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道桥专业基于BIM+VR交互式虚拟仿真教学研究

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哈娜赵峰

摘要：论文将VR技术引入到路桥专业基于BIM建模的课程当中，不仅使研究内容更加的可视化，也为学生提供了更加真实的课程体验。

关键词：BIM;VR;道桥建模

课题将BIM技术融合虚拟现实VR手段应用于道路桥梁专业虚拟仿真教学设计中，促进教学改革与创新，加快BIM技术在道桥专业的应用与发展，构建虚拟仿真教学模块，主要包含BIM道桥建模模块、VR制作模块及操作体验模块，具体研究内容如下：

一、BIM道桥建模模块

模型的建立是VR体验的前提。课题应用道桥专业BIM建模基础课程为背景，进行桥梁各个组成构件的模型搭建。根据教学内容进行道桥建模模块内容设计，基于工程图纸应用BIM主流建模软件建立相关道路、桥梁模型，在识读图纸的同时，掌握建模方法，完成BIM道桥模型的搭建。

现阶段BIM道桥建模主要运用Revit软件，而在桥梁实体的创建主要包含组成桥梁的各个基本构件，如基础、承台、桥墩、桥台、承台、主梁、防撞墙及附属设施等，见图1。

二、VR制作模块

应用VR软件Fuzor进行道桥模型的VR制作，Fuzor软件是针对BIM开发的一款全能型VR插件，其操作灵活、界面友好、使用方便、易学易会、无需编程，也无需美术设计能力就可以进行3D动漫制作，学生通过视觉、触觉、听觉等感官的体验，即可对三维空间里的构件模型进行切身体会，从而优化之前所建立的模型，帮助学生对道路、桥梁等专业课程的学习提供更加直观立体的体验，有利于学生对基础知识的掌握与学习，同时也开拓了学生的视野，提升了学生的创新能力，见图2。

FuzorVR漫游制作。点击更多选项点击主人物制定，制定所需人物。在导航控制中点选着自己习惯的控制系统后调节角度和位置，点击放置人物后系统自动更改为人物控制，此时键盘上下左右为前进后退左移右移、上键配空格为跳跃、R为视角上升F为视角下降，鼠标右键为调整视角、滑轮为调节视角与人物距离。

三、VR体验模块

通过之前的建模和VR制作，學生通过佩戴VR头盔进行道路、桥梁模块的虚拟体验和认知，通过沉浸式体验操作，了解道路、桥梁等构件模型的组成及搭建过程，使得道桥中的复杂构件直观立体地展示在学生面前，对于操作体验中的错误和问题可以进行及时修正，充分调动学生学习的积极性。

虚拟现实头盔是一种利用头盔显示器将人的对外界的视觉、听觉封闭，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉。头盔式显示器是最早的虚拟现实显示器，其显示原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。头盔显示器作为虚拟现实的显示设备，具有小巧和封闭性强的特点，在军事训练，建筑，虚拟城市等项目中具有广泛的应用。

四、结束语

课题应用Fuzor软件进行VR模型创建，将BIM模型转化成可以交互的三维虚拟世界，让学生感受到模型与BIM建模软件的关联性与实时性，通过视觉的感官体验，对三维空间里的桥梁构件一览无余，身临其境地感受虚拟场景中搭建的真实模型构件，使得学生可以更加灵活、高效地创造出需要的视频作品，提高学生的实践能力。学生在VR场景中的认知学习。学生将自己构建的模型进行BIM与VR的结合，在虚拟现实环境中，感受自己实际搭建模型的情况，并认识自己建模中存在的问题，提升学习能力的同时，激发了学生的学习热情和团队协作，促进理论与实践的结合，实现教育模式的新突破，为培养适应信心化技术发展的创新型人才奠定基础。

参考文献：

[1]北京谷雨时代教育科技有限公司.高校BIM实训室建设方案[EB/OL].北京犀牛数码科技有限公司，2016.

[2]白雪海，许蓁.建筑信息模型结合虚拟现实（BIM+VR）在设计教学中的探索性应用—以Fuzor平台为例[C].信息·模型·创作—2016年全国建筑院系建筑数字技术教学研讨会论文集》，2016.

文存阅刊2020年5期

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-全文完-