ニコニコ学会β ポスターセッション 機能型3Dアルバム

2012年4月28/29日に幕張メッセで開催されたニコニコ超会議 ニコニコ学会β ポスターセッションでの 機能型3Dアルバムのポスターを展示した映像で、紙製テクスチャ立体模型型紙を組み立てた外側/内側からの部屋立体模型も同時に展示しています。

ニコニコ学会β ポスターセッションでの 機能型3Dアルバムのポスターレイアウトです。 

機能型3Dアルバムのポスターの詳細

(1)タイトル１

機能型3Dアルバムはこれから家を持ちたい人、すでに家を持っている人の住まいを中心としたそれぞれの人々のライフスタイルをテーマとした人と人とのつながりを広げるソーシャルネットワークのコアとなる技術です。コア技術を応用することにより安全で安心な、資産価値の向上と維持の可能な家を建てるためと、大手に集中している新築工事を中小建設業者がとりもどすための機能を備えています。

(2)タイトル２

住宅の新築時やリフォーム時に作成される設計図や施工内容等の情報蓄積を行い活用できる環境を整備すること、写真技術と画像処理技術を生かせるイメージ中心の建築写真からさまざまな新しい応用機能を備えた建築工事写真分野創出を目指します。

この時の写真家が受注する場合の処理代価格は１棟当たり３０万円を設定しています。(住宅性能評価書費用の一例参照)

(3)機能型3Dアルバム構成
工事工程写真(１工程約200～300枚、１工程撮影時間約20～30分)とその画像情報/付加情報/コード体系、デジタル住まいの履歴書、CAD、3次元モデリング・ソフトウェアにより作成されたデータと工事工程写真と連結するためのコード体系を備える。

(4)デジタルカメラ
2010年当初よりの工事工程写真の検証により、３機種を集約し工事工程写真撮影の標準機種として2012年３月18日販売開始されたソニー「Cyber-shot DSC-HX30V」を定める。

(5)写真撮影基準
工事工程写真の撮影基準は①正確な形②正確な色③各工程3Dテクスチャモデル作成に必要な写真の３基準。

(6)AR内部構造調査
スマートフォンで撮影する壁面に外部より/内部よりの構造の上重ね表示、ドア・納戸等の開閉及び設備機器類配置のシュミレーション、デザイン検討のための部屋毎の立体模型表示を行う。

(7)Webモデルハウス
Webでのモデルハウス公開とWeb上で建築工事施工をおこない、建物の全ての内部構造、全ての使用建材・設備機器の開示を可能とし、建築したあるいは一般より公募したSNSのための実建物ギャラリーの公開。

(8)AR施工管理
映像による①欠陥、手抜き、過剰工事を起させない施工管理、②設計図に記載されない施工指図書による施工管理③設計図の整合性相互検証を行う。

「2012年注目の副業ベスト10」の不動産の写真撮影

週間ポスト2012/1/27「2012年注目の副業ベスト10」のなかの不動産の写真撮影代として一件5000円～との記事がある。

住宅性能評価書費用の一例

住宅性能評価業務手数料の一例として、200ｍｍ以内で設計評価53,550円および4回検査の建設評価108,150円で、合計161,700円。その他書類・図面作成費、現場立会費等合計220,000円で総合計381,700円。

Cyber-shot hx30vカメラ内「イラスト調」による木製土台の実例

木製土台工程にみるオリジナル写真とそのイラスト調のピクチャーエフェクト編集の実例。実写写真よりも輪郭の強調と色の平滑化により、構造が強調されわかりやすい写真とすることが可能となる。

Cyber-shot hx30vカメラ内「イラスト調」とPhotoShop編集機能の比較

Cyber-shot hx30vはイラスト調のピクチャーエフェクト編集を行え、PhotoShopのようなレタッチソフトにはない、輪郭の強調と、その他箇所の色の平滑化が行える。

Cyber-shot hx30v(Sony)の特筆すべきカメラ内「イラスト調」編集機能

カメラで再生時に、画像を選択してイラスト調のピクチャーエフェクト編集を行え、輪郭の強調と、その他箇所の色の平滑化が行え、建物構造の視認性を高める写真の作成が可能で、この写真をさらに補正することにより、より立体感が深められる2D写真の3D化等いままでにない業務用に有効な写真開発が可能となります。

機能3Dアルバム(8/8) 機能型3Dアルバム

機能3Dアルバム(7/8) 写真撮影基準

機能3Dアルバム(6/8) デジタルカメラ

機能3Dアルバム(5/8) 新しい建築工事写真分野

機能3Dアルバム(4/8) AR施工管理

機能3Dアルバム(3/8) Webモデルハウス

機能3Dアルバム(2/8) AR内部構造調査

機能3Dアルバム(1/8) ソーシャルネットワーク

紙製テクスチャ立体模型組み立て

洋間の部屋３Dテクスチャモデルを展開した立体模型型紙を切り抜き、組み立てた紙製テクスチャ立体模型。
今回は普通の印刷用紙を使用しましたが厚紙の印刷用紙が必要。
新築の家のデザイン・プラン、設計の検討のための紙製テクスチャ立体模型には建売型モデルハウスとして標準化した建築資材・設備機器の実写写真をテクスチャとして使用する。

紙製テクスチャ立体模型型紙

建築業界として、実写写真を貼り付けた紙製立体模型はないために、初めての現実観がある紙製立体模型としての、洋間部屋デザインのための部屋3Dモデルに実写写真を貼り付けた、部屋３Dテクスチャモデルの紙製テクスチャ立体模型を組み立てるため、のり代をつけて展開した立体模型型紙。

住宅環境ソーシャルネットワーク

建築３Dテクスチャモデルによる機能型３Dアルバムの主要機能の建築発注者、設計士、建築業者、一般ユーザー等共に投稿公開、参加する住宅環境ソーシャルネットワーク内の建物ギャラリー。

機能型３Ｄアルバム開発経緯-6(実際の工程写真撮影タイムスケジュール例)

2010/01/02の地盤基礎から2010/04/18の建物竣工までの工程写真の工程毎タイムスケジュール例で、主要工程は地盤基礎、鉄筋配筋、コンクリート基礎、(木製土台、躯体工事)、断熱材貼付け、内壁貼付け、仕上げ、建築竣工です。

機能型３Ｄアルバム開発経緯-5(3Dテクスチャモデル開発の最大課題を解決)

足場が写りこんでいる写真補正のめどが立たないなか、先に進めるために、とにかく躯体工事工程の3Dモデルへの貼り付けを始めてみようと、写真の補正を開始しようと写真をじっくりながめていると、足場敷設工事に①全てステップ足場ではなく単管足場がほとんど、②各階移動用の階段ステップが無い、③屋根際の流れ止め足場が無い、④屋内開口部の墜落防止ネットが無いという、労働安全衛生法に違反していることが判明しました。これにより足場が写りこんでいる写真により敷設足場を検証する施工管理が可能ということがわかり、実写写真による3Dテクスチャモデルには施工管理等多くの機能があることがわかり、足場が写りこみということから、多くの応用・活用のための技術展開が行え、現在の機能型３Ｄアルバム開発に結びつきました。この図はその時の最初のシステム概念図です。

機能型３Ｄアルバム開発経緯-4(3Dテクスチャモデル開発での最大の課題出現

建物の柱と梁を組立てる躯体工事工程の実写写真をテクスチャとして、貼付ける処理を行おうとした時に、写真にパイプ足場が写りこんでおり、純粋に工程のみの3Dテクスチャモデルにするにはパイプ足場を写真より完全に除去しなくてはならないが、足場は縦横張り巡らされており、一枚の写真補正でも人物等除去と異なり多くの写真と補正工数が必要であり、実務的にはコストがかかりすぎるという課題が見つかりました。この対策に写真補正技術を半年ぐらい掛けて研究しましたが解決できませんでした。

機能型３Ｄアルバム開発経緯-3(撮影用カメラと撮影技術の検証)

2009/12 に実用に耐えられる多数枚の各工事工程撮影用のデジタルカメラとして24mm広角撮影可能なCyber-shot WX1(Sony)を選択し、2010/01/02の地盤基礎から2010/04/20の建物竣工までの工程写真を工程毎に撮影する。
同時に撮影された写真を編集補正して、地盤基礎、鉄筋配筋、コンクリート基礎、木製土台を3Dモデルに貼り付ける処理を行う。

機能型３Ｄアルバム開発経緯-2(壁面内の多層内部構造)

2009/03/20 のHackathon後から、AR技術を実用化するためには建物、各部屋の外部より・内部よりの多層内部構造の実写写真が必要であり、多くの写真(一戸建ての場合各工程毎約200～300枚)を整理し部屋・部位単位で写真が検索可能な技術が必要であり、そのためには写真をCGの3Dモデルの表面にテクスチャとして貼付けて整理、コード化する方法が最適であり、そのため3DCGの3Dテクスチャモデル研究を始める。

機能型３Ｄアルバム開発経緯-1(Google Hackathon優勝)

2009/03/20 Google Android Hackathonでセンサーチームとして、方位センサーを使用して部屋の方位を取得し、内部の耐震金具、筋交い、耐震壁を表示するアプリケーションを開発し優勝しました。この時にAndroid機で撮影表示するの壁面映像上に内部構造を上重ね表示するAR(拡張現実)と無線LANによりGPS電波の届かない屋内での位置測定を教えてもらい、ここから機能型３Ｄアルバムの開発が始まりました。

機能型３Ｄアルバムで使用する3Dグラフィックの基本構造

機能型３Ｄアルバムでは(1)立体模型(端線3Dモデル)、(2)構造表示(ワイヤーフレーム)、(3)テクスチャ貼付用(3Dテクスチャモデル)の3つの基本構造で基本デザインを行います。

高画素化、高機能化するコンパクトデジタルカメラ

2010年1月より最近まで、工事工程写真撮影用にCyber-shot WX1(Sony),LUMIX GF1(Panasonic),FINEPIX REAL3D(FUJIFILM)の3機種を使い分けて検証してきましが、コンパクトデジタルカメラが高機能化しCyber-shot hx30v(Sony)１機種に統合して検証し、標準化していく予定です。

機能型３ＤアルバムはDXF フォーマットのCAD、３Ｄモデルに対応

機能型３ＤアルバムはDXF フォーマットのCAD、３Ｄモデルに対応させ、コード化により映像と図面の建物、階数、部屋、面を対応しており、自身(建築工事発注者、施主、ユーザー)と設計士、建築業者共にCAD、３Ｄモデル・ソフトを使用してデザイン・設計の検討を行うことができる。

窓、サツシュ等の実写写真背景によるリアル感を演出してデザイン検討

部屋毎立体模型で部屋、間取り等のデザイン検討をおこなう時に、窓、サツシュ等の実写写真背景によるリアル感を演出し、紙製立体模型ではできない現実味のあるデザイン検討がおこなえる。

設備機器配置シュミレーションによるデザイン検討

新築、リフォーム時に自身(建築工事発注者、施主、ユーザー)と設計士、建築業者共同で部屋毎の設備機器の配置のシュミレーションによるデザイン検討をおこない、[確定]処理で各設備機器の立面設計図上の相対座標(位置)を取得する。

部屋毎立体模型と内部・外部展開によるデザイン検討

新築、リフォーム時に自身(建築工事発注者、施主、ユーザー)と設計士、建築業者共同で部屋毎立体模型と内部・外部展開によるデザイン検討をおこなう。

機能型３Ｄアルバムのコア技術となるAR 内部構造調査

機能型３Ｄアルバムによりリフォーム時にスマートフォンにより部屋の壁面に工程毎の内部構造をAR(拡張現実)上重ね表示し、消費者自身(建築工事発注者、施主、ユーザー)と建築業者共に内部構造調査を非破壊で行なうことを可能とする。
Web モデルハウス公開時の建物内部見学、建物内部構造調査、使用建材・設備機器の調査、ドアー、クローゼット開閉等のシュミレーションも可能とする。

施工時の設計図にない施工指図書によるAR納め

ベランダ下地工事完了後、2～3日内に、構造防水材であるFRP工事を施工するまでのベランダ立面のゆがみを防止するための設計図にはない、補助支柱工事の納め施工指図書が必要になります。屋内ガレージも、梁・柱の少ない構造のために同様の目的の補助支柱による補強が必要になります。

すまいの履歴書に追加する全工程/全面写真

機能型３Dアルバムによる「住まいの履歴書」は、他事業の(1)任意工程の部分写真、(2)施工者が撮影することにより恣意的に都合の悪い箇所を撮影しない、(3)アルバム映像をさまざまな用途に活用可能な機能を備えていない等の課題の解決が可能な全工程の全箇所調査と全使用建材・設備機器の開示と3Dテクスチャモデルによる様々な機能提供による住宅建築の総合管理機能を備える。

実写写真を貼り付ける3Dテクスチャモデルとは

3DテクスチャモデルとはSketchUpのような3次元モデリング・ソフトを使用して、立体構造を作成し、その表面に実写による2D又は3Dの写真を貼り付けた3Dモデルのことを言います。
以下の例では、柱梁を組立てる躯体工事の表裏より撮影した2D写真をSketchUpにより(1)3Dモデルを作成し、(2)その表面に実写写真を貼り付けて3Dテクスチャモデルを作成します。この時に元の未編集の実写写真をピン機能を使用し3Dモデルに貼り付けることにより設計立面図の高さ、幅の正確なアスペクト比の正寸写真として編集しながら貼り付けることが可能となります。

防水工事完了直後の雨漏り検査

防水工事は施工完了の直後に雨漏り検査をおこなう施工管理が重要で建築確認の中間/完了検査では発見が難しい場合もある。

工事施工現場の映像による施工管理

労働安全衛生法に対する施工管理で、足場工事の足場は単管足場ではなく①全てステップ足場、各階には②階段ステップ、屋根際には③流れ止め足場、屋内開口部には④墜落防止ネットが必要ですが、設置していない違反がみつかる。

設計図のAR上重ね表示による図面間の相互検証

複雑で多岐にわたる設計により、窓配置と筋交いの整合性に課題があった設計ミスの実例で、設計立面図では２階玄関壁の真中に窓が配置されているが、筋交いにより、窓が図面どうりに配置できなかった設計ミスを設計時に検証する。

鉄筋配筋映像にコンクリート基礎をAR上重ね表示

機能型３Dアルバムの*暗黙の施工管理機能で、 建築確認、住宅性能評価でも見過ごす、見過ごしやすい欠陥工事の実例として、設計/建築住宅性能評価書が発行されて住宅かし保険に加入している物件での鉄筋配筋、コンクリート基礎の欠陥工事、手抜き工事、工事ミスの実例。
同じ基礎構造なのに水平配筋数が異なる、水平配筋が曲がっているためにコンクリートのかぶり率が異なってしまう欠陥工事と開口部幅が異なる手抜き工事が検証される。
【*暗黙の施工管理とは機能型３Dアルバムでは各工程を完全に再現できる3Dテクスチャモデルが作成されるため、どんな欠陥工事、手抜き工事も発見されてしまうことにより、施工時の施工業者の意識向上により工事の高い品質を可能とさせる施工管理を言う】

水平測定時のGPSジオタキングによる位置情報

建物の柱・梁の歪みは最初に床の勾配が水平ではなく傾きが発生することから始まります。そのために柱・梁を組み立てる躯体工事直後に水平測定器を使用して記録を採っておき、その後定期的に検査することが重要です。
柱・梁・床等に水平測定器をあて写真で記録保存するときに、測定箇所がわかりにくいためにGPSジオタキングで位置情報を記録することが重要です。

ソニー「Cyber-shot DSC-HX30V」パノラマ写真-2

「PhotoShop Elements 10」Photomergeでのパノラマ合成は写真のようにバリケードロープ箇所は不完全で、デジタルカメラ機能のパノラマ写真のほうが優れています。

ソニー「Cyber-shot DSC-HX30V」パノラマ写真-1

「Cyber-shot DSC-WX1」では不完全であったパノラマ技術が機能強化され選定高解像度(10480x4096)のスイングパノラマへ進化しています。

住まいの履歴書に追加する機能型３Dアルバムの様々な機能

機能型３Dアルバムは、既存の住宅履歴情報「住まいの履歴書」に備える４時点の重要点検箇所のみの調査結果と主要建築関連書類に加え、全工程の全箇所調査と全使用建材・設備機器の開示と3Dテクスチャモデルによる様々な機能提供による住宅建築の総合管理機能を備える。