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【摘 要】该文主要研究了中国工程图学与绘画艺术的关系，揭示了中国工程图学的发展源于古代绘画艺术，工程图学中投影理论的形成和建立又以古代绘画技法为理论基础，工程图学与绘画艺术的结合使工程图更具有艺术性。
【关键词】中国工程图学；起源；绘画艺术
Investigation into the relation of the Chinese engineering
drawing and painting
Gao Hongying
（Shaanxi polytechnic Institute，xianyang shaanxi 712000，China）
【Abstract】There are close relation of the Chinese engineering drawing and painting in this article. Development of the Chinese engineering drawing origin from the painting. The forming and building of projection theory are based on painting skill. The engineering drawing have aesthetic， because the engineering drawing combine with painting .
【Keyword】Chinese engineering drawing，origin，painting
中国工程图学与绘画艺术有着密切的关系，它是在绘画技法的基础上形成与发展的[1]，探究工程图学与绘画艺术的关系，可以使广大图学工作者了解我国图学发展的渊源，进而拓展图学的内涵和意义，为现代工程技术提供完美的图样资料。
1.中国工程图学的发展源于古代绘画艺术
中国工程图学的发展，历经早期制图，即粗略图样，精确制图，按一定画法理论制图三个阶段。在工程制图尚未形成一门专门的学科之前，古代从事绘图的大都是画师，人们将绘画的技术应用到各种工程图的设计与绘制上。由于投影方法的应用，使绘画技法成为古代工程制图所需要的技术基础，因此工程制图起源于绘画。早期绘画中采用最能反映事物特征的正面或者侧面形象，已是现代工程图中使用的“正视图”和“侧视图”的萌芽，而中国古代绘画中几何形图案的出现、视图的选择，正是工程制图所需要的绘图基础。[2]
工程图学与绘画艺术虽然表达的目的不尽相同，但工程图学与绘画艺术却有一个共同的特征。绘画艺术专注于传达对客观世界鲜活的理解与情感，并运用形象思维的方式实施所要表达的意境或主题，富有主观臆断与个性色彩。而工程图学面对客观世界进行理性的抽象，设立了一系列的空间几何问题，并运用逻辑语言使其规范化与概念化。它们的共同特征是以反映与表现客观世界为根本目的。尤其是工程图学与绘画艺术都面对同一个研究对象，即从客观世界中提炼出来的基本几何要素“点”“线”“面”为出发点，通过科学与艺术两种途径，又回归到相同的目的。“画成其物”、“依类象形”，因此中国古代早期的工程制图在还没有画法几何应用于工程制图中时，都采用绘画技法表现工程图样，以画代图，所以古代工程制图是以绘画技法为基础的，绘画技法对我国工程图学的发展也产生了极大的影响。
2.绘画技法的发展促进中国工程图学投影理论的逐步形成。
投影理论是工程制图的理论基础，通过投影在平面上产生图像是绘制图样的依据，也是工程制图最基本的方法，中国古代投影方法的应用始于先秦，当时用投影的方法测方定向。古代的投影理论在绘画技法中的应用已由来已久，绘画中应用的投影法主要有以下几种：
2.1 中心投影法的理论基础
中心投影法，即投射线汇交一点的投影法，如图1所示，其投影随着物体距离投影面的远近而变化，用这种方法绘制的直观图立体感强，多用于绘制建筑物的透视图。
图1中心投影法
中心投影法在古代绘画技法中就有应用，主要见于南宋，当时的画家在画面上绘出山水景色，首先要解决透视问题，宗炳（375-433年）的《画山水序》论述了图形的透视理论：“且夫昆仑之大，瞳子之小，迫目以寸，则其形莫视，徊以数里，则可围以寸眸，诚由去之稍阔，则其见弥小。进张绡素以远映，则昆、阆之形，可围于方寸之内。”[3]宗炳用“绡素”即透明的丝绸当成投影平面或透视平面，用中心投影原理论述了远小近大的透视规律，从视点到“素绡”即投影面，从“素绡”到“昆、阆之形”，即从投影面到投影的物体，其投影关系几乎与现代透视投影的理论所具有的三个基本要素相同，即视点、投影面、被投影的物体。所以古代透视思想与现代透视投影原理是十分相似的，他的理论成就在于揭示中心投影和截影之下保持不变的图形性质，而这一性质正是现代透视理论的出发点。
2.2 绘画技法中的平行投影法
在现代投影理论中，平行投影法是投射线相互平行于投影面的投影方法，它包括斜投影和正投影，斜投影是投射线倾斜于投影面的投影方法，正投影是投射线垂直于投影面的投影方法。而这两种投影方法在我国古代绘画技法中早有应用。宋代的刘道醇在《圣朝名画评》卷之中说：“为屋木楼观，一时之绝也，上折下算，一斜百随》。”宋人郭熙在《林泉高致》“山水川”中也曾论述“学画竹者，取一株竹，因月夜照其影于素壁之上，则竹之形出也……”这里所谓的“因月夜照其影于素壁之上”，就是平行投影法中的斜投影的具体应用[4]。正投影是绘画技法中采用较多的投影方法，这种投影法能较清楚地反映事物的特征形状。
由此可以看出，古代画师们已经从半经验半直观的实践中运用透视投影、平行投影等的方法绘制图样，这一成就无不推动着古代工程图学的发展。 2.3 “画学”的发展促使工程图的表达方法趋于完善
现代工程图中的基本视图是将物体向多个基本投影面投影所得到的视图，包括主视图、俯视图、左视图等。对于复杂的机件采用多面投影才能表达清楚物体的结构。古代画师在绘制各种复杂的图案时，如对动、植物纹样也已采用多面描绘，如鸟、兽纹等的侧面描写，而对叶形纹和枝叶形纹等采用正面描写，这种采用正面和侧面描写的方法，最能反映形体的特征，同时也是发展人们空间想象力的最好手段，这种绘画技法对于工程制图中多面投影理论以及组合视图的运用产生了极为深远的影响。
（a）玉璏 （b）玉杯
图2
在宋代，由于“画学”的设立，促进了工程图学的发展。组合视图的出现及在绘制物体时的应用，是宋代工程图学独创性发明的一个显著标志。在《考古图》里，就出现了组合视图的应用，如图2所示，（a）“璊玉璏”采用了主视图和右视图，（b）“玉杯”采用了主视图和俯视图的组合视图表达方法，克服了仅用一个透视图或轴测图难以表示物体形状的缺点。宋代工程图学的发展使工程制图成为一门独立学科，它代表了中国古代传统工程图学的最高技术水平，也已经为现代工程图学的形成及发展奠定了理论基础。
2.4 工程图学中轴测图理论基础的奠定
a 王伯鼎 b 父辛鼎
图3 《续考古图》中的图样
古代画师在表达器物时，不仅会用正投影的方法表达其形状特征，而且也采用类似现代工程制图中的轴测图表达器具的直观形象，这些方法与现代工程图学中的轴测图理论十分相似，为轴测图理论的形成奠定了基础。传统的界画即是标准的斜轴测图。而“界画”（中国画的一个画种 ，主要用于表现亭、台、楼、阁、榭等建筑物）起源很早，晋代已有 。李思训的《九成宫纨扇图》、《宫苑图》；宋代的著名界画有《黄鹤楼》、《滕王阁图》等，图3所示为《续考古图》[6]中的图样，图（a）中的 “王伯鼎”图采用的画法近似现在的“斜二等轴测图”，图（b）中的“父辛鼎”图采用的画法近似现在的“正等轴测图”。
3.工程图学与绘画艺术相融合，使工程图更具有艺术性。
绘画艺术是追求视觉享受，给人以美的感受，所以绘画艺术在美学方面的追求可谓无止境，从古代绘画到现代绘画，从中国画到西方油画无不蕴含着美的因素。由于古代工程图大多是画师设计绘制的，画师们从绘画的角度出发，描述物体的形状。在11世纪的宋代，大量画家参与工程图样的绘制，画师与匠师共同努力为工程制图与艺术的有机结合开辟了途径，从宋代“木屋”绘画所取的艺术成就及应用于制图，促进了制图技术的发展。《营造法式》、《考古图》中的图样，以及《清明上河图》等，正是绘画艺术应用于工程制图上的典范，它说明了只有当科学技术与绘画艺术完美的融合，会使工程图更加具有美学蕴涵。《西清古鉴》是由清代画院绘制的，这是艺术家直接参与大规模工程图绘的历史记载。它不仅重现了器物的形状，而且由于画家的参与，完美地表达了器物的整体造型，使图样在准确、合理的原则下，更具有艺术性，也成为流芳后世的艺术珍品。
现代工程图学也应蕴涵有美学思想，为了适应当代大规模、高速度、标准化的生产特点，适应生产协作，技术交流，便于装配、维修，便于采用专业化设备，便于高效率的生产。一般要求工程图满足标准化、通用化的原则，而满足这些原则的话，必然会使工程图成为一种技术交流的无声的语言，可以指导人们进行生产制造，这种规范化的形式也是一种美，即美学中的规范美。因此工程图中不论是字体、图线，还是比例的选择、图幅的格式无不蕴涵着这种规范美。[7]
4.结束语：
通过探究中国工程图学与古代绘画技法的密切关系，感知中国工程图学的历史渊源和发展，也领悟出工程图学中所蕴涵的美学底蕴。因此工程图学教育中渗透美学教育，是对工程图学内涵的拓展，可以增强工程技术人员的艺术鉴赏能力，在产品造型设计等方面能自然地将图学与艺术有机的结合起来，使产品的设计不仅能满足使用性，而且满足人们对其美观性的要求，具有艺术性。
参考文献：
[1] 吕守祥.机械制图[M].北京：机械工业出版社，2007.1 （1-4）
[2]～[6] 刘克明.中国工程图学史[M].武汉：华中理工大学出版社，2002.3
[7] 王时中.工业设计[M].西安：西北工业大学出版社，1989.9 （20-28）
【关键词】中国工程图学；起源；绘画艺术
Investigation into the relation of the Chinese engineering
drawing and painting
Gao Hongying
（Shaanxi polytechnic Institute，xianyang shaanxi 712000，China）
【Abstract】There are close relation of the Chinese engineering drawing and painting in this article. Development of the Chinese engineering drawing origin from the painting. The forming and building of projection theory are based on painting skill. The engineering drawing have aesthetic， because the engineering drawing combine with painting .
【Keyword】Chinese engineering drawing，origin，painting
中国工程图学与绘画艺术有着密切的关系，它是在绘画技法的基础上形成与发展的[1]，探究工程图学与绘画艺术的关系，可以使广大图学工作者了解我国图学发展的渊源，进而拓展图学的内涵和意义，为现代工程技术提供完美的图样资料。
1.中国工程图学的发展源于古代绘画艺术
中国工程图学的发展，历经早期制图，即粗略图样，精确制图，按一定画法理论制图三个阶段。在工程制图尚未形成一门专门的学科之前，古代从事绘图的大都是画师，人们将绘画的技术应用到各种工程图的设计与绘制上。由于投影方法的应用，使绘画技法成为古代工程制图所需要的技术基础，因此工程制图起源于绘画。早期绘画中采用最能反映事物特征的正面或者侧面形象，已是现代工程图中使用的“正视图”和“侧视图”的萌芽，而中国古代绘画中几何形图案的出现、视图的选择，正是工程制图所需要的绘图基础。[2]
工程图学与绘画艺术虽然表达的目的不尽相同，但工程图学与绘画艺术却有一个共同的特征。绘画艺术专注于传达对客观世界鲜活的理解与情感，并运用形象思维的方式实施所要表达的意境或主题，富有主观臆断与个性色彩。而工程图学面对客观世界进行理性的抽象，设立了一系列的空间几何问题，并运用逻辑语言使其规范化与概念化。它们的共同特征是以反映与表现客观世界为根本目的。尤其是工程图学与绘画艺术都面对同一个研究对象，即从客观世界中提炼出来的基本几何要素“点”“线”“面”为出发点，通过科学与艺术两种途径，又回归到相同的目的。“画成其物”、“依类象形”，因此中国古代早期的工程制图在还没有画法几何应用于工程制图中时，都采用绘画技法表现工程图样，以画代图，所以古代工程制图是以绘画技法为基础的，绘画技法对我国工程图学的发展也产生了极大的影响。
2.绘画技法的发展促进中国工程图学投影理论的逐步形成。
投影理论是工程制图的理论基础，通过投影在平面上产生图像是绘制图样的依据，也是工程制图最基本的方法，中国古代投影方法的应用始于先秦，当时用投影的方法测方定向。古代的投影理论在绘画技法中的应用已由来已久，绘画中应用的投影法主要有以下几种：
2.1 中心投影法的理论基础
中心投影法，即投射线汇交一点的投影法，如图1所示，其投影随着物体距离投影面的远近而变化，用这种方法绘制的直观图立体感强，多用于绘制建筑物的透视图。
图1中心投影法
中心投影法在古代绘画技法中就有应用，主要见于南宋，当时的画家在画面上绘出山水景色，首先要解决透视问题，宗炳（375-433年）的《画山水序》论述了图形的透视理论：“且夫昆仑之大，瞳子之小，迫目以寸，则其形莫视，徊以数里，则可围以寸眸，诚由去之稍阔，则其见弥小。进张绡素以远映，则昆、阆之形，可围于方寸之内。”[3]宗炳用“绡素”即透明的丝绸当成投影平面或透视平面，用中心投影原理论述了远小近大的透视规律，从视点到“素绡”即投影面，从“素绡”到“昆、阆之形”，即从投影面到投影的物体，其投影关系几乎与现代透视投影的理论所具有的三个基本要素相同，即视点、投影面、被投影的物体。所以古代透视思想与现代透视投影原理是十分相似的，他的理论成就在于揭示中心投影和截影之下保持不变的图形性质，而这一性质正是现代透视理论的出发点。
2.2 绘画技法中的平行投影法
在现代投影理论中，平行投影法是投射线相互平行于投影面的投影方法，它包括斜投影和正投影，斜投影是投射线倾斜于投影面的投影方法，正投影是投射线垂直于投影面的投影方法。而这两种投影方法在我国古代绘画技法中早有应用。宋代的刘道醇在《圣朝名画评》卷之中说：“为屋木楼观，一时之绝也，上折下算，一斜百随》。”宋人郭熙在《林泉高致》“山水川”中也曾论述“学画竹者，取一株竹，因月夜照其影于素壁之上，则竹之形出也……”这里所谓的“因月夜照其影于素壁之上”，就是平行投影法中的斜投影的具体应用[4]。正投影是绘画技法中采用较多的投影方法，这种投影法能较清楚地反映事物的特征形状。
由此可以看出，古代画师们已经从半经验半直观的实践中运用透视投影、平行投影等的方法绘制图样，这一成就无不推动着古代工程图学的发展。 2.3 “画学”的发展促使工程图的表达方法趋于完善
现代工程图中的基本视图是将物体向多个基本投影面投影所得到的视图，包括主视图、俯视图、左视图等。对于复杂的机件采用多面投影才能表达清楚物体的结构。古代画师在绘制各种复杂的图案时，如对动、植物纹样也已采用多面描绘，如鸟、兽纹等的侧面描写，而对叶形纹和枝叶形纹等采用正面描写，这种采用正面和侧面描写的方法，最能反映形体的特征，同时也是发展人们空间想象力的最好手段，这种绘画技法对于工程制图中多面投影理论以及组合视图的运用产生了极为深远的影响。
（a）玉璏 （b）玉杯
图2
在宋代，由于“画学”的设立，促进了工程图学的发展。组合视图的出现及在绘制物体时的应用，是宋代工程图学独创性发明的一个显著标志。在《考古图》里，就出现了组合视图的应用，如图2所示，（a）“璊玉璏”采用了主视图和右视图，（b）“玉杯”采用了主视图和俯视图的组合视图表达方法，克服了仅用一个透视图或轴测图难以表示物体形状的缺点。宋代工程图学的发展使工程制图成为一门独立学科，它代表了中国古代传统工程图学的最高技术水平，也已经为现代工程图学的形成及发展奠定了理论基础。
2.4 工程图学中轴测图理论基础的奠定
a 王伯鼎 b 父辛鼎
图3 《续考古图》中的图样
古代画师在表达器物时，不仅会用正投影的方法表达其形状特征，而且也采用类似现代工程制图中的轴测图表达器具的直观形象，这些方法与现代工程图学中的轴测图理论十分相似，为轴测图理论的形成奠定了基础。传统的界画即是标准的斜轴测图。而“界画”（中国画的一个画种 ，主要用于表现亭、台、楼、阁、榭等建筑物）起源很早，晋代已有 。李思训的《九成宫纨扇图》、《宫苑图》；宋代的著名界画有《黄鹤楼》、《滕王阁图》等，图3所示为《续考古图》[6]中的图样，图（a）中的 “王伯鼎”图采用的画法近似现在的“斜二等轴测图”，图（b）中的“父辛鼎”图采用的画法近似现在的“正等轴测图”。
3.工程图学与绘画艺术相融合，使工程图更具有艺术性。
绘画艺术是追求视觉享受，给人以美的感受，所以绘画艺术在美学方面的追求可谓无止境，从古代绘画到现代绘画，从中国画到西方油画无不蕴含着美的因素。由于古代工程图大多是画师设计绘制的，画师们从绘画的角度出发，描述物体的形状。在11世纪的宋代，大量画家参与工程图样的绘制，画师与匠师共同努力为工程制图与艺术的有机结合开辟了途径，从宋代“木屋”绘画所取的艺术成就及应用于制图，促进了制图技术的发展。《营造法式》、《考古图》中的图样，以及《清明上河图》等，正是绘画艺术应用于工程制图上的典范，它说明了只有当科学技术与绘画艺术完美的融合，会使工程图更加具有美学蕴涵。《西清古鉴》是由清代画院绘制的，这是艺术家直接参与大规模工程图绘的历史记载。它不仅重现了器物的形状，而且由于画家的参与，完美地表达了器物的整体造型，使图样在准确、合理的原则下，更具有艺术性，也成为流芳后世的艺术珍品。
现代工程图学也应蕴涵有美学思想，为了适应当代大规模、高速度、标准化的生产特点，适应生产协作，技术交流，便于装配、维修，便于采用专业化设备，便于高效率的生产。一般要求工程图满足标准化、通用化的原则，而满足这些原则的话，必然会使工程图成为一种技术交流的无声的语言，可以指导人们进行生产制造，这种规范化的形式也是一种美，即美学中的规范美。因此工程图中不论是字体、图线，还是比例的选择、图幅的格式无不蕴涵着这种规范美。[7]
4.结束语：
通过探究中国工程图学与古代绘画技法的密切关系，感知中国工程图学的历史渊源和发展，也领悟出工程图学中所蕴涵的美学底蕴。因此工程图学教育中渗透美学教育，是对工程图学内涵的拓展，可以增强工程技术人员的艺术鉴赏能力，在产品造型设计等方面能自然地将图学与艺术有机的结合起来，使产品的设计不仅能满足使用性，而且满足人们对其美观性的要求，具有艺术性。
参考文献：
[1] 吕守祥.机械制图[M].北京：机械工业出版社，2007.1 （1-4）
[2]～[6] 刘克明.中国工程图学史[M].武汉：华中理工大学出版社，2002.3
[7] 王时中.工业设计[M].西安：西北工业大学出版社，1989.9 （20-28）