Bài giảng Kỹ thuật vẽ phối cảnh trong kiến trúc

        BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG TP HỒ CHÍ MINH

        KHOA KIẾN TRÚC
      BỘ MÔN CƠ SỞ KIẾN TRÚC

      BÀI GIẢNG 
     KỸ THUẬT VẼ PHỐI CẢNH
   TRONG KIẾN TRÚC
           (HỆ CAO ĐẲNG)

        Giảng viên: CAO TIẾN DƯƠNG


            TP. HỒ CHÍ MINH 03/2020

LỊCH TRÌNH GIẢNG DẠY
MÔN: KỶ THUẬT VẼ PHỐI CẢNH TRONG KIẾN TRÚC
Thời lượng : 45 tiết ( 9 buổi)
Buổi 1: GIỚI THIỆU MÔN HỌC
Chương 1 : VẼ BÓNG TRÊN HCTG
I.

Khái niệm

II. Quy ước tia sáng
III. Bóng của điểm, đường thẳng ,mặt phẳng.

Bài tập số 1
Buổi 2: Chương 1 : VẼ BÓNG TRÊN HCTG ( tiếp tục)
IV. Bóng của khối 

V. Bóng của các chi tiết kiến trúc

Bài tập số 2,3
Buổi 3 : Chương 1 : BÀI TẬP THỰC HÀNH CHƯƠNG 1
Vẽ bóng của mặt đứng công trình
Buổi 4 : Chương 2 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHỐI CẢNH
Chương 3: VẼ PHỐI CẢNH 
1. Vẽ phối cảnh trên mặt tranh đứng


1. Hệ thống phối cảnh
2. Phối cảnh điểm, đường thẳng, mặt phẳng 
3. Vẽ phối cảnh theo phương pháp kiến trúc sư

Chọn mặt tranh và điểm nhìn
Nguyên lý vẽ phối cảnh theo phương pháp kiến trúc sư
Các bước vẽ
Phối cảnh điểm 
Phối cảnh đường thẳng
Phối cảnh khối vật thể
Bài tập số 4,5
Buổi 5 : BÀI THỰC HÀNH CHƯƠNG 3
Vẽ phối cảnh mặt tranh đứng 2 điểm tụ 
Buổi 6 : BÀI THỰC HÀNH CHƯƠNG 3
Vẽ phối cảnh mặt tranh đứng 2 điểm tụ
Buổi 7 : BÀI THỰC HÀNH CHƯƠNG 3
Vẽ phối cảnh nội thất ( mặt tranh đứng 1 điểm tụ)
Buổi 8 : Chương 3 ( tiếp tục)
Phối cảnh mặt tranh nghiêng
a. Hệ thống phối cảnh

b. Phối cảnh điểm,đường thắng, mặt phẳng 


c. Vẽ phối cảnh theo phương pháp kiến trúc sư

Xác định các yếu tố của hệ thống phối cảnh trên đồ thức
Nguyên lý vẽ phối cảnh theo phương pháp kiến trúc sư
Vẽ phối cảnh theo nguyên tắc chung
Bài tập số 6 ( Vẽ phối cảnh mặt tranh nghiêng 3 điểm tụ)
Buổi 9 : BÀI THỰC HÀNH CHƯƠNG 3
Vẽ phối cảnh mặt tranh nghiêng 3 điểm tụ

Chương 1    BÓNG TRÊN HÌNH CHIẾU THẲNG GÓC
  I.   Khái niệm 
1.  Một vài định nghĩa:  
           Khi mặt vật thể Φ trưước một nguồn sáng (mặt trời, nguồn điện) ψthì 
trên mặt Φ có nguồn sáng, miền tối. Miền tối gọi là bóng bản thân của vật thể 
Φ. Đường ranh giới giữa miền được chiếu sáng và miền bóng bản thân gọi là 
đường bao quanh bóng bản thân. (Hình 1) 
           Nếu hai vật thể Φ và ψ cùng đặt trưước nguồn sáng S, trong đó mặt Φ 
gần nguồn sáng hơn, nên chắn sáng và gây nên một miền tối ψ, gọi là bóng đổ 
của ψ. Đường ranh giới giữa miền sáng và miền bóng đổ trên mặt Φ gọi là 
đường bao quanh bóng đổ của mặt Φ lên mặt ψ. 


Hình1
Khi vẽ bóng người ta thường xem nguồn sáng là một điểm. Những tia sáng xuất 
phát từ một nguồn sáng tiếp xúc với một mặt Φ nào đó, sẻ lập thành một mặt 
nón tia sáng. Đường tiếp xúc của mặt nón tia sáng ấy với mặt Φ chính là 
đường bao quanh bóng bản thân trên mặt Φ. 

           Trên hình 1, đường bao quanh bóng đổ ab của Φ lên ψ chính là giao tuyến 
của mặt ψ với mặt nón tia sáng tiếp xúc mặt Φ. Nói khác đi ab chính là hình 
chiếu của đường a từ tâm S lên mặt ψ. Thực chất của việc vẽ bóng là
Xác định đường bao quanh bóng bản thân và đường bao quanh bóng đổ       
của các hình lên nhau.  
2. Vẽ bóng trên hình chiếu thẳng 
góc  
    Để tăng tính thẩm mỹ của công 
trình, trên các hình chiếu thường vẽ 
bóng đổ của các công trình.  
Thông thường ngừời ta hay vẽ 
bóng đổ của mặt chính và mặt 
bằng công trình, tức là bóng đổ 
trên hình chiếu thẳng góc.
II. Quy ước tia sáng
   Khi vẽ bóng trên hai HC thẳng góc, ta quy ước lấy tia sáng đi theo hướng  
của đường chéo hình lập phương có các mặt bên // với các MPHC, từ  đỉnh 
phía trên bên trỏi tới đỉnh đối diện.
   Việc chọn tia sáng như vậy để cho việc vẽ bóng đợc đơn giản, hướng tia 
sáng cũng tương đối phù hợp với hướng tia sáng của mặt trời lúc ta quan sát 
công trình trong thực tế.
  Với hướng tia sáng như vậy, HC đứng và HC bằng của tia sáng hợp với trục x 
góc 450. Góc nghiêng của tia sáng đối với các MPHC là φ = 35015’54’’
III. Bóng của điểm, đường thẳng, mặt phẳng, khối


 1. Bóng của điểm, đường thẳng, mặt phẳng
    Bóng của điểm, đường thẳng mặt phẳng đổ lên các MPHC là HC của 

chúng trên các mp ấy mà hướng chiếu là hướng của tia sáng.
      Vì vậy, vẽ bóng của điểm, đường thẳng, bản phẳng đổ lên các MPHC là 
vẽ giao điểm, giao tuyến của các MPHC với các tia sáng và mp tia sáng chứa 
điểm, đường thẳng và các cạnh của bản phẳng. 
* Ví dụ 1: Vẽ bóng của điểm A (A1, A2) 
­ Ta tìm giao của tia sáng vẽ qua A với các MPHC

* Ví dụ 2: Vẽ bóng của đưng thẳng AB 
Vì quy  ước các MPHC (các mp hứng 
bóng) là các mp đục nên bóng của đoạn 
thẳng AB trên MPHC đứng chỉ  lấy đoạn
B1bD1b.

Đoạn D1bA2b  là bóng của AB đổ 
lên MPHC bằng.

*

Ví dụ 3: Vẽ bóng 

của tam giác ABC 
  Toàn bộ bóng của tam giác 
ABC đều đổ lên MPHC đứng, 
đó là tam giác A1bB1bC1bp


- Bóng của tam giác ABC đổ lên MPHC MPHC bằng là tam giác 
E1bB2bD1b 

2. Bóng của khối

  a. Hình hộp chữ nhật

* Ví dụ 4: Vẽ bóng của tổ hợp khối sau 


Ta sẽ vẽ bóng đổ của đường bao của khối (đường gẫy khúc 1­2­3­4­5­6)
     ­ Đáy dưới của khối nằm trong MPHC bằng nên bóng của nó trùng với chính nó
     ­ Khối có độ cao lớn hơn đổ bóng xuống khối thấp hơn
b. Bóng của đa diện: 
   Giả sử cho hình tháp SABC có đáy ABC thuộc P1 (hình 64) .Để xác định bóng 
bản thân, ta vẽ bóng đổ của nó lên mặt phẳng P1. Ở đây A1b = A1, B1b = B1 nên 
ta chỉ cần vẽ bóng đổ của đỉnh S l S1b. Ta nối S1b với A1, B1, C1. Đường bao 
quanh bóng đổ cần tìm là A1S1bB1. 
  Theo đường bao quanh bóng đổ này ta dễ dàng suy ra mặt SAB được chiếu 
sáng, còn SAC và SBC là bóng bản thân. 

        


Hình 9           

Hình 10 

c. Bóng của mặt nó:  
  Giả sử có mặt nón tròn xoay đỉnh S, đáy thuộc P1 như hình 65.  Thực hiện 
tương tự như đa diện, ta dễ dóng xác định bóng bản thân và bóng đổ của nón 
xuống P1. 
Ngoài ra đối với các nón tròn xoay thẳng đứng, người ta vẽ bóng bản thân của 
nón mà không phải vẽ hình chiếu bằng của nó với các bước như sau: (hình 11)
­         Vẽ D2E2 song song S2C2          

­ Từ điểm E2 vẽ các đường nghiêng với 
đường bằng các góc 450 ta được hai 
điểm 1 và 2. 
 ­ Từ các điểm 1 và 2 vẽ các đường thẳng 
đứng,được các điểm A2 và B2 cần tìm. 
Hình 11


   Khi vẽ bóng của các mặt tròn xoay, ngoài các mặt nón có góc ở đỉnh 
bất kì, ta lưu các mặt nón với góc s = 35015’45" và g = 450. 

 

­    Hình 12a, vẽ  bóng bản thân của mặt nón khi g = 45 0, các đường sinh bao 
bóng bản thân là SA và SB. 
          

  
 
Hình 12a, b, c, d 
­        Hình 12b, vẽ bóng bản thân của mặt nón khi g = 45 0 và đỉnh ở phía dưới, 
các đường sinh bao quang bóng bản thân là SA và SB. 
­         Hình 12c, vẽ bóng bản thân của mặt nón, khi g = s .Trong trường hợp này, 
có một tia sáng trượt dọc theo đường sinh SA. Đường sinh SA được xem là tối. 
­         Hình 12d, vẽ  bóng bản thân của mặt nón khi g = sv đỉnh  ở  phía dưới. 
Trong trường hợp này đường sinh SA được coi là sáng, phần còn lại nằm trong  
bóng bản thân. 
  d. Bóng của mặt tròn xoay có trục thẳng đứng:  

      Các mặt tròn xoay thường gặp nhiều trong kiến trúc, nhất là các mặt tròn 
xoay có trục thẳng đứng. Để vẽ bóng của chúng ta áp dụng phương pháp mặt 
tiếp xúc (xem §1, 2, c) .Các mặt tiếp xúc ở đây là mặt nón, mặt trụ tròn xoay 
cùng trục với mặt tròn xoay đã cho, và các đường sinh bao bóng bản thân của 
các mặt tiếp xúc phụ trợ này ta đã biết. 
    Giả sử ta có mặt tròn xoay, trục thẳng đứng. (hình 13) 
             


 Hình 13                 

Hình 14

   Để vẽ một cặp điểm của đường bao quanh bóng bản thân ta làm như sau: 
­         Vẽ  mặt nón tiếp xúc với Φ theo vĩ tuyến w. Áp dụng cách dựng hình  ở 
hình 11, ta xác định hai điểm 4 và 8 là hai điểm cần tìm. 
­         Tương tự, các điểm 9, 3 dựng được nhờ  mặt trụ  tiếp xúc (suy ra từ  hình 
66, khi đỉnhìnón  ở  vô tận). Các điểm 2, 10 và 7,5 nhờ  các mặt nón đỉnh 45 0 và 
các điểm 1, 6 nhờ các nón tiếp xúc có góc đỉnh là s. 
   Trên hình 14, biểu diễn bóng của một mặt cầu trên cả hai hình chiếu cũng nhờ 
phương pháp mặt tiếp xúc. 
IV. Bóng của một số chi tiết kiến trúc: 
   1. Xác định bóng bản thân, bóng đổ lên mặt phẳng hình chiếu và bóng đổ 
lên nhau của một cột điện và một ngôi nhà đơn giản. (Hình 15). 
­         Qua AB vẽ mặt phẳng tia sáng là mặt phẳng chiếu bằng và // 11.      
­ Dựng đường thẳng gấp khúc 1­2­3­4­5, là giao tuyến phụ của các mặt phẳng 
của công trình. 
­         Qua A2 kẻ  tia sáng 1’2 // 12 và tìm ra giao điểm với đoạn 2232 là A2b. Dễ 
dàng nhận được A1b thuộc. Điểm Ab (A1b, A2b) là bóng đổ  của đỉnh cột trên 
mái công trình. 

­         Để  xác định bóng đổ  và bóng bản thân của công trình ta xem phần bóng 
của đa diện (§2, 2, a) .Trên hình vẽ 15 đã vẽ đầy đủ phần bóng này. 
      


 Hình 15

                                           Hình 16 

   2. Xác định bóng bản thân, bóng đổ của hình khối tròn xoay lên mặt đất 
và một mặt tường chiếu bằng δ . (hình 16) 
     Trên hình 16 đã hoàn chỉnh các phần bóng .Ở đây đường bao quanh bóng bản 
thân của nón có thể suy ra từ phương pháp tia ngược.    
    3. Bóng ở các bậc thềm:   
       Trên hình 17 trình bày cách vẽ bóng ở bậc thềm có tường chắn tương đối 
đơn giản. Ở đây các cạnh bao quanh bóng bản thân của tường chắn là cạnh 
thẳng đứng AB và cạnh AC vuông góc P2. Bóng đổ của cạnhìnày lên bậc thềm 
là những đoạn thẳng nằm trên giao tuyến của mặt bậc thềm với mặt phẳng tia 
sáng chứa từng cạnh ấy. Gọi a (a1, a2) là giao tuyến giữa các mặt bậc thềm với 
mặt phẳng tia sáng chứa cạnh AB .Bóng Ab (A1b, A2b) là giao đỉểm của a và tia 
sáng đi qua điểm A .Trên hình chiếu đứng bóng đổ cần tìm 


cạnh AB trùng với đường gãy a2 và điểm cuối là điểm A2b .Bóng đổ của AC suy 
ra tương tự. Trên hình vẽ còn hoàn thành bóng của của hõm tường. 
      

  
 

Hình 17

Hình 18 

   4. Bóng ở bệ tường:  
       Trên hình 18, biểu diễn bóng của một bệ tường và bóng đổ của một tấm 
phẳng thẳng đứng F lên bệ tường. Phần bóng bản thân tương đối đơn giản. 
Đường bao quanh bóng đổ của một tấm phẳng F lên bệ tường với các mặt 
phẳng tia sáng chứa hai cạnh thẳng đứng a, b của tấm phẳng đó .Các đường a2b, 
b2b là hình song song của đường 12.      
   5. Bóng đổ trên các cột: 


   Trên các hình 19a, b, c trình bày cách vẽ bóng của cột có thân lần lượt là hình 
lăng trụ vuông, lăng trụ sáu cạnh đều và mặt trụ, với đầu trụ là các tấm hình 
vuông hoặc tròn có cạnh thẳng góc với mặt phẳng hình chiếu đứng. 
   Cách vẽ bóng bản thân của cột ta đã biết. Ở đây chỉ xét cách vẽ bóng đổ của 
đầu cột lên thân cột. 
   Bóng đổ của đầu cột lên thân cột được giới hạn bởi bóng đổ của hai cạnh ở 
mặt dưới của đầu cột. Cạnh a thẳng góc với mặt phẳng hình chiếu đứng và 
cạnh b song song với trục x hoặc cạnh b là đường tròn. 

                                                   Hình 19a b, c
 ­ Trên hình 19a, bóng đổ của cạnh b lên trước thân cột là đoạn thẳng song song 
với nó. 
   ­ Trên hình 19b, đoạn AbBbB là bóng đổ của đoạn AB đổ lên mặt bên phía trái. 
Điểm Bb được vẽ bằng phương pháp tia ngược. Xem điểm B1 là hình chiếu 
bằng của bóng đổ của điểm B thuộc cạnh b. Đường b song song với mặt trước 

thân cột nên có bóng đổ lên mặt này là đường song song với  nó và đi qua điểm 
Bb nói trên.     
­  Trên hình 19c, đường cong A2bC2bD2b là bóng đổ  của đường tròn b lên thân 
mặt trụ, được vẽ bằng phương pháp tia ngược.         
6. Bóng trên các hõm tường: 
   Các hình vẽ dưới đây vẽ bóng trên hai hình chiếu của các hõm tường thường 
gặp. (hình 20 a,b,c) 
         
 

 
 

Hình  20a,b,c 

 
­         Trên hình 21a, vẽ bóng của hõm tường hình hộp.Và các cạnh AB, BC đều 
song song với mặt tường phía sau nên bóng của chúng A2bB2b, B2bC2b song song 
với A2B2B ,B2C2. 
­         Trên hình 21b, vẽ  bóng của hõm tường hình trụ  có nắp, hình chiếu đứng 
của bóng đổ  đường kính BC lên hõm tường hình hộp, phía trên là nữa đường 
tròn tìm O2, đường kính BC. 


­         Trên hình 21c, vẽ  bóng của hõm tường hình hộp, phía trên là dạng vòm 
nữa đường tròn. Hình chiếu đứng của cung tròn AB có bóng l cung tròn tìm O2. 
7.  Bóng trên mặt chính một ngôi nhà: 
   Hình 22 vẽ mặt chính của một ngôi nhà với bóng đầy đủ.          

                                                  Hình 22

 


 
  8. Bóng trên mặt bằng toàn thể: 
      Hình 23 biểu diễn bóng trên mặt bằng toàn thể của một khu giảng đường. 
 

                                                               Hình 23
 


Chương 2   GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHỐI CẢNH
  
I. Khái niệm
Trong kỹ thuật xây dựng thường phải biểu diễn những đối tượng có kích 
thước lớn như nhà cửa, đê đập, cầu cống v.v Bên cạnh các loại hình biểu diễn 
đã biết, người ta còn dùng một loại hình biểu diễn khác, gọi là hình biểu diễn 
phối cảnh được xây dựng trên cơ sở phép chiếu xuyên tâm.  Phương pháp hình 
chiếu phối cảnh, cho ta những hình ảnh được biểu diễn giống như hình ảnh ta 
quan sát trong thực tế. Vì vậy, nó được sử dụng rộng rãi trong quá trình tìm ý 
thiết kế để chọn hình dáng các công trình xây dựng .Hình biểu diễn phối cảnh là 
bộ phận không thể thiếu trong các bản vẽ kiến trúc. 


Chương 3  VẼ PHỐI CẢNH TỪ 2 HÌNH CHIẾU THẲNG GÓC

I.

Hình chiếu phối cảnh mặt tranh đứng

1. Hệ thống hình chiếu phối cảnh mặt tranh đứng

    Trong không gian lấy hai mặt phẳng vuông góc nhau .V nằm ngang và T 
thẳng đứng. Một điểm M không thuộc T ứng với mắt người quan sát 


                                                          Hình ­ 1 
  Ta có một số định nghĩa sau: 
­  Mặt phẳng T, trên đ sẻ vẽ hình chiếu phối cảnh gọi là mặt tranh.        
 ­ Mặt phẳng V, trên đ đặt các đối tượng cần biểu diễn gọi là mặt phẳng vật 
thể. 
­  Điểm M, ứng với vị trí của mắt người quan sát gọi là điểm nhìn.  
­  Điểm M’, hình chiếu vuông góc của M lên mặt phẳng T gọi là điểm chính.  
­  Điểm M1, hình chiếu vuông góc của M lên mặt phẳng V gọi là điểm đứng.  
­  Đường thẳng đđ là giao tuyến của T và V gọi là đường đáy tranh.      
­  Đường thẳng tt là giao tuyến của mặt phẳng qua M và song song với V và 
mặt phẳng tranh gọi là đường chân trời. 
­  Tia MM’ gọi là tia chính; khoảng cách MM’=k gọi là khoảng cách chính.  
­  Mặt phẳng H vẽ qua M và song song với T gọi là mặt phẳng trung gian. 
­  Phần không gian trước H gọi là không gian vật thể.       
­  Phần không gian sau H gọi là không gian khuất. 
 2. Phối cảnh điểm – đường – mặt phẳng – khối
 2.1.  Biểu diễn điểm
    Ta tiến hình biểu diễn 1 điểm A như sau: (hình 2) 


 

Hình ­ 2 

­  Chiếu điểm A từ điểm nhìn M lên mặt phẳng T, ta được điểm A’. 
­  Chiếu vuông góc điểm A xuống mặt phẳng V, ta được điểm A1. 
­  Chiếu A1 từ điểm nhìn M lên mặt phẳng T, ta được điểm A’1. 
    Nhìn hình 2, ta dễ dàng thấy rằng A’, A’1, Ađ nằm trên đường dóng vuông 
góc với đáy tranh đđ. Đồng thời phép biểu diễn thõa mãn tính phản chuyển. 
      Vậy: Một điểm A trong không gian được biểu diễn lên mặt tranh bằng một 
cặp điểm A’, A’1 cùng nằm trên một đường thẳng vuông góc với đáy tranh đđ 
.Ngược lại, một cặp điểm A’, A’1 bất kỳ của mặt tranh cùng nằm trên một 
đường thẳng vuông góc với đáy tranh đđ, là hình biểu diễn của một điểm A xác 
định trong không gian. 
         Ta gọi: A1 ­ Chân của điểm A. 
                       A’ ­ Hình chiếu chính của A. 
                       A’1 ­ Hình chiếu chân của A. 
   Đem đặt mặt tranh T trùng với mặt phẳng bản vẽ ta c đồ thức của điểm (hình 
3). Nếu B là một điểm của T thì B’1 thuộc đáy tranh đđ. Nếu C là một điểm của 


V thì C` và C’1 trùng nhau. Mọi điểm vô tận D∞ của mặt phẳng V đều có hình 
chiếu phối cảnh D’ là một điểm thuộc đường chân trời tt. Một điểm F∞ của 
không gian có hình chiếu thứ hai F’1 là một điểm thuộc đường chân trời tt.  

 

Hình ­ 3 

 
2. 2  Biễu diễn đường thẳng:  
   Giả sử d là một đường thẳng không cắt MM1 vÀ A, B là hai điểm của nó, ta 
có (hình 4) 

 
­ Hình chiếu phối cảnh của điểm A là A’,A’1 


­ Hình chiếu phối cảnh của điểm B là B’,B’1 
­ Đường thẳng d’=A’B’ là hình chiếu chính của AB 
­ Đường thẳng d’1 =A’1B’1 là hình chiếu chân cuả AB. 
    Ta thấy cả hai d’và d’1 đều không vuông góc với đường đáy tranh đđ.           
 Vậy: Một đường thẳng không cắt MM1, có hình chiếu phối cảnh là một cặp 
đường thẳng không vuông góc với đđ. Đảo lại: một cặp đường thẳng d’, d’là 
của mặt tranh T mà không vuông góc với đđ đều là hình chiếu phối cảnh của 
một đường thẳng xác định trong không gian. 
    Trường hợp đường thẳng cắt đường MM1, ta gọi là đường thẳng đặc biệt. 
Trên hình 5a, cho đồ thức của một đường thẳng đặc biệt AB (tương đương 
đường cạnh trong hình chiếu vuông góc). 
    Trong các đường thẳng đặc biệt ta lưu ý hai loại đường thẳng sau đây:  
­        Đường thẳng chiếu phối cảnh  CD là đường thẳng đi qua điểm nhìn M. 
Đồ thức như hình 5b. 
­ Đ
  ường thẳng chiếu bằng  EG là đường thẳng vuông góc với mặt vật thể V (cắt 
MM1 tại S∞). Đồ thức như hình 5c.  

 

Hình 5 a,b,c 

    a. Sự liên thuộc giữa điểm và đường thẳng: