VR技術在《建筑工程識圖與構造》課程中的應用

王雅婧

[摘 要] 《建筑工程識圖與構造》是建筑類專業中的一門重要專業基礎課。VR技術可以實現情景擬真，將二維的圖紙和理論轉化為三維模型，較為直觀，也因此該技術在《建筑工程識圖與構造》課程中有著很大作用。

[關 鍵 詞] VR技術；建筑工程識圖與構造；專業

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

一、《建筑工程識圖與構造》課程概述

《建筑工程識圖與構造》課程在建筑類專業中是一門專業基礎課。該課程有兩個明確的教學目標：（1）通過建筑工程識圖的學習，使學生熟練讀懂各類工程圖紙；（2）通過建筑工程構造的學習，使學生可以熟練掌握建筑物的組成以及各部分細節構成。

《建筑工程識圖與構造》課程的重點在于工程圖紙的識讀和建筑工程構件的組成及分類。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成和位置關系。這些重難點也是傳統教學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造兩大部分。建筑工程識圖的教學模塊有：形體的投影、形體的軸測圖、斷面和剖面圖、工程圖紙的識讀；建筑工程構造的教學模塊則為：民用建筑概述和分類、基礎與地下室、墻體、樓地面、樓梯、屋頂以及工業建筑概述。

以建筑施工圖的識讀為例，傳統教學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識的符號轉化成建筑物，這些在傳統教學法中只能靠教師在備課中找到較為規范完整的圖紙分發給學生進行講解。這種方法一定程度上需依靠學生對前期課程的掌握和自身的空間想象力，對學生能力要求較高，常常難達預期效果。

現在CAD制圖軟件和BIM系列軟件已經被廣泛運用到建筑工程項目中，將二維圖紙轉化為三維模型的問題已經得到解決。這從一定程度上解決了學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，過程復雜，并且也無法提供360°全方位交互式體驗，對課堂教學而言有所欠缺。

二、VR技術在《建筑工程識圖與構造》課程中的具體應用

VR（Virtual Reality）技術，是一種使用計算機信息技術模擬現實空間，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技術對《建筑工程識圖與構造》課程教學方法的改進有很大的幫助，具體體現在以下幾點：（1）擺脫傳統教學模式中完全靠教師講解，學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技術能使學生完全代入場景，直接用眼睛看到實物，這符合VR技術的浸入式特點；（2）擺脫傳統教學模式中學生需要被動接受理論知識，VR技術能讓學生通過控制鍵盤、鼠標、手柄等，主動控制自己需要的知識，根據自己的需求掌握知識的吸收速度，這也是VR技術交互性特點的體現；（3）能讓學生參與到整個課程中去，VR技術使學生在授課過程中加入自己的創造性設計成為可能。和傳統模式相比，有創造的空間更能激發學生興趣，也可加深學生對課程的理解，同時符合VR技術的構想性特點。

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

在VR系統里，在教師終端可任意設定一個不規則的組合體作為課堂示范，旋轉鼠標，能輕易將組合體進行轉向。根據需求給學生展示形體的各面。而在學生終端中，學生能自己旋轉形體后，根據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，需標識為虛線，形成整個形體的三面投影。通過VR系統，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，也方便了學生的理解。

工程圖紙識讀對本課程和后續課程都極為重要。在傳統教學法中，由于工程圖紙涉及的標識較多也相對復雜，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系統中，教師終端可根據需要選定工程圖紙，通過VR技術轉化為三維模型，模型可根據需要任意轉換角度。在學生終端，學生可化身為三維模型中的人物，可360°查看室內外，也可放大、縮小、剖切各構件。同時，每個構件上都有圖示標注，方便學生對照圖紙和規范查看相應的構件組成，也可一鍵轉換回平立剖面圖。這類VR技術桌面系統能夠通過情景代入，使學生學習工程圖紙的識讀和工程構造的組成變得更容易。

三、結論

VR技術由于可將工程圖紙和構造理論實體化，因此對《建筑工程識圖與構造》課程的作用極大，在教學中應用VR技術不僅可以使教師的課堂講解更清晰、有效，也能使學生學習更具象、直觀，同時也充滿樂趣和創造性，理解也更深刻。因此，VR技術在《建筑工程識圖與構造》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.