VR技术在《建筑工程识图与构造》课程中的应用

王雅婧

[摘 要] 《建筑工程识图与构造》是建筑类专业中的一门重要专业基础课。VR技术可以实现情景拟真，将二维的图纸和理论转化为三维模型，较为直观，也因此该技术在《建筑工程识图与构造》课程中有着很大作用。

[关 键 词] VR技术；建筑工程识图与构造；专业

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）17-0202-01

一、《建筑工程识图与构造》课程概述

《建筑工程识图与构造》课程在建筑类专业中是一门专业基础课。该课程有两个明确的教学目标：（1）通过建筑工程识图的学习，使学生熟练读懂各类工程图纸；（2）通过建筑工程构造的学习，使学生可以熟练掌握建筑物的组成以及各部分细节构成。

《建筑工程识图与构造》课程的重点在于工程图纸的识读和建筑工程构件的组成及分类。工程图纸的制图方法大部分为建筑物各部分的投影，对学生而言其难度主要在于理解投影概念并读懂工程图纸及理解建筑物六大组成部分在实际工程中的构成和位置关系。这些重难点也是传统教学法中一直在寻求突破的。

本课程可分为建筑工程识图和建筑工程构造两大部分。建筑工程识图的教学模块有：形体的投影、形体的轴测图、断面和剖面图、工程图纸的识读；建筑工程构造的教学模块则为：民用建筑概述和分类、基础与地下室、墙体、楼地面、楼梯、屋顶以及工业建筑概述。

以建筑施工图的识读为例，传统教学方法是先讲授建筑施工图的组成与识读方法，其中平、立面图用到了形体投影的知识，剖面图用到了形体断面的知识。而要真正读懂这些图纸，并在脑海中将图纸中所标识的符号转化成建筑物，这些在传统教学法中只能靠教师在备课中找到较为规范完整的图纸分发给学生进行讲解。这种方法一定程度上需依靠学生对前期课程的掌握和自身的空间想象力，对学生能力要求较高，常常难达预期效果。

现在CAD制图软件和BIM系列软件已经被广泛运用到建筑工程项目中，将二维图纸转化为三维模型的问题已经得到解决。这从一定程度上解决了学生空间想象能力的不足，但不论是CAD制图软件还是BIM系列软件都需要自行建模，过程复杂，并且也无法提供360°全方位交互式体验，对课堂教学而言有所欠缺。

二、VR技术在《建筑工程识图与构造》课程中的具体应用

VR（Virtual Reality）技术，是一种使用计算机信息技术模拟现实空间，从视、听、触觉等方面进行仿真，使人可以在三维空间中身临其境，有浸入式交互的体验。

VR技术对《建筑工程识图与构造》课程教学方法的改进有很大的帮助，具体体现在以下几点：（1）摆脱传统教学模式中完全靠教师讲解，学生靠理解理论知识和空间想象去掌握建筑工程识图基本方法，VR技术能使学生完全代入场景，直接用眼睛看到实物，这符合VR技术的浸入式特点；（2）摆脱传统教学模式中学生需要被动接受理论知识，VR技术能让学生通过控制键盘、鼠标、手柄等，主动控制自己需要的知识，根据自己的需求掌握知识的吸收速度，这也是VR技术交互性特点的体现；（3）能让学生参与到整个课程中去，VR技术使学生在授课过程中加入自己的创造性设计成为可能。和传统模式相比，有创造的空间更能激发学生兴趣，也可加深学生对课程的理解，同时符合VR技术的构想性特点。

《建筑工程识图与构造》课程中投影的基本知识是一个重要模块，也是学生可能遇到的一个难点。在该模块教学中，单纯讲授较难理解，需要学生很好的空间想象力，但是通过VR技术就可以简单解决。

在VR系统里，在教師终端可任意设定一个不规则的组合体作为课堂示范，旋转鼠标，能轻易将组合体进行转向。根据需求给学生展示形体的各面。而在学生终端中，学生能自己旋转形体后，根据三面投影要求完成形体轮廓的识读，然后可将形体有变化的部分切开，将后方被挡住的部分显示出来，在制图中，需标识为虚线，形成整个形体的三面投影。通过VR系统，原本需要空间想象力才能识读的部分就显得很直观，方便教师的讲授，也方便了学生的理解。

工程图纸识读对本课程和后续课程都极为重要。在传统教学法中，由于工程图纸涉及的标识较多也相对复杂，且很多工程的实际情况并不清晰，就算有照片也无法面面俱到。在VR系统中，教师终端可根据需要选定工程图纸，通过VR技术转化为三维模型，模型可根据需要任意转换角度。在学生终端，学生可化身为三维模型中的人物，可360°查看室内外，也可放大、缩小、剖切各构件。同时，每个构件上都有图示标注，方便学生对照图纸和规范查看相应的构件组成，也可一键转换回平立剖面图。这类VR技术桌面系统能够通过情景代入，使学生学习工程图纸的识读和工程构造的组成变得更容易。

三、结论

VR技术由于可将工程图纸和构造理论实体化，因此对《建筑工程识图与构造》课程的作用极大，在教学中应用VR技术不仅可以使教师的课堂讲解更清晰、有效，也能使学生学习更具象、直观，同时也充满乐趣和创造性，理解也更深刻。因此，VR技术在《建筑工程识图与构造》课程中前景极好。

参考文献：

吴海瑛.建筑工程制识图[M].北京：华中科技出版社，2013.