針對《工程識圖與制圖》課程的教學應用，系統采用B/S架構并通過虛擬仿真技術，可以實現在三維空間里互動查看點、線、面、體的投影，以掌握工程制圖投影原理；還可以通過案例的形式，在工程二維建施圖、結施圖上建立三維空間模型，以掌握工程圖紙的識讀
建筑識圖課程的課堂教學存在的困難：
1）教師的困難是很難引入大項目，缺乏實訓條件，沒有條件接觸新技術，設備缺失或陳舊；
2）學生的困難是知識偏理論體系、單調、不形象，不喜歡。解決這個難題直接的辦法就是現場教學法，但是現場工程項目安全管理責任重大，對于在建工程的施工單位而言，一般不愿意接受學生到施工現場學習，所以大部分情況下現場教學選用的是已投入使用的工程。投入使用的建筑工程，對于工程中的隱蔽工程部分，如基礎工程、結構構件中的鋼筋工程等，這時就顯得鞭長莫及了。而運用計算機仿真技術進行模擬教學實訓，就能很好解決前面所帶來的弊端，從而提高學生建筑工程識圖能力。
本軟件針對上述現象而研發，致力于突破建筑專業教學所遇到的難題，提高教學效率。系統根據相關標準和實踐實訓能力要求，運用BIM技術、三維仿真技術等，從而實現識圖教學和實訓的信息化，隨著社會不斷發展，教育信息化的進程也在不斷加速，信息化教育也在實踐教學中顯現了其高速、、直觀、形象的一面。加強信息化教育既能夠解決專業特殊性給教學帶來的難題又能夠大大促進高職院校培養應用型人才。
產品特點
本軟件采用三維虛擬仿真引擎實現二維、三維疊加式虛擬仿真教學實訓多技術混合開發：通過Java和Unity3D等編程工具混合開發技術，實現多平臺，多硬件的兼容和數據共享。本軟件通過可配置化的txt、xml、Json等文件，可從外部動態加載所需的圖紙、音頻、視頻、三維動畫、構件三維模型等信息，優化三維展示載入的速度以及展示過程中的流暢程度。通過Unity3D編輯器二次開發作為各類建筑多媒體文件的二次加工工具、保證識圖仿真軟件平臺數據可擴展性。
軟件模塊包括建筑施工圖子系統：建筑設計說明、平面圖、立面圖、剖面圖、大樣圖、詳圖配套建筑設計三維模型、圖片、音頻、文字、動畫等數據接口。
結構施工圖子系統：建筑設計說明、平面圖、配筋圖、大樣圖、詳圖等配套建筑結構三維模型、圖片、音頻、文字、動畫等數據接口。
投影基礎模塊：畫法基礎、制圖基礎、點線面投影基礎、形體投影、形體相交線基礎、軸測圖、換面法投影、剖面圖和斷面圖。
考核實訓子系統：實訓、考核、3d實訓模式；
以上模塊如圖3-1所示；
圖3-1 軟件模塊分層主界面
良好的操作性能和用戶體驗
以本地坐標系切換視角為正視、左視、右視、俯視、仰視、通過鼠標360°旋轉控制施工圖紙、建筑模型、構件動畫的移動，鼠標滾輪進行視角縮放，鍵盤配合系統快捷操作，如圖3-2所示，按下鍵盤空格鍵，模型即回到適中位置顯示。
圖3-2 整體模型場景
虛擬場景使用3D引擎實時渲染，采用1920*1080高清平面畫質影像，實時渲染幀數應大于80fps，如圖3-3所示；
圖3-3建筑剖解模型畫面
表現形式多樣化，生動化，形象化
在教學識圖教學場景中，能夠實現二維圖紙標注與三維立體模型的互動顯示，圖紙與模型的位置精確對應，以滿足識圖教學的需要；三維環境下可以對建筑進行縮放、旋轉、移動等操作，圖紙與模型完全對應等比縮放，所有構件均可實現360度展示查看；如圖3-4所示。
圖3-4模型平面剖切結構
多種剖切模式，給學生展示看不到的知識點
為了更好地表現平、立、剖面的建筑內部構造表現，軟件在整體建筑場景中，設置不少于25種的構造拆分模式，分別對應展示三種切面的拆分效果，包括平面剖切，立面1-1、A-A剖切；并且多種剖切模式可以結合展示，更加清晰表現建筑結構；如圖3-5,圖3-6所示分別為1-1剖切、A-A剖切形式；
圖3-51-1剖切
圖3-6 A-A剖切
各類構件圖層和三維模型一一聯動對應
針對建筑施工圖，圖紙數量有19張，包含建筑設計總說明、建筑平面圖、建筑立面圖、建筑剖面圖、建筑大樣等。學生能夠通過建施圖的識讀，掌握建筑施工圖的識讀技能，了解建筑物的規劃位置、外部造型、內部細節構造、內部房間的布置、內外裝修以及施工要求等內容，如圖3-7所示；
圖4-7建施圖平面圖系統
針對結構施工圖，圖紙數量有19張，包含結構設計總說明、樁位平面圖、基礎配筋圖、梁平法施工圖、柱平法施工圖、板平法施工圖、樓梯結構布置圖、結構詳圖等。學生能夠通過結施圖的識讀，掌握結構施工圖的識讀技能，了解建筑物的結構類型，掌握梁平法、柱平法、板平法等結構平法施工圖的制圖規則和識讀技能，熟練掌握配筋圖的主要知識點，如圖3-8所示；
圖3-8結施圖基礎平面圖系統
多種形式展示各種構件內部構造和詳圖
軟件系統對所有涉及到的40個大樣圖可進行查詢調用，在查看其他平面圖、剖面圖、配筋圖系統時可隨時查詢并調用大樣圖進行對比分析學習，滿足識圖需求，如圖3-9所示；
圖3-9大樣圖查詢系統
圖紙模型元素關聯，形象立體展示圖紙和構造關聯
建施圖大樣通過動畫清晰展示不同構件的詳細構造，結合圖紙標識展示其施工過程，并配以文字解析和語音理解構件做法和細部構造，實現從識圖到用圖的飛躍；如圖3-10所示；
圖3-10鐵爬梯大樣圖系統
通過圖紙和三維模型一一對應的形式，配以語音解析和文字說明等多種元素關聯解析全部大樣和詳圖構造，加強認知和實訓。如圖3-11、3-12所示；
圖3-11TC1518b大樣系統
圖3-12轉角窗大樣
二維圖紙三維可視化，專業的原理剖析
軟件分知識點對每張圖紙進行講解，知識點和相應的圖紙元素、三維模型對應動畫聯動，并配以相應的文字解析，從而用動態關聯的方式深入細致剖析圖紙，如圖3-13所示；
圖3-13磚墻知識點解析
多層級多場景，遞進剖析結施圖
工程圖紙的識讀中，結施圖的識讀是難點，教學中很難形象表現。軟件針對這一問題設置多層級的結構解析，通過整體場景和單構件場景結合遞進解析建筑結構。大場景通過構件分類，構件圖層、模型、語音和文字動態關聯很好的展示相關的結構。場景效果如圖3-14所示；
圖3-14磚墻知識點解析
單構件場景單獨展示混凝土里面的鋼筋構造。通過圖層、模型對應高亮，輔以語音和文本解析把難懂的知識點形象的展示出來。如圖3-15所示；
圖3-15單構件結構展示場景
3D動畫
為了更好展示圖紙與模型之間的關聯以及剖析建筑結構內部構造，系統大樣模塊對于復雜的構造進行結構的自動拆分，通過連續動畫展示構件的構造細節。使學生能夠很形象與圖紙相關信息和圖素關聯，從而達到識讀大樣圖的目的，如圖3-16所示；
構造識讀
房屋構造識讀是圖紙識讀的基礎，在軟件的整體模型模塊片面剖切的模式下可以進行房屋的構造識讀，包括各類構件的識讀，并與圖紙對應顯示；如下圖3-16所示基礎層的電梯井坑高亮顯示，可以清晰看到電梯井坑在整體基礎中的構造。
實訓模塊、考核多方位、全空間訓練
針對軟件設計的專業知識重點和難點進行實訓和考核2大模式，考題結合模型和圖紙交互等多種形式對識圖技能進行實訓和考核，并即時給出考評結果和解析。對教學和實訓有一個比較即時的反饋和總結；如圖3-17、3-18所示；
圖3-17 基礎實訓考核模式
圖3-17 3D實訓考核模式
畫筆工具隨意切換
為更好方便教學和軟件的使用，軟件內置畫筆工具?？梢愿鶕枨笤谌魏螆鼍跋抡{用畫筆功能，在軟件屏幕范圍內隨意的標識或者寫字，增加了軟件的實用性；畫筆效果如圖3-18所示；
圖3-18畫筆工具
投影展示多模式隨意切換
針對《工程識圖與制圖》課程的教學應用，通過虛擬仿真技術，可以實現在三維空間里互動查看點、線、面、體、剖面圖、斷面圖等內容的投影。投影對象可選、空間位置隨意旋轉，三面投影及時自動生成如下圖3-19所示；立體視圖與投影展開視圖隨意切換，提高投影知識展示的效率，如下圖3-20所示。
圖3-19建筑組合形體的三面投影
圖3-20三面投影展開圖
4D模式增強知識講解和空間想象力
識圖、制圖步驟清晰明了，通過連貫的動畫展示和語音、文字同步解析，生動形象地展示投影形成過程和細節。并可通過步驟標識進行動畫過程的控制，可以隨意調整動畫進度到想要的地方，極大方便動畫過程控制，如圖3-21所示。動畫暫停播放狀態下，可以三維操作模型，可實現模型的360°旋轉，隨意拖動和放大縮小，以便查看結構細節，綜合3D仿真和視頻展示隨意切換的模式，真正達到4D仿真的效果。
圖3-21 樓梯剖面圖投影--欄桿扶手投影
