ภาพ3มิติมีกี่ประเภทอะไรบ้าง

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

การสร้างภาพเชิง 3 มิติ (อังกฤษ: three-dimensional imaging) คือ การหารูปร่างและขนาดของวัตถุใน 3 มิติ โดยเทคนิคของการวัดรูปร่างนี้ จะมีเงื่อนไขจำกัดอยู่ เนื่องจากสิ่งที่ต้องการวัดคือ ขนาดสัมบูรณ์ของวัตถุ เพราะฉะนั้นขนาดของวัตถุที่วัดได้ จะต้องไม่ขึ้นกับชนิดผิวและการสะท้อนของวัตถุ ระยะห่างจากอุปกรณ์เก็บภาพ 3 มิติ และ สภาพแสงและการส่องสว่าง

เทคนิคในการเก็บภาพ 3 มิตินี้ มีอยู่หลายวิธีด้วยกัน ซึ่งแต่ละวิธีก็มีข้อจำกัดที่แตกต่างกันไป อุปกรณ์รับรู้ที่ใช้ในการเก็บภาพ 3 มิตินี้ สามารถแยกกว้างๆ ได้เป็น 3 กลุ่ม คือ

1. การสามเหลี่ยม (triangulation)
2. การวัดโดยเวลาในการเดินทาง (time-of-flight measurement, TOF)
3. การวัดการแทรกสอด (interferometry)

การสามเหลี่ยม[แก้]

การสามเหลี่ยม เป็นการวัดหาระยะความลึก (depth) ของภาพโดยในการวัดจะมีพื้นฐานมาจาก การตัดกันของแกนอะไรบางอย่างเป็นรูปสามเหลี่ยม เมื่อรวมกับข้อมูลของอุปกรณ์วัด จะทำให้สามารถหาระยะลึกได้

1. เทคนิคการใช้โฟกัส
   1. Depth from focus
   2. Depth from defocus
   3. การสามเหลี่ยมแบบกัมมันต์ (Active triangulation) กระทำด้วยการฉายแสงที่มีโครงสร้างแน่นอน ไปบนวัตถุ โดยอาศัยข้อมูลตำแหน่งของตัวฉายแสงกับอุปกรณ์รับ และ มุมที่อุปกรณ์ทั้งสองไปยังตำแหน่งใดๆของแสง ทำกับเส้นเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ทั้งสองเป็นสามเหลี่ยม จะทำให้หาระยะความลึกได้ โดยแสงที่ฉายอาจเป็นจุด เส้น หรือแสงที่เข้ารหัส
   4. การสามเหลี่ยมแบบกสานติ์ (Passive triangulation) จะเป็นลักษณะของการเห็นสามมิติ จะใช้อุปกรณ์รับภาพ 2 ตัวหรือมากกว่า โดยการหาตำแหน่งร่วมในภาพ แล้ววัดระยะของตำแหน่งร่วมใดๆ ในภาพ ต้วยการสามเหลี่ยม จากข้อมูลตำแหน่งอุปกรณ์รับภาพทั้งสองกับมุม เช่นเดียวกับในกรณี การสามเหลี่ยมกัมมันต์ ซึ่งการหาตำแหน่งร่วมนี้เป็นจุดสำคัญ โดยอาจทำได้โดยการจับคู่จุดเด่นในภาพ พื้นผิวของภาพ หรือ การเอาวัตถุที่มีลักษณะเฉพาะเข้าไปวางบนวัตถุ หรือไว้ในฉากที่ต้องการวัด
2. Theodolites หรือ เครื่องมือรังวัด
3. Shape from shading วิทยานิพนธ์ฉบับแรกในเรื่องนี้ Shape from Shading: A Method for Obtaining the Shape of a Smooth Opaque Object from One View[ลิงก์เสีย] โดย Berthold K. P. Horn เป็นการหารูปร่างจากแสงและเงา โดยใช้ตำแหน่งของอุปกรณ์รับภาพ และตำแหน่งของอุปกรณ์ฉายแสง ในการหาขนาดของวัตถุ

การวัดโดยเวลาในการเดินทาง[แก้]

เป็นเทคนิคหาระยะ โดยวัดระยะเวลาการเดินทางของสัญญาณที่ส่งออกไป และสะท้อนวัตถุกลับมา เมื่อรวมกับความเร็วในการเดินทางของสัญญาณ จะทำให้หาระยะความลึกได้ สัญญาณที่ใช้วัดจะแบ่งได้เป็น pulse modulation continuous wave และ pseudo-random noise

ประเภทของภาพ 3 มิติ[แก้]

1. ภาพสามมิติแบบทัศนียภาพ เป็นภาพเขียนแบบที่มีลักษณะเป็นจุดรวมสายตา เมื่อภาพมองดูภาพที่ใกล้ก็จะมีขนาดใหญ่ และเมื่อไกลออกไปจะมองเห็นเล็กลงไปรวมจุด ภาพเขียนแบบชนิดนี้นิยมใช้เขียนในงานสถาปัตยกรรม มีอยู่ 3 แบบ ดังนี้
   1. ภาพทัศนียภาพแบบรวมสายตา 1 จุด เป็นภาพเขียนแบบที่มองเห็นด้านหน้าลักษณะตรงตั้งฉากและจะเห็นด้านอื่นเอียงลึกลงไปรวมจุดเพียงหนึ่งจุด มีอยู่ 3 ลักษณะคือ แนวระดับสายตา, แนวมุมสูง และแนวมุมต่ำ
   2. ภาพทัศนียภาพแบบรวมสายตา 2 จุด เป็นภาพเขียนแบบที่มีจุดรวมสายตาอยู่ 2 จุด คือ จุดทางด้านซ้ายมือ (LVP) และจุดทางด้านขวามือ(RVP)
   3. ภาพทัศนียภาพแบบรวมสายตา 3 จุด เป็นภาพเขียนแบบที่มีจุดรวมสายตาอยู่ 3 จุด คือจุดรวมสายตาทางด้านซ้ายมือ จุดรวมสายตาทางด้านขวามือ และจุดรวมสายตาทางด้านล่างหรือด้านบน
2. ภาพออบลิค เป็นภาพเขียนแบบที่ด้านหน้ามีลักษณะตั้งตรง ส่วนภาพด้านข้างและด้านบนจะเอียงลึกลงไปเพียงด้านเดียว โดยมีขนาดที่ขนานเท่ากันตลอด โดยทั่วไปจะเป็นมุมเอียง 45 องศา มีอยู่ 2 แบบ ดังนี้
   1. ภาพออบลิคแบบเต็มส่วน (Cavalier Drawing) เป็นแบบที่มีอัตราส่วนภาพระหว่างความกว้าง: ความสูง : ความลึกของภาพเป็น 1 : 1 : 1
   2. ภาพออบลิคแบบครึ่งส่วน(Cabinet Drawing) เป็นแบบที่มีอัตราส่วนภาพระหว่างความกว้าง:ความสูง : ความลึก ของภาพเป็น 1 : 1 :0.5
3. ภาพสามมิติแบบแอกโซโนเมตริก(Axonometric) คำว่าแอกซอน (Axon) มาจากคำว่า Axis ซึ่งแปลว่าแกนฉะนั้นภาพแอกโซโนเมตริจึงเป็นภาพสามมิติที่วัดจากแกนสามแกนมุมรวมกัน 360 องศา โดยมีแกนหลักทำมุมตั้งฉากกับแนวนอน ส่วนอีกสองแกนจะมีมุมเอียงลึกลงไปทั้งสองข้าง มีอยู่ 3 แบบดังนี้
   1. ภาพไดเมตริก (Diametric Projection) เป็นภาพเขียนแบบสามมิติที่มีมุมรอบศูนย์กลางจำนวนสามแกน โดยสองแกนมุมเท่ากัน ส่วนแกนที่สามทำมุมต่างออกไป และแกนหลักต้องทำมุมตั้งฉากกับแนวนอน โดยมีรูปแบบอัตราส่วนความกว้าง ความสูง และความลึกของภาพอยู่หลายรูปแบบ
   2. ภาพไตรเมตริก(Trimetric Projection) เป็นภาพเขียนแบบสามมิติที่มีมุมรอบศูนย์กลางจำนวนสามแกนโดยทั้งสามแกนทำมุมไม่เท่ากัน และแกนหลักต้องทำมุมตั้งฉากกับแนวนอน โดยมีสัดส่วนความกว้างความสูง และความลึกของภาพ
   3. ภาพไอโซเมตริก(Isometric Projection) เป็นภาพเขียนแบบสามมิติที่มีมุมรอบศูนย์กลางจำนวนสามแกนโดยทั้งสามแกนทำมุม 120 องศาเท่ากัน และแกนหลักต้องทำมุมตั้งฉากกับแนวนอนโดยมีสัดส่วนความกว้าง ความสูง และความลึกของภาพ

บทที่ 7
ภาพสามมิติ (PICTORIAL VIEW)
สาระการเรียนรู้
การเขียนแบบงานบางครั้งนอกจากเขียนแบบเป็นภาพฉายแล้ว อาจต้องเขียนภาพชิ้นงานเป็นสามมิติด้วย เพราะภาพสามมิติสามารถแสดงให้เห็นพื้นผิวของชิ้นงานได้ครบทั้งสามมิติในภาพเดียวกัน คือ ความกว้าง ความยาว และความสูง ซึ่งมีลักษณะรูปร่างใกล้เคียงกับงานจริงทำให้เข้าใจในแบบงานง่ายขึ้น
เนื้อหา
1. ความหมายของภาพสามมิติ
2. ประเภทของภาพสามมิติ
3. การเขียนภาพสามมิติ
4. การเขียนวงรีสามมิติ
จุดประสงค์การเรียนรู้
1. อธิบายความหมายของภาพสามมิติได้
2. บอกประเภทของภาพสามมิติได้ถูกต้อง
3. สามารถเขียนภาพสามมิติแบบต่างๆ ได้
4. สามารถเขียนวงรีภาพสามมิติได้

1. ความหมายของภาพ
ภาพสามมิติหมายถึง การเขียนภาพโดยการนำพื้นผิวแต่ละด้านของชิ้นงานมาเขียนประกอบกันเป็นรูปเดียว ทำให้สามารถมองเห็นลักษณะรูปร่าง พื้นผิว ได้ทั้งความกว้าง ความยาว และความหนาของชิ้นงาน ทำให้ภาพสามมิติมีลักษณะคล้ายกับการมองชิ้นงานจริง ภาพสามมิติที่เขียนในงานเขียนแบบมีหลายประเภท แต่ละประเภทก็มีความแตกต่างกันในการวางมุมการเขียน และขนาดของชิ้นงานจริง กับขนาดชิ้นงานในการเขียนแบบซึ่งผู้เขียนแบบต้องศึกษาลักษณะของภาพสามมิติแต่ละประเภทต่างๆ ให้เข้าใจ เพื่อสามารถปฏิบัติการเขียนแบบได้อย่างถูกต้อง
2. ประเภทของภาพสามมิติ
ภาพสามมิติสามารถแบ่งออกได้หลายประเภท ดังนี้
2.1 ภาพสามมิติแบบ TRIMETRIC เป็นภาพสามมิติที่มีความสวยงาม และลักษณะ
คล้ายของจริงมากที่สุดและเป็นภาพที่ง่ายต่อการอ่านแบบเพราะเป็นภาพที่เขียนได้ยาก เนื่อง
จากมุมที่ใช้เขียนเอียง 12 องศา และ 23 องศา และอัตราความยาวของแต่ละด้านไม่เท่ากัน
(ดังรูป 7.1)

รูปที่ 7.1 ลักษณะของภาพ TRIMETRIC

2.2 ภาพสามมิติแบบ DIMETRIC เป็นภาพสามมิติที่มีลักษณะคล้ายกับภาพถ่ายและ
ง่ายต่อการอ่านแบบ แต่ไม่ค่อยนิยมในการเขียนแบบเพราะเป็นภาพที่เขียนได้ยาก เนื่องจากมุม
ที่ใช้เขียน เอียง 7 องศา และ 42 องศา และขนาดความหนาของภาพที่เขียนจะลดขนาดลงครึ่ง
หนึ่งของความหนาจริง (ดังรูป 7.2)

รูปที่ 7.2 ลักษณะของภาพ DIMETRIC

2.3 ภาพสามมิติแบบ ISOMETRIC เป็นภาพสามมิติที่นิยมเขียนมาก เพราะภาพที่
เขียนง่าย เนื่องจากภาพมีมุมเอียง 30 องศา ทั้งสองข้างเท่ากัน และขนาดความยาวของภาพ
ทุกด้านจะมีขนาดเท่าขนาดงานจริง ภาพที่เขียนจะมีขนาดใหญ่มากทำให้เปลืองเนื้อที่กระดาษ
(ดังรูป 7.2)

รูปที่ 7.3 ลักษณะของภาพ ISOMETRIC

2.4 ภาพสามมิติแบบ OBQIUE
เป็นภาพสามมิติที่นิยมเขียนมาก สำหรับงานที่มีรูปร่างเป็นส่วนโค้ง หรือรูกลมเพราะสามารถเขียนได้ง่ายและรวดเร็วเนื่องจากภาพ OBQIUE จะวางภาพด้านหนึ่งอยู่ในแนวระดับ เอียงทำมุมเพียงด้านเดียว โดยเขียนเป็นมุม 45 องศา สามารถเขียนเอียงได้ทั้งด้านซ้ายและขวาความหนาของงานด้านเอียงขนาดลดลงครึ่งหนึ่ง ภาพ OBQIUE มี 2 แบบ คือ แบบคาวาเลียร์ (CAVALIER) และแบบคาบิเนต (CABINET) (ดังรูป 7.4)

2.5 ภาพสามมิติแบบ PERSPECTIVE หรือ ภาพทัศนียภาพ
เป็นภาพสามมิติที่มีมุมในลักษณะการมองไกล โดยจะเขียนภาพเข้าสู่จุดรวมของสายตา การเขียนภาพสามมิติชนิดนี้มีอยู่ด้วยกันหลายชนิด (ดังรูป 7.4)

3. การเขียนภาพสามมิติ
แกนไอโซเมตริก (ISOMETRIC AXIS) เส้น XO, YO, ZO ทำมุมระหว่างกัน 120 องศา เท่ากันทั้งสามมุม เส้นทั้งสามนี้เรียกว่า แกนไอโซเมตริก ซึ่งแกนไอโซเมตริกนี้สามารถวางได้หลายทิศทาง ขึ้นอยู่กับรูปร่างของชิ้นงานที่ต้องการแสดงรายละเอียด ดังรูป 7.6

3.1 การเขียนภาพ ISOMETRIC ทุกภาพจะเริ่มจากการเขียนเส้นร่างจากกล่องสี่เหลี่ยม โดยมีขนาดความกว้าง ความยาว และความสูง ซึ่งจะได้จากการกำหนดขนาดจากภาพฉาย จากนั้น เขียนรายละเอียดส่วนต่างๆ ของชิ้นงาน (ดังรูป 7.7)

ลำดับขั้นตอนการเขียนภาพ ISOMETRIC

ขั้นที่ 1 ขีดเส้นร่างแกนหลักทั้งสามแกน

ขั้นที่ 2 เขียนเส้นร่างกล่องสี่เหลียม โดยใช้ขนาด ความกว้าง ยาว และความหนาของชิ้นงาน

ขั้นที่ 3 เขีนเส้นร่างรายละเอียดของภาพด้านหน้า ภาพด้านข้าง และภาพด้านบน ลงบนกล่องสี่เหลียม

ขั้นที่ 4 ขีดเส้นเต็มหนาทับขอบเส้นร่างของ ด้านหน้า ด้านข้าง และด้านบน ของกล่องสี่เหลียม ISOMETRIC

3.2 การเขียนภาพ OBLIQUE ทุกภาพจะเริ่มจากการเขียนเส้นร่างจากกล่องสี่เหลี่ยม โดยมีขนาดความยาว ความยาว และความสูงเท่ากับขนาดของชิ้นงานจริง ซึ่งจะได้จากการบอกขนาดในภาพฉาย ลากเส้นเอียง 45 องศา จากขอบงานด้านหน้าไปยังด้านหลัง โดยให้มีความยาวเท่ากับครึ่งหนึ่งกับความกว้างที่กำหนดให้จากภาพฉายด้านข้าง ลากเส้นร่างเป็นรูปกล่องสี่เหลียม จากนั้น เริ่มเขียนส่วนต่างๆ ของชิ้นงาน ลบเส้นที่ไม่ใช้ออก และลงเส้นหนักที่รูปงาน (ดังรูป 7.9)

4. การเขียนวงรีภาพสามมิติ
4.1 การเขียนวงรีแบบ ISOMETRIC
ชิ้นงานที่มีลักษณะเป็นทรงกระบอก หรืองานที่มีหน้าตัดกลม เช่น รูปกลม ส่วนโค้ง เมื่อเขียนเป็นภาพไอโซเมตริกแล้ว หน้าตัดของรูปทรงกระบอกหรือรูกลมนั้นจะเอียงเป็นมุม 30 องศา หรือทำให้มองเห็นเป็นลักษณะวงรี ดังรูป 7.9

ขั้นตอนการเขียนวงรี ISOMETRIC ด้านหน้า

ขั้นตอนการเขียน
1. เขียนสี่เหลียมขนมเปียกปูน เอียงทำมุม 30 องศา กับเส้นในแนวระดับ ดังรูปในช่องที่ 1
2. ลากเส้นแบ่งครึ่งทั้งสี่ด้าน ที่จุด 1-3 และ 2-4 ดังรูปในช่องที่ 2
3. ลากเส้นทะแยงมุมจากจุด D ไปยังจุดที่ 1 และ 2 ดังรูปในช่องที่ 3
4. ลากเส้นทะแยงมุมจากจุด B ไปยังจุดที่ 3 และ 4 จะได้เส้นตัดกันที่จุด E และจุด F ดังรูปในช่องที่ 4
5. จุด E และ จุด F เป็นจุดศูนย์กลางของส่วนโค้งเล็ก กางวงเวียนออก รัศมี E-1 เขียนส่วนโค้งวงเล็กจากจุดที่ 1 ไปจุดที่ 4 และใช้รัศมีเท่าเดิม เขียนส่วนโค้งโดยใช้จุด F เป็นจุดศูนย์กลาง เขียนส่วนโค้งเล็ก ดังรูปในช่องที่ 5
6. ที่จุด B กางวงเวียนรัศมี B-4 เขียนส่วนโค้งวงใหญ่จากจุดที่ 4 ไปจุดที่ 3 และที่จุด D เป็นจุดศูนย์กลาง รัศมีเท่าเดิม เขียนส่วนโค้งวงใหญ่ จะได้วงรีของภาพไอโซเมตริก ดังรูปในช่องที่ 6

ขั้นตอนการเขียนวงรี ISOMETRIC ด้านข้าง

ขั้นตอนการเขียน
1. เขียนสี่เหลียมขนมเปียกปูน เอียงทำมุม 30 องศา กับเส้นในแนวระดับ ดังรูปในช่องที่ 1
2. ลากเส้นแบ่งครึ่งทั้งสี่ด้าน ที่จุด 1-3 และ 2-4 ดังรูปในช่องที่ 2
3. ลากเส้นทะแยงมุมจากจุด D ไปยังจุดที่ 1 และ 2 ดังรูปในช่องที่ 3
4. ลากเส้นทะแยงมุมจากจุด B ไปยังจุดที่ 3 และ 4 จะได้เส้นตัดกันที่จุด E และจุด F ดังรูปในช่องที่ 4
5. จุด E และ จุด F เป็นจุดศูนย์กลางของส่วนโค้งเล็ก กางวงเวียนออก รัศมี E-1 เขียนส่วนโค้งวงเล็กจากจุดที่ 1 ไปจุดที่ 4 และใช้รัศมีเท่าเดิม เขียนส่วนโค้งโดยใช้จุด F เป็นจุดศูนย์กลาง เขียนส่วนโค้งเล็ก ดังรูปในช่องที่ 5
6. ที่จุด B กางวงเวียนรัศมี B-4 เขียนส่วนโค้งวงใหญ่จากจุดที่ 4 ไปจุดที่ 3 และที่จุด D เป็นจุดศูนย์กลาง รัศมีเท่าเดิม เขียนส่วนโค้งวงใหญ่ จะได้วงรีของภาพไอโซเมตริก ดังรูปในช่องที่ 6

ขั้นตอนการเขียนวงรี ISOMETRIC ด้านบน

ขั้นตอนการเขียน
1. เขียนสี่เหลียมขนมเปียกปูน เอียงทำมุม 30 องศา กับเส้นในแนวระดับ ดังรูปในช่องที่ 1
2. ลากเส้นแบ่งครึ่งทั้งสี่ด้าน ที่จุด 1-3 และ 2-4 ดังรูปในช่องที่ 2
3. ที่จุด A ลากเส้นทะแยงมุมไปยังจุดที่ 2 และ 3 ดังรูปในช่องที่ 3
4. ลากเส้นทะแยงมุมจากจุด C ไปยังจุดที่ 4 ไปตัดกับเส้นตรงอีกเส้นหนึ่งที่จุด F และลากเส้นจากจุด C ไปจุดที่ 1 ไปตัดกับเส้นตรงอีกเส้นหนึ่งที่จุด E ดังรูปในช่องที่ 4
5. ที่จุด E กางวงเวียน รัศมี E-1 เขียนส่วนโค้งวงเล็กจากจุดที่ 1 ไปจุดที่ 2 และที่จุด F จากจุด 3 ไปจุดที่ 4 ดังรูปในช่องที่ 5
6. ที่จุด A กางวงเวียนรัศมี A-3 เขียนส่วนโค้งวงใหญ่จากจุดที่ 3 ไปจุดที่ 2 และที่จุด C จากจุด 4 ไปจุดที่ 1 จะได้วงรีแบบไอโซเมตริกด้านบน ดังรูปในช่องที่ 6

4.2 การเขียนวงรีแบบ OBQIUE

การวางภาพออบลิค ภาพด้านหน้าที่เห็นรายละเอียดชัดเจนที่สุดหรืองานที่เป็นรูปทรงกระบอกส่วนโค้ง หรือรูกลม ซึ่งจะทำให้งานเขียนแบบทำได้ง่าย เช่น ข้อต่อ ซึ่งมีวิธีเขียนดังนี้
1. ลากเส้น ABC และเส้น DE เอียง 45 องศา
2. จุด A เป็นวงกลมซ้อนกัน 2 วง จุด B และ C เขียนส่วนโค้ง
3. จุด D เขียนวงกลมและส่วนโค้ง
4. จุด E เขียนส่วนโค้ง
5. ลากเส้นตรงสัมผัสส่วนโค้ง

ที่มา :
//www.bspwit.ac.th/LINK%20PAGE/Art%20Group/Drawing%20Tech/D-TECH%20UNIT-07.php

ภาพใดคือภาพ 3 มิติ

แบบ trimetric จัดอยู่ในแบบกลุ่มใด

ภาพ3มิติประกอบด้วยมิติอะไรบ้าง

ทัศนียภาพในลักษณะ 3 มิติคือข้อใด