История чертежа

Современные методы технической (и в том числе компьютерной) графики имеют свою многовековую историю. Общение людей друг с другом научило человека не только словесной речи, но и письменности. Прежде чем появились буквы, из которых можно было составить написанное слово, человек выражал свою мысль рисунком. Древнейшие памятники истории сохранили изображения зверей, оружия, домашней утвари. История письменности приводит много примеров «картинного письма», в котором образы, предметы изображались рисунком. Позднее человеку понадобилось умение нарисовать не только такой предмет, который он видел, но и такой, который он хотел сделать. Когда стали возводиться большие сооружения — жилища, храмы, крепости, — возникли первые чертежи — планы. Они вычерчивались на земле в том месте, где должно было воздвигаться сооружение.

Для этой работы были созданы первые чертежные инструменты, которые дошли до нас из глубокой древности: угол-измеритель и прямоугольный треугольник.

Со временем планы стали выполняться в уменьшенном виде на дереве, холсте, пергаменте. Техники древности стремились показать в чертеже геометрическую форму и размер сооружения, а чтобы выполнить эту задачу, создавали своеобразные приемы графических построений. В древних египетских папирусах встречаются два изображения одного и того же здания: вид сверху — план и вид спереди — фасад.

В древней Руси людей, искусных в строительстве, литье металла, изготовлении оружия, называли розмыслами. До наших дней сохранились инженерные сооружения — храмы, крепости, плотины, мосты, в которых мы видим проявление технического гения розмыслов наших предков. Эти памятники ясно говорят о том, что их создатели хорошо владели геометрической формой и умели выбирать наилучшее решение технической задачи (вот такие они, веб-дизайнеры средневековья).

В летописях XIII— XIV веков историки находят рисунки, выполненные настолько четко и наглядно, что, например, можно восстановить по такому рисунку технологию изготовления пушки.

На этом рисунке видно, что ствол пушки сварен кузнечной сваркой и укреплен кольцами. В таких наглядных технических рисунках использовались приемы живописи, но они не могли удовлетворить техников, особенно строителей, так как на рисунке нельзя было задать размеры сооружения.

Графические приемы чертежей XVI—XVII веков ясно показывают, как настойчиво стремились средневековые техники решить задачу изображения объемного предмета, имеющего три измерения: длину, ширину, высоту, — на плоскости, у которой только два измерения — длина и ширина. Нужен был такой чертеж, на котором не искажались бы линейные размеры, углы и геометрическая форма. На многих чертежах этого времени применялись самобытные геометрические построения, основой которых является план сооружения.

Если это был план местности, города или двора, то показывалось точное расположение зданий, а вид их давался не сверху, а сбоку или спереди. Если же составлялся чертеж самого сооружения, то совмещались на одном виде его план и фасад. Для нас эти приемы очень интересны тем что в них заложено начало точного проекционного чертежа. Графикам того времени оставалось сделать только еще один шаг: разъединить совмещенные проекции и начертить их каждую отдельно, чтобы получить чертеж в проекциях на две взаимно перпендикулярные плоскости.

Чертеж моста и сторожевой башни XVII века. План и фасад совмещены.

В начале XVII столетия появились первые металлургические заводы выполняющие правительственные заказы на пушки и ядра. Изделия сначала заказывались и принимались не по чертежам, а по образцам-моделям, но в конце XVII века образцы стали заменяться рабочими чертежами, которые надолго сохранили название «бумажных образцов». На многих строительных чертежах ставились числовые размеры; масштаб еще не выдерживался.

Начало XVIII столетия ознаменовалось массовым строительством флота. И тут потребовался точный, построенный в строгом масштабе чертеж, на котором можно было бы изобразить двояковыпуклый корпус корабля и проверить плавность его контуров. Эта задача была блестяще решена. В Морском архиве мы находим большое количество корабельных чертежей 1686—1751 годов, выполненных корабельными мастерами и их подручными. Эти чертежи — образцы совершенства в технической графике. Мы видим уже проекции не на две, а на три взаимно перпендикулярные плоскости: вид спереди, вид сверху, вид сбоку; такой прием давал полную возможность показать на плоскости в геометрической связи все три измерения предмета: длину, ширину и высоту.

Так кораблестроители создали в конце XVII века совершенный метод построения чертежа. Долгое время, считали создателем проекционного чертежа французского инженера Гаспара Монжа, опубликовавшего в 1795 году во Франции свои труды по начертательной геометрии. В книге Монжа, действительно, основой системы графических построений был принят метод трех проекций. Но Монж не был его создателем, этот метод уже широко применялся в технике, и Монж лишь научно обобщил его. В XVIII веке проекционные чертежи в точном масштабе, но без числовых размеров распространились во всех отраслях техники.

Для все возрастающей промышленности и государственных учреждений требовалось большое количество специалистов-чертежников. В заводских технических школах черчение считалось основным специальным предметом; выпускались различные руководства по черчению, например, в 1707 году вышла и переиздавалась книга «Приемы циркуля и линейки». В восьмидесятых годах XVIII века главным управлением народных училищ было выпущено «Краткое руководство по гражданской архитектуре и зодчеству», в котором излагались правила построения проекций на три взаимно перпендикулярные плоскости.

В XVIII веке чертежи выполнялись очень тщательно, цветной тушью и затем искусно раскрашивались для обозначения различных материалов, чтобы показать на чертеже внутреннее строение предмета, давались условные разрезы, сечения. Часто пользовались не только чертежом в проекциях, но и наглядным изображением, которое называлось «вольной перспективой».

К началу XIX века в промышленности и строительном деле применялись чертежи, которые уже немногим отличаются от современных. Необычным для нас кажется только расположение проекций: план часто остается главным видом. Богатство и разнообразие приемов инженерной графики обобщила и теоретически обосновала начертательная геометрия. Эта наука в первой половине XIX столетия получила свое развитие в мире. Несмотря на то что чертеж на производстве стал незаменимым документом, изготовление его было дорогим и кропотливым делом. Чертеж изготовлялся в одном экземпляре, который вывешивался в цехе на стене и поэтому пользоваться им рабочим было неудобно. В сороковых годах XIX века появляются первые попытки размножения чертежей через светокопию. Для светокопировального аппарата не нужно было выполнять чертеж в красках и цветной туши; вместо раскрашивания стали применять различную штриховку, контур чертежа обводить более толстыми линиями, однако, несмотря на явные свои преимущества, светокопия медленно проникала в производство и только к концу XIX века стала занимать прочное место на машиностроительных заводах.

Первый светокопировальный аппарат для копирования чертежей, появившийся в далеком XIX веке фактически стал прадедушкой многих современных устройств, таких как кэноновский плоттер (вот такой) – аппарат для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей.