欧晓林

(广东技术师范学院 天河学院，广东 广州 510540)



虚拟仿真在房屋建筑学中的应用

欧晓林

(广东技术师范学院 天河学院，广东 广州 510540)

指出了在房屋建筑学的教学中，学生由于缺乏空间想象，对工程结构没有感性认识，无法理解抽象的理论，给教师教学及学生学习带来了瓶颈，因此，希望通过虚拟仿真系统来解决传统工程造价教学中存在的种种弊端。分析了仿真技术在教学中的应用，提出了应充分调动学习者的想象和思维器官，使所观察的建筑物栩栩如生地展现在而前，任学习者正面、侧面、反面仔细地观察建筑物。使虚拟仿真技术可以提供给学生一个身临其境的三维虚拟环境，弥补学生空间想象力不足、对工程结构认识不够的问题，帮助学生更好地学习房屋建筑学。

虚拟仿真技术；房屋建筑学；应用

1　研究背景

随着时代的发展和社会的进步，科学技术在日益革新，建筑行业逐渐开始应用计算机技术。在房屋建筑学的教学中，学生由于缺乏空间想象，对工程结构没有感性认识，无法理解抽象的理论，给教师教学及学生学习带来了瓶颈，因此，笔者希望通过虚拟仿真系统来解决传统工程造价教学中存在的种种弊端。虚拟仿真技术综合了计算机图形学、通信、系统仿真等技术，提供给学生一个身临其境的、具有完善交互能力、能构筑与启发构思的三维虚拟环境，弥补学生空间想象力不足，对工程结构认识不够的缺陷，帮助学生更好地学习房屋建筑学。

虚拟仿真技术起源可追溯到1962年，美国麻省理工学院博士生伊凡·苏泽兰开发《画板》软件，实现了虚拟仿真的一个关键环节—交互式绘图[1]。1970年，出现了第一个功能较齐备的HMD系统[2]。20世纪末，美国宇航局及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究[3]。21世纪后美国产业界也将虚拟仿真技术视为一项参与下世纪竞争的重要技术，波音、麦道飞机公司及福特汽车公司等都有相应的研发中心[5]。

虚拟仿真技术在军事、医学、艺术、娱乐等领域的应用正处于迅速发展的阶段，将虚拟仿真技术应用在工程建模和仿真领域，除了能减少工程设计[6]、生产[7]等过程的可视化程度，使用户可以真正融入到虚拟仿真场景中。

2　虚拟仿真在房屋建筑学中的应用

房屋建筑学课程教学的瓶颈是在实际的授课过程中，学生由于缺乏空间想象，对工程结构没有感性认识，无法理解抽象的理论，给教师教学及学生学习带来困难。因此，希望通过虚拟仿真系统来解决房屋建筑学在传统教学中存在的不足。在教学中使用仿真技术，充分调动学习者的想象和思维器官，使所观察的建筑物栩栩如生地展现在眼前，任学习者正面、侧面、反面仔细地观察建筑物。虚拟仿真技术综合了计算机图形学、通信、系统仿真等技术，提供给学生一个身临其境的三维虚拟环境，弥补了学生空间想象力不足，对工程结构认识不够的缺陷，帮助学生更好地学习房屋建筑学。

现今在建筑教育领域发展较快的有BIM、虚拟仿真。未来虚拟仿真可以结合4D微课，通过手机扫描二维码，可以展示学生想了解的房屋建筑学知识的3D视频。学生可以在播放视频时随时暂停，随时将画面进行旋转，进行360°查看，也可以由此引申出其他相关的知识点，起到温故知新的效果。

现今的大学生都热衷于游戏体验，因而可以虚拟仿真一个建筑展厅，使每个学生都可以申请自己的账号，自由进入展厅，进行相应知识点的仿真实训学习。在每个展厅里，关于每个知识点都会有各自的学习任务目标，考核标准，考试方式等，整个系统还设有得分、正确率、在线时间、金币财富等排行榜。学生通过考试、做知识点相关任务来得到金币，所得到的金币可以进入虚拟商城购买衣服、饰品之类的装饰品来打扮自己的角色，通过各种手段激发学生的兴趣。

[1]柯育龙．基于VRML的校园系统建模研究[D]．成都：西南交通大学, 2006．

[2]刘祥．虚拟现实技术辅助建筑设计[M]．北京：机械工业出版社，2004.

[3]杨品，陈晓禾．虚拟现实技术与应用[J]．中国计算机用户，1999(20)：37～38．

[4]曾芬芳．虚拟现实技术[M]．上海：上海交通大学出版社，1997.

[5]Donald Hearn.计算机图形学[M]．菜士杰，译．北京：电子工业出版社，2003.

[6]钱婧．虚拟现实技术对建筑景观设计的时空重构[D]．金华：浙江师范大学, 2012.

[7]郑涌林．虚拟现实技术在建筑施工中的应用与实例[J]．技术·应用，2013(2)：8～14．

[8]刘玲华,高乐. 《房屋建筑学》课堂教学的优化[J]. 四川建材,2014(1).

[9]宋博,高海英. 高职《房屋建筑学》课程改革与实践[J]. 科技风, 2013(16).

[10]汪斌,田美灵. 浅谈《房屋建筑学》教学改革探究[J]. 科技信息,2012(13).

[11张洵,王娅. 浅谈《房屋建筑学》“教”与“学”[J]. 赤峰学院学报(自然科学版) ,2012(8).

[12符媛媛,杨芸. 提高《房屋建筑学》教学效果的研究与实践[J]. 中国科技信息,2012(11).

[13李震. 面向应用型创新人才培养的房屋建筑学教学法探析[J]. 安徽建筑,2012(3).

[14孔玉琴. 提高房屋建筑学课程教学质量的探索与实践[J]. 河北工程技术高等专科学校学报,2012(3).

[15刘玉花. 房屋建筑学课程教学情况问卷调查分析[J]. 甘肃科技纵横,2012(5).

Application of Virtual Simulation Technology in the Building Architecture

Ou Xiaolin

(TianheCollege,GuangdongPolytechnicNormalUniversity，Guangzhou,Guangdong510000,China)

Due to lack of spatial imagination, little perceptual knowledge of engineering structures, students can not understand abstract theories in the Building Architecture Course. It broughta bottleneck in teaching and learning process, so we hoped to solve the problems occurring in traditional engineering teaching through virtual simulation system. Using simulation technology in teaching, we should fully mobilize the imaginative and thinking organs of learners. So that we could vividly demonstrate the observed buildings in front of learners to thouroughly view the frontage, the side and the back of the buildings. Virtual simulation technology could provide students with an immersive three-dimensional virtual environment, to make up for the shortage of students’ spatial imagination and the lack of awareness of the engineering structure, which helped students learn better about house architecture.

virtual simulation technology; building architecture; application

2016-07-12

广东省本科高校教学质量与教学改革工程建设项目(编号：2015S2L0)

欧晓林(1987—)，女，主要从事工程结构、工程造价的教学工作。

TU2

A

1674-9944(2016)16-0227-02