初学美术教学用几何体模型的制作方法

本发明涉及一种美术教学用模型，特别涉及一种专门用于初学者美术教学的透明几何体模型。

背景技术：

在现实美术教学中，最重要的基本功就是结构素描训练，初学结构素描的主要核心就是几何体素描训练。所谓的几何体素描训练，就是让初学者面对标准或者不标准的几何体空间模型进行素描练习，使初学者在训练过程中逐步掌握静物立体感和基本画法，理解静物空间结构和状态，了解静物的透视结构。

几何体模型的空间形状可以说是组成世间万物的各种物体的空间形状的基本要素，因而几何体素描的表现手法训练也就是结构素描成为美术教学中最基础的起点，也是美术绘画的基本功。

在目前的美术教学中，用于结构素描教学的几何体模型，一般都是用石膏压膜制成，有标准的单一几何体和组合几何体，一套产品有近二三十个造型。其特点是容易加工成型、重量轻、强度大、无毒无害，已经被人们普遍所接受。但是这种石膏几何体模型是完全不透明的，不论从什么角度看，最多只能看到三个面。不能从一个侧面看到内部结构及其透视结构，只能通过推理和想象才能得到立体的形状和结构。对于空间想象力开发未到位的初学者来说，这种想象是需要大量的时间和精力，一般的经验是：初学者根据这种石膏几何体理解空间形状大概需要两个月的时间。

本发明人是直接从事教学的美术教师，在美术教学中遇到过许多关于几何体素描课中的问题。比如上课时把几何体模型放置在课桌上时，不同位置的学生因为位置不同看到的是不同的形状，而不同位置的学生素描完成的素描作品也是各个不同角度的，因而老师并不能准确判断学生对位置和角度的掌握是否正确。这种石膏几何体素描模型确实给初学美术教学带来一定的困扰。

几何体结构素描的一个功能是掌握透视原理和透视的基本画法，比如对于石膏长方体，人最多能够看到的是三个面和相关线条，还有不可见的面和线条。这样就不能直观看出或者画出透视结构，即使画出的透视图也是推断画出的。如图1所示，人们往往会沿袭长方体各边均为垂直或者平行的画法得到透视图，这就是沿袭垂直或者平行画法得到的透视图，轮廓线1、2和3、4构成一个平行四边形，轮廓线5和2，3和6也是平行的，很显然与现实的长方体是不一致的，因为不能很好的体现出近大远小的立体空间关系。

而看到的长方体应该如图2所示，即是长方体透视图，看起来自然、流畅，符合透视原理和规律。如果是透明长方体便可直接看出上述结构状态。

造成上述问题的原因就是因为素描几何体模型本身不透明造成的，如图1中的透视图中的透视线是想象画出的，初学者并不能通过结构素描很快的理解几何体的空间透视关系。而图2中的透视结构是通过观察透明几何体直接得到的结构。

基于上述原因，本发明人开发了一种用于美术教学的几何体透明模型。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可以专门用于初学者的美术教学用的几何体模型，可以改善初学者对美术教学的几何体结构素描训练的效果、提高学习效率。

本发明的初学美术教学用几何体模型，具有标准或者非标准的几何体空间形状。其中，所述几何体模型为中空结构，使用透明材料制得，所述几何体模型空间形状和透视形状对于任何角度均为透明可视状态；所述几何体的形状为长方体、正方体、多面体、椎体、柱体、球体以及这些几何体组合形成的几何体之一。

上述所述的初学美术教学用几何体模型中，所述几何体模型为中空几何体，几何体模型壁面由透明薄板组成，几何体模型内部为洁净的空气。

上述所述的初学美术教学用几何体模型中，所述几何体模型具有轮廓线，所述轮廓线为突出显示的线条；所述突出显示的线条为具有色彩的或高亮度显示的涂色线条，或者是不同材料的实体线条，或者是涂色线及实体线条的形式组合线条。

上述所述的初学美术教学用几何体模型中，所述几何体模型外表面设置有辅助线，该辅助线是中心线、对角线或者环型线，该些辅助线突出显示；所述突出显示的辅助线为具有色彩的或高亮度显示的涂色线条，或者是贴附在几何体表面的不同材料的实体线条。

上述所述的初学美术教学用几何体模型中，所述几何体模型是独立的圆柱体、圆锥体、球体、斜面圆柱体、圆台或者包含有圆柱体、圆锥体、球体、斜面圆柱体、圆台的组合几何体；所述几何体模型的圆柱体、圆锥体、球体、斜面圆柱体、圆台部分对应设置可拆卸辅助框架。

上述所述的初学美术教学用几何体模型中，所述可拆卸辅助框架为长方体或者正方体框架，由四面竖直边框和上下平行底框构成，其中竖直边框设置有竖直的框边条及中心线条，所述上下平行底框设置水平的框边条及对角线条或者中心线条。

上述所述的初学美术教学用几何体模型中，所述长方体框架或正方体框架由上下两部分构成，上下两部分通过插接卡合、磁力吸合或者粘结剂粘合方式组合连接。

上述所述的初学美术教学用几何体模型中，所述几何体模型的圆柱体、圆锥体、斜面圆柱体、圆台部分对应长方体框架，长方体框架与圆柱体、圆锥体、斜面圆柱体、圆台等高，圆柱体、圆锥体、斜面圆柱体、圆台底圆与长方体框架底框呈内切状态。

上述所述的初学美术教学用几何体模型中，所述几何体模型的球体部分对应设置正方体框架，球体与正方体框架之间呈内切状态。

上述所述的初学美术教学用几何体模型中，所述边框上设置可以拆卸的辅助短线条，辅助短线条可拆卸的设置在竖直边条之间

由于本发明把石膏几何体模型改为透明的中空结构几何体模型，几何体模型的立体结构是直观可见的，不仅可以从外部任意角度都可以清楚了解透视结构和内部结构。还由于中空的几何体结构中只有清洁的空气，使几何体内外的介质均为空气介质，这种相同的空气介质的折射率是相同的，因而不会在几何体内产生明显的光线折射，也不会产生衍射现象。从外部观察起来便不会有较大的线条变形现象，有利于透视效果的理解。轮廓线突出标志和辅助线的突出显示，更加有利于初学者对几何体造型结构和透视效果的理解。

本发明中设计的圆形截面或者椭圆形部分的辅助框架，可以将相应的弧线面与辅助框架的直线面进行对比，进而可以将最难理解的弧线面的空间形状放置在一个相关的直线坐标系内观察，更加有利于对造型、空间和透视的理解和绘画。

附图说明

图1是石膏长方体几何体模型的想象透视图；

图2是本发明实施例1的长方体透明模型直观透视效果图；

图3是本发明实施例2的长方体透明模型直观透视效果图；

图4是本发明实施例3的长方体透明模型直观透视效果图；

图5是石膏圆柱体几何体模型的想象透视图；

图6是本发明实施例4的圆柱体透明模型直观透视效果图；

图7是本发明的长方体辅助框架立体结构示意图；

图8是本发明实施例5的带有辅助框架的透明圆柱体直观透视效果图；

图9是本发明实施例6的带有辅助框架的透明圆锥体直观透视效果图；

图10是本发明实施例7的带有辅助框架的透明球体直观透视效果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的透明几何体模型的结构和效果进行详细说明。

实施例1：如图2所示，本实施例是一种长方体的透明几何体模型，是一种中空的透明长方体几何体，为六个面组合形成的一个长方体，各面均为pvc透明材料薄板构成，可以是各面结合部之间以无影胶粘合制得，也可以是直接注塑成型或者模压成型的方式制得。其中该长方体几何体的轮廓线均以突出的色彩显示。其突出显示的方法可以在该该轮廓线处涂以其它色彩的颜料，也可以是在该轮廓线处采用其它材料制成，也可以使用高亮材料或者荧光材料涂覆形成，以便于观察者轻松的发现轮廓线的位置和形状。

该长方体为中空长方体，中空部位内部为洁净的空气，其目的是减少几何体内部为透明实体时的光线折射效应，进而减少对透视效果的影响。由于在透明的实体几何体中，因为折射现象的存在，会直接改变轮廓线的角度，使观察者产生较大的错觉，因此，一般认为目前的透明材料不适合制成实体几何体来做美术教学使用。因为目前尚未发现与空气折射率相同或者接近的透明材料，如果有这种材料完全可以做成实体的长方体。

如图2所示，本实施例中透明几何体作为素描几何体模型时，可以很直观的显示出几何体其它方向视图的架构，通过透视效果达到完全理解几何体模型的整体空间结构，在素描时会使初学者们产生较强的立体感，达到目前的石膏几何体不能实现的教学效果。如图2中的轮廓线2和3，在透视效果中并不平行，而是延伸交叉于消失点。同理轮廓线5和6也不显示为平行状态，也是相交于消失点。水平线1和4也不再是等长结构，充分显示了近大远小的特点。与现有的石膏几何体1比较，其透视效果直观可见，初学者一般在一周内便可基本掌握结构素描技巧。

实施例2：如图3所示，本实施例一种长方体透明几何体，与实施例1不同的是在实施例1的基本结构基础上增加了表面中心线7作为辅助线。这种增加的辅助线7以突出色彩显示的方式出现，这样更加有助于初学者对透视结构的理解。本实施例为透明结构，但为了减少附图中的线条，图3中仅仅画出了一个面的辅助线7，特别说明的是其它各面也都可以设置辅助线。

对于该辅助线7的做法，可以是以带有色彩或者高亮显示的材料涂覆形成，也可以是以其它材料制成实体线条色带，实体线条色带贴附在几何体外表面形成。

实施例3：如图4所示，本实施例一种长方体透明几何体，与实施例1不同的是在实施例1的基本结构基础上增加了表面对角线作为辅助线7。这种增加的辅助线7以突出显示的方式出现，这样更加有助于初学者对透视结构的理解。本实施例为透明结构，但为了减少附图中的线条，图4中仅仅画出了一个面的辅助线7，特别说明的是其它各面也都可以设置辅助线。

对于该辅助线7的做法，可以是以带有色彩或者高亮显示的材料涂覆形成，也可以是以其它材料制成实体线条色带，实体线条色带贴附在几何体外表面形成。

实施例4：如图6所示，本实施例是一种圆柱体的透明几何体模型，是一种中空的透明圆柱体几何体，为pvc透明材料薄板构成，筒体可以是注塑或者模压成型，上下底以粘合方式连接，当然也可以是整体成型。其中该圆柱体几何体的轮廓线8和9均以突出的色彩显示。

该圆柱体为中空圆柱体，中空部位内部为洁净的空气，其目的是减少几何体内部为透明实体时的光线折射效应，减少对透视效果的影响。由于在透明的实体几何体中，因为折射现象的存在，会直接改变轮廓线的角度，使观察者产生较大的错觉，因此，一般认为目前的透明材料不适合制成实体几何体来做美术教学使用。因为目前尚未发现与空气折射率相同或者接近的透明材料，如果有这种材料完全可以做成实体的圆柱体模型。

如图6所示，本实施例的透明圆柱体外表面设置辅助线，该辅助线为圆柱面上的环行线10和上下底的中心线，该些线条突出显示。

本实施例中透明几何体作为素描几何体模型时，可以很直观的显示出几何体全方向视图的架构，通过透视效果达到完全理解几何体模型的整体空间结构，在素描时会使初学者们产生较强的立体感。达到目前的石膏几何体不能实现的教学效果。如图6中的轮廓线8、9应该为圆形的，辅助线环行线10也是圆形的。而在石膏几何体中人们通过想象得到的透视图如图5所示的形状，在透视图5中，上下两轮廓线8和9形成的椭圆是相同的，长短轴均相同。但是在图6中的透明透视图中，可以发现轮廓线8、9及辅助线环行线10形成的透视椭圆是不同的，轮廓线8的短轴最小，轮廓线9的短轴最大，辅助线的短轴居中。其实这才是通过观察透明圆柱体产生的正确的透视结构。

实施例5：本实施例为带有辅助框架的透明圆柱体，如图7、图8所示，透明圆柱体外设置长方体辅助框架，该辅助框架设置有四个竖直边框16、上底框11和下底框17。其中每一个竖直边框16由两侧的竖直边条14、中间的中心条15和上下边条构成，相邻两边框可共用一条边条14。上下底框则各设置有四条边条13，边条13可以兼做竖直边框16的上下边条。上下两底框11和17各设置对角线条12。具体使用时，可以将该辅助框架分为上下两个可以组合及拆解的部分，如图7所示的是将上底框11作为可拆卸的部分，以便于随时将透明圆柱体放置到辅助框架内，再从上边组合即可。

透明圆柱体与辅助框架之间的位置关系为，圆柱体的圆柱面与辅助框架的边框呈相切的关系，具体的表现为圆柱体的截面与辅助框架为内切的关系。

辅助框架上下两部分之间的连接关系可以通过插接卡合连接，也可以设置磁性连接件磁性吸合连接，当然也可以通过无影胶等粘合连接。上下两部分之间的对接部位还可以设置在辅助框架的中间，也是通过上述的方式进行对接。

本实施例是在透明圆柱体外侧设置内切关系的长方体辅助框架，辅助框架上的竖直边条、中心边条、上下底框边条和对角线条可以组成类似直线坐标系的位置关系，在观察圆柱体的圆柱面时以辅助边框作为直线坐标系使用，更加有利于初学者对圆柱体透视关系的理解。也有助于初学者根据直线坐标系来描画弧线。

实施例6：

本实施例为带有辅助框架的透明圆锥体，如图9、图7所示，透明圆锥体外设置长方体辅助框架，该辅助框架与实施例5的辅助框架结构相同。将透明圆锥体放置到辅助框架内时，再从上边组合即可。此时透明圆锥体的锥尖刚好与上底框的对角线交叉点重合。

透明圆锥体与辅助框架之间的位置关系为，圆锥体的底面与辅助框架的下底框呈相切的关系，具体的表现为圆椎体的底面与辅助框架为内切的关系。

实施例7：

实施例7是透明球体外设置正方体辅助框架，如图10所示，正方体框架的具体结构和实施例5基本相同，球体放置在辅助框架内时，球体与辅助框架的边框的中心点相切，呈现一种内切关系。

为了更加清晰的显示透视结构，可以在辅助框架高度的二分之一处、三分之一处或在圆柱体表面标示的辅助线等位置，用小短线条围成环状，更加利于初学者研究其横截面的结构、空间和透视。

当然也可以在几何体表面的辅助线或者辅助框架上设置尺寸刻度，给观察者形成更为直观的感觉。

本发明的透明几何体模型在美术教学中产生了以下效果。

1、通过透明的设计让每个几何形体的整体结构一目了然，利于造型。根据阿恩海姆在《艺术与视知觉》中所说：“一个物体的形状，从来就不是单独由这个物体落在眼睛上的形象决定的，一个球体的背面是眼睛看不到的，然而这个隐藏在背部的球体半面，理应与看得见的前半部圆形同属一个整体的那一部分，在实际知觉中，往往也变成眼前直觉对象的一个组成部分。”我的设计恰好能让初学者真正的观察到几何形体的内外部结构，尤其是隐藏在背部的重要结构。如果是多个几何形体组合在一起，对石膏几何形体的结构想象时间会很长，而此模型就显示了他极大的优势。

2、能让初学者更好的理解几何形体的立体感。所谓立体，即物体具有长、宽、厚的形体呈现。人类左右眼所看到的影像是不同的，双眼有视差，这也是人们能够洞察立体空间的主要原因，是立体感的来源。本发明有利于培养绘画初学者的立体感感知能力。

3、经过实际教学使用，石膏几何体理解难度大。百分之七十以上的初学者需要一到两个月时间去理解想象几何体，还不能理解并画出几何形体的结构表现其立体感。而使用此模型教学时就轻松的解决了这类问题。百分八十以上的初学者不用一周就能画出几何形体的立体感了。

4、能让初学者更好的理解几何形体的透视（平行透视中的平视、仰视、俯视以及成角透视、倾斜透视）。在结构素描训练中，透视是一个重要环节，结构训练是正确运用透视的最佳手段。几何透视法产生于数学原理，是把几何透视运用到绘画艺术的表现之中，使科学与艺术相结合的技法。它主要借助于近大远小的透视现象表现物体的空间感、立体感。透视主要分为三类即平行透视、成角透视及倾斜透视，在初级教学实践中常用的透视为平行透视和成角透视。本发明的产品的透视变化产生距离感，来表现空间结构，起到了立竿见影的教学效果。

5、在研究透视时通过在圆柱体，球体，圆锥体，长方体等几何形体上标出辅助结构线，能让初学者真切的观察并理解到圆柱体，球体，圆锥体，长方体等几何形体的横截面所产生的透视变化，这对初学者帮助极大。

6、在具有圆形或者弧形截面的透明几何体外设置长方体或者正方体的辅助框架，框架的边框都是直线的三维结构，这样相当于将圆形的物体放置在直线环境下进行考察，非常有利于初学者对圆形物体透视结构及立体空间的理解和描画。