Модель отображения теней шара в перспективе
Учебная модель отображения теней шара в перспективе предназначена для наглядного изучения и демонстрации отображения собственных и падающих теней шара на плоскость в линейной перспективе. На основании (1) полезной модели перпендикулярно закреплена пластина (2) с фиксаторами (12) для эластичных нитей (13). Благодаря установленному шару (4) на стойке (3), на котором смонтировано сферическое кольцо (5) с отверстиями (6), через которые проходят эластичные нити, а также введением дополнительных взаимозаменяемых пластин (10) с фиксаторами для эластичных нитей с различным расположением фиксаторов вдоль кривых второго порядка (окружности, эллипса, параболы, гиперболы) и телескопической кулиса (8), которая зафиксирована одним своим концом в сферическом шарнире (7) на основании, а в зажиме (9) на втором ее конце фиксируются эластичные нити, достигается возможность наглядного изучения и демонстрации отображения в линейной перспективе собственных и падающих теней шара на картинную плоскость при различном положении точки зрения, 1 ил.
Предполагаемая полезная модель относится к учебным приборам по начертательной геометрии и предназначена для наглядного изучения и демонстрации отображения собственных и падающих теней шара на плоскость в линейной перспективе.
Известно наглядное пособие по начертательной геометрии (см. А.с. №1038964 от 30.08.83, G09В 23/04) содержащее основание, эластичные нити для имитации образующих пространственных фигур и зажимы для закрепления нитей. С целью расширения демонстрационных возможностей, оно имеет сменные пластины с изображением геометрических фигур, по контуру которых расположены зажимы. Каждая из пластин имеет центральное и расположенные по окружности отверстия, при этом панели параллельны одна к другой, имеют ось с фиксатором для установки в центральном отверстии и штифт для установки в одном из расположенных по окружности отверстий.
Признаками аналога, совпадающим с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются основание, сменные пластины, фиксатор, зажимы и эластичные нити.
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является то, что данное наглядное пособие не позволяет отображать в линейной перспективе падающие тени от поверхности шара на картинную плоскость при различном положении точки зрения.
Известен учебный прибор по геометрии (см. А.с. №1721622, G09В 23/04), содержащий основание с Г-образным кронштейном, на горизонтальной полке которого установлен зажим, две параллельные сменные пластины с фиксаторами для эластичных нитей, имитирующих направляющие линейчатой поверхности с плоскостью параллелизма. Одна из этих пластин установлена
с возможностью поворота в зажиме, а другая закреплена на основании неподвижно. Прибор имеет комплект сменных гребенок для имитации секущей плоскости и имитаторы точек сечений, выполненные в виде лампочек, установленных с возможностью перемещаться на нитях и расположенных в пазах гребенки. Основание имеет стойку с шарниром для установки гребенки под заданным углом, а нити подпружинены и выполнены из токопроводящего материала и соединены с установленным на основании блоком питания.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются основание, эластичные нити, сменные пластины, фиксаторы и зажим.
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является то, что данная модель не позволяет наглядно демонстрировать в линейной перспективе падающие тени от поверхности шара на картинную плоскость при различном положении точки зрения.
В качестве прототипа принимаем учебную модель перспективы конических сечений (см. А.с. №56038 от 08.02.2006, G09В 23/04), содержащую основание, пластину с фиксаторами, в которых одними концами закреплены эластичные нити, гребенку, имитирующую картинную плоскость линейной перспективы с имитаторами точек изображения расположенных в щелях гребенки, причем в гребенке снизу сделано окно, стойку, выполненную телескопической с зажимом на свободном конце, в котором закреплены свободные концы эластичных нитей, в основании выполнен паз, в котором вертикально фиксируется гребенка.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются основание, эластичные нити, пластина с фиксаторами для эластичных нитей, стойка.
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является то, что данная модель не позволяет наглядно демонстрировать в линейной перспективе падающие тени от поверхности шара на картинную плоскость при различном положении точки зрения.
Задачей предлагаемой полезной модели является расширение дидактических возможностей наглядной (трехмерной) демонстрации перспективных изображений и демонстрация отображения контуров падающих теней от поверхности шара на картинную плоскость при различном расположении точки зрения, в частности, когда границей тени будут кривые второго порядка (окружность, эллипс, парабола, гипербола).
Технический результат достигается следующим образом: на стойке установлен шар, на котором смонтировано сферическое кольцо с отверстиями, через которые проходят эластичные нити (имитаторы лучей светового потока); введены взаимозаменяемые дополнительные пластины с фиксаторами для эластичных нитей с различным расположением фиксаторов вдоль кривых второго порядка (окружности, эллипса, параболы, гиперболы); а также введена телескопическая кулиса, зафиксированная одним концом в сферическом шарнире, расположенном на основании, а в зажиме на втором конце телескопической кулисы (точка зрения S) фиксируются эластичные нити.
Предлагаемая модель поясняется чертежом, где на фигуре показано аксонометрическое изображение предлагаемой полезной модели для случая, когда контуром падающей тени от шара является парабола (картинная плоскость П'||SS 1).
Предлагаемая полезная модель содержит основание 1, имитирующее предметную плоскость проекций П 1 в линейной перспективе, и плоскость П' картины 2, которая перпендикулярна основанию 1. На основании 1 фиксируется стойка 3, на которой монтируется шар 4. На шар 4 накладывается сферическое кольцо 5 в виде параллели, вдоль которой имеются отверстия 6. На основании 1 устанавливается сферический шарнир 7, в котором одним концом крепится телескопическая кулиса 8, на свободном конце которого имеется зажим 9, имитирующий точку зрения S в линейной перспективе. На плоскости картины 2 монтируются сменные пластины 10 с изображением падающих теней от шара 4 с контурами в виде кривых второго порядка (окружности, эллипса, гиперболы и параболы). Вдоль границ падающих теней 11
имеются фиксаторы 12, в которых одними концами крепятся эластичные нити 13, проходящие через отверстия 6 сферического кольца 5, а их вторые концы фиксируются зажимом 9. Семейство прямолинейных эластичных нитей имитируют лучи светового потока с центром в точке S. Стойка 3, кулиса 8 должны располагаться в главной плоскости N (плоскость П'||SS1, а плоскость N
П').
Работает прибор следующим образом (фигура).
На основании 1 (плоскость проекций П1 ) вертикально устанавливается стойка 3, на которой монтируется шар 4, на который накладывается сферическое кольцо 5 в виде параллели, вдоль которой имеются отверстия 6 (на чертеже не показаны). На основании 1 фиксируется сферический шарнир 7 таким образом, чтобы шарнир 7 и стойка 3 лежали в главной плоскости N, то есть перпендикулярно плоскости картины 2. На плоскость картины П' устанавливается пластина 10 с необходимым изображением падающей тени, например с контуром в виде параболы таким образом, чтобы главная плоскость N была плоскостью симметрии для контура тени. Кулису 8 располагают в главной плоскости N таким образом, чтобы линия SS 1, проходящая через зажим 9 касалась поверхности шара 4. В этом случае плоскость картины 2 будет параллельны одной образующей конического светового потока (плоскость П'||SS 1) и теоретически тень от поверхности шара будет ограничена параболой. Закрепив в зажиме 9 эластичную нить 13, и продев ее через отверстие 6 в сферическом кольце 5, и обеспечив ее прямолинейность, найдем на пластине 10 соответствующую искомую тень на плоскости пластины 10. Семейство таких прямолинейных эластичных нитей демонстрирует конический световой поток, исходящий из точки зрения S (зажим 9), проходящий через отверстия 6 сферического кольца 5 (окружность, являющаяся контуром собственной тени шара) и заканчивающихся в фиксаторах 12 искомого контура тени в виде кривой второго порядка.
В частности можно получить следующие варианты:
- если зажим 9 (точка зрения S) расположить на уровне центра сферы, то тень от шара будет кругом;
- если зажим 9 (точка зрения S) расположить таким образом, что линия SS1 пройдет через тело шара, то тень от шара будет гиперболой;
- если зажим 9 (точка зрения S) расположить таким образом, что линия SS1 пройдет мимо тела шара, то контур тени от шара будет эллипсом.
Модель отображения теней шара в перспективе, содержащая основание, эластичные нити, пластину с фиксаторами для эластичных нитей, стойку, отличающаяся тем, что на стойке установлен шар, на котором смонтировано сферическое кольцо с отверстиями, через которые проходят эластичные нити, введены взаимозаменяемые дополнительные пластины с фиксаторами для эластичных нитей с различным расположением фиксаторов вдоль кривых второго порядка (окружности, эллипса, параболы, гиперболы), а также введена телескопическая кулиса, зафиксированная одним концом в сферическом шарнире, расположенном на основании, а в зажиме на втором конце телескопической кулисы фиксируются эластичные нити.
