Избегайте стирания и постоянной очистки чертежа ластиком; если проведены неправильные линии или возникла необходимость внести изменения, соответствующую часть следует стереть и полностью перечертить.
При использовании кронциркуля следите за тем, чтобы ножка с металлической иглой, которую первой устанавливают на бумагу для фиксации центра кривой или окружности, была немного длиннее ножки с грифелем или пером.
Чтобы четко обозначить положение центра, который потребуется использовать снова, слегка обведите его маленьким кружком с помощью карандаша; никогда не вставляйте острие карандаша в центральное отверстие, чтобы расширить или затемнить его; прокол, сделанный измерителем или иглами, должен быть едва заметным, поэтому и рекомендуется делать кружок, как указано выше.
Рис. 294.
Следите за тем, чтобы ножки измерителя были одинаковой длины и острыми, чтобы при разметке расстояний, размеров и центров углубление или отверстие в бумаге было как можно меньше.
Термин «плоскость» означает идеально ровную поверхность, то есть нечто, обладающее длиной и шириной, но не имеющее толщины.
Лучший способ указать на чертеже поверхности, подлежащие чистовой обработке, — это написать на линиях, обозначающих такие поверхности, «обработать», «механическая обработка» или «торцевать» в зависимости от требуемой степени чистоты обработки. Часто используется одна буква «f».
Старайтесь как можно меньше касаться чертежного листа руками; указывая на какую-либо часть чертежа, пользуйтесь карандашом, а не пальцем.
Помните, что чертеж создается для того, чтобы его читали.
Мастерство выполнения тушью зависит не от тонкости линии, а от ее четкости.
Мягкий карандаш никогда не следует использовать при механическом черчении, за исключением редких случаев, когда он применяется для карандашной отмывки; твердость или мягкость карандашей обозначается буквами.
Никогда не обводите тушью какую-либо часть чертежа, пока карандашная прорисовка не будет полностью завершена.
Натягивание или приклеивание бумаги к доске применяется крайне редко, поскольку механические чертежи выполняются в масштабе, и бумага находится в естественном состоянии, когда ее прикрепляют кнопками к доске, что точнее, чем при нахождении под натяжением. Механические чертежи в практике всегда требуются немедленно, и время было бы потрачено впустую на увлажнение, приклеивание и повторную сушку.
На рабочем чертеже, независимо от того, выполнен он в масштабе или нет, должны быть четко проставлены все размеры, поскольку рабочий никогда не должен быть вынужден измерять чертеж.
При разметке расстояний, центров и т. д. полезна тонкая игла; отверстие не должно протыкать бумагу насквозь, достаточно лишь накола, чтобы оставить след, который не будет стерт ластиком; чертежные перья часто оснащаются такой иглой в торце ручки, которая видна только тогда, когда перо отвинчено от ручки; но при отсутствии такого инструмента подойдет острие ножки измерителя.
Механические конструкторские чертежи представляют собой большой объем умственного и ручного труда, а также требуют значительных денежных затрат; следовательно, они представляют собой ценность, равную имуществу, приобретенному за счет затрат труда или капитала. Разумно хранить копии оригинальных проектов и эскизов, а также данные и формулы для учета и сравнения.
Лучшая система хранения чертежей — выполнять их в определенных стандартных форматах и хранить в развернутом виде, не сворачивая, в ящиках, пронумерованными, с буквенными обозначениями и ярлыками.
В офисе, где пространство ограничено и чертежи приходится сворачивать, целесообразно использовать несколько картонных тубусов длиной около трех футов и диаметром три дюйма. Они показаны на рис. 294.
Рядом с верхним краем можно сделать отверстие, и когда в этот цилиндрический футляр вставляется новый чертеж или синька, через отверстие можно продеть картонную бирку. На этой этикетке будут указаны название и номер чертежей, находящихся в данном футляре.
В журнале учета, который ведется методично и аккуратно, должны быть сразу видны номер чертежа и номер футляра.
Рис. 293 хорош для практики в линейном черчении, а также как оптическая иллюзия. «Вы смотрите и обманываетесь. На первый взгляд вы говорите: “Конечно, эти две линии изогнуты”. Вы ошибаетесь. Они абсолютно параллельны. Чтобы доказать это, посмотрите на них с торца на уровне глаз. Разумеется, именно вспомогательные линии вводят зрение в заблуждение. Это случай, когда первое впечатление оказывается совершенно неверным».
Рис. 295.
Линейная перспектива.
Следует отметить, что эта тема выходит за рамки механического черчения, которое имеет дело только с объектами, которые можно измерить, спроецировать или нанести на чертеж в точном масштабе.
Однако, дополняя более формальные предметы, полезно немного выйти за рамки строгих линий механики и обратиться к методам природы, поскольку ни одна система обучения черчению не является полной, если она не включает некоторые объяснения по рисованию с натуры — объекты всегда окружают студента, глаз всегда готов видеть, а руке требуется лишь тренировка, чтобы запечатлеть полученные впечатления.
Слово «перспектива» означает «видеть сквозь»; слово «перспектива» происходит от латинского слова perspicere — смотреть сквозь, следовательно, перспектива — это наука, которая учит нас видеть правильно и позволяет нам изображать внешний вид всего, что мы пожелаем нарисовать; при рисовании в перспективе следует проявлять осторожность, выбирая объекты, интересные сами по себе, и лучшие образцы своего класса, чтобы развивать вкус, одновременно предоставляя полезные и поучительные уроки рисования.
Значение термина «линейная перспектива» — линейный вид; предыдущие примеры состояли из поверхностей, расположенных перед глазом; перспектива — это наука, которая рассматривает изменения формы, возникающие при их рассмотрении в различных наклонных положениях.
Малейшее изменение положения изменит внешний вид объекта; это можно легко показать — для иллюстрации возьмем монету, фактическая форма которой — идеально круглая; или, строго говоря, круг. Если мы возьмем монету между большим и указательным пальцами, удерживая ее в вертикальном положении и точно перед глазами, как на рис. 296, она кажется своей истинной формой, т. е. кругом. Если мы изменим ее положение, балансируя на большом пальце, в горизонтальном положении, когда ее ребро находится прямо напротив глаза, как на рис. 297, ее внешний вид изменится, и то, что мы знаем как круг, предстает перед нами как прямая линия.
Рис. 296. — Рис. 297. — Рис. 298.
Теперь, продолжая балансировать монету на большом пальце, но изменяя ее положение относительно глаза, удерживая ее немного ниже, чем в предыдущем положении, то есть чуть ниже уровня глаз, как на рис. 298, мы видим и ребро, и поверхность, и монета теперь кажется не кругом и не прямой линией, а изогнутой фигурой эллиптической формы. Таким образом, одна и та же монета, удерживаемая в трех разных положениях, приняла три разные формы.
Возьмем две монеты одинакового размера, удерживая (в положении, показанном на рис. 296) по одной в каждой руке. Теперь, закрыв один глаз (что сделает эксперимент более наглядным), вытяните одну монету на расстояние вытянутой руки, а другую — на расстоянии около фута от глаза. Сравнив их, мы обнаружим, что монета, которая находится дальше от глаза, кажется меньше, чем та, что ближе. Мы знаем, что монеты действительно равны по размеру, но одна кажется меньше другой.
Таким образом, мы видим, что когда мы меняем положение объекта, следствием этого является изменение внешнего вида; также то, что изменение внешнего вида может влиять как на форму, так и на размер объекта.
Эти различия во внешнем виде можно заметить во всем, что нас окружает. Мы можем наблюдать их на улице, глядя на здание с разных точек зрения или сравнивая видимые размеры уличных фонарей; на железнодорожной станции, наблюдая за прибывающим или отправляющимся поездом; и в море, замечая суда по мере их приближения или удаления, в конечном итоге исчезающие из нашего поля зрения на той линии, где море и небо, по-видимому, встречаются.
Все эти интересные вариации внешнего вида находятся в строгом соответствии с законами геометрии и оптики. Первый предмет был подробно рассмотрен, начиная со страницы 81 этой работы, где даны определения линии, точки, угла и т. д.; другие термины объяснены на странице 41 и последующих страницах; к ним мы добавим несколько определений, существенных для данного предмета.
Плоскость — это поверхность, которая является идеально ровной и плоской; используя привычную иллюстрацию, плоскость подобна поверхности листа листового стекла; помните, в частности, что поверхность, которая хоть сколько-нибудь изогнута, не является плоскостью.
Земная плоскость — это плоскость, на которой мы стоим; базовая линия — это воображаемая линия, проходящая через середину ступней, когда мы стоим прямо и ровно; а вертикальная плоскость, как предполагается, стоит на базовой линии и перпендикулярна ей.
Рис. 299. — См. стр. 255.
Плоскости параллельны друг другу, когда они на всем протяжении своих поверхностей находятся на одинаковом расстоянии друг от друга.
Рис. 300.
Перспективная плоскость — это вертикальный квадрат из стекла, обычно вставленный в раму, как картина, с основанием, чтобы он мог стоять самостоятельно. Он помещается между глазом наблюдателя и предметом, который нужно нарисовать, и, поскольку чертеж иногда выполняется непосредственно на нем, его иногда называют картиной или плоскостью картины.
Рис. 301.
Горизонтальный означает идеально ровный, как поверхность стоячей воды. Мы должны быть осторожны, чтобы полностью понять разницу между терминами «уровень» и «ровный» или «плоский». Поверхность может быть ровной или плоской, не будучи горизонтальной. Так, стена ровная и плоская, но она вертикальна, а не горизонтальна; горизонтальный означает фиксированное, постоянное положение.
На рис. 301 дом показан в перспективе, где линия H L — это линия горизонта, а V P — это...
Точка схода. — Точка схода привычно представляется рельсами трамвайного пути на прямой дороге, которые, кажется, сближаются вдали, как показано на рис. 302 в точке V P.
Рис. 302.
Все параллельные линии, видимые в перспективе, кажутся сходящимися в одной и той же точке схода.
Значение точки схода можно увидеть на виде деревянного дома, рис. 303, где она (V P) задает направление уходящим линиям крыши, боковых досок и двери.
Рис. 303.
Точка зрения. — Это та точка в глазу, где линии или лучи от объекта пересекают друг друга, как показано в точке P на рис. 305, а также на рис. 299 в точке S.
Вертикальный означает идеально отвесный. Если мы прикрепим нить к грузу, например, к небольшому кусочку свинца, и будем держать нить так, чтобы свинец свисал вниз, нить примет отвесное или вертикальное положение.
Параллельные линии называются параллельными друг другу, когда они на всем своем протяжении находятся на одинаковом расстоянии друг от друга.
Перпендикуляр. Когда одна прямая линия, встречаясь с другой, образует углы в точке контакта, равные друг другу, каждый из этих углов называется прямым, а линии называются перпендикулярными друг другу. Помните, в частности, что перпендикулярный и вертикальный не имеют одинакового значения. Вертикальный означает неизменное отвесное положение. Перпендикулярный означает, что одна линия или плоскость встречается с другой линией или плоскостью под прямым углом.
Рис. 295 на странице 246 — это этюд в перспективе, показывающий отражение в воде. Поскольку лучи от каждой видимой части объекта отражаются, следуя одному и тому же закону, отражение будет казаться глазу перевернутым и того же размера, что и объект. Сама арка образует верхнюю половину полого цилиндра, а отражение образует нижнюю половину. Отражение показывает гораздо больше внутренней части арки, чем можно увидеть непосредственно. Наклоненное дерево, мальчик, ловящий рыбу, и уходящие вдаль берега — все это видится в соответствии с законами отражения и перспективы.
Линия горизонта, точка зрения и точки схода являются основными элементами. Их следует изучать в каждой комнате и во время каждой прогулки, а более приятные случайности формы сохранять в уме или переносить на бумагу для будущего использования.
Рис. 304.
Оптика, наука о зрении, дает нам следующие законы:
1. Что мы видим посредством света.
2. Что свет проходит от объектов к нашим глазам.
3. Что свет распространяется по прямым линиям, которые называются зрительными лучами.
Человеческий глаз можно кратко описать как камеру сферической или шарообразной формы с круглым отверстием спереди. Это круглое отверстие называется зрачком, и через него зрительные лучи проходят внутрь глаза. Зрительные лучи, проходящие из пространства во всех направлениях через маленький зрачок, принимаются на то, что можно назвать внутренней стенкой шарообразной камеры, образующей глаз (см. рис. 305). Эта внутренняя стенка называется сетчаткой, и на ней принимаются впечатления от внешних объектов, точно так же, как они принимаются на экран в темной камере. Эти впечатления передаются зрительным нервом от сетчатки в мозг.
Перед зрачком находится сегмент небольшой сферы, состоящий из роговицы и водянистой влаги, которые являются прозрачными и из-за своей формы и плотности оказывают сходящееся воздействие на проходящие через них лучи.
Позади зрачка находится прозрачный хрусталик, который благодаря своей форме и эластичности является мощным средством, способствующим сходимости лучей и фокусировке объектов, находящихся на разном расстоянии, в четкое изображение на сетчатке.
Рис. 305.
Зрачок обладает способностью к сокращению и расширению, на что влияет количество света, входящего в глаз, но когда он максимально расширен, его размер очень мал по сравнению с большой камерой, образующей тело глаза.
На рис. 305 мы имеем грубую схему разреза глаза и объекта перед ним. Этот объект, стрелка, виден с помощью зрительных лучей, исходящих от него, два основных из которых показаны. Зрительный луч от A проходит через зрачок и принимается на сетчатку в точке a. Таким же образом зрительный луч от B проходит через зрачок и принимается на сетчатку в точке b. Таким образом, будет видно, что впечатления или изображения, полученные на сетчатке, перевернуты; но благодаря долгому рассуждению и опыту разум приобрел привычку определять реальное положение объектов и, несмотря на то, что изображение получено именно так, не представляет их перевернутыми вверх ногами.
Также будет замечено, таким же образом, что та часть объекта, которая находится справа, будет отображена на сетчатке слева, и наоборот, но разум, по причинам, указанным ранее, никогда не представляет объект зеркально отраженным. Этот факт является еще одним доказательством того, что, как упоминалось в начале нашего исследования, видеть точно — это вопрос образования и практики.
И во-первых, об оптике; было утверждено на странице 252, что мы видим посредством света, который проходит от объектов к нашим глазам по прямым линиям, называемым зрительными лучами.
Мы видим посредством света, так как все объекты, за исключением тех, которые можно назвать самосветящимися, будучи помещенными в темную камеру, не воспринимаются нами, кроме как на ощупь, по запаху или слуху; мы не можем видеть их; они невидимы. Но когда, убрав заслонку или зажегши пламя, мы вносим в камеру что-то, чего не было, когда камера была темной, мы сразу осознаем появление объекта, мы воспринимаем его с помощью чувства зрения.
Это нечто, что всегда должно присутствовать, чтобы мы могли видеть, называется светом; все объекты становятся видимыми для чувства зрения посредством его воздействия.
Без света, естественного или искусственного, было бы невозможно отличить один объект от другого.
Рис. 306.
То, что зрительные лучи проходят от объектов по прямым линиям к глазу, можно доказать следующим экспериментом (см. рис. 306): проткните два экрана большой булавкой и расположите их так, чтобы отверстия находились на одной прямой линии с пламенем, например, светом свечи или лампы. Направив глаз на одно из этих отверстий, мы можем видеть пламя; но если мы слегка сдвинем пламя, один из экранов или глаз, пламя перестанет быть видимым. Чтобы быть видимыми, пламя, отверстия в экранах и глаз должны находиться на одной прямой линии. См. рис. 306.
На рис. 299 плоскость картины представлена прямоугольником W X Y Z. Хотя плоскость картины здесь показана как прямоугольник, она может быть любой формы или любого размера.
Наблюдатель находится в точке S, глядя сквозь плоскость картины на крест R C O H. Наблюдатель стоит на горизонтальной поверхности, которая называется земной плоскостью. Если мы находимся в комнате, окно можно назвать плоскостью картины, а пол — земной плоскостью.
Плоскость картины покоится, так сказать, на земной плоскости, на линии, проходящей от Y к Z. Две плоскости встречаются или пересекаются по этой линии, которая называется линией земли. Линию земли иногда называют линией картины или измерительной линией.
Зрительные лучи, с помощью которых наблюдатель видит крест, на своем пути от него к глазу пройдут сквозь плоскость картины. Эти зрительные лучи пересекут плоскость картины в ряде точек, и если мы отметим истинные положения этих точек, результатом будет перспективное изображение креста.
Лучи показаны проходящими от креста к глазу наблюдателя и встречающимися с плоскостью картины в точках r, c, o, h; соединив r с o и c с h, мы получим перспективное изображение креста, каким оно предстало бы перед наблюдателем в точке S. Конечно, бесконечное количество лучей исходит от креста к глазу наблюдателя; но совершенно очевидно, что нам нужно учитывать только те, которые исходят от крайних точек объекта.
Масштабная или приближенная перспектива.
Реальная или истинная перспектива изображает объект точно так, как он видится в природе, где части, находящиеся далеко от глаза наблюдателя, кажутся меньше, чем те, что находятся рядом. Однако в практической жизни, с ее многочисленными фазами промышленных требований, возникают случаи, когда удобство показа полной формы объекта на одном виде предпочтительнее сочетать с удобством масштабных размеров.
Это привело к модифицированной перспективе, которая жертвует некоторой точностью во внешнем виде объекта ради получения преимущества масштабных размеров; этот вид перспективы можно отличить по названию — приближенная или масштабная перспектива — которая не изображает объект точно так, как он видится в природе, но где те части, которые находятся далеко, показаны того же размера, что и те, что находятся рядом, и где линии, уходящие в пространство, параллельны друг другу и не сходятся в точке схода.