การฉายภาพออร์โธกราฟิก (Orthographic Projection)

ในการผลิตชิ้นส่วนสามมิติให้แม่นยำ วิศวกรจะต้องสื่อสารรูปทรงเรขาคณิตที่สมบูรณ์ลงบนกระดาษสองมิติ การฉายภาพออร์โธกราฟิก (หรือการฉายภาพตั้งฉาก) เป็นเทคนิคมาตรฐานที่ใช้เพื่อการนี้ ช่วยให้สามารถแสดงวัตถุ 3 มิติที่ซับซ้อนได้อย่างสมบูรณ์และไม่กำกวมผ่านมุมมอง 2 มิติหลายๆ มุมมอง

จุดประสงค์ของการฉายภาพออร์โธกราฟิก

ลองจินตนาการถึงวัตถุ 3 มิติที่แขวนอยู่ภายในกล่องแก้ว หากคุณฉายเส้นตรงออกจากวัตถุ (ในแนวตั้งฉาก) ไปยังด้านต่างๆ ของกล่องแก้ว แล้วคลี่กล่องออก คุณจะสร้างภาพตัวแทน 2 มิติแบบแบนราบของวัตถุจากหลายมุม

วิธีการฉายภาพทางคณิตศาสตร์นี้ทำให้แน่ใจได้ว่าคุณลักษณะต่างๆ จะแสดงในขนาดและรูปร่างที่แท้จริงเมื่อมองตรงๆ ปราศจากความบิดเบือนของทัศนมิติ (perspective) ที่เกิดขึ้นในการสเก็ตช์ภาพทางศิลปะหรือการถ่ายภาพ

ภาพด้านหน้า ด้านบน และด้านข้าง (Front, Top, and Side Views)

ในแบบหลายมุมมองมาตรฐาน วัตถุมักจะถูกแสดงด้วยสามมุมมองหลัก:

ภาพด้านหน้า (Front View): มักจะถูกเลือกให้เป็นมุมมองที่แสดงรูปร่างที่เป็นเอกลักษณ์ที่สุดของวัตถุ หรือตำแหน่งการทำงานตามธรรมชาติของมัน เป็นมุมมองอ้างอิงหลัก
ภาพด้านบน (Top View / Plan View): มุมมองที่มองตรงลงมายังวัตถุจากด้านบน จะจัดตำแหน่งให้อยู่เหนือหรือใต้ภาพด้านหน้าโดยตรง (ขึ้นอยู่กับมาตรฐานการฉายภาพ)
ภาพด้านข้าง (Side View / Profile View): มุมมองที่มองวัตถุจากทางด้านขวาหรือด้านซ้าย จะจัดตำแหน่งในแนวนอนให้อยู่ระดับเดียวกับภาพด้านหน้า

เมื่อมุมมองทั้งสามนี้ทำงานร่วมกัน จะให้ข้อมูลเชิงพื้นที่เพียงพอที่จะกำหนดขนาด (ความยาว ความกว้าง ความสูง) ของชิ้นส่วนมาตรฐานส่วนใหญ่ได้อย่างสมบูรณ์

ความสัมพันธ์ระหว่างมุมมอง

หัวใจสำคัญของการฉายภาพออร์โธกราฟิกคือการจัดตำแหน่งระหว่างมุมมองที่เข้มงวด:

ภาพ ด้านหน้า และ ด้านบน มีความ กว้าง เท่ากัน
ภาพ ด้านหน้า และ ด้านข้าง มีความ สูง เท่ากัน
ภาพ ด้านบน และ ด้านข้าง มีความ ลึก เท่ากัน

เนื่องจากการจัดตำแหน่งนี้ คุณลักษณะต่างๆ จะตรงกันพอดีตลอดทั้งแบบ หากมีรูในภาพด้านบน เราสามารถติดตามความลึกของรูนั้นตรงลงมายังภาพด้านหน้าได้โดยใช้เส้นประ (เส้นที่ถูกบัง)

การอ่านแบบหลายมุมมองเบื้องต้น

การอ่านแบบหลายมุมมอง (Multi-view drawing) ต้องอาศัยการประกอบโครงสร้างวัตถุ 3 มิติขึ้นในใจจากการฉายภาพ 2 มิติ

เริ่มต้นที่ภาพด้านหน้าเพื่อทำความเข้าใจโปรไฟล์พื้นฐาน
ดูภาพด้านบนและด้านข้างเพื่อกำหนดความลึกและความหนาของคุณลักษณะที่แสดงในภาพด้านหน้า
ให้ความสนใจอย่างใกล้ชิดกับ เส้นทึบ (เส้นขอบรูปที่มองเห็นได้) และ เส้นประ (เส้นที่ถูกบัง) วงกลมทึบในภาพด้านบนอาจเป็นทรงกระบอกที่ยื่นออกมาหรือเป็นรูเจาะ การตรวจสอบภาพด้านหน้าหรือด้านข้างจะเปิดเผยทันทีว่าเป็นอะไร โดยดูว่ามีการใช้เส้นทึบหรือเส้นประ

มาตรฐานการฉายภาพ (มุมที่หนึ่ง เทียบกับ มุมที่สาม)

มีสองข้อตกลงหลักสำหรับการคลี่ "กล่องแก้ว":

การฉายภาพมุมที่หนึ่ง (First-Angle Projection): ใช้เป็นหลักในยุโรปและเอเชีย (วัตถุอยู่ระหว่างผู้สังเกตและระนาบการฉายภาพ)
การฉายภาพมุมที่สาม (Third-Angle Projection): ใช้เป็นหลักในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา (ระนาบการฉายภาพอยู่ระหว่างผู้สังเกตและวัตถุ) ทั้งสองวิธีมีความถูกต้องตามหลักคณิตศาสตร์ การเลือกใช้ขึ้นอยู่กับมาตรฐานในภูมิภาค และมาตรฐานเฉพาะที่ใช้จะถูกระบุด้วยสัญลักษณ์ในบล็อกข้อความ (Title block) เสมอ