 对应的投影平面分别与x轴, y 轴,z轴垂直。
三视图
三视图常用于工程制图,因为在其上可以测量距离和
角度。但一个方向上的视图只反映物体的一个侧面,只有 将三个方向上的视图结合起来,才能综合出物体的空间结 构和形状。
2009-2010-2:CG:SCUEC
4
投影变换的概念
近平面
远平面 Z
X
投影平面 V′ U′
窗口 X′ Y′
Y 投影线
视点
透视投影
视点:三维空间中任意选择的一个点,亦称为投影中心 投影平面:不经过视点的任意一个平面 投影线:从视点向投影平面的引出的任意一条射线
2009-2010-2:CG:SCUEC
x
xq zc
yq
0
0 zc
xc yc
0 0
y z
xp
xq q
,
yp
yq q
q 0
0
1
zc
1
2009-2010-2:CG:SCUEC
8
平行投影
平行投影可以看成投影中心移向无穷远时的极限情况。
设给定的投影方向为( xd , yd , zd )。在要投影的对象附近任取一点
(xs , ys , zs),以此点为起点作一射线,其指向是投影方向的反方向,
oz 和 轴的单位方向向量为 (a11, a12 , a13 ) 、 (a21, a22 , a23 ) 和
(a31, a32 , a33 ) ,那么从坐标系oxyz到 o xyz 的变换是

投影变换(新)


平面的投影变换
1.一般位置平面变换为投影面垂直面
2.投影面垂直面变换为投影面平行面
3.一般位置平面变换为投影面平行面
平面的投影变换
1.一般位置平面变换为投影面垂直面
(单击play按钮)
只要将该一般位置平面上的任一直线变换成投影面的垂直线, 则此一般位置平面就成为该投影面的垂直面。
一般位置平面变换为投影面垂直面—求α角
基本条件
a '1 V1
X1 α
α
b '1 O1
1、新投影面对几何元素必须处于有利于图示和图解的位置, 如平行或垂直等。 2、新投影面必须垂直于一个已有的投影面,以便利用以前 在两个互相垂直的投影面上的投影规律。
点的投影变换
1.点的一次变换——点在H/V1体系中的投影
(单击play按钮)
点的投影变换
b’1
一般位 置平面
X V H
a’
c’
d’
b’
O
X1轴垂直于ad
c
a d
X2轴平行于b1’c1’
a 1 ’ d1’
投影面 垂直面
b
b 1’
c1’ c2
投影面 平行面
b2
a2
实形
【例6-6】 求M点到△ABC的距离及投影
作图步骤:
(1)在△ABC中作水平线BD; (2)将BD直线变换为V1面的垂直线, 则平面△ABC成为V1面的垂直面;
d’ c’
X V H
a’
n’ b’
m’
O
(3)过m1’作a1’b1’c1’的垂线,交于n1’,
m1 ’ n1’即为M点到△ABC之距;
b n a
(4)过n1’作O1X1的垂线,与过m所作

第3章 投影变换

a) 直观图
图3-3 点的一次投影变换(变换H面)
X1 H1 XV H ax1 a1
X
ax
a
b) 投影图
用正垂面H1来代替H面,H1面和V面组成新投影体系V/H1,投影体系由V/H 变换为V/H1。新旧两体系具有同一个V面,因此a1ax1=Aa′ =aax。
无名湖畔论坛
b'
XH b k
V
O a
c
b1' a1'
k1'
作图过程如图4-21所示。
c1'
无名湖畔论坛 图3-21 过点A作直线与BC垂直相交
【例3-2】已知AB、CD是两条交叉直线,求两直线最短距 c' 离及其投影。
B
分析: 连接两交叉直线的线段中,只有它们 的公垂线最短。
M A C N
a
c
无名湖畔论坛 图3-10 一般位置平面变换为正垂面直观图
作图: 将一般位置平面变为正垂面的投影图。
b' a' k' 平面有积聚性的投影
步骤: ①找平面内的水平线;
c'
V XH
b1' a1' (k1')
②建新轴V1/H垂直于 ak,AK变成正垂线; ③平面变成垂直面, 有积聚性,反映平面 与H面的夹角。
无名湖畔论坛
一般位置平面变换为投影面的平行面,必须经过二次换面。
b'
a' k'
平 行
c'
X
V H
b1' a1' (k1') b2 a2 c1 '
b k a c
图3-13 一般位置平面变换为水平面
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新旧投影之间的关系
a′ ′ ax a1
V X H
a′ ′ a1
.
V
A
P1
ax ax1
P1 H X1
ax1 a
H X1
a
X
一般规律: 一般规律: 点的新投影和与它有关的原投影的连线, 点的新投影和与它有关的原投影的连线,必垂直 于新投影轴。 于新投影轴。 点的新投影到新投影轴的距离等于被代替的投影 到原投影轴的距离。 到原投影轴的距离。
三、点的投影变换规律 ⒈ 更换一次投影面 ⑴ 新投影体系的建立
V
a′ ′
V
a′ ′
A
a1
P1
X
ax
.
a1 ax1
P1 H X1
H
ax
X
ax1 a
H X1
a
V X— 旧投影体系 H A点的两个投影:a, a′ 点的两个投影: , 点的两个投影
P1 新投影体系 X1 — H A点的两个投影:a,a1 点的两个投影: , 点的两个投影
V1
X
老投影 体系 V/H
a1'
a
新轴
α X1
被保留 的投影
新投影 体系 V1/H
二、新投影面的选择原则
a′ ′
V P
A B a
H
a1 b1
b′ ′
b
1. 新投影面必须对空间物体处于最有利的解 新投影面必须对空间物体处于最有利的解 题位置。 题位置。 2. 新投影面必须垂直于某一保留的原投影面, 新投影面必须垂直于 一保留的原投影面, 垂直于某 以构成一个相互垂直的两投影面的新体系。 以构成一个相互垂直的两投影面的新体系。
第三章 投影变换
一、问题的提出
当直线或平面相对于投影面处于特殊位置(平行或垂直 时 当直线或平面相对于投影面处于特殊位置 平行或垂直)时, 平行或垂直 可以方便地求出线段的实长、平面的实形以及相应的倾角。 可以方便地求出线段的实长、平面的实形以及相应的倾角。 当直线或平面相对于投影面处于不利于解题的位置时, 当直线或平面相对于投影面处于不利于解题的位置时,怎么 办? 解决方法:变换投影面。 解决方法:变换投影面。
⒉ 更换两次投影面
⑴ 新投影体系的建立
X2
V
P2
Hale Waihona Puke a2 A按次序更换 P1
ax2
a′ ′ ax
a1 ax1
X
a
H
X1
P X1 —1 先把V面换成平面 面换成平面P 先把 面换成平面 1, P1⊥H,得到中间新投影体系 ,得到中间新投影体系: H P1 X2 — 再把H面换成平面 面换成平面P 得到新投影体系: 再把 面换成平面 2, P2⊥ P1,得到新投影体系 P2
变换投影面法(换 变换投影面法 换 面 法): : 将几何元素与投影面的相对位置变换成处于 将几何元素与投影面的相对位置变换成处于 有利于解题位置的方法称为投影变换。 有利于解题位置的方法称为投影变换。
被替换 的投影面 被替换 的投影
新投影
V
老轴
a' B
b'
b1'
新投影面
b A H
被保留 的投影面
aa1 ⊥ X1 a1ax1 = a′ax ′
⑶ 求新投影的作图方法
更换V面 更换 面
a′ ′ V X H a ax ax1
. ●
更换H面 更换 面
a1 XV H a a′ ′
X1 P 1 H
.
a1 ax1
ax
H
P1 X1
作图规律: 作图规律: 由点的不变投影向新投影轴作垂线 垂线, 由点的不变投影向新投影轴作垂线, 并在垂线上量取一段距离, 并在垂线上量取一段距离,使这段距离等 于被代替的投影到原投影轴的距离。 于被代替的投影到原投影轴的距离。
⑵ 求新投影的作图方法
a′ ′
作图规律
ax
V X H
a2a1 ⊥ X2 轴 a2ax2 = aax1
a2
a ax1 H X1 P1
.
ax2 . a1 P2 P1 X 2
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