VR技术在建筑设计教与学中的应用初探

2021-03-30倪颖

建材与装饰 2021年19期

倪颖

（上海长海医院，上海 200000）

在计算机技术的高度发展下，虚拟现实技术应运而生，在VR技术日渐完善的背景下，我国建筑设计教学改革迎来新的发展机遇，将VR技术应用在建筑设计教学中，可实现教学内容情境化和自然交互化。教师利用VR技术可将世界中复杂的细节变得直观具体，学生通过VR技术可观察到现实中难以观测的现象。所以VR技术在建筑设计教与学中的应用可培养复合型、实践型人才，有助于学生的全面发展，同时还有助于教与学理念的贯彻落实。

1 VR技术的优势

1.1 具有较强的互动性

在传统建筑设计教学中，教师只能通过书本或板书的形式教学，学生无法充分了解课堂内容，传统课堂较为枯燥，无法激发学生的兴趣。与此同时，传统课堂师生互动性较差，教师只是作为教职者，其引导能力较差，在此背景下，导致建筑设计教学效率较低。相比传统教学，VR技术在教学中的应用，可将知识生动形象的展示在学生眼前，可帮助学生理解建筑设计这门学科。在VR技术的帮助下，学生可充分了解教师表达的思想，教师可引导学生进入虚拟现实的空间，让学生近距离感受建筑设计的理念及构型。

1.2 展示效果更为直观

虚拟现实技术主要通过模仿和构造的方式显现平面图像，VR技术可直观地将建筑设计效果呈现在学生眼前。VR技术的3D技术可烘托建筑装饰的气氛，让学生亲身感受建筑设计的魅力。

1.3 预算更为精准

VR技术在预算方面发挥着极为明显的优势，在VR技术的帮助下，可为客户提供痹症的效果图，让客户充分了解自身房产经设计后的样式，让客户亲身感受设计效果是否符合其预期。传统建筑设计效果展示需要花费大量的资金，VR技术的便捷性与高效用解决了预算不精确和支出大的问题，可最大限度降低建筑设计成本。

1.4 提升建筑设计合理性

在建筑设计中应用VR技术可让设计结构和装饰材料完美融合，绘图模式可实现现代化发展，符合现代民众需求，VR技术的特性极大地提高了建筑设计装饰的合理性，可为完善设计方案提供强有力的技术支持，为后续施工奠定坚实的基础。

2 传统建筑设计教与学与VR技术建筑设计教与学

2.1 传统建筑设计教与学

传统建筑设计教育学通常由教师在课堂中进行抽象知识的讲解，图貌展示大多借助板书的形式，无法将抽象的知识直观化，不利于学生理解学习。在传统教学过程中，教师扮演独裁者的身份，学生作为旁听人，相对学生而言，他们只能机械式地被动学习知识，被动学习不利于学生吸收。传统教学最大的弊端就是，学生始终处于被动地位，无法发挥其主观能动性，不利于激发学生兴趣。与此同时，建筑设计多属于抽象知识，是一门抽象性较强的学科，传统教学需要花费大量的经费诠释教学模型，学生很少有自行发挥的空间，一方面降低实践课程比例，另一方面不利于培养学生的动手能力。

2.2 VR技术建筑设计教与学

建筑设计课程对想象力有较高要求，VR技术迎合了建筑设计教学的思维模型，该技术可将抽象的理论知识形象化。VR技术在建筑设计教与学中的应用，可将教、学完美分离，可让教变成引导，学变成实践与理解。VR技术通过软硬件平台的搭建形成接近现实的虚拟环境，学生可通过此环境深入感受建筑设计各类模块，让学生拥有身临其境的感觉。VR技术的视觉冲击可加深学生记忆，对其理解知识有着极为积极的促进作用。与此同时，在我国教育改革持续深入的背景下，素质教育成为学科教育的重点方针，在建筑设计教学中应用VR技术，师生关系将不再是单纯的主次关系，而是可以及时反馈的平等关系。相对建筑设计教学而言，需要大家不同的意见，通过意见筛选，得出最优设计方案，在VR技术的辅助下，建筑设计教学可通过不同的形式完成实验教学，比各种新式参与到多维度的思维空间，找出各类想法的优点与不足。总的来说，教师可借助VR技术与学生进行密切的合作，一方面可提高学生积极性，另一方面可形成和谐的教学环境，增强课堂教学效果，深化建筑设计教与学。

3 VR在建筑设计课堂及实训中的具体应用

教与学是教学的两个分支概念，教是教师教，让学生理解知识，学是学生学，也是教师学，通过教学活动实现教师与学生的双向磨合。明细教学目的，可提高教学效率，相比传统教学，将教学细化，可明确分工，为教学提供技术支持。VR技术在建筑设计教学中的应用可分为课堂教学和实验教学两部分。

3.1 VR技术在建筑设计课堂教与学中的应用

3.1.1 立体物体的展示

在建筑设计教学过程中，经常需要展示立体物体，VR技术可让二维图像转变成三维图像，可完美的展示立体物体。立体物体的展示分为如下几种：首先，选取将要呈相的图片，借助投影仪进行展示，如此只能将物体的某个角度进行展示，学生无法看到图片之外的视角，此种展示模式适用于某细节教学；其次，为实物展示。实物展示形式是十分常用的展示方式，但其存在显著缺点，实物只能选取具有代表性的物体，且学生观察的视角只局限于某个平面，且无法对大型实物进行展示；最后，为3Ds Max展示形式，结合教学要求建立与其匹配的模型，通过鼠标控制转换角度，这种模拟方式较为理想，但其效率较低。与此同时，3Ds Max的动画需要预先设定，学生无法停播，不可挑选角度。

上述三种展示形式都有明显的缺陷，为解决上述问题，可借助VR技术构建和实物相同的三维物体，例如，在高层建筑设计中的结构，影响着整体的造型。此时可借助3DsMax进行建模，通过VRML语言构建虚拟境界，让学生在结构力学允许情况下，调整梁、柱比例，这种展示方式可增强学生实操能力。再比如，借助VR技术可把柱子陈列成柱廊，按照长度、高度、间距进行区分。VR技术可把原本枯燥的模型现实化，可提升学生体验感，为学生有效学习提供助力。

3.1.2 虚拟场景的构造

VR技术最为显著的优势就是可对特定场景进行构造，通过VR技术可将不同时间不同的地点呈现出来。在传统教学中，学习情境只能通过言语或图片的形式展示，学生处于被动接受状态，教师描绘和学生理解存在断层现象，很容易导致教与学不匹配。在建筑设计教学中应用VR技术，可让教师的描述更具说服力。例如，在介绍圆明园时，传统教学方式为：教师列举大量的图片，并对其中外建筑进行讲解，在VR技术的辅助下，教师可让学生进入圆明园巅峰时期，让学生自行动手浏览圆明园的亭阁楼台，在学生体验过后，教师可让学生对照教科书进行比对，加深学生印象。在可行情况下，教师可让学生佩戴VR眼镜，身临其境的感受圆明园的设计氛围，体悟圆明园的外观、空间布局及排列方式，深入了解其布局构思，这是场景是传统课堂无法提供的。

3.2 VR技术在建筑设计实训教学的应用

教与学不再局限于教学，更注重学生主体发展。在建筑设计专业中，很多学生会接触到图纸，但图纸较为抽象，学生们理解起来难度较大，很多学生面临着图纸构建不合格的问题，同一图纸即便经过多次修改也很难让客户满意。在传统建设设计教学中，图纸教学都是借助CAD进行，这样的教学方式局限性较大，因为图纸教学涉及大量的横切面和立体图像，CAD无法将这些信息准确的传达给学生，致使学生难以理解图纸信息，一方面加大教学难度，另一方面不利用学生学习。为解决这一问题，可在建筑设计教学中应用VR技术，将CAD无法传达的信息传递给学生，学生可以通过VR技术更好地了解图纸信息，可取得显著的教学效果，可实现教与学的目标。此外，VR技术可为教师教学提供便利条件，为其教授提供技术支持。