เขียนแบบเทคนิคเบื้องต้น: ภาพ 3 มิติ (3D Objects)

ภาพ 3 มิติ (3D Objects)

ในทางช่างภาษาที่ใช้ในการสื่อความหมายหรือสั่งงาน คือ แบบงาน ซึ่งจะแยกออกไปในหลายด้าน เช่น สถาปัตย์, สำรวจ, ไฟฟ้า และอื่น ๆ อีกมาก ซึ่งสาขาทั้งหมดล้วนใช้แบบงานเป็นตัวสั่งงานและสื่อความหมาย ในทางเครื่องกลก็เช่นกัน แบบที่ใช้คือ แบบเครื่องกล และในการเขียนแบบทางเครื่องกลสามารถเขียนได้หลายวิธี เช่น ภาพ 3 มิติ แบบภาพฉาย

ภาพ 3 มิติ แสดงลักษณะรูปร่าง และรูปทรงได้เหมือนของจริงมาก คือ สามารถแสดงรายละเอียดได้ถึง 3 ด้าน เหมือนกับได้เห็นชิ้นงานจริง

ภาพที่ 6.1 ลักษณะของภาพ 3 มิติ

ภาพ 3 มิติ สามารถแสดงให้เห็นรายละเอียดทั้งรูปร่างและรูปทรง ลักษณะการประกอบกันอยู่ของชิ้นส่วนต่าง ๆ (ภาพประกอบ) แต่ละชิ้น ทั้งหมดในภาพเดียวกันทั้งหมด สามารถทำความเข้าใจลักษณะการทำงานของเครื่องจักรนั้น ๆ ได้ดียิ่งขึ้น

6.1 ชนิดและประเภทของภาพ 3 มิติ

ภาพ 3 มิติ สามารถเขียนได้หลายแบบ ขึ้นอยู่กับลักษณะงานและความเหมาะสมแต่ละแบบ ซึ่งภาพ 3 มิติ สามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทใหญ่ ดังนี้

1. ภาพแอกโซโนเมตริก (Axsonometric) เป็นภาพสามมิติที่สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ชนิดด้วยกันคือ

· ภาพไอโซเมตริก (Isometric)

ภาพที่ 6.2 ลักษณะของภาพไอโซเมตริก

· ภาพไดเมตริก (Dimetric)

ภาพที่ 6.3 ลักษณะของภาพไดเมตริก

· ภาพไตรเมตริก (Trimetric)

ภาพที่ 6.4 ลักษณะของภาพไตรเมตริก

2. ภาพออบลิค (Oblique) เป็นภาพที่มุมเอียงด้านเดียว แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ

· แบบเต็มส่วน (Cavalier) มุมเอียง 45 องศา สัดส่วนทั้ง 3 ด้านเป็น 1:1:1

ภาพที่ 6.5 ลักษณะของภาพออบลิคแบบเต็มส่วน

· แบบครึ่งส่วน (Cabinet) มุมเอียง 45 องศา สัดส่วนทั้ง 3 ด้าน เป็น 1:1:0:5

ภาพที่ 6.6 ลักษณะของภาพออบลิคแบบครึ่งส่วน

3. ภาพทัศนียภาพ (Perspective)

เป็นภาพที่เป็นจริงตามที่มองเห็น คือ ชิ้นงานหรือวัตถุยิ่งอยู่ไกล ภาพที่มองเห็นจะเล็กลงไปเรื่อย ๆ ดังนั้นภาพทัศนียภาพจะมีความลึกเล็กน้อย แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ

· แบบจุดรวมสายตาจุดเดียว (Parallel)

ภาพที่ 6.7 ลักษณะของภาพทัศนียภาพ แบบจุดรวมสายตาจุดเดียว

· แบบจุดรวมสายตา 2 จุด (Angular)

ภาพที่ 6.8 ลักษณะของภาพทัศนียภาพ แบบจุดรวมสายตาสองจุด

6.2 การเขียนภาพไอโซเมตริก (Isometric)

ในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงการเขียนแบบ 3 มิติแบบไอโซเมตริกซึ่งมีรายละเอียดดังนี้

1. ความหมายของภาพไอโซเมตริก

คำว่า “ไอโซ (ISO)” เป็นภาษากรีกซึ่งแปลว่า “เท่ากันหรือเหมือนกัน” และคำว่า “เมตริก” (Metric) หมายถึง หน่วยการวัด เมื่อนำคำทั้งสองมารวมกันเป็น ไอโซเมตริก (Isometric) จึงหมายถึง ภาพ 3 มิติ ที่มีด้านท่ากันทุกด้าน ดังนั้นภาพไอโซเมตริกจึงเป็นภาพ 3 มิติที่เขียนง่าย ที่มีมุมเอียงและสัดส่วนแน่นอน ภาพไอโซเมตริกนี้จะแสดงให้เห็นถึงด้านหน้า ด้านข้าง และด้านบน โดยที่ขอบงานจะตั้งตรงขึ้นในแนวดิ่ง และชิ้นงานจะถูกสมมติให้วางเอียงไปด้านหน้าประมาณ 35 องศา 16 ลิปดา ซึ่งจะได้ภาพด้านข้างเอียงทำมุม 30 องศา กับแนวระดับเท่ากันทั้งสองด้าน

การเขียนไอโซเมตริกจะต้องใช้เครื่องมือช่วยและต้องเขียนให้อยู่ในแนวแกนหลักเสมอ ซึ่งแนวแกนหลักนี้สามารถที่จะแสดงการเขียนให้กลับขึ้น-ลง ได้ดังตัวอย่างในภาพที่ 6.9

ภาพที่ 6.9 แสดงลักษณะของภาพไอโซเมตริก

2. สัดส่วนของภาพไอโซเมตริก

ภาพไอโซเมตริกที่ได้จากการหมุนชิ้นงาน ขนาดความยาวของแต่ละด้านที่เอียงขึ้นนั้น จะสั้นลงประมาณ 19.45 % ของความยาวจริง เช่น ถ้าชิ้นงานยาว 100 มม. ภาพที่ได้จะยาวเพียง 80.65 มม. เท่านั้น ถ้าชิ้นงานจริงมีขนาดเท่ากันทุดด้านจะได้ภาพที่มีความยาว 80.65 มม. เท่ากันทุกด้านเช่นกัน และจากการหมุนภาพนั้น จะได้ภาพที่มีความยาวเท่ากันทุกด้าน ซึ่งจะตรงกับความหมายของคำว่า ไอโซ พอดี ดังนั้นจึงเรียกภาพ 3 มิติชนิดนี้ว่า “ภาพไอโซเมตริก”

ภาพที่ 6.10 แสดงการเปรียบเทียบสัดส่วนของภาพ

จากขนาดจริงของภาพไอโซเมตริกที่ขนาดลดลง 19.45% หากนำสัดส่วนจริงนี้ไปเขียนจะทำให้เกิดความยุ่งยากในการบวกและลบตัวเลข ดังนั้นเพื่อความสะดวกและรวดเร็วในงานเขียนแบบจึงกำหนดให้ว่าสัดส่วนของด้านบนภาพไอโซเมตริกให้เขียนเป็น 1 เท่าของความจริง เช่น ถ้าความยาวจริงของชิ้นงาน 100 มม. ก็ให้เขียน 100 มม. เท่ากันดังตัวอย่างในภาพที่ 6.10 (ค)

3. การเขียนภาพไอโซเมตริกจากภาพฉาย

ในหัวข้อนี้จะยกตัวอย่างการเขียนภาพไอโซเมตริกจากภาพฉายดังนี้

1. แบบทรงเหลี่ยม ลักษณะชิ้นงานแบบทรงเหลี่ยมนี้ เส้นรูปของภาพจะอยู่ในแนวแกนหลักของภาพไอโซเมตริกทั้งหมด โดยมีขั้นตอนในการเขียนดังตารางที่ 6.1

ตารงที่ 6.1 แสดงการเขียนภาพไอโซเมตริกจากภาพฉายแบบทรงเหลี่ยม

2. แบบทรงเหลี่ยมตัดเฉียง ลักษณะภาพของชิ้นงานแบบนี้ เส้นขอบของภาพของส่วนที่เฉียงจะไม่อยู่ในแนวแกนของภาพ แต่จะเอียงอยู่ตามสัดส่วนของการตัดนั้น ขั้นตอนในการเขียนแสดงไว้ในตารางที่ 6.2

ตารงที่ 6.2 แสดงการเขียนภาพไอโซเมตริกจากภาพฉายแบบทรงเหลี่ยมตัดเฉียง

ภาพที่ 6.11 แสดงขั้นตอนการเขียนไอโซเมตริกตัดเฉียง 2 ด้านตามแนวแกน

ภาพ 6.12 แสดงขั้นตอนการเขียนภาพไอโซเมตริกตามมุมที่กำหนด

การเขียนภาพไอโซเมตริกตัดเฉียงตามมุมที่กำหนดนั้น เราไม่สามารถวัดมุมที่ต้องการลงบนภาพไอโซเมตริกได้ ทั้งนี้เพราะภาพเอียงมุมต่าง ๆ จะผิดไปจากขนาดจริงเสมอ ดังนั้นการเขียนจึงจำเป็นอาศัยสัดส่วนของด้านที่อยู่ระหว่างมุมเอียงมากำหนดเป็นองค์ประกอบในการสร้างมุมที่ต้องการ ดังตัวอย่างในภาพที่ 6.13

ภาพที่ 6.13 แสดงการเขียนภาพไอโซเมตริกตัดเฉียงตามมุมของชิ้นงาน

3. วงกลมภาพไอโซเมตริก ส่วนของชิ้นงานที่เป็นวงกลม เช่น รูหรือเพลา เมื่อเขียนเป็นภาพไอโซเมตริกส่วนเป็นวงกลมนั้นจะมองเห็นเป็นวงรี (Ellipse) ซึ่งการเขียนวงกลมสามารถทำได้ง่าย ส่วนการเขียนวงรีบนภาพไอโซเมตริกนั้นมีขั้นตอนยุ่งยากกว่า และมีวิธีการเขียนดังที่แสดงไว้ในตารางที่ 6.3

ตารางที่ 6.3 แสดงการเขียนวงกลมบนภาพไอโซเมตริก

หมายเหตุ : การเขียนวงรีด้วยวิธีที่กล่าวมานี้ สัดส่วนของวงรีที่ได้จะไม่ถูกต้องตามสัดส่วนของวงรีจริงแต่ก็อนุโลมให้ใช้ได้ เพราะสัดส่วนผิดไปไม่มาก

ภาพที่ 6.14 แสดงการเขียนวงรีด้วยฉากสามเหลี่ยม

4. การเขียนวงรีด้วยวิธีการถ่ายจุดศูนย์กลาง การเขียนวงรีแต่ละวงนั้น โดยปกติจะต้องสร้างกรอบสี่เหลี่ยมขึ้นมาใหม่ทุกวง แต่ถ้าวงรีหลาย ๆ วงซ้อนกันและร่วมศูนย์กันอยู่ เราสามารถใช้วิธีการถ่ายจุดศูนย์กลางจากวงแรกไปเขียนวงที่ 2 หรือ 3 ได้ในกรณีที่วงรีนั้นมีขนาดเดียวกัน เช่นการเขียนทรงกระบอกตรง เป็นต้น ซึ่งจะทำให้การเขียนสะดวก รวดเร็วขึ้น

ตารางที่ 6.4 แสดงการเขียนวงรีด้วยวิธีการถ่ายจุดศูนย์กลาง

ภาพที่ 6.15 แสดงการเขียนวงรีด้วยวิธีการถ่ายจุดศูนย์กลางของทรงกระบอก

5. การบอกขนาดที่ภาพไอโซเมตริก

การบอกขนาดที่ภาพไอโซเมตริกมีหลักการดังนี้

5.1 ตัวเลขบอกขนาด จะต้องเขียนให้ตั้งฉากกับแนวดิ่งหรือแนวนอน และให้เอียงขนานไปกับแนวแกนของภาพไอโซเมตริกดังภาพที่ 6.16 และภาพที่ 6.18

5.2 เส้นบอกขนาดและเส้นช่วยบอกขนาด ให้เขียนเช่นเดียวกับภาพฉาย แต่ที่ภาพไอโซเมตริกจะลากเอียงไปตามแนวแกนเท่านั้น

5.3 หัวลูกศร การบอกขนาดต่าง ๆ ในภาพไอโซเมตริกนั้น ของหัวลูกศรให้เขียนเท่ากับการเขียนบนภาพฉายและมีลักษณะเอียงไปตามแนวแกนด้วย

ภาพที่ 6.16 แสดงการบอกขนาดบนภาพไอโซเมตริก ภาพที่ 6.17 แสดงการเขียนตัวเลขบอกขนาด

ที่ภาพไอโซเมตริก

ตัวอย่างการเขียนภาพไอโซเมตริกจากภาพฉาย

ภาพที่ 6.18 แสดงตัวอย่างการเขียนภาพไอโซเมตริกจากภาพฉาย

6.3 การเขียนภาพออบลิก

1. ความหมายของภาพออบลิก

คำว่า “ออบลิก” (Oblique) แปลว่า เอียง เฉียงหรือทแยง ดังนั้นการเขียนภาพออบลิกจึงหมายถึง การเขียนภาพ 3 มิติ ที่เอียงเพียงด้านเดียว โดยจะเอียงเฉพาะด้านข้างเท่านั้น ส่วนด้านหน้า จะมองเห็นเป็นภาพฉายเต็มหน้า โดยมีสัดส่วนเป็น 1:1 กับชิ้นงานจริง เช่น วงกลม f 60 มม. เมื่อเขียนเป็นภาพด้านหน้าก็จะเห็นเป็นวงกลม f 60 มม. เป็นต้น

ภาพที่ 6.19 แสดงรูปร่างลักษณะของภาพออบลิก

2. สัดส่วนภาพออบลิก

โดยทั่วไปภาพออบลิกจะมีมุมเอียงเท่าใดก็ได้แต่ต้องน้อยกว่า 90 องศา ซึ่งที่นิยมเขียนในงานเขียนแบบคือมุมเอียง 45 องศา ซึ่งลักษณะของภาพออบลิกที่นิยมเขียนมี 2 ลักษณะคือ แบบเต็มส่วน (Cavalier Oblique) และแบบครึ่งส่วน (Cabinet Oblique)

ภาพที่ 6.20 แสดงชนิดของการเขียนภาพออบลิก

จากภาพที่ 6.20 ภาพออบลิกแบบเต็มส่วน จะมีสัดส่วนของด้านกว้าง : ยาว : หนา เป็น 1:1:1 ส่วนภาพออบลิกแบบครึ่งส่วน จะมีสัดส่วนทั้ง 3 ของด้านกว้าง : ยาว : หนา เป็น 1:1:0.5

3. การจัดวางภาพออบลิก

การเขียนภาพออบลิกจะต้องจัดวางภาพให้เหมาะสม ง่ายต่อการเขียนและมองภาพ โดยยึดหลักการที่ว่าให้เลือกด้านที่ชัดเจนและแสดงรายละเอียดมากที่สุดเป็นภาพด้านหน้าดังภาพที่ 6.21

ภาพที่ 6.21 แสดงการเปรียบเทียบการจัดวางภาพที่เหมาะสมและไม่เหมาะสม

4. การวางตำแหน่งและทิศทางการเขียนภาพออบลิก

การวางตำแหน่งและทิศทางของแนวแกนในการเขียนภาพออบลิก สามารถทำได้ 4 ลักษณะคือ เอียงขวา เอียงซ้าย เอียงขวากลับข้าง และเอียงซ้ายกลับข้าง ดังตัวอย่างในภาพที่ 6.22