建筑工程识图实训仿真软件
软件模块包括建筑施工图子系统：建筑设计说明、平面图、立面图、剖面图、大样图、详图配套建筑设计三维模型、图片、音频、文字、动画等数据接口。
结构施工图子系统：建筑设计说明、平面图、配筋图、大样图、详图等配套建筑结构三维模型、图片、音频、文字、动画等数据接口。
投影基础模块：画法基础、制图基础、点线面投影基础、形体投影、形体相交线基础、轴测图、换面法投影、剖面图和断面图。
考核实训子系统：实训、考核、3d实训模式；
本软件采用三维虚拟仿真引擎实现二维、三维叠加式虚拟仿真教学实训多技术混合开发：通过Java和Unity3D等编程工具混合开发技术，实现多平台，多硬件的兼容和数据共享。本软件通过可配置化的txt、xml、Json等文件，可从外部动态加载所需的图纸、音频、视频、三维动画、构件三维模型等信息，优化三维展示载入的速度以及展示过程中的流畅程度。通过Unity3D编辑器二次开发作为各类建筑多媒体文件的二次加工工具、保证识图仿真软件平台数据可扩展性。
软件模块包括建筑施工图子系统：建筑设计说明、平面图、立面图、剖面图、大样图、详图配套建筑设计三维模型、图片、音频、文字、动画等数据接口。
结构施工图子系统：建筑设计说明、平面图、配筋图、大样图、详图等配套建筑结构三维模型、图片、音频、文字、动画等数据接口。
投影基础模块：画法基础、制图基础、点线面投影基础、形体投影、形体相交线基础、轴测图、换面法投影、剖面图和断面图。
考核实训子系统：实训、考核、3d实训模式；
以上模块如图3-1所示；
图3-1 软件模块分层主界面
良好的操作性能和用户体验
以本地坐标系切换视角为正视、左视、右视、俯视、仰视、通过鼠标360°旋转控制施工图纸、建筑模型、构件动画的移动，鼠标滚轮进行视角缩放，键盘配合系统快捷操作，如图3-2所示，按下键盘空格键，模型即回到最适中位置显示。
图3-2 整体模型场景
虚拟场景使用3D引擎实时渲染，采用1920*1080高清平面画质影像，实时渲染帧数应大于80fps，
如图3-3所示；
图3-3 建筑剖解模型画面
表现形式多样化，生动化，形象化
在教学识图教学场景中，能够实现二维图纸标注与三维立体模型的互动显示，图纸与模型的位置精确对应，以满足识图教学的需要；三维环境下可以对建筑进行缩放、旋转、移动等操作，图纸与模型完全对应等比缩放，所有构件均可实现360度全方位展示查看；如图3-4所示。
图3-4 模型平面剖切结构
多种剖切模式，给学生展示看不到的知识点
为了更好地表现平、立、剖面的建筑内部构造表现，软件在整体建筑场景中，设置不少于25种的构造拆分模式，分别对应展示三种切面的拆分效果，包括平面剖切，立面1-1、A-A剖切；并且多种剖切模式可以结合展示，更加清晰表现建筑结构；如图3-5,图3-6所示分别为1-1剖切、A-A剖切形式；
图3-5 1-1剖切
图3-6 A-A剖切
各类构件图层和三维模型一一联动对应
针对建筑施工图，图纸数量有19张，包含建筑设计总说明、建筑平面图、建筑立面图、建筑剖面图、建筑大样等。学生能够通过建施图的识读，掌握建筑施工图的识读技能，了解建筑物的规划位置、外部造型、内部细节构造、内部房间的布置、内外装修以及施工要求等内容，如图3-7所示；
图4-7 建施图平面图系统
针对结构施工图，图纸数量有19张，包含结构设计总说明、桩位平面图、基础配筋图、梁平法施工图、柱平法施工图、板平法施工图、楼梯结构布置图、结构详图等。学生能够通过结施图的识读，掌握结构施工图的识读技能，了解建筑物的结构类型，掌握梁平法、柱平法、板平法等结构平法施工图的制图规则和识读技能，熟练掌握配筋图的主要知识点，如图3-8所示；
图3-8 结施图基础平面图系统
多种形式展示各种构件内部构造和详图
软件系统对所有涉及到的40个大样图可进行查询调用，在查看其他平面图、剖面图、配筋图系统时可随时查询并调用大样图进行对比分析学习，满足识图需求，如图3-9所示；
图3-9 大样图查询系统
图纸模型元素关联，形象立体展示图纸和构造关联
建施图大样通过动画清晰展示不同构件的详细构造，结合图纸标识展示其施工过程，并配以文字解析和语音理解构件做法和细部构造，实现从识图到用图的飞跃；如图3-10所示；
图3-10 铁爬梯大样图系统
通过图纸和三维模型一一对应的形式，配以语音解析和文字说明等多种元素关联解析全部大样和详图构造，加强认知和实训。如图3-11、3-12所示；
图3-11 TC1518b大样系统
图3-12 转角窗大样
二维图纸三维可视化，专业的原理剖析
软件分知识点对每张图纸进行讲解，知识点和相应的图纸元素、三维模型对应动画联动，并配以相应的文字解析，从而用动态关联的方式深入细致剖析图纸，如图3-13所示；
图3-13 砖墙知识点解析
多层级多场景，递进剖析结施图
工程图纸的识读中，结施图的识读是难点，教学中很难形象表现。软件针对这一问题设置多层级的结构解析，通过整体场景和单构件场景结合递进解析建筑结构。大场景通过构件分类，构件图层、模型、语音和文字动态关联很好的展示相关的结构。场景效果如图3-14所示；
图3-14 砖墙知识点解析
单构件场景单独展示混凝土里面的钢筋构造。通过图层、模型对应高亮，辅以语音和文本解析把难懂的知识点形象的展示出来。如图3-15所示；
图3-15 单构件结构展示场景
3D动画
为了更好展示图纸与模型之间的关联以及剖析建筑结构内部构造，系统大样模块对于复杂的构造进行结构的自动拆分，通过连续动画展示构件的构造细节。使学生能够很形象与图纸相关信息和图素关联，从而达到识读大样图的目的，如图3-16所示；
构造识读
房屋构造识读是图纸识读的基础，在软件的整体模型模块片面剖切的模式下可以进行房屋的构造识读，包括各类构件的识读，并与图纸对应显示；如下图3-16所示基础层的电梯井坑高亮显示，可以清晰看到电梯井坑在整体基础中的构造。
图3-16 基础构件识读
实训模块、考核多方位、全空间训练
针对软件设计的专业知识重点和难点进行实训和考核2大模式，考题结合模型和图纸交互等多种形式对识图技能进行实训和考核，并即时给出考评结果和解析。对教学和实训有一个比较即时的反馈和总结；如图3-17、3-18所示；
图3-17 基础实训考核模式
画笔工具随意切换
为更好方便教学和软件的使用，软件内置画笔工具。可以根据需求在任何场景下调用画笔功能，在软件屏幕范围内随意的标识或者写字，增加了软件的实用性；画笔效果如图3-18所示；
图3-18 画笔工具
投影展示多模式随意切换
针对《工程识图与制图》课程的教学应用，通过虚拟仿真技术，可以实现在三维空间里互动查看点、线、面、体、剖面图、断面图等内容的投影。投影对象可选、空间位置随意旋转，三面投影及时自动生成如下图3-19所示；立体视图与投影展开视图随意切换，提高投影知识展示的效率，如下图3-20所示。
图3-19 建筑组合形体的三面投影
图3-20 三面投影展开图
4D模式增强知识讲解和空间想象力
识图、制图步骤清晰明了，通过连贯的动画展示和语音、文字同步解析，生动形象地展示投影形成过程和细节。并可通过步骤标识进行动画过程的控制，可以随意调整动画进度到想要的地方，极大方便动画过程控制，如图3-21所示。动画暂停播放状态下，可以三维操作模型，可实现模型的360°旋转，随意拖动和放大缩小，以便查看结构细节，综合3D仿真和视频展示随意切换的模式，真正达到4D仿真的效果。
图3-21 楼梯剖面图投影--栏杆扶手投影
