ГЕОМЕТРОГРАФ НОСАЧЁВА

Полезная модель относится к области отображения трехмерных объектов на плоскости, в частности заявленное устройство позволяет определять координаты точек на объекте и с большой точностью, практически без искажений сформировать изображение объекта на плоскостной носитель. В общем случае носителем может выступать бумага, но с перспективой перенесения полученных с помощью заявляемого устройства данных (используя соответствующее программное обеспечение) на компьютер, формируя высококачественную компьютерную графику, в том числе виртуальных трехмерных моделей.
Известно, что первое устройство, основанное на центральном проецировании точек объемно-пространственных фигур по принципу прямоугольно-связанных координат с целью получения картинно-плоского изображения было спроектировано А. Дюрером в 1470 году. Дальнейшее развитие этого направления связано с созданием математического аппарата для создания прибора геометрографа, облегчающего процесс переноса образа объекта на плоскость как совокупность математических точек с вычисленными соответствующими координатами (Н.А. Рнин, Метод изображения», М. 1918 г.)
Наиболее близким аналогом представляется УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОГО ОБЪЕКТА… (Патент РФ на изобретение №2237283 от 26.11.2002), Устройство для представления трехмерных объектов на основе изображений с глубиной, содержащее генератор информации о точке наблюдения для генерирования по меньшей мере одного фрагмента информации о точке наблюдения; первый генератор изображений для генерирования цветных изображений на основе информации о цвете, соответствующей информации о точке наблюдения, соответствующих точек пикселов, составляющих объект; второй генератор изображений для генерирования изображений с глубиной на основе информации о глубине, соответствующей информации о точке наблюдения, по соответствующим точкам пикселов, составляющих объект; генератор узлов для генерирования узлов изображений, состоящих из информации о точке наблюдения, цветного изображения и изображения с глубиной, соответствующих информации о точке наблюдения; и кодер для кодирования генерированных узлов изображений.
Известные способы и устройства обладают существенным недостатком - невысокая точность перенесение образа трехмерного объекта на плоскость, приводящая к искажениям при его отображении.
Целью заявляемой полезной модели является устранение указанного недостатка, повышение точности определения координат трехмерного объекта, позволяющее в процессе проектирования (моделирования) виртуальных объектов (чертежей) получить отображение наиболее приближенное к реальному объекту.
Поставленная цель достигается созданием следующего устройства: Геометрограф Носачёва, представляющий собой устройство отображения трехмерных объектов на плоскости с продуцированием их точных координат, состоящий из корпуса и определяющих координаты объекта статических плоскостных элементов с подвижными элементами на шарнирных креплениях, в том числе характеризующийся тем, что плоскостные элементы укреплены перпендикулярно друг другу, подвижные элементы на шарнирных креплениях имеют форму плоских флажков с осью вращения расположенной по продольной оси вертикального плоскостного элемента, располагающиеся друг над другом сверху и снизу от горизонтального плоского элемента, а горизонтальный элемент содержит эллипсоидную направляющую, ограничивающую вращательное движение подвижных элементов; причем передний край верхнего и нижнего подвижных элементов сформированы эллиптической кривой.
Геометрограф Носачёва может характеризоваться в том числе тем, что корпус представлен арматурным блоком, связывающим все элементы устройства.
Геометрограф Носачёва может характеризоваться в том числе тем, что эллиптическая кривая верхнего подвижного элемента определяется так, что его малая полуось равна длине его нижней кромки, перемещающейся по верхней поверхности горизонтального плоского элемента, а его большая полуось соответственно равна длине его малой полуоси помноженное на корень из пяти.
Геометрограф Носачёва может характеризоваться в том числе тем, что эллиптическая кривая нижнего подвижного элемента определяется так, что его малая полуось равна длине его верхней кромки, перемещающейся по нижней поверхности горизонтального плоского элемента, а его большая полуось соответственно равна длине его малой полуоси помноженное на корень из семнадцати.
Геометрограф Носачёва может характеризоваться в том числе тем, что эллиптическая направляющая горизонтального плоского элемента определяется тем, что ее малая полуось равна длинам касающихся ее кромок подвижных элементов, а длина ее большой полуоси превышает длину каждой из этих кромок в корень из двух раз.
На Фиг. 1 представлен общий вид заявляемого устройства, на Фиг. 2 схематично показано взаимное расположение основных элементов устройства, Цифрами на Фиг 1 и 2 показано следующее:
Перечень позиций:
1. Корпус в виде арматурного блока.
2. Вертикальный статичный плоскостной элемент.
3. Горизонтальный статичный плоскостной элемент.
4. Верхний подвижный элемент в форме плоского флажка.
5. Нижний подвижный элемент в форме плоского флажка.
6. Шарнирное крепление по вертикальной оси.
7. Эллиптическая направляющая горизонтального плоского элемента.
8. Эллиптическая кривая переднего края верхнего подвижного элемента.
9. Эллиптическая кривая переднего края нижнего подвижного элемента.
Заявляемая полезная модель устроена следующим образом.
Внутри корпуса в виде арматурного блока 1 установлен вертикальный плоскостной элемент 2 (по оси Y), представляющий собой заднюю спинку конструкции, по его середине проходит установленный перпендикулярно горизонтальный плоскостной элемент 3 (по оси X), (оси X и Y пересекаются в точке 0), над горизонтальным плоскостным элементом установлен верхний подвижный элемент в форме флажка 4, а под горизонтальным плоскостным элементом установлен нижний подвижный элемент в форме флажка 5, которые установлены на шарнирных креплениях 6, на горизонтальном плоскостном элементе 3 имеется эллиптическая направляющая 7, передний край верхнего подвижного элемента 4 ограничен эллиптической кривой 8, а передний край нижнего подвижного элемента ограничен эллиптической кривой 9.
Заявляемая полезная модель действует следующим образом.
Верхний флажок 4, поворачиваясь на шарнире, приближаясь и отдаляясь относительно передней плоскости устройства в зависимости от измеряемого луча, выбираемого из верхнего пучка лучей, выходящих из точки-центра проецирования от снимаемого объекта к объекту проецирования, своим краем фиксирует координату искомой точки на эллипсоидной направляющей 7. Аналогично действует нижний флажок 5, в отношении координат объекта в зависимости от измеряемого луча, выбираемого из нижнего пучка лучей, выходящих из той же точки (т.н. центральное проецирование). При этом осуществляются процедуры последовательных замеров координат объекта.
Все определенные точки принадлежащие объекту проецирования проходят преобразования размеров через пошаговые метрические замеры фрагментов (отрезков) луча от точки объекта до аппаратного центра (точка 0) проецирования, их пространственный взаимный перенос на плоскостях аппарата с прямоугольной ориентацией с главными плоскостями и с последующими замерами для выявления значений XY координат финального изображения.
Выполняемые системные преобразования в результате позволяют получить новую систему координат точек объекта, на основе которой можно получить центральную проекцию объекта с более достоверным структурно формирующимся эффектом широкоугольной наблюдаемости перспективы, - в отличие от традиционно принятой проекции центральной классической перспективы в которой указанный эффект отсутствует.
Горизонтально-вертикальная линейная структура, таким образом, преобразуется в нелинейно-гармоническую структуру.
Полученная система координат позволяет воспроизвести точечный физический объект в его реальном масштабе в изображение с новыми свойствами, а также документировать его как эталон, технически соответствующий отображению реального объекта.
При этом фиксированная точка 0, находящаяся между плоскостями 0Х, 0Y, от которой идет центральный пучок лучей к точкам объекта проецирования (полигонам) формируемых по принципу минимальной достаточности, для повышения точности схематизации (повышения информативности) полноценного изображения, с каждым лучом (вектором) из этого пучка выполняется система измерений, которая затем выносится за пределы геометрографа и формируются в реальные изображения, чертежи, схемы и другие распознавательные сигналы.
Таким образом, заявляемое устройство позволяет прямое и обратное воспроизведение процедур преобразований, что определяет верификационную эффективность его прикладного применения, что обеспечивает формирование трехмерного виртуального объекта практически без искажений полностью соответствующего образу реального объекта.
Промышленная применимость заявляемого геометрографа обеспечивается его относительно несложным устройством (с учетом изготовления эллиптических поверхностей с помощью, например, шаблона), позволяющем изготавливать его даже в небольших мастерских.