[其他]三维体视投影图自动作图法

说明书

三维体视投影图自动作图法是体视投影图的一种绘图方法。传统体视投影图的作图方法，是用互补色在二维投影面上绘制二维体视投影图，该体视投影数学模型的投影中心（视点）是固定的，观察者读图时，要求其眼球球心基本保持在投影中心位置上，否则将导致严重的三维像畸变，因此，这种固定投影中心的体视投影数学模型的三维像无畸变域被限制在眼球转动立体视野之内，故而不适于描绘结构复杂的体视投影图。参阅：艾舍纳“补色立体图画法几何”（铁道出版社）1982。

发明的任务是扩展固定投影中心体视投影数学模型的三维像无畸变域，以描绘结构复杂的体视投影图。

本发明建立了通过计算机自动绘图系统实现的动态投影中心（视点）体视投影数学模型，该数学模型首先建立一个表示人体躯干、头部及双眼的杆状立体模型，再根据杆状立体模型的几何结构，建立求解图一中R₂（）点坐标的矢量方程：

由式（1）解出R₂（）之后，再建立求解双眼视点V_R（x_VR，y_VR，z_VR）、V_L（x_VL，y_VL，z_VL）的矢量方程：

由式（2）解出V_R（x_VR，y_VR，z_VR）、V_L（x_VL，y_VL，z_VL）之后，按一般体视投影作图法，在给定的投影面上，对物点S（x，y，z）进行体视投影，求出S（x，y，z）关于V_R、V_L的体视投影坐标P_VR（x_A，y_A，z_A）、P_VL（x_B，y_B，z_B），将P_VR、P_VL的坐标值输入电子计算机自动绘图系统，并用互补色绘制物点S（x，y，z）的动态投影中心体视投影图。

由于动态投影中心体视投影数学模型的投影规律与观察者读图时头部的运动规律完全一致，眼球心位置不受头部运动的限制，故而其三维象无畸变域较之固定投影中心体视投影数学模型广为扩展，可达到水平±90°，垂直±90°的范围，因此，利用该模型不仅可在二维投影面上绘制结构复杂的大型二维体视投影图，而且实现了在各种三维投影面上绘制各种结构的三维体视投影图，其三维视觉图像更加鲜明、清晰，并且在给定的投影面上较之二维体视投影图存储更多的三维信息。

利用“橙一青”互补色和“黄一青”准互补色在白色（一般绘图纸或挂胶膜片）二正交投影面上、三正交投影面上、柱面上、球面上绘制的电磁场三维体视投影图，以及在二维投影面上绘制的大型二维体视投影图，具有严格的定量关系，为研究电磁场的空间变化规律提供了较为理想的办法，尤其作为一种示教模型，大大改善以往对电磁场的空泛描述。

利用三维体视投影图自动作图法绘制的各种体视投影图用作其它学科的三维体视投影图示教模型，三维美术图案和三维屏幕上的立体图像显示。

附图说明：

图1.动态投影中心体视投影数学模型的原理图。

图2、图3和图4.利用动态投影中心体视投影数学模型和电子计算机自动绘图系统绘制点电荷在二正交理想导电平面间电力线分布的二正交投影面三维体视投影图实施例。

图5、图6、图7.利用动态投影中心体视投影数学模型和电子计算机自动绘图系统绘制点电荷在三正交理想导电平面间电力线分布的三正交投影面三维体视投影图实施例。