3.3 三视图

三视图是为了满足人们用平面图的方式准确表达三维物体形状的需求而形成的图样。三视图是在一个空间中对同一物体从三个不同方向进行投影后形成的图形。三视图可以用二维平面图的形式表达物体的三维具体形态与结构。

随着交流和应用的增多，三视图能真实、清晰、准确地表达物体基本形状和尺寸的优点，被越来越多的领域认可，三视图逐渐成为技术设计中最重要的技术表达方式之一。

学习三视图的表达方式，需要了解物体方位空间的约定、视角和投影等基础知识。物体存在于三维空间，通常用物体所在位置的空间方位来定义物体的长、宽、高。习惯上，把物体左右之间的尺寸叫长，上下之间的尺寸叫高，前后的尺寸叫宽。

一、三视图的形成

1．视角

视角可以简单理解为人们观察物体的角度。用三个两两垂直的平面把空间分成八个区间，这八个区间称为视角Ⅰ~Ⅷ，如图2-43所示。

图2-43  视角

我国使用的三视图视角是第Ⅰ视角，让物体在第Ⅰ视角空间进行投影，进而得到三张视图。日本和美国使用的视角是第Ⅲ视角的三张视图。

2．投影

人站在阳光下或灯光下，会在地面或墙面上投下人的影子，这是一种自然现象。对这一自然现象进行科学的总结和抽象，提出了投影法。

（1）投影法基本知识。在图2-44中，点S称为投射中心，直线SA称为投射线，平面P称为投影面，SA与P的交点a称为点A的投影或投影图。投影法是投射线通过物体，向选定的面投射，并在该面上得到图形的方法。投射中心是所有投射线的起源点。投射线是发自投射中心并通过被表示物体上各点的直线。投影面是在投影法中得到投影的面。投影中心或投射线、被投影物体、投影面是形成投影的三要素。

（2）中心投影法。投射中心位于有限远，投射线汇交于一点的投影法，称为中心投影法，如图2-44所示。中心投影法所得的投影称为透视投影、透视图或透视。它通常用于绘制富有逼真感的建筑物或产品立体图。

图2-44  中心投影法示意图

（3）平行投影法。如果投射中心位于无限远，投射线彼此平行，如图2-45所示，这种投射线都相互平行的投影法，称为平行投影法，所得到的投影称为平行投影。平行投影法又分为正投影法和斜投影法。在图2-45中，投射线与投影面倾斜的称为斜投影法，所得的投影称为斜投影或斜投影图；投射线与投影面垂直的称为正投影法，所得的投影称为正投影或正投影图。正投影能够反映物体的真实形状和大小，度量性好，作图简便，在工程中普遍采用。

图2-45  平行投影法示意图

3．视图

视图是根据有关标准和规定，用正投影法所绘制出物体的图形。为了表达物体的真实形状和尺寸，在绘制视图的时候一般不画阴影，而更多地关注物体轮廓线的表达。

在第Ⅰ视角三投影面体系中，三个投影面上的视图分别叫作主视图、俯视图和左视图，统称为三视图。

（1）主视图。由前向后投影所得的视图称为主视图。在第Ⅰ视角中如图2-46所示形状的物体，不考虑阴影，只把对物体从前向后正投影时能看得到的轮廓线都表示出来，便得到了如图2-46所示的主视图（V投影面）。

（2）俯视图。由上向下投射所得的视图称为俯视图。在第Ⅰ视角中，把对物体从上向下正投影时能看得到的轮廓线都表示出来，便得到了这一物体的俯视图（H投影面）。

（3）左视图。由左向右投射所得的视图称为左视图。在第Ⅰ视角中，把对物体从左到右正投影时能看得到的轮廓线都表示出来，便得到左视图（W投影面）。

在三投影面体系中，得到的三张视图分别在三个平面上，并且，这三个平面两两垂直。为了方便平面表达，将图2-46所示的Y轴剪开，并展开H和W平面，就可以在同一个平面上表示物体的三视图，如图2-47所示。

图2-46  第Ⅰ视角内的三视图        图2-47  三视图的平面展开