建築構造体説明用画像システム
【課題】マンション等の買い主に判りやすく、またＰＣのＷｅｂブラウザ上で３Ｄ画像をスムーズに表示できる建築構造体説明用画像システムを提供する。
【解決手段】ＰＣ１と接続可能なＷｅｂサーバ２、またはＰＣ１のメモリ内に、建築構造体を説明するためのページデータ等が格納されているページデータベース１０と、Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールのエンジンの圧縮データ、３Ｄ画面表示データ等が格納されている３次元モデルデータベース２０と、建築構造物の各要素に色や質感を付加する画像が格納されているテクスチャデータベース４０と、Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールを動かすための基本的な命令が３Ｄアプレットで記述されたデータファイル等が格納されている動作実行データベース５０と、が格納された建築構造体説明用画像システムであり、ノープラグインで３Ｄシーン情報の表示および操作を可能とした。
【解決手段】ＰＣ１と接続可能なＷｅｂサーバ２、またはＰＣ１のメモリ内に、建築構造体を説明するためのページデータ等が格納されているページデータベース１０と、Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールのエンジンの圧縮データ、３Ｄ画面表示データ等が格納されている３次元モデルデータベース２０と、建築構造物の各要素に色や質感を付加する画像が格納されているテクスチャデータベース４０と、Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールを動かすための基本的な命令が３Ｄアプレットで記述されたデータファイル等が格納されている動作実行データベース５０と、が格納された建築構造体説明用画像システムであり、ノープラグインで３Ｄシーン情報の表示および操作を可能とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の耐震構造や免震構造等の安全性を、３次元画像を用いて可視的に説明をするための建築構造体説明用画像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物の構造設計においては建築物に常時あるいは一時的に働く固定荷重、積載荷重、積雪荷重、風圧力、地震力等の種々の力を考慮した構造計画が必要となる。建築物の構造設計ではこれら種々の荷重により生じる種々の応力について安全基準を満たすように建築物の形状、骨格の形式を決め、更に建築構造部材の配置と大きさを決めている。
【０００３】
分譲販売するマンション等の建築物の事業主は、買い主に対して建築物の構造がどのように構成され、また安全性などを説明する説明責任がある。
【０００４】
しかし、建築物の専門分野である構造体について、図面や構造計算書を見せても、専門家ではない買い主には一般的には理解できない。
【０００５】
そこで、建築構造部材の荷重や応力に基づいて決定された強度を、表示画面に表示された実際の建築構造部材に分かりやすく表現する建築構造の強度表示装置が、特許文献１において提案された。
【０００６】
その内容は、複数種類の建築構造部材の形状データ及び相対位置データを記憶する記憶手段と、同記憶手段から読み出された同両データに基づいて各建築構造部材を組み合わせた仮想３次元モデルを構築し、同仮想３次元モデルから選択された建築構造部材に対して平面上に描画された２次元線図を作成する２次元線図作成手段と、同２次元線図作成手段により得られた２次元線図を表示画面に表示させる表示手段と、各建築構造部材の属性に応じた応力算出用データに基づいて応力値を算出する応力算出手段と、前記建築構造部材の２次元線図に対して建築構造部材毎に応力値が属する帯域に対応して複数の異なる強度表示態様を小さい応力値から大きな応力値まで順に用意し、同複数の強度表示態様の中から前記応力算出手段によって得られた応力値が含まれる帯域に対応する強度表示態様を選択する選択手段と、同選択手段によって選択された所定の強度表示態様を２次元線図上の建築構造部材の強度表示態様として表示画面に表示させる強度表示手段とを有する建築構造の強度表示装置である。
【０００７】
しかし、この特許文献１において開示された装置においては、各建築構造部材を組み合わせた仮想３次元モデルから選択された建築構造部材に対して平面上に描画された２次元線図を作成して表示画面に表示し、その２次元線図上の建築構造部材を、応力値に応じた強度表示態様で表現させることにより、視覚的に実際の建築構造部材の強度を理解できるようにしたものであるが、これは、建築設計家向けのものであり、個別の建築構造部材が安全かどうかよりも、建築物全体の安全性を買い主に説明するツールとしては不向きである。
【０００８】
一般的に素人である買い主にわかりやすく説明するためには、当該建築物の基礎、杭、梁、柱、耐震壁等がどの位置に、どのように配置されているかを、３Ｄ（３次元）画像を用い、画像の回転、拡大を交えながら説明すると、理解が早いと考えられる。
【０００９】
しかし、３Ｄ画像を、ＰＣ（Personal Computer）を用いて表示するには、特別なビュワーや３次元グラフィックス記述言語をＰＣにインストールないしインターネットを介してダウンロードする必要がある。また、３Ｄ画像は一般的にデータサイズが大きく、複雑かつ外観がきれいな表示を高速で行うには、ＰＣのＣＰＵの処理速度が速いことが要求されるため、高性能なＰＣを使用しないと、画像処理に時間がかかり、快適な画像再現が困難となる。
【００１０】
このような問題を解決するために、特許文献２には、Ｗｅｂブラウザ上で３Ｄ画像をスムーズに表示できるＷｅｂ３Ｄ画像表示システムが開示されている。
【００１１】
これは、サーバから３Ｄ画像ファイルをダウンロードし、Ｗｅｂブラウザ上で３Ｄ画像を表示するコンピュータシステムであって、ＶＲＭＬ（Virtual Reality Modeling Language）等の標準的なＷｅｂ用３Ｄグラフィックス記述言語で記述されたＷｅｂ３Ｄファイルから取出された３Ｄシーン情報を基に編集・生成し、編集・生成して得られた３Ｄシーン情報の３Ｄ圧縮ファイルとリアルタイム３Ｄレンダリング及びモーションアルゴリズムを実行して該３Ｄシーンを表示するための３Ｄアプレットとを保持するサーバと、３Ｄシーンを表示するための３Ｄアプレット及び３Ｄ圧縮ファイルをダウンロードして３Ｄシーンを表示するＷｅｂブラウザと、を備え、Ｗｅｂブラウザは、サーバとのコミュニケーションによりサーバに３Ｄアプレットを要求してダウンロードする３Ｄアプレット要求手段と、３Ｄアプレットを実行してサーバに３Ｄ圧縮ファイルを要求しダウンロードする３Ｄ圧縮ファイル要求手段と、シーン，バックグラウンド，イメージ，シェイプ，テクスチャ，アプレット，ツールバー等のオプション情報をサーバに要求してダウンロードするオプション情報要求手段と、ダウンロードを完了して全ての情報を受け取った後、サーバを介さずにＷｅｂブラウザ単独で３Ｄアプレットを実行する３Ｄアプレット実行手段と、３Ｄアプレット実行手段によりリアルタイム３Ｄレンダリング及びモーションアルゴリズムをＷｅｂブラウザ単独で実行し継続して３Ｄシーンの表示を行う３Ｄシーン表示手段と、３Ｄシーンを表示すると共に、利用者とのインタラクティビィティを可能にするインタラクティブ表示処理手段とを有するＷｅｂ３Ｄ画像表示システムである。
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−６７１０３号公報
【特許文献２】再公表ＷＯ２００３／０３４３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、マンション等の共同住宅建築の購入を検討しようとするクライアントに、その建築物の設計図や構造計算書を示しても、それが安全設計されているかどうか、クライアントには判らない。また、特許文献１に記載されたような建築構造の強度表示装置を用いても、建築物全体の安全性については把握することが困難である。
【００１４】
マンション等のディベロッパーにとって、マンション等の構造体がどうなっているのかをクライアントに説明する説明責任があるし、クライアントにとっても、耐震構造等の安全性を満たしているかどうかの説明を受けることが購入の大きな要件となる。
【００１５】
具体的には、杭、基礎、柱、梁、耐震壁、床等がどういう構造体になっているか、杭がどのくらいの長さになっているか、接合部の曲げモーメントは大丈夫か、鉄筋がどういう風に入っているかを説明することは、クライアントに対する大きな判断材料を与えることになる。また、そのような説明を判りやすく行うことによって、マンション等のディベロッパーに対する信頼感が築かれる。
【００１６】
本発明は、そのような、マンション等の買い主に対する説明責任を果たすためのツールとして有用であり、クライアントに判りやすく、またＰＣのＷｅｂブラウザ上で３Ｄ画像をスムーズに表示できる建築構造体説明用画像システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するため、本発明は、上述の特許文献２に開示されたＷｅｂ３Ｄ画像表示システムを利用し、クライアントに判りやすく、またＰＣのＷｅｂブラウザ上で３Ｄ画像をスムーズに表示できる建築構造体説明用画像システムとして開発されたものである。
本発明の建築構造体説明用画像システムは、インターネットを介してＰＣに接続されるＷｅｂサーバ、またはＰＣに直接接続される外部メモリ、あるいはＰＣの内部メモリに、建築構造体を説明するためのページをディスプレイ上に表示するためのページデータ、およびそのページに表示する建築構造体のデータならびに３Ｄアプレットページ動作プログラムが格納されているページデータベースと、Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールを動かすためのエンジンの圧縮データおよび３Ｄ画面表示データが格納されている３次元モデルデータベースと、指定された建築構造物の各要素に色や質感を付加する画像が格納されているテクスチャデータベースと、Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールを動かすための基本的な命令が３Ｄアプレットで記述されたデータファイル、および３Ｄ画面の動きを円滑に行うための命令が３Ｄアプレットで記述されたデータファイルが格納されている動作実行データベースと、が格納され、前記ＰＣに、インターネット用のオブジェクト指向言語で記述されたプログラムが動作可能なＷｅｂブラウザがインストールされ、前記３次元モデルデータベースは、３Ｄシーン情報の３Ｄ圧縮ファイルとリアルタイム３Ｄレンダリングおよびモーションアルゴリズムを実行して該３Ｄシーン情報を表示するための３Ｄアプレットとで構成され、前記ページデータベースに格納されるページは、ｈｔｍｌ（HyperText Markup Language）形式および３Ｄアプレットで記述され、前記テクスチャデータベースに格納される画像は、ｇｉｆ，ｊｐｅｇ等の汎用の画像形式であることを特徴とする。
本発明では、特別なビュワーや３次元グラフィックス記述言語を用いないので、一般的なＰＣに標準的にインストールされているＷｅｂブラウザ上で、画像を表示することができ、３Ｄシーン情報が圧縮ファイルで保存されていることと、３Ｄアプレットを使用しているので、画像のデータサイズを小さくでき、また画像処理を高速に行うことができ、快適な画像閲覧が可能となる。
前記ページデータには、フレーム構成ページデータ、保有水平耐力ページデータ、パネルゾーンと構造ページデータの少なくともいずれかを含ませることができる。ＰＣのＷｅｂブラウザ上で、鉄骨柱梁接合部などに形成される大きなせん断力を受ける領域であるパネルゾーンおよび（鉄骨）構造、重心と剛心の位置および偏心率を示す保有水平耐力、柱と梁で構成された骨組部分であるフレームの構成をそれぞれ３Ｄで表示し、また回転、拡大、移動などの操作により判りやすく表示することができる。
ここで「重心」は、建築物の重さの中心であり、「剛心」は耐震要素の配置による強さの中心である。建築物が地震力の作用によって崩壊メカニズムを形成する場合において、地震力は、建築物の各階の重心に作用する。これを、各階の柱、耐力壁及び筋かいが負担する抵抗の度合いである剛心が抵抗する。重心と剛心の離れの度合いである「偏心率」は、地震力に対する建築物のねじれ剛性を示す。偏心率が大きくなれば、建築物全体のねじれが大きくなり、バランスが崩れて崩壊しやすくなる。Ｗｅｂブラウザ上で、各階の重心と剛心の位置を３Ｄで表示することにより、その建築物の地震耐力を判りやすく説明することができる。
前記３Ｄアプレットは、Ｊａｖａ（登録商標）アプレットを用いることができる。ここで、「アプレット」とは、Ｊａｖａ（登録商標）等のインターネット用のオブジェクト指向言語のプログラミングに利用できる簡単なモジュールのことをいう。
前記３次元モデルデータベースにおける３Ｄシーン情報は、Ｗｅｂ用３Ｄグラフィックス記述言語で記述されたＷｅｂ３Ｄファイルから取出された３Ｄシーン情報を基に編集・生成して得られたものとすることができる。
前記Ｗｅｂ用３Ｄグラフィックス記述言語は、ＶＲＭＬを用いることができる。ここで、ＶＲＭＬは、インターネットのＷｅｂ上で三次元仮想空間を表現するための言語であり、多くのＣＡＤ（Computer Aided Design）や多くのＣＧ（Computer Graphics)ソフトから出力することが可能であるが、Ｗｅｂブラウザで再現するには専用のプラグインを必要とし、高速のＣＰＵを必要とする。本発明では、３ＤコンテンツをＪａｖａ（登録商標）アプレットとして作成することで、専用のプラグインを不要としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、特別なビュワーや３次元グラフィックス記述言語を用いないので、一般的なＰＣに標準的にインストールされているＷｅｂブラウザ上で、画像を表示することができ、３Ｄシーン情報が圧縮ファイルで保存されていることと、３Ｄアプレットを使用しているので、画像のデータサイズを小さくでき、また画像処理を高速に行うことができ、快適な画像閲覧が可能となる。
ＰＣに標準的にインストールされているＷｅｂブラウザ上で、鉄骨柱梁接合部などに形成される大きなせん断力を受ける領域であるパネルゾーンおよび（鉄骨）構造を３Ｄで表示した上で、各フレーム部分（杭、基礎、柱、梁、床、耐震壁）をそれぞれ抜粋表示し、また回転、拡大、移動などの操作を可能とすることにより、建築物の全体フレーム構成をあらゆる角度から検証できる。
また、柱と梁で構成された骨組部分であるフレームの構成を３Ｄで表示し、また回転、拡大、移動などの操作を可能とすることにより、建築物の杭または基礎がどのようにその土地の支持地盤に定着しているかを３Ｄ表示できる。
さらに、重心と剛心の位置および偏心率を示す保有水平耐力を３Ｄで表示し、また回転、拡大、移動などの操作を可能とすることにより、重心と剛心の離れ、いわゆる偏心率の大きさを確認しながら、建築物のバランスの良さを検証できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図７を用いて説明する。
図１は、本実施の形態の構成を示すブロック図であり、クライアントＰＣ（以下、単に「ＰＣ」という）１と、ＰＣ１とインターネットを介して通信可能なＷｅｂ（World Wide Webの略）サーバ２、および／またはＰＣ１にＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子等を介して接続可能な外部メモリ３を有している。外部メモリ３としては、ＩＣメモリ、ＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ，ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ等のメモリ媒体を用いることができる。ＰＣ１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）やＭａｃＯＳ（登録商標）等のＯＳ（Operating System）やプログラムがインストールされたハードディスクや、ＲＡＭ（Random Access Memory），ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶手段と、キーボード、マウス等の入力手段と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等の表示装置と、インターネットを介しての通信を行う通信手段を有している一般的な構成のものである。
【００２０】
ＰＣ１には、Ｊａｖａ（登録商標）等の画像や音声の表現をリアルタイムに表現するインターネット用のオブジェクト指向言語で記述されたプログラムが動作可能な、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｘｐｌｏｒｅｒ（登録商標）やＮｅｔｓｃａｐｅ Ｎａｖｉｇａｔｏｒ（登録商標）等の一般的なＷｅｂブラウザがインストールされており、ＨＴＭＬで記述されたインターネット用の画面、文書を表示装置上に表示することができる。
【００２１】
本実施の形態においては、インターネットを介してＰＣ１に接続されるＷｅｂサーバ２またはＰＣ１のＵＳＢ端子等に直接接続されるかＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤ−ＲＯＭドライブに装着されるディスク等の外部メモリ３には、ページデータベース１０と、３次元モデルデータベース２０と、動作チェックデータベース３０と、テクスチャデータベース４０と、動作実行データベース５０が格納されている。これらのデータベースは、ＰＣ１内のハードディスク等にコピーして用いることができる。
【００２２】
ページデータベース１０には、建築構造体を説明するためのトップページデータ１１、フレーム構成ページデータ１２、保有水平耐力ページデータ１３、およびパネルゾーンと構造ページデータ１４およびそれらのページに表示する建築構造体のデータおよびＪａｖａ（登録商標）アプレットページ動作プログラムが格納されている。これらのページデータは、ＶＲＭＬ（Virtual Reality Modeling Language）等の標準的なＷｅｂ用３Ｄグラフィックス記述言語で記述されたＷｅｂ３Ｄファイルから取出された３Ｄシーン情報を基に編集・生成されたものである。
【００２３】
３次元モデルデータベース２０には、Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールである３Ｄプログラムを動かすためのエンジンの圧縮データからなるエンジンと、３Ｄ画面表示データと、保有水平耐力画面で表示する文書のデータが格納されている。
【００２４】
動作チェックデータベース３０には、Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールが立ち上がるまでのチェックを行うプログラム各ｈｔｍｌから受け取った命令を実行するスクリプトが格納されている。
【００２５】
テクスチャデータベース４０には、指定された建築構造物の各要素に色や質感を付加する画像が格納されている。
【００２６】
動作実行データベース５０には、Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールを動かすための基本的な命令がＪａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）で記述されたデータファイルと、３Ｄ画面の動きを円滑に行うための命令がＪａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）で記述されたデータファイルとが格納されている。
【００２７】
Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールは、特許文献２において開示され、ＹＡＰＰＡ３Ｄ（商標）として提供されているものを用いることができる。
【００２８】
ＰＣ１を起動後、Ｗｅｂブラウザを開き、Ｗｅｂサーバ２のＵＲＬを入力するか、お気に入りのリストからＷｅｂサーバ２のサイト名称を選択すると、インターネットを介してＷｅｂサーバ２に接続され、Ｗｅｂサーバ２に格納されているトップページデータ１１の画面が表示されるとともに、ページデータベース１０、３次元モデルデータベース２０、動作チェックデータベース３０、３Ｄテクスチャデータベース４０、動作実行データベース５０がＰＣ１の記憶手段における所定の領域にダウンロードされる。なお、Ｗｅｂサーバ２に格納された各データベースをインターネットを介してダウンロードする代わりに、各データベースを外部メモリ３に保存し、その外部メモリ３をＰＣ１に接続することにより、データベースにアクセスするようにすることもできる。
【００２９】
トップページデータ１１で記述されたトップページ画面は、図示しないが、マンション等の建築物のディベロッパーのホームページのようなものであり、建築物件であるマンションをマウス等で選択すると、図２に示すような該当物件のフレーム構成画面となる。
【００３０】
図２は、フレーム構成ページデータ１２に基づく画面を示すものである。この画面は、３Ｄ表示領域であるアプレット画面１２ａと、画面切換ボタン１２ｂと、３Ｄ画面操作ボタン１２ｃと、構造物指定ボタン１２ｄと、構造物指定ボタン１２ｄで指定された構造物のデータを表示する構造物データ表示領域１２ｅと、フレーム構成一覧表示領域１２ｆを有している。画面切換ボタン１２ｂは、「フレーム構成」と「保有水平耐力」と「パネルゾーンと構造」からなっている。３Ｄ画面操作ボタン１２ｃは、「回転」と「移動」と「ズーム」と「リセット」からなっている。構造物指定ボタン１２ｄは、「基礎」と「柱」と「地中梁」と「梁」と「耐震壁」と「ボイドスラブ」と「杭」と「土質」からなっている。図２の１２−１は、構造物指定ボタン１２ｄの「基礎」をマウスで押したときに画面に表示される、フレーム構成ページデータ１２の下位の基礎ページを示している。
【００３１】
このフレーム構成ページデータ１２に基づく画面の各部とそれらを画面表示するためのデータとの関連を図３（ａ）に示し、各ボタン１２ｂ，１２ｃ，１２ｄをマウスで押したときの処理のフローチャートを図３（ｂ）に示す。
【００３２】
図３（ｂ）のフローチャートにおいて、フレーム構成ページデータ１２に基づく画面のアプレット画面１２ａに３Ｄオブジェクトまたは３Ｄシーンを３次元モデルデータベース２０に格納されている圧縮フォルダから読み込む（Ｓ１）。動作チェックデータベース３０に格納されているチェックプログラムにより、３Ｄプログラム起動時のチェックを行う（Ｓ２）。３Ｄプログラムが起動すると、アプレット画面１２ａにＪａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）で記述された３Ｄアプレットが実行され、インタラクディブ３Ｄシーンが表示される（Ｓ３）。この画面上で構造物指定ボタン１２ｄのいずれかを押すと（Ｓ４）、動作実行データベース５０より、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）コードがＨｔｍｌ画面内に読み込まれる（Ｓ５）。Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）コードの指示により（Ｓ６）、３Ｄオブジェクト表示画像をテクスチャデータベース４０より読み込む（Ｓ７）。これは、選択部位をカラー表示するためのものである。あるいは、動作実行データベース５０内の３Ｄを動かす命令（Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標））により、３Ｄオブジェクト効果、アニメーションを読み込む（Ｓ８）。これは、フレームを透明にしたり、オブジェクトの自動移動をしたりするためのものである。読み込まれたデータに基づき、３Ｄアプレットが実行され、インタラクディブ３Ｄシーンが表示される。すなわち、選択部位が配筋別でカラー表示される（Ｓ９）。
【００３３】
３Ｄ画面操作ボタン１２ｃの「回転」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１２ａ内で動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が回転する。３Ｄ画面操作ボタン１２ｃの「移動」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１２ａ内で動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が移動する。３Ｄ画面操作ボタン１２ｃの「ズーム」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１２ａ内で上下に動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が拡大・縮小する。
【００３４】
このように、建築物の全体フレーム構成を３Ｄで表示した上で、各フレーム部分（杭、基礎、柱、梁、床、耐震壁）をそれぞれ抜粋表示することにより、あらゆる角度から構造体を検証することができる。
【００３５】
図４は、保有水平耐力ページデータ１３に基づく画面を示すものである。この画面は、３Ｄ表示領域であるアプレット画面１３ａと、画面切換ボタン１３ｂと、３Ｄ画面操作ボタン１３ｃと、バランス項目指定ボタン１３ｄと、バランス項目指定ボタン１３ｄで指定された項目の解説を表示する用語解説表示領域１３ｅと、耐震強度一覧表示領域１３ｆを有している。画面切換ボタン１３ｂは、「フレーム構成」と「保有水平耐力」と「パネルゾーンと構造」からなっている。３Ｄ画面操作ボタン１３ｃは、「回転」と「移動」と「ズーム」と「リセット」からなっている。バランス項目指定ボタン１３ｄは、「重心」と「剛心」と「偏心率」からなっている。図４の１３−１は、バランス項目指定ボタン１３ｄの「偏心率」をマウスで押したときに画面に表示される、保有水平耐力ページデータ１３の下位の偏心率ページを示している。
【００３６】
この保有水平耐力ページデータ１３に基づく画面の各部とそれらを画面表示するためのデータとの関連を図５（ａ）に示し、各ボタン１３ｂ，１３ｃ，１３ｄをマウスで押したときの処理のフローチャートを図５（ｂ）に示す。
【００３７】
図５（ｂ）のフローチャートにおいて、保有水平耐力ページデータ１３に基づく画面のアプレット画面１３ａに３Ｄオブジェクトまたは３Ｄシーンを３次元モデルデータベース２０に格納されている圧縮フォルダから読み込む（Ｓ１１）。動作チェックデータベース３０に格納されているチェックプログラムにより、３Ｄ起動時のチェックを行う（Ｓ１２）。３Ｄプログラムが起動すると、アプレット画面１３ａにＪａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）で記述された３Ｄアプレットが実行され、インタラクディブ３Ｄシーンが表示される（Ｓ１３）。この画面上でバランス項目指定ボタン１３ｄのいずれかを押すと（Ｓ１４）、動作実行データベース５０より、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）コードがＨｔｍｌ画面内に読み込まれる（Ｓ１５）。Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）コードの指示により（Ｓ１６）、３Ｄオブジェクト表示画像をページデータベース１０の画像保存フォルダより読み込む（Ｓ１７）。これは、「基準点」、「重心」、「剛心」、「偏心率」をカラー表示するためのものである。あるいは、動作実行データベース５０内の３Ｄを動かす命令（Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標））により、３Ｄオブジェクト効果、アニメーションを読み込む（Ｓ１８）。これは、フレームを透明にしたり、オブジェクトの自動移動をしたりするためのものである。読み込まれたデータに基づき、３Ｄアプレットが実行され、インタラクディブ３Ｄシーンが表示される。すなわち、追加オブジェクトがカラー表示される（Ｓ１９）。
【００３８】
３Ｄ画面操作ボタン１３ｃの「回転」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１３ａ内で動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が回転する。３Ｄ画面操作ボタン１３ｃの「移動」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１３ａ内で動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が移動する。３Ｄ画面操作ボタン１３ｃの「ズーム」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１３ａ内で上下に動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が拡大・縮小する。
【００３９】
このように、建築物の各階の重心と剛心位置を３Ｄで表示して、重心と剛心の離れ、すなわち偏心率の大きさを確認しながら、建物のバランスの良さを検証することができる。
【００４０】
図６は、パネルゾーンと構造ページデータ１４に基づく画面を示すものである。この画面は、３Ｄ表示領域であるアプレット画面１４ａと、画面切換ボタン１４ｂと、３Ｄ画面操作ボタン１４ｃと、パネルゾーン指定ボタン１４ｄと、パネルゾーンの用語の解説を表示する用語解説表示領域１４ｅとを有している。画面切換ボタン１４ｂは、「フレーム構成」と「保有水平耐力」と「パネルゾーンと構造」からなっている。３Ｄ画面操作ボタン１４ｃは、「回転」と「移動」と「ズーム」と「リセット」からなっている。パネルゾーン指定ボタン１４ｄは、「柱と梁」の一方または全体を選択するボタンと「基礎と地中梁」の一方または全体を選択するボタンと「基礎と杭」の一方または全体を選択するボタンと「床と梁」の一方または全体を選択するボタンからなっている。図６の１４−１は、パネルゾーン指定ボタン１４ｄの「柱と梁」の全体を選択したときに画面に表示される、パネルゾーンと構造ページデータ１４の下位の、柱と梁の接合部の配筋の状態を示すページを示している。
【００４１】
このパネルゾーンと構造ページデータ１４に基づく画面の各部とそれらを画面表示するためのデータとの関連を図７（ａ）に示し、各ボタン１４ｂ，１４ｃ，１４ｄをマウスで押したときの処理のフローチャートを図７（ｂ）に示す。
【００４２】
図７（ｂ）のフローチャートにおいて、パネルゾーンと構造ページデータ１４に基づく画面のアプレット画面１４ａに３Ｄオブジェクトまたは３Ｄシーンを３次元モデルデータベース２０に格納されている圧縮フォルダから読み込む（Ｓ２１）。動作チェックデータベース３０に格納されているチェックプログラムにより、３Ｄ起動時のチェックを行う（Ｓ２２）。３Ｄプログラムが起動すると、アプレット画面１４ａにＪａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）で記述された３Ｄアプレットが実行され、インタラクディブ３Ｄシーンが表示される（Ｓ２３）。この画面上で「柱と梁」か「基礎と地中梁」か「基礎と杭」か「床と梁」かのいずれかの項目における一方または全体を選択するボタンを押すと（Ｓ２４）、動作実行データベース５０より、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）コードがＨｔｍｌ画面内に読み込まれる（Ｓ２５）。Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）コードの指示により（Ｓ２６）、３Ｄオブジェクト表示画像をページデータベース１０の画像保存フォルダより読み込む（Ｓ２７）。これは、配筋のカラー表示、文言表示をするためのものである。あるいは、動作実行データベース５０内の３Ｄを動かす命令（Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標））により、３Ｄオブジェクト効果、アニメーションを読み込む（Ｓ２８）。これは、主要部位にクローズアップしたり、接合部配筋以外を透明にしたり、オブジェクトの自動移動をしたり、追加オブジェクトの読み込みをしたり、配筋の表示・非表示を切り替えるためのものである。読み込まれたデータに基づき、３Ｄアプレットが実行され、インタラクディブ３Ｄシーンが表示される。すなわち、選択部位の配筋表示がなされる（Ｓ２９）。
【００４３】
３Ｄ画面操作ボタン１４ｃの「回転」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１４ａ内で動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が回転する。３Ｄ画面操作ボタン１４ｃの「移動」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１４ａ内で動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が移動する。３Ｄ画面操作ボタン１４ｃの「ズーム」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１４ａ内で上下に動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が拡大・縮小する。
【００４４】
このように、建築物の各フレーム同士が接合する部分であるパネルゾーンの配筋・鉄骨の詳細を３Ｄで表示して、あらゆる角度から検証することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、建築物の耐震構造や免震構造等の安全性を、３次元画像を用いて可視的に説明をするための建築構造体説明用画像システムとして、建築の分野において利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態に係るフレーム構成ページデータに基づく画面を示す説明図である。
【図３】本実施の形態に係るフレーム構成ページデータに基づく画面の各部とそれらを画面表示するためのデータとの関連を示すブロック図およびフローチャートである。
【図４】本実施の形態に係る保有水平耐力ページデータに基づく画面を示す説明図である。
【図５】本実施の形態に係る保有水平耐力ページデータに基づく画面の各部とそれらを画面表示するためのデータとの関連を示すブロック図およびフローチャートである。
【図６】本実施の形態に係るパネルゾーンと構造ページデータに基づく画面を示す説明図である。
【図７】本実施の形態に係るパネルゾーンと構造ページデータに基づく画面の各部とそれらを画面表示するためのデータとの関連を示すブロック図およびフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１ ＰＣ
２ Ｗｅｂサーバ
３ 外部メモリ
１０ ページデータベース
１１ トップページデータ
１２ フレーム構成ページデータ
１２ａ アプレット画面
１２ｂ 画面切換ボタン
１２ｃ ３Ｄ画面操作ボタン
１２ｄ 構造物指定ボタン
１２ｅ 構造物データ表示領域
１２ｆ フレーム構成一覧表示領域
１３ 保有水平耐力ページデータ
１３ａ アプレット画面
１３ｂ 画面切換ボタン
１３ｃ ３Ｄ画面操作ボタン
１３ｄ バランス項目指定ボタン
１３ｅ 用語解説表示領域
１３ｆ 耐震強度一覧表示領域
１４ パネルゾーンと構造ページデータ
１４ａ アプレット画面
１４ｂ 画面切換ボタン
１４ｃ ３Ｄ画面操作ボタン
１４ｄ パネルゾーン指定ボタン
１４ｅ 用語解説表示領域
２０ ３次元モデルデータベース
３０ 動作チェックデータベース
４０ テクスチャデータベース
５０ 動作実行データベース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の耐震構造や免震構造等の安全性を、３次元画像を用いて可視的に説明をするための建築構造体説明用画像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物の構造設計においては建築物に常時あるいは一時的に働く固定荷重、積載荷重、積雪荷重、風圧力、地震力等の種々の力を考慮した構造計画が必要となる。建築物の構造設計ではこれら種々の荷重により生じる種々の応力について安全基準を満たすように建築物の形状、骨格の形式を決め、更に建築構造部材の配置と大きさを決めている。
【０００３】
分譲販売するマンション等の建築物の事業主は、買い主に対して建築物の構造がどのように構成され、また安全性などを説明する説明責任がある。
【０００４】
しかし、建築物の専門分野である構造体について、図面や構造計算書を見せても、専門家ではない買い主には一般的には理解できない。
【０００５】
そこで、建築構造部材の荷重や応力に基づいて決定された強度を、表示画面に表示された実際の建築構造部材に分かりやすく表現する建築構造の強度表示装置が、特許文献１において提案された。
【０００６】
その内容は、複数種類の建築構造部材の形状データ及び相対位置データを記憶する記憶手段と、同記憶手段から読み出された同両データに基づいて各建築構造部材を組み合わせた仮想３次元モデルを構築し、同仮想３次元モデルから選択された建築構造部材に対して平面上に描画された２次元線図を作成する２次元線図作成手段と、同２次元線図作成手段により得られた２次元線図を表示画面に表示させる表示手段と、各建築構造部材の属性に応じた応力算出用データに基づいて応力値を算出する応力算出手段と、前記建築構造部材の２次元線図に対して建築構造部材毎に応力値が属する帯域に対応して複数の異なる強度表示態様を小さい応力値から大きな応力値まで順に用意し、同複数の強度表示態様の中から前記応力算出手段によって得られた応力値が含まれる帯域に対応する強度表示態様を選択する選択手段と、同選択手段によって選択された所定の強度表示態様を２次元線図上の建築構造部材の強度表示態様として表示画面に表示させる強度表示手段とを有する建築構造の強度表示装置である。
【０００７】
しかし、この特許文献１において開示された装置においては、各建築構造部材を組み合わせた仮想３次元モデルから選択された建築構造部材に対して平面上に描画された２次元線図を作成して表示画面に表示し、その２次元線図上の建築構造部材を、応力値に応じた強度表示態様で表現させることにより、視覚的に実際の建築構造部材の強度を理解できるようにしたものであるが、これは、建築設計家向けのものであり、個別の建築構造部材が安全かどうかよりも、建築物全体の安全性を買い主に説明するツールとしては不向きである。
【０００８】
一般的に素人である買い主にわかりやすく説明するためには、当該建築物の基礎、杭、梁、柱、耐震壁等がどの位置に、どのように配置されているかを、３Ｄ（３次元）画像を用い、画像の回転、拡大を交えながら説明すると、理解が早いと考えられる。
【０００９】
しかし、３Ｄ画像を、ＰＣ（Personal Computer）を用いて表示するには、特別なビュワーや３次元グラフィックス記述言語をＰＣにインストールないしインターネットを介してダウンロードする必要がある。また、３Ｄ画像は一般的にデータサイズが大きく、複雑かつ外観がきれいな表示を高速で行うには、ＰＣのＣＰＵの処理速度が速いことが要求されるため、高性能なＰＣを使用しないと、画像処理に時間がかかり、快適な画像再現が困難となる。
【００１０】
このような問題を解決するために、特許文献２には、Ｗｅｂブラウザ上で３Ｄ画像をスムーズに表示できるＷｅｂ３Ｄ画像表示システムが開示されている。
【００１１】
これは、サーバから３Ｄ画像ファイルをダウンロードし、Ｗｅｂブラウザ上で３Ｄ画像を表示するコンピュータシステムであって、ＶＲＭＬ（Virtual Reality Modeling Language）等の標準的なＷｅｂ用３Ｄグラフィックス記述言語で記述されたＷｅｂ３Ｄファイルから取出された３Ｄシーン情報を基に編集・生成し、編集・生成して得られた３Ｄシーン情報の３Ｄ圧縮ファイルとリアルタイム３Ｄレンダリング及びモーションアルゴリズムを実行して該３Ｄシーンを表示するための３Ｄアプレットとを保持するサーバと、３Ｄシーンを表示するための３Ｄアプレット及び３Ｄ圧縮ファイルをダウンロードして３Ｄシーンを表示するＷｅｂブラウザと、を備え、Ｗｅｂブラウザは、サーバとのコミュニケーションによりサーバに３Ｄアプレットを要求してダウンロードする３Ｄアプレット要求手段と、３Ｄアプレットを実行してサーバに３Ｄ圧縮ファイルを要求しダウンロードする３Ｄ圧縮ファイル要求手段と、シーン，バックグラウンド，イメージ，シェイプ，テクスチャ，アプレット，ツールバー等のオプション情報をサーバに要求してダウンロードするオプション情報要求手段と、ダウンロードを完了して全ての情報を受け取った後、サーバを介さずにＷｅｂブラウザ単独で３Ｄアプレットを実行する３Ｄアプレット実行手段と、３Ｄアプレット実行手段によりリアルタイム３Ｄレンダリング及びモーションアルゴリズムをＷｅｂブラウザ単独で実行し継続して３Ｄシーンの表示を行う３Ｄシーン表示手段と、３Ｄシーンを表示すると共に、利用者とのインタラクティビィティを可能にするインタラクティブ表示処理手段とを有するＷｅｂ３Ｄ画像表示システムである。
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−６７１０３号公報
【特許文献２】再公表ＷＯ２００３／０３４３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、マンション等の共同住宅建築の購入を検討しようとするクライアントに、その建築物の設計図や構造計算書を示しても、それが安全設計されているかどうか、クライアントには判らない。また、特許文献１に記載されたような建築構造の強度表示装置を用いても、建築物全体の安全性については把握することが困難である。
【００１４】
マンション等のディベロッパーにとって、マンション等の構造体がどうなっているのかをクライアントに説明する説明責任があるし、クライアントにとっても、耐震構造等の安全性を満たしているかどうかの説明を受けることが購入の大きな要件となる。
【００１５】
具体的には、杭、基礎、柱、梁、耐震壁、床等がどういう構造体になっているか、杭がどのくらいの長さになっているか、接合部の曲げモーメントは大丈夫か、鉄筋がどういう風に入っているかを説明することは、クライアントに対する大きな判断材料を与えることになる。また、そのような説明を判りやすく行うことによって、マンション等のディベロッパーに対する信頼感が築かれる。
【００１６】
本発明は、そのような、マンション等の買い主に対する説明責任を果たすためのツールとして有用であり、クライアントに判りやすく、またＰＣのＷｅｂブラウザ上で３Ｄ画像をスムーズに表示できる建築構造体説明用画像システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するため、本発明は、上述の特許文献２に開示されたＷｅｂ３Ｄ画像表示システムを利用し、クライアントに判りやすく、またＰＣのＷｅｂブラウザ上で３Ｄ画像をスムーズに表示できる建築構造体説明用画像システムとして開発されたものである。
本発明の建築構造体説明用画像システムは、インターネットを介してＰＣに接続されるＷｅｂサーバ、またはＰＣに直接接続される外部メモリ、あるいはＰＣの内部メモリに、建築構造体を説明するためのページをディスプレイ上に表示するためのページデータ、およびそのページに表示する建築構造体のデータならびに３Ｄアプレットページ動作プログラムが格納されているページデータベースと、Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールを動かすためのエンジンの圧縮データおよび３Ｄ画面表示データが格納されている３次元モデルデータベースと、指定された建築構造物の各要素に色や質感を付加する画像が格納されているテクスチャデータベースと、Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールを動かすための基本的な命令が３Ｄアプレットで記述されたデータファイル、および３Ｄ画面の動きを円滑に行うための命令が３Ｄアプレットで記述されたデータファイルが格納されている動作実行データベースと、が格納され、前記ＰＣに、インターネット用のオブジェクト指向言語で記述されたプログラムが動作可能なＷｅｂブラウザがインストールされ、前記３次元モデルデータベースは、３Ｄシーン情報の３Ｄ圧縮ファイルとリアルタイム３Ｄレンダリングおよびモーションアルゴリズムを実行して該３Ｄシーン情報を表示するための３Ｄアプレットとで構成され、前記ページデータベースに格納されるページは、ｈｔｍｌ（HyperText Markup Language）形式および３Ｄアプレットで記述され、前記テクスチャデータベースに格納される画像は、ｇｉｆ，ｊｐｅｇ等の汎用の画像形式であることを特徴とする。
本発明では、特別なビュワーや３次元グラフィックス記述言語を用いないので、一般的なＰＣに標準的にインストールされているＷｅｂブラウザ上で、画像を表示することができ、３Ｄシーン情報が圧縮ファイルで保存されていることと、３Ｄアプレットを使用しているので、画像のデータサイズを小さくでき、また画像処理を高速に行うことができ、快適な画像閲覧が可能となる。
前記ページデータには、フレーム構成ページデータ、保有水平耐力ページデータ、パネルゾーンと構造ページデータの少なくともいずれかを含ませることができる。ＰＣのＷｅｂブラウザ上で、鉄骨柱梁接合部などに形成される大きなせん断力を受ける領域であるパネルゾーンおよび（鉄骨）構造、重心と剛心の位置および偏心率を示す保有水平耐力、柱と梁で構成された骨組部分であるフレームの構成をそれぞれ３Ｄで表示し、また回転、拡大、移動などの操作により判りやすく表示することができる。
ここで「重心」は、建築物の重さの中心であり、「剛心」は耐震要素の配置による強さの中心である。建築物が地震力の作用によって崩壊メカニズムを形成する場合において、地震力は、建築物の各階の重心に作用する。これを、各階の柱、耐力壁及び筋かいが負担する抵抗の度合いである剛心が抵抗する。重心と剛心の離れの度合いである「偏心率」は、地震力に対する建築物のねじれ剛性を示す。偏心率が大きくなれば、建築物全体のねじれが大きくなり、バランスが崩れて崩壊しやすくなる。Ｗｅｂブラウザ上で、各階の重心と剛心の位置を３Ｄで表示することにより、その建築物の地震耐力を判りやすく説明することができる。
前記３Ｄアプレットは、Ｊａｖａ（登録商標）アプレットを用いることができる。ここで、「アプレット」とは、Ｊａｖａ（登録商標）等のインターネット用のオブジェクト指向言語のプログラミングに利用できる簡単なモジュールのことをいう。
前記３次元モデルデータベースにおける３Ｄシーン情報は、Ｗｅｂ用３Ｄグラフィックス記述言語で記述されたＷｅｂ３Ｄファイルから取出された３Ｄシーン情報を基に編集・生成して得られたものとすることができる。
前記Ｗｅｂ用３Ｄグラフィックス記述言語は、ＶＲＭＬを用いることができる。ここで、ＶＲＭＬは、インターネットのＷｅｂ上で三次元仮想空間を表現するための言語であり、多くのＣＡＤ（Computer Aided Design）や多くのＣＧ（Computer Graphics)ソフトから出力することが可能であるが、Ｗｅｂブラウザで再現するには専用のプラグインを必要とし、高速のＣＰＵを必要とする。本発明では、３ＤコンテンツをＪａｖａ（登録商標）アプレットとして作成することで、専用のプラグインを不要としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、特別なビュワーや３次元グラフィックス記述言語を用いないので、一般的なＰＣに標準的にインストールされているＷｅｂブラウザ上で、画像を表示することができ、３Ｄシーン情報が圧縮ファイルで保存されていることと、３Ｄアプレットを使用しているので、画像のデータサイズを小さくでき、また画像処理を高速に行うことができ、快適な画像閲覧が可能となる。
ＰＣに標準的にインストールされているＷｅｂブラウザ上で、鉄骨柱梁接合部などに形成される大きなせん断力を受ける領域であるパネルゾーンおよび（鉄骨）構造を３Ｄで表示した上で、各フレーム部分（杭、基礎、柱、梁、床、耐震壁）をそれぞれ抜粋表示し、また回転、拡大、移動などの操作を可能とすることにより、建築物の全体フレーム構成をあらゆる角度から検証できる。
また、柱と梁で構成された骨組部分であるフレームの構成を３Ｄで表示し、また回転、拡大、移動などの操作を可能とすることにより、建築物の杭または基礎がどのようにその土地の支持地盤に定着しているかを３Ｄ表示できる。
さらに、重心と剛心の位置および偏心率を示す保有水平耐力を３Ｄで表示し、また回転、拡大、移動などの操作を可能とすることにより、重心と剛心の離れ、いわゆる偏心率の大きさを確認しながら、建築物のバランスの良さを検証できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図７を用いて説明する。
図１は、本実施の形態の構成を示すブロック図であり、クライアントＰＣ（以下、単に「ＰＣ」という）１と、ＰＣ１とインターネットを介して通信可能なＷｅｂ（World Wide Webの略）サーバ２、および／またはＰＣ１にＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子等を介して接続可能な外部メモリ３を有している。外部メモリ３としては、ＩＣメモリ、ＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ，ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ等のメモリ媒体を用いることができる。ＰＣ１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）やＭａｃＯＳ（登録商標）等のＯＳ（Operating System）やプログラムがインストールされたハードディスクや、ＲＡＭ（Random Access Memory），ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶手段と、キーボード、マウス等の入力手段と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等の表示装置と、インターネットを介しての通信を行う通信手段を有している一般的な構成のものである。
【００２０】
ＰＣ１には、Ｊａｖａ（登録商標）等の画像や音声の表現をリアルタイムに表現するインターネット用のオブジェクト指向言語で記述されたプログラムが動作可能な、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｘｐｌｏｒｅｒ（登録商標）やＮｅｔｓｃａｐｅ Ｎａｖｉｇａｔｏｒ（登録商標）等の一般的なＷｅｂブラウザがインストールされており、ＨＴＭＬで記述されたインターネット用の画面、文書を表示装置上に表示することができる。
【００２１】
本実施の形態においては、インターネットを介してＰＣ１に接続されるＷｅｂサーバ２またはＰＣ１のＵＳＢ端子等に直接接続されるかＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤ−ＲＯＭドライブに装着されるディスク等の外部メモリ３には、ページデータベース１０と、３次元モデルデータベース２０と、動作チェックデータベース３０と、テクスチャデータベース４０と、動作実行データベース５０が格納されている。これらのデータベースは、ＰＣ１内のハードディスク等にコピーして用いることができる。
【００２２】
ページデータベース１０には、建築構造体を説明するためのトップページデータ１１、フレーム構成ページデータ１２、保有水平耐力ページデータ１３、およびパネルゾーンと構造ページデータ１４およびそれらのページに表示する建築構造体のデータおよびＪａｖａ（登録商標）アプレットページ動作プログラムが格納されている。これらのページデータは、ＶＲＭＬ（Virtual Reality Modeling Language）等の標準的なＷｅｂ用３Ｄグラフィックス記述言語で記述されたＷｅｂ３Ｄファイルから取出された３Ｄシーン情報を基に編集・生成されたものである。
【００２３】
３次元モデルデータベース２０には、Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールである３Ｄプログラムを動かすためのエンジンの圧縮データからなるエンジンと、３Ｄ画面表示データと、保有水平耐力画面で表示する文書のデータが格納されている。
【００２４】
動作チェックデータベース３０には、Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールが立ち上がるまでのチェックを行うプログラム各ｈｔｍｌから受け取った命令を実行するスクリプトが格納されている。
【００２５】
テクスチャデータベース４０には、指定された建築構造物の各要素に色や質感を付加する画像が格納されている。
【００２６】
動作実行データベース５０には、Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールを動かすための基本的な命令がＪａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）で記述されたデータファイルと、３Ｄ画面の動きを円滑に行うための命令がＪａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）で記述されたデータファイルとが格納されている。
【００２７】
Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールは、特許文献２において開示され、ＹＡＰＰＡ３Ｄ（商標）として提供されているものを用いることができる。
【００２８】
ＰＣ１を起動後、Ｗｅｂブラウザを開き、Ｗｅｂサーバ２のＵＲＬを入力するか、お気に入りのリストからＷｅｂサーバ２のサイト名称を選択すると、インターネットを介してＷｅｂサーバ２に接続され、Ｗｅｂサーバ２に格納されているトップページデータ１１の画面が表示されるとともに、ページデータベース１０、３次元モデルデータベース２０、動作チェックデータベース３０、３Ｄテクスチャデータベース４０、動作実行データベース５０がＰＣ１の記憶手段における所定の領域にダウンロードされる。なお、Ｗｅｂサーバ２に格納された各データベースをインターネットを介してダウンロードする代わりに、各データベースを外部メモリ３に保存し、その外部メモリ３をＰＣ１に接続することにより、データベースにアクセスするようにすることもできる。
【００２９】
トップページデータ１１で記述されたトップページ画面は、図示しないが、マンション等の建築物のディベロッパーのホームページのようなものであり、建築物件であるマンションをマウス等で選択すると、図２に示すような該当物件のフレーム構成画面となる。
【００３０】
図２は、フレーム構成ページデータ１２に基づく画面を示すものである。この画面は、３Ｄ表示領域であるアプレット画面１２ａと、画面切換ボタン１２ｂと、３Ｄ画面操作ボタン１２ｃと、構造物指定ボタン１２ｄと、構造物指定ボタン１２ｄで指定された構造物のデータを表示する構造物データ表示領域１２ｅと、フレーム構成一覧表示領域１２ｆを有している。画面切換ボタン１２ｂは、「フレーム構成」と「保有水平耐力」と「パネルゾーンと構造」からなっている。３Ｄ画面操作ボタン１２ｃは、「回転」と「移動」と「ズーム」と「リセット」からなっている。構造物指定ボタン１２ｄは、「基礎」と「柱」と「地中梁」と「梁」と「耐震壁」と「ボイドスラブ」と「杭」と「土質」からなっている。図２の１２−１は、構造物指定ボタン１２ｄの「基礎」をマウスで押したときに画面に表示される、フレーム構成ページデータ１２の下位の基礎ページを示している。
【００３１】
このフレーム構成ページデータ１２に基づく画面の各部とそれらを画面表示するためのデータとの関連を図３（ａ）に示し、各ボタン１２ｂ，１２ｃ，１２ｄをマウスで押したときの処理のフローチャートを図３（ｂ）に示す。
【００３２】
図３（ｂ）のフローチャートにおいて、フレーム構成ページデータ１２に基づく画面のアプレット画面１２ａに３Ｄオブジェクトまたは３Ｄシーンを３次元モデルデータベース２０に格納されている圧縮フォルダから読み込む（Ｓ１）。動作チェックデータベース３０に格納されているチェックプログラムにより、３Ｄプログラム起動時のチェックを行う（Ｓ２）。３Ｄプログラムが起動すると、アプレット画面１２ａにＪａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）で記述された３Ｄアプレットが実行され、インタラクディブ３Ｄシーンが表示される（Ｓ３）。この画面上で構造物指定ボタン１２ｄのいずれかを押すと（Ｓ４）、動作実行データベース５０より、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）コードがＨｔｍｌ画面内に読み込まれる（Ｓ５）。Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）コードの指示により（Ｓ６）、３Ｄオブジェクト表示画像をテクスチャデータベース４０より読み込む（Ｓ７）。これは、選択部位をカラー表示するためのものである。あるいは、動作実行データベース５０内の３Ｄを動かす命令（Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標））により、３Ｄオブジェクト効果、アニメーションを読み込む（Ｓ８）。これは、フレームを透明にしたり、オブジェクトの自動移動をしたりするためのものである。読み込まれたデータに基づき、３Ｄアプレットが実行され、インタラクディブ３Ｄシーンが表示される。すなわち、選択部位が配筋別でカラー表示される（Ｓ９）。
【００３３】
３Ｄ画面操作ボタン１２ｃの「回転」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１２ａ内で動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が回転する。３Ｄ画面操作ボタン１２ｃの「移動」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１２ａ内で動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が移動する。３Ｄ画面操作ボタン１２ｃの「ズーム」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１２ａ内で上下に動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が拡大・縮小する。
【００３４】
このように、建築物の全体フレーム構成を３Ｄで表示した上で、各フレーム部分（杭、基礎、柱、梁、床、耐震壁）をそれぞれ抜粋表示することにより、あらゆる角度から構造体を検証することができる。
【００３５】
図４は、保有水平耐力ページデータ１３に基づく画面を示すものである。この画面は、３Ｄ表示領域であるアプレット画面１３ａと、画面切換ボタン１３ｂと、３Ｄ画面操作ボタン１３ｃと、バランス項目指定ボタン１３ｄと、バランス項目指定ボタン１３ｄで指定された項目の解説を表示する用語解説表示領域１３ｅと、耐震強度一覧表示領域１３ｆを有している。画面切換ボタン１３ｂは、「フレーム構成」と「保有水平耐力」と「パネルゾーンと構造」からなっている。３Ｄ画面操作ボタン１３ｃは、「回転」と「移動」と「ズーム」と「リセット」からなっている。バランス項目指定ボタン１３ｄは、「重心」と「剛心」と「偏心率」からなっている。図４の１３−１は、バランス項目指定ボタン１３ｄの「偏心率」をマウスで押したときに画面に表示される、保有水平耐力ページデータ１３の下位の偏心率ページを示している。
【００３６】
この保有水平耐力ページデータ１３に基づく画面の各部とそれらを画面表示するためのデータとの関連を図５（ａ）に示し、各ボタン１３ｂ，１３ｃ，１３ｄをマウスで押したときの処理のフローチャートを図５（ｂ）に示す。
【００３７】
図５（ｂ）のフローチャートにおいて、保有水平耐力ページデータ１３に基づく画面のアプレット画面１３ａに３Ｄオブジェクトまたは３Ｄシーンを３次元モデルデータベース２０に格納されている圧縮フォルダから読み込む（Ｓ１１）。動作チェックデータベース３０に格納されているチェックプログラムにより、３Ｄ起動時のチェックを行う（Ｓ１２）。３Ｄプログラムが起動すると、アプレット画面１３ａにＪａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）で記述された３Ｄアプレットが実行され、インタラクディブ３Ｄシーンが表示される（Ｓ１３）。この画面上でバランス項目指定ボタン１３ｄのいずれかを押すと（Ｓ１４）、動作実行データベース５０より、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）コードがＨｔｍｌ画面内に読み込まれる（Ｓ１５）。Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）コードの指示により（Ｓ１６）、３Ｄオブジェクト表示画像をページデータベース１０の画像保存フォルダより読み込む（Ｓ１７）。これは、「基準点」、「重心」、「剛心」、「偏心率」をカラー表示するためのものである。あるいは、動作実行データベース５０内の３Ｄを動かす命令（Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標））により、３Ｄオブジェクト効果、アニメーションを読み込む（Ｓ１８）。これは、フレームを透明にしたり、オブジェクトの自動移動をしたりするためのものである。読み込まれたデータに基づき、３Ｄアプレットが実行され、インタラクディブ３Ｄシーンが表示される。すなわち、追加オブジェクトがカラー表示される（Ｓ１９）。
【００３８】
３Ｄ画面操作ボタン１３ｃの「回転」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１３ａ内で動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が回転する。３Ｄ画面操作ボタン１３ｃの「移動」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１３ａ内で動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が移動する。３Ｄ画面操作ボタン１３ｃの「ズーム」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１３ａ内で上下に動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が拡大・縮小する。
【００３９】
このように、建築物の各階の重心と剛心位置を３Ｄで表示して、重心と剛心の離れ、すなわち偏心率の大きさを確認しながら、建物のバランスの良さを検証することができる。
【００４０】
図６は、パネルゾーンと構造ページデータ１４に基づく画面を示すものである。この画面は、３Ｄ表示領域であるアプレット画面１４ａと、画面切換ボタン１４ｂと、３Ｄ画面操作ボタン１４ｃと、パネルゾーン指定ボタン１４ｄと、パネルゾーンの用語の解説を表示する用語解説表示領域１４ｅとを有している。画面切換ボタン１４ｂは、「フレーム構成」と「保有水平耐力」と「パネルゾーンと構造」からなっている。３Ｄ画面操作ボタン１４ｃは、「回転」と「移動」と「ズーム」と「リセット」からなっている。パネルゾーン指定ボタン１４ｄは、「柱と梁」の一方または全体を選択するボタンと「基礎と地中梁」の一方または全体を選択するボタンと「基礎と杭」の一方または全体を選択するボタンと「床と梁」の一方または全体を選択するボタンからなっている。図６の１４−１は、パネルゾーン指定ボタン１４ｄの「柱と梁」の全体を選択したときに画面に表示される、パネルゾーンと構造ページデータ１４の下位の、柱と梁の接合部の配筋の状態を示すページを示している。
【００４１】
このパネルゾーンと構造ページデータ１４に基づく画面の各部とそれらを画面表示するためのデータとの関連を図７（ａ）に示し、各ボタン１４ｂ，１４ｃ，１４ｄをマウスで押したときの処理のフローチャートを図７（ｂ）に示す。
【００４２】
図７（ｂ）のフローチャートにおいて、パネルゾーンと構造ページデータ１４に基づく画面のアプレット画面１４ａに３Ｄオブジェクトまたは３Ｄシーンを３次元モデルデータベース２０に格納されている圧縮フォルダから読み込む（Ｓ２１）。動作チェックデータベース３０に格納されているチェックプログラムにより、３Ｄ起動時のチェックを行う（Ｓ２２）。３Ｄプログラムが起動すると、アプレット画面１４ａにＪａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）で記述された３Ｄアプレットが実行され、インタラクディブ３Ｄシーンが表示される（Ｓ２３）。この画面上で「柱と梁」か「基礎と地中梁」か「基礎と杭」か「床と梁」かのいずれかの項目における一方または全体を選択するボタンを押すと（Ｓ２４）、動作実行データベース５０より、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）コードがＨｔｍｌ画面内に読み込まれる（Ｓ２５）。Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）コードの指示により（Ｓ２６）、３Ｄオブジェクト表示画像をページデータベース１０の画像保存フォルダより読み込む（Ｓ２７）。これは、配筋のカラー表示、文言表示をするためのものである。あるいは、動作実行データベース５０内の３Ｄを動かす命令（Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標））により、３Ｄオブジェクト効果、アニメーションを読み込む（Ｓ２８）。これは、主要部位にクローズアップしたり、接合部配筋以外を透明にしたり、オブジェクトの自動移動をしたり、追加オブジェクトの読み込みをしたり、配筋の表示・非表示を切り替えるためのものである。読み込まれたデータに基づき、３Ｄアプレットが実行され、インタラクディブ３Ｄシーンが表示される。すなわち、選択部位の配筋表示がなされる（Ｓ２９）。
【００４３】
３Ｄ画面操作ボタン１４ｃの「回転」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１４ａ内で動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が回転する。３Ｄ画面操作ボタン１４ｃの「移動」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１４ａ内で動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が移動する。３Ｄ画面操作ボタン１４ｃの「ズーム」をマウスで押し、マウスをアプレット画面１４ａ内で上下に動かすと、その動きが動作実行データベース５０に伝達され、マウスの動きに応じて画像が拡大・縮小する。
【００４４】
このように、建築物の各フレーム同士が接合する部分であるパネルゾーンの配筋・鉄骨の詳細を３Ｄで表示して、あらゆる角度から検証することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、建築物の耐震構造や免震構造等の安全性を、３次元画像を用いて可視的に説明をするための建築構造体説明用画像システムとして、建築の分野において利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態に係るフレーム構成ページデータに基づく画面を示す説明図である。
【図３】本実施の形態に係るフレーム構成ページデータに基づく画面の各部とそれらを画面表示するためのデータとの関連を示すブロック図およびフローチャートである。
【図４】本実施の形態に係る保有水平耐力ページデータに基づく画面を示す説明図である。
【図５】本実施の形態に係る保有水平耐力ページデータに基づく画面の各部とそれらを画面表示するためのデータとの関連を示すブロック図およびフローチャートである。
【図６】本実施の形態に係るパネルゾーンと構造ページデータに基づく画面を示す説明図である。
【図７】本実施の形態に係るパネルゾーンと構造ページデータに基づく画面の各部とそれらを画面表示するためのデータとの関連を示すブロック図およびフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１ ＰＣ
２ Ｗｅｂサーバ
３ 外部メモリ
１０ ページデータベース
１１ トップページデータ
１２ フレーム構成ページデータ
１２ａ アプレット画面
１２ｂ 画面切換ボタン
１２ｃ ３Ｄ画面操作ボタン
１２ｄ 構造物指定ボタン
１２ｅ 構造物データ表示領域
１２ｆ フレーム構成一覧表示領域
１３ 保有水平耐力ページデータ
１３ａ アプレット画面
１３ｂ 画面切換ボタン
１３ｃ ３Ｄ画面操作ボタン
１３ｄ バランス項目指定ボタン
１３ｅ 用語解説表示領域
１３ｆ 耐震強度一覧表示領域
１４ パネルゾーンと構造ページデータ
１４ａ アプレット画面
１４ｂ 画面切換ボタン
１４ｃ ３Ｄ画面操作ボタン
１４ｄ パネルゾーン指定ボタン
１４ｅ 用語解説表示領域
２０ ３次元モデルデータベース
３０ 動作チェックデータベース
４０ テクスチャデータベース
５０ 動作実行データベース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターネットを介してＰＣに接続されるＷｅｂサーバ、またはＰＣに直接接続される外部メモリ、あるいはＰＣの内部メモリに、
建築構造体を説明するためのページをディスプレイ上に表示するためのページデータ、およびそのページに表示する建築構造体のデータならびに３Ｄアプレットページ動作プログラムが格納されているページデータベースと、
Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールを動かすためのエンジンの圧縮データおよび３Ｄ画面表示データが格納されている３次元モデルデータベースと、
指定された建築構造物の各要素に色や質感を付加する画像が格納されているテクスチャデータベースと、
Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールを動かすための基本的な命令が３Ｄアプレットで記述されたデータファイル、および３Ｄ画面の動きを円滑に行うための命令が３Ｄアプレットで記述されたデータファイルが格納されている動作実行データベースと、が格納され、
前記ＰＣに、インターネット用のオブジェクト指向言語で記述されたプログラムが動作可能なＷｅｂブラウザがインストールされ、
前記３次元モデルデータベースは、３Ｄシーン情報の３Ｄ圧縮ファイルとリアルタイム３Ｄレンダリングおよびモーションアルゴリズムを実行して該３Ｄシーン情報を表示するための３Ｄアプレットとで構成され、
前記ページデータベースに格納されるページは、ｈｔｍｌ形式および３Ｄアプレットで記述され、
前記テクスチャデータベースに格納される画像は、ｇｉｆ，ｊｐｅｇ等の汎用の画像形式である、
建築構造体説明用画像システム。
【請求項２】
前記ページデータには、フレーム構成ページデータ、保有水平耐力ページデータ、パネルゾーンと構造ページデータの少なくともいずれかが含まれている請求項１記載の建築構造体説明用画像システム。
【請求項３】
前記３Ｄアプレットは、Ｊａｖａ（登録商標）アプレットである請求項１または２に記載の建築構造体説明用画像システム。
【請求項４】
前記３次元モデルデータベースにおける３Ｄシーン情報は、Ｗｅｂ用３Ｄグラフィックス記述言語で記述されたＷｅｂ３Ｄファイルから取出された３Ｄシーン情報を基に編集・生成して得られたものである、請求項１から３のいずれかの項に記載の建築構造体説明用画像システム。
【請求項５】
前記Ｗｅｂ用３Ｄグラフィックス記述言語は、ＶＲＭＬである請求項１から４のいずれかの項に記載の建築構造体説明用画像システム。
【請求項１】
インターネットを介してＰＣに接続されるＷｅｂサーバ、またはＰＣに直接接続される外部メモリ、あるいはＰＣの内部メモリに、
建築構造体を説明するためのページをディスプレイ上に表示するためのページデータ、およびそのページに表示する建築構造体のデータならびに３Ｄアプレットページ動作プログラムが格納されているページデータベースと、
Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールを動かすためのエンジンの圧縮データおよび３Ｄ画面表示データが格納されている３次元モデルデータベースと、
指定された建築構造物の各要素に色や質感を付加する画像が格納されているテクスチャデータベースと、
Ｗｅｂ３Ｄ画像表示ツールを動かすための基本的な命令が３Ｄアプレットで記述されたデータファイル、および３Ｄ画面の動きを円滑に行うための命令が３Ｄアプレットで記述されたデータファイルが格納されている動作実行データベースと、が格納され、
前記ＰＣに、インターネット用のオブジェクト指向言語で記述されたプログラムが動作可能なＷｅｂブラウザがインストールされ、
前記３次元モデルデータベースは、３Ｄシーン情報の３Ｄ圧縮ファイルとリアルタイム３Ｄレンダリングおよびモーションアルゴリズムを実行して該３Ｄシーン情報を表示するための３Ｄアプレットとで構成され、
前記ページデータベースに格納されるページは、ｈｔｍｌ形式および３Ｄアプレットで記述され、
前記テクスチャデータベースに格納される画像は、ｇｉｆ，ｊｐｅｇ等の汎用の画像形式である、
建築構造体説明用画像システム。
【請求項２】
前記ページデータには、フレーム構成ページデータ、保有水平耐力ページデータ、パネルゾーンと構造ページデータの少なくともいずれかが含まれている請求項１記載の建築構造体説明用画像システム。
【請求項３】
前記３Ｄアプレットは、Ｊａｖａ（登録商標）アプレットである請求項１または２に記載の建築構造体説明用画像システム。
【請求項４】
前記３次元モデルデータベースにおける３Ｄシーン情報は、Ｗｅｂ用３Ｄグラフィックス記述言語で記述されたＷｅｂ３Ｄファイルから取出された３Ｄシーン情報を基に編集・生成して得られたものである、請求項１から３のいずれかの項に記載の建築構造体説明用画像システム。
【請求項５】
前記Ｗｅｂ用３Ｄグラフィックス記述言語は、ＶＲＭＬである請求項１から４のいずれかの項に記載の建築構造体説明用画像システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−３８５８（Ｐ２００８−３８５８Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７２９３５（Ｐ２００６−１７２９３５）
【出願日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【出願人】（５０６２１５９２８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【出願人】（５０６２１５９２８）
【Ｆターム（参考）】
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