VR技術(shù)在《建筑工程識圖與構(gòu)造》課程中的應(yīng)用

王雅婧

[摘 要] 《建筑工程識圖與構(gòu)造》是建筑類專業(yè)中的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。VR技術(shù)可以實現(xiàn)情景擬真，將二維的圖紙和理論轉(zhuǎn)化為三維模型，較為直觀，也因此該技術(shù)在《建筑工程識圖與構(gòu)造》課程中有著很大作用。

[關(guān) 鍵 詞] VR技術(shù)；建筑工程識圖與構(gòu)造；專業(yè)

[中圖分類號] G712 [文獻標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）17-0202-01

一、《建筑工程識圖與構(gòu)造》課程概述

《建筑工程識圖與構(gòu)造》課程在建筑類專業(yè)中是一門專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程有兩個明確的教學(xué)目標(biāo)：（1）通過建筑工程識圖的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟練讀懂各類工程圖紙；（2）通過建筑工程構(gòu)造的學(xué)習(xí)，使學(xué)生可以熟練掌握建筑物的組成以及各部分細節(jié)構(gòu)成。

《建筑工程識圖與構(gòu)造》課程的重點在于工程圖紙的識讀和建筑工程構(gòu)件的組成及分類。工程圖紙的制圖方法大部分為建筑物各部分的投影，對學(xué)生而言其難度主要在于理解投影概念并讀懂工程圖紙及理解建筑物六大組成部分在實際工程中的構(gòu)成和位置關(guān)系。這些重難點也是傳統(tǒng)教學(xué)法中一直在尋求突破的。

本課程可分為建筑工程識圖和建筑工程構(gòu)造兩大部分。建筑工程識圖的教學(xué)模塊有：形體的投影、形體的軸測圖、斷面和剖面圖、工程圖紙的識讀；建筑工程構(gòu)造的教學(xué)模塊則為：民用建筑概述和分類、基礎(chǔ)與地下室、墻體、樓地面、樓梯、屋頂以及工業(yè)建筑概述。

以建筑施工圖的識讀為例，傳統(tǒng)教學(xué)方法是先講授建筑施工圖的組成與識讀方法，其中平、立面圖用到了形體投影的知識，剖面圖用到了形體斷面的知識。而要真正讀懂這些圖紙，并在腦海中將圖紙中所標(biāo)識的符號轉(zhuǎn)化成建筑物，這些在傳統(tǒng)教學(xué)法中只能靠教師在備課中找到較為規(guī)范完整的圖紙分發(fā)給學(xué)生進行講解。這種方法一定程度上需依靠學(xué)生對前期課程的掌握和自身的空間想象力，對學(xué)生能力要求較高，常常難達預(yù)期效果。

現(xiàn)在CAD制圖軟件和BIM系列軟件已經(jīng)被廣泛運用到建筑工程項目中，將二維圖紙轉(zhuǎn)化為三維模型的問題已經(jīng)得到解決。這從一定程度上解決了學(xué)生空間想象能力的不足，但不論是CAD制圖軟件還是BIM系列軟件都需要自行建模，過程復(fù)雜，并且也無法提供360°全方位交互式體驗，對課堂教學(xué)而言有所欠缺。

二、VR技術(shù)在《建筑工程識圖與構(gòu)造》課程中的具體應(yīng)用

VR（Virtual Reality）技術(shù)，是一種使用計算機信息技術(shù)模擬現(xiàn)實空間，從視、聽、觸覺等方面進行仿真，使人可以在三維空間中身臨其境，有浸入式交互的體驗。

VR技術(shù)對《建筑工程識圖與構(gòu)造》課程教學(xué)方法的改進有很大的幫助，具體體現(xiàn)在以下幾點：（1）擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式中完全靠教師講解，學(xué)生靠理解理論知識和空間想象去掌握建筑工程識圖基本方法，VR技術(shù)能使學(xué)生完全代入場景，直接用眼睛看到實物，這符合VR技術(shù)的浸入式特點；（2）擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式中學(xué)生需要被動接受理論知識，VR技術(shù)能讓學(xué)生通過控制鍵盤、鼠標(biāo)、手柄等，主動控制自己需要的知識，根據(jù)自己的需求掌握知識的吸收速度，這也是VR技術(shù)交互性特點的體現(xiàn)；（3）能讓學(xué)生參與到整個課程中去，VR技術(shù)使學(xué)生在授課過程中加入自己的創(chuàng)造性設(shè)計成為可能。和傳統(tǒng)模式相比，有創(chuàng)造的空間更能激發(fā)學(xué)生興趣，也可加深學(xué)生對課程的理解，同時符合VR技術(shù)的構(gòu)想性特點。

《建筑工程識圖與構(gòu)造》課程中投影的基本知識是一個重要模塊，也是學(xué)生可能遇到的一個難點。在該模塊教學(xué)中，單純講授較難理解，需要學(xué)生很好的空間想象力，但是通過VR技術(shù)就可以簡單解決。

在VR系統(tǒng)里，在教師終端可任意設(shè)定一個不規(guī)則的組合體作為課堂示范，旋轉(zhuǎn)鼠標(biāo)，能輕易將組合體進行轉(zhuǎn)向。根據(jù)需求給學(xué)生展示形體的各面。而在學(xué)生終端中，學(xué)生能自己旋轉(zhuǎn)形體后，根據(jù)三面投影要求完成形體輪廓的識讀，然后可將形體有變化的部分切開，將后方被擋住的部分顯示出來，在制圖中，需標(biāo)識為虛線，形成整個形體的三面投影。通過VR系統(tǒng)，原本需要空間想象力才能識讀的部分就顯得很直觀，方便教師的講授，也方便了學(xué)生的理解。

工程圖紙識讀對本課程和后續(xù)課程都極為重要。在傳統(tǒng)教學(xué)法中，由于工程圖紙涉及的標(biāo)識較多也相對復(fù)雜，且很多工程的實際情況并不清晰，就算有照片也無法面面俱到。在VR系統(tǒng)中，教師終端可根據(jù)需要選定工程圖紙，通過VR技術(shù)轉(zhuǎn)化為三維模型，模型可根據(jù)需要任意轉(zhuǎn)換角度。在學(xué)生終端，學(xué)生可化身為三維模型中的人物，可360°查看室內(nèi)外，也可放大、縮小、剖切各構(gòu)件。同時，每個構(gòu)件上都有圖示標(biāo)注，方便學(xué)生對照圖紙和規(guī)范查看相應(yīng)的構(gòu)件組成，也可一鍵轉(zhuǎn)換回平立剖面圖。這類VR技術(shù)桌面系統(tǒng)能夠通過情景代入，使學(xué)生學(xué)習(xí)工程圖紙的識讀和工程構(gòu)造的組成變得更容易。

三、結(jié)論

VR技術(shù)由于可將工程圖紙和構(gòu)造理論實體化，因此對《建筑工程識圖與構(gòu)造》課程的作用極大，在教學(xué)中應(yīng)用VR技術(shù)不僅可以使教師的課堂講解更清晰、有效，也能使學(xué)生學(xué)習(xí)更具象、直觀，同時也充滿樂趣和創(chuàng)造性，理解也更深刻。因此，VR技術(shù)在《建筑工程識圖與構(gòu)造》課程中前景極好。

參考文獻：

吳海瑛.建筑工程制識圖[M].北京：華中科技出版社，2013.