本实验承担2个学时的实验教学任务，学生需完成16个实验操作步骤（图1），含14个基本步骤和2个拓展步骤。
图1 实验流程图
1步骤1：理论知识学习
知识点：传统假山叠石理论知识，传统假山叠石经典案例。
操作目的：熟悉实验场景，回顾相关专业知识，了解实验目的及背景，为进行假山叠石构建技艺虚拟仿真实验做好准备。
操作过程：①登陆系统后，出现虚拟仿真训练环境的界面（图2），学生可进行场景漫游，熟悉实验环境；②进入“实验简介”（图3），学生依次浏览实验背景、实验目的和实验流程三个板块，了解本实验项目的背景、目的和流程；③进入“知识角”（图4），学生可查阅本实验项目相关的专业知识，了解相关前沿动态。“实验简介”和“知识角”中的内容，对虚拟仿真实验提供理论支撑。后续各实验模块和实验步骤中涉及相对应的知识点时，提供链接可至此处，在实验过程中及时为学生的提供理论帮助。
图2 试验环境页面
图3 实验简介页面
图4 知识角页面
2步骤2：场地数据采集
知识点：场地数据类别及采集方法。
数据类别为：①场地要素数据；②场地尺寸数据；③场地风貌数据。
采集方法为：①使用测距仪进行尺寸数据采集，并填写在尺寸表内；②使用无人机，规划飞行路线，采集场地要素数据，得到场地平面图和立面图；③使用相机，对场地空间和场地要素进行拍照，得到场地风貌数据。
操作目的：掌握需要采集的场地数据类别及采集方法的知识点，达到熟练进行场地数据采集，获取场地信息的能力。获得场地的要素信息、尺寸和风貌数据，为下一模块（叠石训练）提供数据支撑。
操作过程：选择实验场景，进入相应假山叠石场地后，选择相应的工具，对场地进行要素信息、尺寸和风貌的数据进行采集。
① 场地要素数据采集：在数据采集仪器工具箱内选用无人机，规划采集范围（图5），点击“开始航拍”对场地中假山、水体、植物和建筑（乳鱼亭、响月廊、延光阁、思嗜轩，念祖堂）等各要素进行位置、分布情况的采集。采集完成后，系统将自动生成总平面图（图6）和立面图（图7）各一张。
② 场地尺寸数据采集：在数据采集仪器工具箱内选用虚拟测距仪，对场地尺寸、假山尺寸、水体面积、建筑物尺寸、植物尺寸等数据进行采集，并将所获数据记录至测量表中（图8）。
③ 场地风貌数据采集：在数据采集仪器工具箱内选用虚拟相机，对场地原始风貌进行拍摄，采集场地空间和各要素的风貌信息（图9）。系统分别预设了要素和空间两个文件夹，实验者需点选相应的文件夹将所采集照片分类保存。后续实验步骤中，实验者也可在相册库中查看所拍摄的照片，对实验前后的要素和空间风貌进行比对（图10）。
图5 无人机采集场地要素信息页面
图6 采集得到的场地平面图页面
图7 采集得到的场地立面图页面
图8 测距仪采集场地尺寸数据页面
图9 场地风貌采集页面
图10 相片库页面
3步骤3：假山特征分析
知识点：假山特征类别及分析方法。
特征类别为：①假山类型特征；②假山石材特征；③假山形态特征。
分析方法为：①通过对假山整体材料、山形特征、假山位置和假山功能进行
观察分析得出假山类型特征；②通过对假山石材的种类、石色和石纹进行观察分析，分析得出假山石材特征；③通过场地平面图和立面图对假山形态论和提取，得出假山形态特征。
操作目的：使学生掌握叠石设计的内容和设计要点的知识点，达到熟练进行叠石设计定位和绘制出适宜的叠石形态的能力。实验结果为下步骤提供依据。
操作过程：分别进入“假山类型特征分析”、“假山石材特征分析”和“假山形态特征分析”三个页面进行操作。
① 假山类型特征分析：据步骤1中场地游览的情况和步骤2中数据采集结果，分别对“整体材料特征”、“山形特征”、“功能类型特征”和“山体位置特征”等项目勾选合适的选项，完成假山类型特征的分析（图11）。各项目的具体选项列举如下：
整体材料特征：土山、带土石山、带石土山、石山；
山形特征：真山形、假山形；
功能类型特征：骨架功能、空间功能、造景功能、工程功能、使用功能；
山体位置特征：园山、厅山、楼山、阁山、书房山、池山、贴璧山、亭山、特置山。
图11 假山类型特征分析页面
② 假山石材特征分析：据步骤1中场地游览的情况和步骤2中数据采集结果，分别对“石类特征”、“石色特征”、“石纹特征”和“山体位置特征”等项目勾选合适的选项，完成假山石材特征分析（图12）。各项目选项列举如下：
石类特征：太湖石、英石、宣石、笋石；
石色特征：青黑、青灰、青白、褐、褐黄；
石纹特征：斧劈纹、披麻纹、云头皴。
③ 假山形态特征分析：利用步骤2中所获的实验结果，点击“提取”按钮，获得场地的平面图（图13-13）和立面图（图14-15），完成现状假山形态的分析。
图11 假山石材特征分析页面
图12 提取假山平面形态图页面
图13 所得假山平面形态图页面
图14 提取假山立面形态图页面
图15 所得假山立面形态图页面
4步骤4：分析相地实验报告
操作目的：通过系统生成的实验报告，分析相地环节中所采集的数据和信息，回顾和反思相地实验环节的操作，为后续实验操作做准备。
操作过程：步骤3操作完成后，系统自动根据步骤2和3的实验结果生成相地环节的实验报告（图16）。实验报告的具体内容包含：①步骤2中获得的场地平、立面图和尺寸信息表；②步骤3中获得的假山类型特征、假山石类特征和假山形态特征的选择结果。实验者需对报告内容进行分析，如发现数据错误或遗漏，可返回相应步骤进行重新操作或补测，但已得分数不改变。如无数据遗漏或错误，可点击“调查完毕”，进入下一实验模块。生成的相地实验报告可为后续实验提供帮助，在后续操作过程中随时查看。
图16 相地实验报告页面
5步骤5：叠石设计定位
知识点：叠石设计的内容和设计要点。
设计内容为：设计定位。
设计要点为：定位应与现状场地和假山在整体材料、功能特征、位置和石种相适宜。
操作目的：选择合适的叠石类型和叠石石类选项，明确叠石设计的目标，进行叠石方案的整体把握和构思，完成设计定位。
操作过程：点击“叠石设计”，弹出“叠石设计定位”窗口。然后依据相地模块（步骤2-4）的实验结果，在“叠石类型选择”和“叠石石类选择”两个页面进行合适选项的勾选，完成所要设计假山的叠石特征分析。
① 叠石类型选择：进入叠石类型选择页面，根据叠石设计的目标，分别对“整体材料特征”、“山形特征”、“功能类型特征”和“山体位置特征”等项目勾选合适选项（图17），完成叠石类型的设计定位。各项目的选项列举如下：
整体材料特征：土山、带土石山、带石土山、石山；
山形特征：真山形、假山形；
功能类型特征：骨架功能、空间功能、造景功能、工程功能、使用功能；
山体位置特征：园山、厅山、楼山、阁山、书房山、池山、贴璧山、亭山、特置山。
② 叠石石类选择：进入叠石石类选择页面，根据叠石设计的目的，对“叠石石类”项目进行勾选合适选项（图18），完成叠石石类的设计定位。项目的选项列举如下：
叠石石类：太湖石、英石、宣石、笋石。
图17 叠石类型选择页面
图18 叠石石类选择页面
6步骤6：叠石形态设计
知识点：叠石设计的内容和设计要点。
设计内容为：形态设计。
设计要点为：形态设计所绘制的叠山平面图和立面图应符合适宜的景观视觉、形态比例、空间占比和复杂度。
操作目的：掌握叠石设计的内容和设计要点的知识点，达到熟练进行叠石设计定位和绘制出适宜的叠石形态的能力。实验结果为后续步骤（形态评估、选石相石、叠石搭建等）提供依据。
操作过程：点击“线上绘制”按钮，进入“叠石形态设计”页面，在“平面图框”和“立面图框”中绘制相应的叠石平面图和叠石立面形态图（图19）。其中，有每格0.5米的白色方格网进行尺度参照。点击“轮廓画笔”在图框中绘制平立面图的外轮廓线，点击“细节画笔”绘制平立面图的内部细节线条。然后，通过按钮“A”、“B”、“p1”、“p2”、“p3”、“v1”、“v2”，在所绘制的叠石形态平面图和立面图上进行点击，附加形态的特征点。各特征点列举如下：
“A”附加叠石形态的最左侧点；
“B”附加叠石形态的最右侧点；
“p1”附加叠石形态的左侧峰点；
“p2”附加叠石形态的中间主峰；
“p3”附加叠石形态的右侧峰点；
“V1”附加“p1”、“p2”两点间的谷点；
“V2”附加“p2”、“p3”两点间的谷点。
图19 叠石形态设计页面
7步骤7：优化形态设计
知识点：叠石设计的内容和设计要点。
设计内容为：形态设计。
设计要点为：形态设计所绘制的叠山平面图和立面图应符合适宜的景观视觉、形态比例、空间占比和复杂度。
操作目的：掌握叠石设计的内容和设计要点的知识点，达到熟练进行叠石设计定位和绘制出适宜的叠石形态的能力。系统通过步骤6中控制点的计算，得出“景观视觉”、“形态比例”、“空间占比”和“复杂度”四个方面的量化评价值，以此为基础分析形态设计的优劣点。
操作过程：步骤6完成后，系统即根据步骤6的实验结果生成叠石形态设计的量化评估，评估的具体内容包含：
① 景观视觉评价：平面视觉宽度和立面视觉宽度（图20）；
② 形态比例评价：黄金比例和黄金分割（图21）；
③ 空间占比评价：平面占比、立面占比和体积占比（图22）；
④ 复杂度评价：复杂度（图23）。
系统量化给出适宜范围值和评估值，实验者需对数值进行分析，如数值不在适宜范围，可点击“优化设计”在原方案的底图上进行优化。如对方案满意，可点击“提交设计方案”进入下一实验步骤（图24）。
图20 景观视觉评价页面
图21 形态比例评价页面
图22 空间占比评价页面
图23 复杂度评价页面
图24 优化形态设计页面
8步骤8：叠石基础选型
知识点：基础类型及设计方法。
基础类型为：①钢筋混凝土基础；②浆砌块基础；③灰土基础；④桩基础。
基础数据为：每层基础的材质和厚度。
操作目的：使学生掌握基础类型和设计方法的知识点，并能够依据“相地”和“设计定位”的实验结果，选择适宜的基础类型和每层基础的材质和厚度。
操作过程：步骤7操作完成后，①系统会将绘制的叠石形态放样在交互场地中，实验者点击“确定”（图25）之后，弹出“基础类型”页面；②实验者选择合适的选项，包括“钢筋混凝土基础”、“浆砌块基础”、“灰土基础”、“桩基础”等，并点击“保存”（图26）。③最后，弹出“基础剖面”页面，通过下拉选项框，选择每层基础的“类型”和“材质”，并通过拖拉黄色边界调整每层基础的厚度（图27）。基础各类型和材料的选项列举如下：
钢筋混凝土基础：C15混凝土、厚沙石垫层、素土夯石；
浆砌块基础：水泥砂浆筑砌块石、粗砂垫层、素土夯实；
灰土基础：水泥砂浆砌山石、3：7灰土、素土夯实；
桩基础：压顶石、木桩或混凝土桩。
图25 基础放样页面
图26 基础选型页面
图27 基础数据设计页面
9步骤9：选石相石
知识点：石材特征及选石方法。
石材特征为：①石类；②石质；③石纹；④石色；⑤大小。
选石方法为：①所选石材间、新建叠石与现场假山，都应同质、同色、同纹；②应以据叠石设计选择适宜吨位、适宜价格和适宜尺寸数量比例的石材。
操作目的：掌握石材特征和选石方法的知识点。达到能够分辨不同石材特征，并依据叠石设计选择适宜石材的能力。叠石所选的石材，为后续操作“叠石搭建”提供搭建材料。
操作过程：进入假山叠石材料库，选择材料库中适宜的石块，并对石块的大、中、小尺寸进行点选。之后，系统自动通过“叠石形态设计”的实验数据，在“重量”、“价格”上提供适宜范围，并显示所选择石材的“大小数量比例”，实验者可依据量化数据进行优化和调整所选的石材（图28）。
图28 选石相石页面
10步骤10：叠石搭建
知识点：叠石搭建技术和艺术。
搭建技术为：①搭建技法；②搭建顺序；③接形合纹，顺势贯气。
搭建艺术为：①山质；②山形；③山意。
操作目的：掌握叠石搭建技术和艺术的知识点。达到能够依据叠石设计，使用适宜的搭建技术方法和搭建艺术方法进行叠石搭建的能力。利用步骤9所选择的石材，在搭建交互界面选择合适的搭建顺序和搭建技法进行石材搭建，完成叠石设计方案的搭建。
操作过程：实验者进入叠山搭建交互界面（图29），利用“材料库”中的石材，通过合适的“搭建顺序”和“搭建技法”进行搭建操作，具体操作过程如下：
① 选择石材搭建顺序和搭建技法：选择每块石材前，应点选“搭建顺序”和“搭建技法”按钮，确定该石块的搭建顺序和搭建技法。搭建过程中应点所有选使用的“搭建顺序”选项，“搭建顺序”至少满足三项。
“搭建顺序”选项包括：下层拉底、中层拼叠、上层立峰、贴石补缝（图30）；
“搭建技法”选项包括：安、连、接、斗、跨、拼、悬、卡、剑、垂、挑、飘（图31）。
② 进行石材移动和搭建：将“材料库”中的石材拖入“搭建交互界面”，通过鼠标拖拉石块的“操作轴”对石材进行旋转和移动，直至合适位置，点按数字键“1”为“移动轴”可进行前后、左右、上下的移动（图32），点按数字键“2”为“旋转轴”可进行各个角度的转动（图33）。
③ 搭建错误提示：系统依据每块石材设置搭建技法及法参数，如点选的“搭建顺序”或“搭建技法”与石材不适宜，系统会进行“错误弹窗”（图34）和“红色高显”提示（图35）。学生根据提示，可进行三次重新操作。
图29 叠石搭建交互界面
图30 叠石顺序选项及颜色显示页面
图31 叠石技法选项及颜色显示页面
图32 叠石移动控制轴
图33 叠石旋转控制轴
图34 叠石技法或顺序错误弹出提示页面
图35 叠石技法或顺序错误高显提示页面
11步骤11：植物搭配
知识点：植物类别及搭配方法。
植物类别为：①乔木；②灌木；③草本花卉；④草坪地被等。
搭配方法为：①依据设计主题进行植物配置设计，辅助空间营造，突出设计主题。②植物配置应适应现场环境，因地制宜，达到良好的生态效益。
操作目的：掌握植物类别和搭配方法的知识点。达到能够使用适宜的植物类别进行植物搭配设计的能力。选用合适的植物，对叠石作品进行植物配置设计，优化和美化叠石作品的整体效果和空间氛围。
操作过程：从“材料库”中选择适宜的植物材料，拖入交互界面中，使用鼠标拖动“操作轴”进行移动，放置于合适的位置（图36）。
图36 植物搭配设计页面
12步骤12：填写设计报告
操作目的：拍摄叠石作品信息，撰写设计主题和设计说明，全面展示叠石作品和设计理念，用于生成“实验报告”和辅助“学生互评”。
操作过程：点选“相机”按钮，弹出拍照界面后，分别点选界面左侧的“叠石整体”（图37）、“叠石技法”（图38）、“叠石顺序”（图39）和“植物搭配”（图40），进行多方面和多角度的照片拍摄，以展现完整的叠石作品。其中，“搭建技法”需拍摄4照片，“叠石整体”、“搭建顺序”和“植物搭配”需各拍摄2张照片。拍摄完成后点击“完成”按钮。拍摄完成后，系统弹出“作品信息填写”页面（图41），填写“设计名称”、“石块数量”和“设计说明”，待各项填写完成后，点击“确定”按钮。
图37 叠石搭建整体方案拍照页面
图38 叠石搭建技法拍照页面
图39 叠石搭建顺序拍照页面
图40 植物搭配拍照页面
图41 设计说明页面
13步骤13：分析设计报告
操作目的：通过系统生成的实验报告，实验者分析叠石训练模块中实验所得的数据和信息，回顾和反思叠石训练实验模块的操作。
操作过程：步骤12操作完成后，系统自动根据步骤6至步骤12的实验结果生成叠石训练模块的实验报告（图42-43）。实验报告内容包括：
① 步骤6中获得叠石设计定位的选择结果；
② 步骤7中绘制得到叠石形态设计平面图纸和叠石形态设计立面图纸；
③ 步骤9中获得基础设计的选择结果；
④ 步骤10中获得的叠石搭建中“搭建顺序”的选择顺序和“搭建技法”中使用的技法选项和使用次数。
实验者需对报告内容进行分析，如发现数据错误或遗漏，可返回相应步骤进行重新操作，但已得分数不改变。如无数据遗漏或错误，可点击“调查完毕”，进入下一实验模块。生成的叠石训练实验报告可为后续实验提供帮助，在后续操作过程中随时查看。
图42 叠石训练实验报告页面1
图43 叠石训练实验报告页面2
14步骤14：分析评估报告
操作目的：通过系统生成的评估报告，分析实验过程中的实验操作和实验数据，回顾和反思整体实验操作的过程。
操作过程：系统自动对相地和叠山训练两个实验模块的实验结果生成实验评估报告，内容包括：
① “方案流程评估”：对整体实验流程、设计流程、堆叠施工流程、叠石技艺流程顺序进行准确性和完整性的评估和打分（图44）。
② “方案造价评估”：依据场地情况和方案设计对基础、石料和植物的价格进行汇总和分析，并进行综合评价（图45）。
实验者需依据评估报告的量化和可视化评估对整体实验操作和叠石设计搭建进行优劣点分析，选择是否对整体实验操作和叠山设计搭建进行再次优化，如无需优化，则点击“完成”，进入下一步操作。
图44 方案流程评估页面
图45 方案造价评估页面
15步骤15：叠石方案互评
操作目的：实验者需浏览五位其他学生的实验报告，对其实验中主观美学的“山质”、“山形”、“山意”和“植物搭配”四项内容进行等级评判，并撰写文字评价。
操作过程：实验系统随机分配5份实验方案（图46），实验者需依次进行评价。点击“进入评分”按钮，浏览学生拍摄的叠石作品和撰写的设计说明，对叠石作品的“质地”、“形态”、“意境”和“植物搭配”进行等级评判，选项包括“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”四等。之后，撰写文字评价。每份方案评价提交完成，该方案即获得最终实验得分（图47-52）。
图46 五份互评方案页面
图47 叠石技法互评页面
图48 叠石顺序互评页面
图49 植物搭配互评页面
图51 互评打分与评价页面
图52 最终实验得分页面
16步骤16：查阅最终实验报告
操作目的：查阅最终实验报告，回顾整个传统假山叠石构建技艺虚拟仿真实验的过程、梳理传统假山叠石构建思路、总结实验经验，同时加深和促进对传统假山叠石构建技艺的学习和吸收。
操作过程：通过点击“查阅实验报告”（图53），实验者可查看所有实验记录和实验得分，回顾整个传统假山叠石构建技艺虚拟仿真实验的过程，梳理传统假山叠石构建思路，总结实验经验，加深对传统假山叠石构建技艺的学习。
图53 最终实验报告
