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摘要:本文首先分析了虚拟现实技术的涵义,而后对虚拟现实技术在建筑设计教学中的优势进行了分析,最后对虚拟现实技术在建筑设计教学中的具体应用情况进行了阐释,以期为我国建筑设计教学的具体实践提供有建设性的参考。
关键词:VR技术;建筑设计教学;优势;具体应用
近年来,VR技术的发展越来越快,它以其独特的优点给我国的建筑设计教学提供了一种新的方式与思路。通过使用VR技术,在学习过程就能让学生亲自参与到环境中改变虚拟对象,并加深对虚拟对象的理解,进而让其学习兴趣提高。现今,我国已经进入到了信息化时代,为了满足信息化时代所提出的要求,教师要对教学方式进行革新,在课堂教学中将VR技术的优势与作用充分发挥出来,以便实现对复合型专业人才的培养目标。
一、虚拟现实技术的相关内涵
虚拟现实技术(Virtual Reality,简称 VR),是一种对计算机人机界面进行拓展的技术,人们又称其为虚拟环境、仿真技术、人工现实以及人造空间等。它是将计算机图形学、多媒体技术、传感器技术、人机接口技术以及人体行为学研究等多项技术汇集起来的一种技术方式。具体而言,虚拟现实技术就是多媒体技术发展的一种更高的阶段。
二、虚拟现实技术在建筑设计教学中具有的优势
1通过项目引领可以对方案设计的合理性进行及时检验
在建筑设计课程中,学生需要掌握建筑设计构思的创作以及对设计进行表达。通过将虚拟现实技术引入到教学中,在课堂中就能对VR技术的可沉浸、可视化以及可漫游的特点进行充分利用,这样就让设计变得更加生动形象,进而让学生的学习兴趣提高。在VR系统中导入进三维建模,就能通过逼真的三维场景将设计方案再现出来,使学生身临其境对其空间进行体验,并对组织界面设计、空间光环境设计、空间色彩设计以及家具与陈设是否合理进行检验,最终来优化方案。
2能将可视化可体验的空间营造出来,对学生的创作思维进行拓展
在传统的设计教学中,学生得到获得真实的环境反馈,就要外出对样板间进行参观,以此实现对空间设计变化的感受。通过虚拟现实技术,就能给学生创作出一个和样板空间类似的空间,在虚拟的空间中学生可以无限次的进行漫游,甚至能对空间的色彩进行交互调整,进而将光影的变化构造出来。这样就不用外出参观,在实验室学生就能对空间设计进行体验。虚拟现实技术能营造出具有可视性和可体验感的空间,通过学习,学生就能对不同的空间场景进行自由构建,从而让学生的创作思维得以拓宽。
3通过营造丰富的信息化环境,会提高学生的主动学习能力
通过虚拟现实技术对空间方案设计进行展示,学生在展示作品过程中,通过人机交互,空间的设计会更具信息性。在漫游空间过程中,学生可以将空间的事物展示给大家,这种可视可漫游的空间,实现了现代教学和数字化教学手段的有机结合。利用虚拟现实技术,学生的学习积极性会被极大的激发出来,进而让“做和学以及教”一体化的教学效果得以真正实现。
三、虚拟现实技术在建筑设计教学中的具体应用
1将立体物体进行展示
在教学中经常要展示一些实物,在以往的教学环境中,为了让学生能对三维物体的信息进行有效的感受。以往的传统教学中一般会使用这些方法:第一,使用一些图片,通过投影仪对其进行展示。然而这种展示只能将立体物体的某个视角或者某几个视角展示出来,图片以外的视角学生是无法感受到的。而且学生不能自主的来对视角进行选择。第二,展示实物是一种比较实用的方法,然而它有一个比较严重的缺点,每个学生由于所处的不同位置,教师尽管拿的是同一个实物,但是对于不同位置的学生来说,其看到的视角都是不同的。而且实物无法做得很大,后面的学生可能就不能对实物进行清晰的观测。
第三,使用计算机三维造型和动画软件,例如使用3Ds Max 等,将和实物基本相同的模型建立出来,而后利用旋转方式将各个视角展示出来,可以说这种方法比较理想,然而它也有一个严重的缺点。由于动画是一个预先设定的过程,在使用过程中学生只能将其播放或停止,而不能根据自己的意愿对视角进行随意选择。 现今,通过虚拟技术可以有效解决上述缺点。在建筑设计教学中,我们可以通过虚拟现实技术将和实物同样的三维物体构建出来。例如,在高层建筑设计中的结构,对整体的造型会产生影响。我们就可以通过 3Ds MAX 建模,并通过 VRML 语言将虚拟境界构建出来,而后在结构力学允许的范围内,让学生对梁和柱以及墙的数量和比例以及排列方式还有截面形式等因素进行调整,这样看起来比较枯燥的结构就会呈现出十分丰富的内涵。比如可以将柱子陈列为柱廊,长度和高度以及间距不同的柱廊有着不同的性格;也可以将柱子与墙作为构成中的线与面,将其组成一定的肌理,框架结构中的宽容度较大,并不是人们一提起来就是8米见方的柱网。实际上,学生如果能对每一个柱与柱、柱与梁、墙与柱等的关系进行仔细处理,结构就会变得更加灵动。
2对立体空间进行展示
所谓立体空间,指的是存在于现实世界中的或者根据历史资料的记载曾经真实存在于历史中的空间。在建筑设计教学中,我们需要将这些空间向学生展示出来,然而因为一些条件的限制,学生无法进入到这些空间中,教师只能通过描绘来让学生进行想象,让学生在头脑中将这个虚拟的空间创建出来。现今,我们通过虚拟现实技术,不但能在学生头脑中将这些空间构建出来,而且还能让学生看得见并听得见,甚至还能摸得着。这种虚拟情景的教育方式有其独特的优势,这对于传统的书本教育以及授课教育是一种较大的革新。
3构建出虚拟场景
所谓虚拟场景,指的是曾经出现或可能出现在现实生活中的一些场景,利用虚拟现实技术可以呈现出不同时间或地点的场景。在之前的教学中,教师只能通过语言或者图片还有一些录像来创设学习情境。学生对此只能被动地来接受,对于一些情境,可能教师描绘出的与学生所理解的存在较大的差异。比如,在对圆明园进行介绍时,教师尽管介绍了圆明园中所包含的各种建筑形式,或者也提供了很多的图片或录像,然而学生在理解方面还是具有较大难度。如果通过虚拟现实技术,就能使学生进入到虚拟的圆明园中来自己动手,对这个恢弘的园林进行自由游览,这样就能对其中的多种建筑形式进行体验与感受,而后再和教科书进行对照,这样就会让授课效果更具成效。如果条件允许,还可以使用沉浸的虚拟现实技术,让学生戴上头盔显示器,通过“身临其镜”的方式来加深对园林理论的认知,进而对其布局构思进行深入理解,这些场景都是以往的课堂上所没有的。
结语:
在建筑设计教学中通过进入VR技术,可以有效改变以往教学中学生被动听课的现象,进而对授课方法进行有效改善,让学习环境变得更加灵活。对此,教师必须要对自己的教学理念进行及时更新,将VR技术充分引入到教学中,充分发挥出其优势作用,进而让建筑设计教学的发展更加健康与高效。
参考文献:
[1]刘念.VR技术在高校图书馆特色馆藏建设中的应用及发展研究[J].大学图书情报学刊,2020,38(04):125-129.
[2]张彩.虚拟现实技术在建筑设计课程教学改革中的应用分析[J].科技创新与生产力,2020(06):88-90.
[3]苏凯,张亚斌,咸丽楠.VR技术在数字媒体艺术专业教学中的应用:现状、创新、趋势[J].江西广播电视大学学报,2019,21(02):11-17.
[4]张若曦,张乐敏,王鹏宇.BIM+VR与建筑设计思维交互的耦合度评价及应用建议——以高校建筑设计教学为例[J].生态城市与绿色建筑,2018(01):65-69.
[5]荀平,彭亮,王伟健,赵日旭.基于UE4的虚拟现实技术在建筑可视化中的应用研究[J].自动化与仪器仪表,2017(11):129-132.
作者信息:周世航广西恒正建筑设计有限公司总经理兼副总工