虛擬仿真技術(shù)在中國古建筑教學(xué)上的應(yīng)用分析

鄭雯婷 湯枚

摘? 要：利用虛擬仿真技術(shù)，可以在一定程度上改變原來我國傳統(tǒng)古建筑課程的教學(xué)模式，以成熟的技術(shù)手段、前衛(wèi)的教學(xué)思想克服了以往我國古建課程教學(xué)的短板，從而進(jìn)行了全新的教育嘗試。本文重點闡述了虛擬現(xiàn)實仿真教學(xué)實驗中心的建設(shè)過程和虛擬仿真技術(shù)在學(xué)校教學(xué)的實際運用，以及虛擬仿真技術(shù)在我國古建筑教育中運用的重要性，并詳盡地介紹了我國古建筑教學(xué)中利用虛擬仿真技術(shù)的具體實踐步驟。

關(guān)鍵詞：古建筑;應(yīng)用;虛擬;仿真

引言：由于電子技術(shù)發(fā)展和信息產(chǎn)業(yè)的不斷進(jìn)步，國家在高等教育方面予以了高度的關(guān)注，并制定了《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》，重點闡述了信息化技術(shù)對當(dāng)前高等教育發(fā)展的影響效果與意義，同時也對實施信息化高等教育進(jìn)行了重要詳盡的闡述。我國十分重視虛擬仿真技術(shù)，并順應(yīng)時代發(fā)展需要，建立了國家虛擬仿真技術(shù)實驗教學(xué)中心，進(jìn)一步提高了信息化建設(shè)教育的綜合技術(shù)水平。由獨立的信息化構(gòu)建技術(shù)實驗教學(xué)中心，將逐步促進(jìn)和提升我國高校的信息化建設(shè)教育技術(shù)水平。

1 虛擬仿真技術(shù)在中國古建筑教學(xué)中的發(fā)展

虛擬仿真技術(shù)能夠給學(xué)習(xí)者創(chuàng)造一種超乎真實的中國古建筑教學(xué)氛圍，進(jìn)而完成學(xué)習(xí)者對中國古建筑的虛擬參與過程，達(dá)到教與學(xué)的效果。具體的構(gòu)造體系過程大致包括三個部分。首先是建筑數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層。主要是指在虛擬仿真結(jié)果的處理過程中，對建筑物周邊環(huán)境及其基本構(gòu)造的初步設(shè)計、信號的輸入和數(shù)據(jù)信號的采集。第二部分則是功能邏輯層面。這一階段主要的功能就是通過模擬開發(fā)并進(jìn)行加工處理，從而實現(xiàn)手柄和程序的融合，完成功能的設(shè)計，并以此保證了我國建筑的虛擬建造流程。第三部分為虛擬眼鏡和游戲手柄。學(xué)習(xí)者在使用的過程中，借助眼鏡能夠達(dá)到以第一人稱的視野對中國古建筑進(jìn)行全方位地了解，體驗建造的過程，提高虛擬環(huán)境的逼真度。這樣不但使設(shè)計師置身其境，同時為建筑教學(xué)添加了趣味，通過置身其間的體驗，能讓學(xué)習(xí)者得到更為深刻的記憶。

2虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用意義

2.1 虛擬仿真關(guān)鍵技術(shù)的分析

在建筑設(shè)計的過程中，中國建筑物的基本結(jié)構(gòu)往往較為繁瑣，在功能實現(xiàn)方面就比較復(fù)雜，對關(guān)鍵技術(shù)的分析也最為重要。首先，利用3D軟件先完成建筑外部的設(shè)計，進(jìn)而將內(nèi)部模型方案導(dǎo)入到已構(gòu)建好的建筑結(jié)構(gòu)中，并進(jìn)行內(nèi)部模型間的互導(dǎo)。其次，實現(xiàn)內(nèi)部模型、材質(zhì)和結(jié)構(gòu)模型之間的交互導(dǎo)入，以此將建模軟件的優(yōu)點發(fā)揮到最大。最后，進(jìn)行方位的先期解決，在完成建筑模型的導(dǎo)入設(shè)計時需要設(shè)定方位的原點，方便于在后期解決建筑的走向或者方位問題，這就需要對每一個構(gòu)件都需要先找準(zhǔn)中心點開始設(shè)計。

2.2 虛擬仿真技術(shù)的意義

應(yīng)針對古建筑專業(yè)課程的特色結(jié)合前沿的虛擬仿真技術(shù)，以實現(xiàn)基于虛擬仿真技術(shù)課程方案的建設(shè)，包括通過設(shè)置專門的為虛擬仿真開發(fā)的學(xué)生平臺，在軟件上完成對虛擬仿真結(jié)果測試和虛擬仿真建筑物的審核，以做到無時間約束、無空間約束。通過虛擬現(xiàn)實仿真軟件幫助學(xué)生們進(jìn)一步的了解我國古建筑的特色，了解每一處架構(gòu)設(shè)計及其施工的流程。虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)給學(xué)生們創(chuàng)造了一個很好的機會，讓我國古建筑更為真實的呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，近距離地感受我國古建筑的特色。

3 中國古建筑教學(xué)通過虛擬仿真技術(shù)的實現(xiàn)過程

3.1虛擬仿真技術(shù)教學(xué)實驗中心規(guī)劃

隨著中國信息化科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，在原來的中國古建筑課程基礎(chǔ)上，通過整合虛擬仿真課程，設(shè)計了全新的中國古建筑課程架構(gòu)和教學(xué)計劃。比較于原有的傳統(tǒng)教學(xué)模式，虛擬仿真技術(shù)的教學(xué)模式在實際教學(xué)方面更加可靠，使用成本更加低廉，而且虛擬仿真技術(shù)教學(xué)方法還能夠完成受原有傳統(tǒng)教育條件影響而無法做到的實驗。使用了虛擬的仿真技術(shù)，就能夠很簡單地完成任意一個實驗。通過多年的發(fā)展完善，目前虛擬仿真技術(shù)已包含了我國古建筑方面的三大系統(tǒng)。建設(shè)系統(tǒng)能夠支持正在學(xué)習(xí)我國古建筑的同學(xué)們對我國古建筑進(jìn)行虛擬性的構(gòu)建，規(guī)劃系統(tǒng)能夠利用虛擬仿真技術(shù)，進(jìn)行對實際需要建設(shè)的建筑進(jìn)行整體規(guī)劃，而最后一個系統(tǒng)則是景觀系統(tǒng)，能夠進(jìn)行對虛擬景觀的建筑設(shè)計。這三大體系，對以后的虛擬仿真技術(shù)教育與建筑教學(xué)，提出了十分關(guān)鍵的借鑒基礎(chǔ)與教學(xué)經(jīng)驗，需要進(jìn)一步地根據(jù)這種框架系統(tǒng)對虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行更深入的設(shè)計和構(gòu)建，以實現(xiàn)帶動國內(nèi)院校進(jìn)行虛擬現(xiàn)實仿真術(shù)課程建設(shè)的新教學(xué)模式，以便滿足當(dāng)前的信息化社會的發(fā)展趨勢。

3.2虛擬仿真技術(shù)的具體應(yīng)用

對建筑設(shè)計學(xué)科而言，我國古建占有很大的比例，由于過去我國古建筑的形式和現(xiàn)在的磚瓦形式有所不同，它大多是按照木構(gòu)建造方式進(jìn)行設(shè)計的，同時由于我國房屋的建筑類型眾多，而我國建筑的組合方法十分復(fù)雜，對我國古建的理解和掌握一直是我國建筑設(shè)計教學(xué)的重心，每一個中國古建筑設(shè)計專業(yè)學(xué)生和有關(guān)人員，都需要掌握我國古建筑的基礎(chǔ)知識。虛擬現(xiàn)實建筑模擬科技則可以利用虛幻仿真技術(shù)，對我國古建筑進(jìn)行構(gòu)建。如保國靜大殿是目前為止保護最良好的我國木構(gòu)建筑物，是一個十分具有特色的我國古建筑。保國寺地處中國浙江省寧波市北部，為我國第一批重點文物保護單位。利用虛擬仿真技術(shù)，在建立不同的設(shè)計方案后完成我國古建的構(gòu)造，從面在構(gòu)造的過程中培養(yǎng)學(xué)習(xí)者對我國古建的認(rèn)識。將我國古建筑比較直接地呈現(xiàn)在學(xué)習(xí)者眼前，進(jìn)而實現(xiàn)理論知識和實際相結(jié)合的教學(xué)效果。

結(jié)束語：使用虛擬仿真技術(shù)，可以在一定程度上改變以往傳統(tǒng)建筑課程的教學(xué)方式。對于學(xué)習(xí)我國古建筑文化有著十分關(guān)鍵的意義，同時在實際教學(xué)中能獲得相當(dāng)好的教學(xué)效果。由于當(dāng)前虛擬仿真技術(shù)尚有許多不足，需要將技術(shù)結(jié)合教學(xué)加以不斷深入的研發(fā)和創(chuàng)造。

參考文獻(xiàn)：

[1]周敏，黃春華.虛擬仿真技術(shù)在中國古建筑教學(xué)中的改革研究[J].中國多媒體與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)學(xué)報（上旬刊），2021（11）：14-17.

[2]張劍葳，吳煜楠.虛擬仿真技術(shù)在文物建筑教學(xué)中的應(yīng)用探索[J].中國大學(xué)教學(xué)，2019（11）：66-69.

[3]張杰，陳恒鑫，王家輝.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中國古建筑教育的應(yīng)用——斗拱文化體驗式教學(xué)軟件的設(shè)計與實現(xiàn)[J].高等建筑教育，2019，28（04）：139-146.

作者簡介：鄭雯婷， 女，漢族，籍貫：湖北咸寧，生于：1994-9-14，建筑設(shè)計學(xué)院，職稱：助教? 碩士研究生學(xué)歷，研究方向：古建筑教學(xué)研究。

湯枚， 女，漢，籍貫：湖北荊州;生于：1982-12-14， 建筑設(shè)計學(xué)院，職稱：講師? 碩士學(xué)歷，研究方向：室內(nèi)設(shè)計。