[发明专利]用于课堂教学的空间图形的3D立体绘图方法

说明书

本发明公开了一种用于课堂教学的空间图形的3D立体绘图方法，所述方法包括以下步骤：1)选定空间结构垂直于黑板或白板方向的某一位置为景深基准面，规定该基准面与黑板或白板重合；2)采用纯蓝色粉笔或油笔用透视图或等轴侧图绘制要表达的空间结构线框图；3)选择步骤2)得到的空间结构线框上的拐点，计算出各拐点的水平偏移量。4)在黑白或白板上采用纯红色粉笔或油笔画出各拐点，并按步骤2)得到的空间结构线框的连接关系，用纯红色粉笔或油笔连接各拐点形成空间结构的红色线框图，蓝色与红色线框图构成分色3D立体显示效果；5)观看立体效果时采用红蓝立体眼镜，红色镜片在左侧，蓝色镜片在右侧。

技术领域

本发明属于课堂教学方法与辅助技术领域，尤其涉及一种用于课堂教学的空间图形的3D立体绘图方法。

背景技术

在立体几何、工程制图、材料相图等科学与工程学科课堂教学中大量涉及三维图形，通常在黑板或白板上采用透视图、轴测图、多个方向投影图以及辅助剖面图等形式来表示。这些传统手段的立体表示不是真正的三维立体显示，是一种伪立体的显示方法，因此影响了立体图形的教学效果。尤其对于复杂三维形状，更是难以体现出立体效果。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于课堂教学的空间图形的3D立体绘图方法，在黑板或白板上通过红蓝粉笔绘制空间结构实现分色3D立体显示效果，该方法能够在黑板和白板等传统教学介质下实现空间结构的3D立体显示效果。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种用于课堂教学的空间图形的3D立体绘图方法，包括以下步骤：

1.选定空间结构垂直于黑板或白板方向的某一位置为景深基准面，规定该基准面与黑板或白板重合。

2.采用纯蓝色粉(油)笔用透视图或等轴侧图绘制要表达的空间结构的线框图。

3.选择空间结构线框上的拐点，如直线线段的端点，曲线上的拐点。

4.根据以下公式计算出各拐点的水平偏移量b：

式中M为表示空间结构的尺寸L_b与黑板或白板上表示尺寸L_o的放缩倍数，M＝L_b/L_o，d为当前位置的景深，d₀为基准面的景深。

水平偏移量b和该处图形景深d与基准面d₀偏离量的绝对值成正比，水平偏移量b的负值和正值表示相反的水平偏移方向。

课堂越大，b的最优取值范围越大；课堂越小，b的最优取值范围值取大范围，见表1。

表1水平偏移量b的取值范围与课堂长度的关系表