中国古代工程图学的成就、历史价值以及现代意义——工程图学论文下载

中国古代工程图学的成就、历史价值以及现代意义——工程图学论文下载[2]背景：日期：2012-3-21作者：无忧论文网编辑：xiaoch点击次数：15销售价格：免费论文论文编号：lw201203211732383478论文字数：论文属性：职称论文论文地区：中国论文语种：中文关键词：工程图学图学思想图学家成就历史价值现代意义中国论文职称论文以尺为寸,以寸为分,分为一千里,凡用缯方八尺一寸,今用缯方四尺五分,分为二千里。”这表明当时作图时已采用了两种比例,即一种为“分为一千里”,一种为“分为二千里”,按第一种比例画七衡图用缯8.1平方尺,按第二种比例,用缯为4.05平方尺,比例的应用说明当时对图形相似的认识臻于成熟。宋代李诫(?—1110年)在《营造法式》“举折”中说:“举折之制,先以尺为丈,以寸为尺,以分为寸,以厘为分,以毫为厘,侧画所建之屋于平正壁上,定其举之峻慢,折之圆和,然后可见屋内梁柱之高下,卯眼之远近。”这说明宋代的建筑图样、比例的使用,已是施工图严格遵守的规则,即便在屋木的绘画作品中,使用比例也是画家们必须使用的方法。宋代《德隅斋画品》“郭忠恕楼居仙图”中所说:“栋梁楹角,望之虚若可蹑足”,栏杆窗牖,“则若可以扪历而开合之也,以毫计寸,以寸计尺,以尺计丈,增而倍之,以作大宇,皆中规度,曾无少差,至详至悉,委曲于法度之内者不能也。”而且反映宫室建筑的绘画,要求“折算无亏”,《佩文斋书画谱》引《甫田集》称,“画家宫室最难为工,须折算无差,乃为合作,盖束于绳矩笔墨不可以逞,稍涉畦畛,便入庸匠。”谈到了古代作图比例的应用及比例的重要性。可以看出,应用作图比绘制图样,是中国古代工程制图走向数学化、精确化的标志,也是衡量其发展水平的重要标尺,只有运用数学方法,才能使图样“至详至悉”、“无亏”、“无差”。这都反映了古代图学工作者科学认真的制图作风。在绘制图形中,投影方法的应用是工程图样的数学基础。中国古代有关投影理论的记载,最早见之于《诗经》“大雅”的“即景岗,相其阴阳”。《周礼》“考工记”中有“匠人建国,水地以县,置以县,以景,为规,识日出之景与日入之景,昼参诸日中之景,夜考之极星,以正朝夕。”这些记载说明当时已知相交二直线可以决定一平面,利用投影来确定方位的方法已应用于工程技术之中。中心投影的记载见于南朝宋时宗炳(376—443年)的《画山水序》,其云“且夫昆仑之大,瞳子之小,迫目以寸,则其形莫视,回以数里,则可围以寸眸,诚由去之稍阔,则其见弥小,今张素绡以远映,则昆阆之形,可围于方寸之间,竖画三尺,当千仞之高,横墨数尺,体百里之远。”这是一篇精彩的中心投影,即透视理论的论述,也是迄今世界上最早的记载。宗炳以简洁的语言阐述了几何图形在投影和截影的情况下保持不变的射影性质,论述了观察者所见同一景物的范围、大小和距离的关系,是中国古代透视理论最为系统的总结。同一物体,距离太近,反而不见全貌,距离加远,倒可看清全廓,这是近大远小的缘故,用一块展开的素绡,放在眼睛(即视点)和物体之间,就可以反映出高大宽广的景物。宗炳的理论和文艺复兴时期意大利著名的学者阿尔贝蒂(LeoneBattistaAiberti1404—1427年)和达•芬奇(LeonardoDaVinci1452—1519年)以及德国16世纪著名的画家丢勒(AlbreethDürer1471—1528年)的提出的透视理论毫不逊色,是现代第三角画法的先导,从视点到“素绡”即投影面,从“素绡”到“昆阆之形”即被投影的物体,这种投影模型和第三角画法的理论是完全相同的,可以说是一幅直观明了的透视投影原理图。有关平行投影理论,古代文献记载尤详。宋人刘道醇在《圣朝名画评》卷中说:“为屋木楼观,一时之绝也,上折下算,一斜百随。”宋人张世南在《游宦纪闻》里介绍古器物图样绘制方法时,曾介绍“响榻”一法,其所谓“就明窗牖间,映光摹之”,几与我们现在采用的平行投影法绘制图样相近似。宋人郭熙在《林泉高致》“山水训”中也曾论述:“学画竹者,取一株竹,因月夜照其影于素壁之上,则竹之形出矣。”这些记载说明,尽管古代的科学技术还没有达到为工程制图提供严密的理论方法,但古代图学家们已从半经验半直观的状态中运用透视投影和平行投影的方法,并用来绘制图样。中山王墓出土的战国时期的“兆域图”(公元前309—前308年)就是一幅采用几乎与现代称之为平行投影法绘制的陵墓建筑工程规划施工图,也是世界上极为罕见的早期工程图样之一。“兆域图”的绘制方法在宋代画论中图样绘制技术的论述中得到了翔实的记录。特别是在宋代《考古图》、《重修宣和博古图》、《新仪象法要》、《武经总要》等有图样的科学著作里,不仅画出了物体的单面视图,而且还出现了组合视图。其组合视图的图样采取了主视图和左视图,主视图和俯视图相结合的视图选择方法,视图大都用等角法画出。这种组合视图的出现,是工程图学发展史上颇具意义的一大进步,是十一、十二世纪中国工程图学的最高成就,它不仅为解决绘制复杂形态物体和图样提供了新的表现形式,也为近代工程图学的发展奠定了可靠的图绘基础。图样绘制技术是保证图样精度和质量的关键。中国古代的工程图样,无论是《营造法式》或是《西清古鉴》(1749年)等有图谱之作的专著,图样的清绘是单线勾勒、界尺作线的、绘图工具的使用,是使制图从绘画中分离出来的重要一环。宋人郭若虚在《图画见闻志》中记叙有“今之画者,多用直尺,一就界画”,“画屋木者,笔画匀壮”。清人钱曾称《新仪象法要》中的“图样界画,不爽毫发”。实现用绘图工具画线作图,便能保证图面质量,更准确地表现物体的形状。中国古代工程图学绘制技术的完备化和系统化,推动了工程图学学术体系的形成,它吸收了绘画艺术的绘图方法和技术,并有所发展[1]。2中国古代工程图学的历史价值中国古代工程图学的历史源远流长,在几千年的发展历程中,成就甚丰。然而,对其发展历史的研究,一直是中国科技史研究中的薄弱环节。西方学者对中国工程图学取得的成就存在着截然不同的两种观点和态度。其一表现在对中国图学的忽视与低估,在论述图学发展的历史时许多论点尚待斟酌。其二则认为,中国一直是“稳步地发展着他们自己的制图传统”,“欧洲在十四五世纪之所以能在制图学方面有所前进,不仅与阿拉伯人研究了托勒密的制图学有关”,且与“中国的制图学”传到西方有关。持前一种观点的西方学者,如英国的P.J.Booker,在其1963年初版的《工程图学史》一书中就表现出这种倾向。虽然他客观地论述了阿拉伯的科学技术对西方图学的影响,并提及来自东方的图学,但全书竟没有论及中国古代的图学成就。奥地利图学家F.Hohenberg在1966年所著《工程画法几何》一书也同样认为最早的水平投影是在古埃及和美索不达米亚的工程图样中得到运用。古希腊人和罗马人已经掌握了水平投影和正面投影。此外,美国的W.J.Luzadder等人在论述图学发展的历史时,对中国的图学都不曾论述。和大多数西方学者一样,日本图学界也持相同观点。1980年日本图学会编辑出版的《图形科学手册》就是如此,该书虽然在“图样的表现历史与展望”一章中回顾了图学发展的历史,并论及人类与图学发展的关系、图样表现方法和历史等,但对中国图学未加深考,只字未提。特别是中国的文明对图学、图学思想和制图技术的贡献,直到今天还仍然没有被人们所认识。与此相反,英国科学史家李约瑟(JosephNeedham1900—1995年)以客观审慎的态度对中西方图学的发展进行了深入的研究和对比,在其SCC工程,即《中国科学技术史》中,