譚顯通 田 瓊 尹俊偉 譚 彬

(湖南科技學(xué)院，湖南 永州 425199)

1 概述

伴隨著BIM理念在建筑行業(yè)內(nèi)不斷地被認(rèn)知和認(rèn)可，其作用也在建筑領(lǐng)域內(nèi)日益顯現(xiàn)，BIM無疑是現(xiàn)代建筑行業(yè)內(nèi)技術(shù)革命的代名詞。但BIM畢竟是一種新技術(shù)，新能量，現(xiàn)階段BIM從業(yè)人員大部分人著重掌握BIM的建模軟件，對于全過程化信息管理BIM運(yùn)用基本上仍處于初期階段。并且關(guān)于BIM的軟件很多，要做到精通每項BIM軟件，難度很大。且軟件學(xué)習(xí)階段較復(fù)雜，趣味性有限。高?，F(xiàn)階段在BIM課程入課堂方面仍在探索階段，結(jié)合專業(yè)理論知識來進(jìn)課堂更是摸索性的，還不能全程導(dǎo)入式教學(xué)。而現(xiàn)階段隨著網(wǎng)絡(luò)信息的高速發(fā)展，同學(xué)們對新鮮事物的向往，人們對手機(jī)和電腦的依賴心理很強(qiáng)，各種各樣的游戲APP層出不窮，種類繁多，不管是學(xué)生還是其他行業(yè)人員都容易被有趣的游戲吸引，反而在學(xué)習(xí)上興致不高，特別面對學(xué)習(xí)難度較大的專業(yè)課程，他們就像打了霜的茄子。如果能結(jié)合需要開發(fā)出學(xué)習(xí)型游戲軟件，以此來帶動大家致力于專業(yè)知識學(xué)習(xí)，可謂一舉兩得。

現(xiàn)行游戲市場，關(guān)于幼兒的學(xué)習(xí)型游戲軟件很多，但面向土木專業(yè)有針對性的專業(yè)學(xué)習(xí)型游戲軟件開發(fā)還是較少。結(jié)合BIM的三維化優(yōu)勢以仿真游戲的形式來促進(jìn)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)型軟件研發(fā)更是沒開先河。因此我們做出創(chuàng)新性設(shè)想，希望能在BIM的功能優(yōu)勢上推出更智能的學(xué)習(xí)型游戲軟件設(shè)計方案，以此推動多方面的協(xié)同發(fā)展。

2 土木類專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)難點、困境分析

1)諸多專業(yè)課程繁重枯燥，僅僅通過書本上識記知識較難理解。通過對中南大學(xué)、長沙理工大學(xué)、湘潭大學(xué)、湖南理工學(xué)院、湖南科技學(xué)院等多所大學(xué)在校生開展了調(diào)查研究，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)代大學(xué)生土建類專業(yè)課程掛科率遙遙領(lǐng)先其他專業(yè)科目。這是土建類專業(yè)一個普遍的現(xiàn)象。那是什么原因?qū)е聮炜坡矢?。通過走訪、問卷等形式，我們發(fā)現(xiàn)同學(xué)們反映的同一個問題，那就是土建類專業(yè)課程難，例如三大力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)以及施工技術(shù)等，課程內(nèi)容難于理解，對于知識系統(tǒng)化整理能力要求高，形象記憶性的內(nèi)容少，空間理解性的內(nèi)容多。對于空間想象力略差的同學(xué)來說，學(xué)習(xí)專業(yè)知識有難度。

2)同學(xué)們?nèi)狈W(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣。通過大量的問卷調(diào)查及走訪周邊同學(xué)，我們發(fā)現(xiàn)62%的同學(xué)對于各類課程的學(xué)習(xí)都處于一種被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)，29%的同學(xué)對部分專業(yè)課程感興趣，只有9%的同學(xué)對大部分課程較感興趣，對課程學(xué)習(xí)有自己的規(guī)劃。從調(diào)查結(jié)果分析，大部分同學(xué)會因為土木類專業(yè)課程具有一定難度且較為晦澀枯燥，而產(chǎn)生厭倦、畏懼的情緒?？傊?，大部分同學(xué)都缺少一種主動學(xué)習(xí)的興趣。

3)想較好掌握BIM的相關(guān)軟件，但發(fā)現(xiàn)軟件種類繁多，系統(tǒng)學(xué)習(xí)較困難。目前BIM在我國建設(shè)行業(yè)正處于蓬勃發(fā)展時期，國內(nèi)外各大建筑公司以及各大建筑類軟件開發(fā)公司均有自己關(guān)于這塊技術(shù)的專業(yè)團(tuán)隊。比較知名的軟件有Autodesk公司研發(fā)的Revit，Bentley公司的Bentley，以及我國研發(fā)的PKPM、魯班、廣聯(lián)達(dá)等多種軟件。但是，由于各大公司所用軟件不同而不同軟件間又存在差異，某些數(shù)據(jù)需要Bridge才能互通等問題，使得想要成為滿足建筑市場BIM技術(shù)需求的專業(yè)型人才，需要相當(dāng)長的時間，而且，在本身學(xué)習(xí)難度較高的諸多專業(yè)課程基礎(chǔ)上一時間熟練掌握這么多種類的軟件實在是存在較大學(xué)習(xí)難度。

3 基于BIM技術(shù)結(jié)合土建類專業(yè)研究學(xué)習(xí)型游戲軟件的必要性

1)幫助同學(xué)們理解專業(yè)理論課程，提高學(xué)習(xí)積極性。研究基于BIM技術(shù)結(jié)合土建類專業(yè)學(xué)習(xí)型游戲軟件，不僅能幫助同學(xué)們理解專業(yè)理論課程，更能培養(yǎng)同學(xué)們對于BIM技術(shù)的主動學(xué)習(xí)興趣與熱情。讓學(xué)生主動地充分利用課余的閑暇娛樂時間投入到“邊玩邊學(xué)”的過程中去互相促進(jìn)，互相學(xué)習(xí)。在這樣的學(xué)習(xí)狀態(tài)下能讓同學(xué)們更加深刻地理解專業(yè)理論課程，也有助于加強(qiáng)同學(xué)們對于BIM軟件全過程管理概念的掌握。

2)加強(qiáng)同學(xué)們對于BIM技能的掌握，推動BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展。研究基于BIM技術(shù)結(jié)合土建類專業(yè)學(xué)習(xí)型游戲軟件，不僅僅針對于土建專業(yè)的學(xué)生，它的使用對象將包括建筑行業(yè)的開發(fā)商、設(shè)計方以及施工方，甚至包括建筑竣工后的使用者等普通民眾。它將推動BIM技術(shù)在整個建筑行業(yè)系統(tǒng)化的普及與發(fā)展，促進(jìn)整個項目從設(shè)計到后期的執(zhí)行過程滿足高效、節(jié)能等要求，從更加全面的領(lǐng)域創(chuàng)造價值。

4 BIM學(xué)習(xí)型游戲軟件的方案設(shè)想

1)代入式學(xué)習(xí)型軟件整體思路。基于模擬BIM仿真技術(shù)，通過導(dǎo)入、以及隨機(jī)生成地形地貌構(gòu)建出一個仿真的正待建設(shè)的世界。通過類似BIM軟件的繪圖模式將建筑過程以虛線體的形式投射至虛擬世界，采用類似CS等FPS類型的第一人稱自由視角使玩家將在其中扮演一個自由的具有行動力的人去完成虛擬世界的建設(shè)。

2)游戲系統(tǒng)設(shè)想。a.經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)：玩家初期需通過類似“WAR3”“星際爭霸”中的工人一樣投入到建筑的建設(shè)中去加快建筑的完成而獲得虛擬金錢酬勞(與現(xiàn)實施工定額相統(tǒng)一)。積累了一部分虛擬資金后，便可找NPC或者玩家接受建設(shè)任務(wù)，可以全程自己完成從收購地皮、設(shè)計繪圖至施工完成，也可以找尋其他玩家合作“分包”。b.等級系統(tǒng)：玩家完成建設(shè)任務(wù)將獲得經(jīng)驗獎勵以及相關(guān)技能熟練度獎勵。經(jīng)驗?zāi)苁谷宋锷壎怄i更多技能以及提升自身屬性。而施工技能熟練度則影響玩家進(jìn)行各類施工的速度。c.社交系統(tǒng)：玩家們在虛擬世界可以自由交流，相互討論建設(shè)中的問題以及根據(jù)自身任務(wù)需要，尋找相關(guān)技能達(dá)標(biāo)的玩家合作，允許玩家交易游戲幣。d.成就系統(tǒng)：玩家們在達(dá)成許多具有自身成長里程碑意義及完成各類建設(shè)任務(wù)時，將獲得相應(yīng)榮譽(yù)稱號，解鎖更高級的建筑建設(shè)資格，獲得相應(yīng)的豐厚獎勵。e.建造系統(tǒng)：玩家通過獲得建設(shè)任務(wù)，使用BIM軟件制出建筑圖形投放到游戲中，游戲中相應(yīng)地段將會顯現(xiàn)一套虛線構(gòu)成的施工建筑大樣，需要玩家們對虛線體進(jìn)行逐步建造?？梢岳斫鉃榧?xì)化的WAR3農(nóng)民以及“星際爭霸”中的“農(nóng)民”建造建筑的概念。學(xué)生模塊：土建類專業(yè)學(xué)生將在其中扮演“小白”，沒有資金、沒有施工技術(shù)，慢慢的發(fā)展自己。這樣將幫助理解專業(yè)理論課程，促進(jìn)對于BIM技術(shù)的熟悉掌握。開發(fā)商模塊：開發(fā)商將在其中扮演腰纏萬貫的大商人，擁有巨額虛擬資金。他們只需考慮如何更好地開發(fā)出高價值的工程項目。將有助于提前更清晰準(zhǔn)確地預(yù)知項目的成本與建設(shè)價值。施工方模塊：施工方將在其中扮演建筑技藝高超的團(tuán)體，將幫助他們更準(zhǔn)確地計算工期進(jìn)度以及更高質(zhì)量地完成建設(shè)任務(wù)。業(yè)主方模塊：業(yè)主方將扮演有一定資金與建設(shè)意愿的人，將早早的在投資期就能“親眼”看到自己所希望的模擬出的建筑形態(tài)。建筑消費者模塊：建筑竣工后的使用者們比如一套樓盤竣工后的購房者們，早早在施工期便可“走進(jìn)”每一種戶型的房間觀察選購，或者因為工作上時間上的問題沒有太多機(jī)會現(xiàn)場選擇戶型，這個軟件將發(fā)揮重要的作用。

5 實例游戲場景設(shè)計

1)玩家接受建筑任務(wù)后，按要求通過類似于BIM軟件(Revit)繪制出各式各樣的建筑模型，再投射至游戲中的虛擬世界里，玩家可以按前文所述的類似細(xì)化的WAR3中的農(nóng)民建設(shè)模式自己完成從基礎(chǔ)到整個建筑竣工的過程，也可以擁有一定游戲幣后租賃其他玩家充當(dāng)自己的“施工員”，從而熟悉整個建筑施工的具體流程。2)也可以嘗試復(fù)原生活中接觸到的各類建筑，當(dāng)然這更需要對BIM技術(shù)的熟練掌握與對建筑數(shù)據(jù)的處理能力。想象一下你在虛擬世界成功復(fù)原學(xué)習(xí)某棟建筑，并能帶小伙伴“進(jìn)去”，以第一人稱的方式“走一走”是不是十分有成就感。3)更可以嘗試復(fù)原一些熱銷實用的戶型圖，也是能滿足房地產(chǎn)開發(fā)及普通民眾購房者的提前預(yù)覽戶型效果圖的需求的。帶領(lǐng)購房者在虛擬世界中“看房”，也是存在商業(yè)價值與技術(shù)研究必要的。

6 結(jié)論與展望

本文通過調(diào)查走訪及數(shù)據(jù)研究，分析了土木類專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)難點、困境；其次，結(jié)合BIM仿真技術(shù)的優(yōu)勢對學(xué)習(xí)型游戲類軟件研發(fā)的必要性研究進(jìn)行了探討，再次，針對BIM學(xué)習(xí)型游戲軟件進(jìn)行了方案設(shè)想，并且探討了實例游戲場景設(shè)計。期待通過BIM學(xué)習(xí)型游戲軟件的研發(fā)來提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性，擬解決土建類理論課程的枯燥性問題以及專業(yè)知識難理解難識記的問題。并以學(xué)習(xí)型游戲的人性化、智能化設(shè)計方案，帶動BIM軟件的發(fā)展，使BIM軟件技術(shù)與操作性能更優(yōu)化。