JP7416884B2 - 表示装置 - Google Patents

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特許法第３０条第２項適用 令和２年１１月２０日に ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ａｐｐ＝ｄｅｓｋｔｏｐ＆ｖ＝７ｉＶｆＲｅｂｚＱｈｇ＆ｆｅａｔｕｒｅ＝ｙｏｕｔｕ．ｂｅ のウェブサイトの動画で公開

本発明は、表示装置に関する。

屋根等の建物の建築や修繕には、建物の形状を考えるデザイナーと物理法則を満たす建物を設計する設計者とが共同して設計の作業をする場合がある。デザイナーの提案は多岐にわたることが多いため、デザイナーと設計者とが共同で作業する場合、デザイナーと設計者とは、設計の結果を確認しながら設計の作業を進める。

特開２００７－１４９０６２号公報

ところで、デザイナーの提案するデザインは多岐にわたる場合が多い。そのため、デザイナーの提案に即した設計の結果の確認に際しては、例えば視認しやすい形で結果が表示される等のデザイナーと設計者とができる限り少ない負担で設計の結果を確認できることが重要である。また、このことはデザイナーと設計者とが共同で建物を設計する場合に限らず、設計者が単独でデザインと設計とを担当する場合にも同様である。

上記事情に鑑み、本発明は、建物の設計に際して設計の結果の確認に要する負担を軽減することができる技術を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、建物の形状に関する情報である形状情報と、前記形状情報が表す前記建物の立体的な形状の画像である立体画像と、をともに同一の表示部に表示させる表示制御部、を備える表示装置である。

本発明により、建物の設計に際して設計の結果の確認に要する負担を軽減することができる技術を提供することが可能となる。

実施形態の設計支援装置１の概要を説明する第１の説明図。 実施形態における形状寄与度の第１の例を示す図。 実施形態における形状寄与度の第２の例を示す図。 実施形態における形状量と設計解析結果との各々の相関関係の一例を示す図。 実施形態の設計支援装置１の概要を説明する第２の説明図。 実施形態の設計支援装置１のハードウェアの構成の一例を示す図。 実施形態における制御部１１の機能構成の一例を示す図。 実施形態の設計支援装置１が実行する処理の流れの一例を示すフローチャート。 変形例における制御部１１の一例を示す図。 変形例における設計支援システム１００の構成の一例を示す図。

（実施形態）
図１は、実施形態の設計支援装置１の概要を説明する第１の説明図である。設計支援装置１は、ユーザによる設計対象の設計を支援する。なお設計対象は、設計の対象の建物である。ユーザは、例えば設計対象の設計を行う設計者や、設計対象の形状のデザインを行うデザイナーである。以下、説明の簡単のため設計対象が、屋根である場合を例に設計支援装置１を説明する。特に設計対象がアーチ構造、トラス構造又は張弦梁構造の屋根である場合を例に設計支援装置１を説明する。

設計支援装置１は、具体的には、設計対象の形状に関する情報である形状情報の入力を受け付け、入力された形状情報が表す設計対象の立体的な形状を表示する。具体的には、設計支援装置１は、情報を表示する表示部１０１を備え、表示部１０１によって、入力された形状情報が表す設計対象の立体的な形状を表示する。設計対象の立体的な形状は、例えば設計対象の外観であってもよいし、例えば設計対象の骨組みの立体的な形状であってもよい。

形状情報は、設計対象の形状に関する複数の量について値を示す。形状に関する量（以下「形状量」という。）は、例えば意匠面・外縁の位置を示す。形状量は、例えば柱脚位置を示す。形状量は、例えば上弦材の最高高さを示す。また、形状量は、例えば室内有効高さを示し、下弦材は室内有効高さ以上に設定され得る。なお、これら最高高さや室内有効高さはアーチやトラス・張弦梁を構成する上でデプスやライズを設定する上での制約条件になる。形状量は、例えば上弦材の本数と下弦材の本数とを示す。

形状量は、例えば上弦材又は下弦材のいずれか一方又は両方の位置を示す。上弦材又は下弦材の位置は、例えばデプス又はライズのいずれか一方又は両方で示される。デプスは上弦材と下弦材との間の距離の最大値を意味する。ライズは柱脚位置と上弦材との間の距離を意味する。形状量は、例えば上弦材と下弦材との間を繋ぐ束材や斜材の有無や本数を示す。

形状量は、例えば中央開口部であるテンションリングの縦横比を示す。テンションリングは、例えば後述の図５に記載のテンションリング１０３である。形状量は、例えばテンションリングのコーナーの曲率を示す。形状量は、例えば上弦材及び下弦材の本数を示す。形状量は、例えば束材の本数を示す。形状量は、例えばテンションリングを円形から多角形で示す。

形状量は、例えば斜材の配置の位置を示す。斜材の配置には、例えばＶ字や／字やクロス配置等の複数種類の配置が存在する。そのため、形状量は、例えば斜材の配置の種類を示してもよい。形状量は、例えば隣接する弦材の束材端点を繋ぐ材の位置を示す。形状量は、例えば水平ブレースの位置を示す。

形状情報は、さらに屋根の分割方法を示してもよい。以下説明の簡単のため、形状情報が、複数の形状量と、屋根の分割方法とを示す場合を例に設計支援装置１を説明する。

設計支援装置１は、予め形状情報と設計の結果との対応関係を示す情報（以下「対応関係情報」という。）を用いて、表示部１０１に設計の結果を表示する。設計の結果は、例えば、形状情報が表す設計対象の立体的な形状の画像（以下「対応立体画像」という。）である。なお以下、立体的な形状の画像を立体画像という。設計の結果は、例えば、形状情報が表す設計対象に対する構造解析や部材断面計算の解析（以下「設計解析」という。）の結果（以下「設計解析結果」という。）である。設計の結果は、例えば、形状量の変化が形状情報の表す形状の変化に与える影響の強さの度合い（以下「形状寄与度」という。）であってもよい。

形状寄与度は、例えば軸歪エネルギーやせん断歪エネルギーや曲げ歪エネルギーで構成される歪エネルギーの総和の変化量で表現される。形状寄与度は、例えば鉛直変形Ｚの大きさで表現されてもよい。形状寄与度は、例えば水平変形Ｘの大きさで表現されてもよい。形状寄与度は、例えば水平変形Ｙの大きさで表現されてもよい。形状寄与度は、例えば柱脚の反力の大きさで表現されてもよい。以下、設計の結果が対応立体画像である対応関係情報を立体対応関係情報という。以下、設計の結果が設計解析結果である対応関係情報を解析対応関係情報という。以下、設計の結果が形状寄与度である対応関係情報を寄与度対応関係情報という。

設計の結果が形状寄与度である場合、対応関係情報の取得に用いられる形状情報は形状に関する所定の条件（以下「デザイン条件」という。）を満たすという条件の下に、形状情報と形状寄与度とを用いて予め取得されたものであればどのようなものであってもよい。例えば、デザイン条件を満たす形状情報と形状寄与度との対応関係は、機械学習の方法で得られたものであってもよい。

対応関係情報は、例えば、デザイン条件を満たす形状情報と形状寄与度との結果との対応関係が、有限要素法等の数理モデルを用いた解析によって得られたものであってもよい。デザイン条件は、例えば、水平面に射影された形状は楕円であるという条件等の設計対象の形状について予めユーザが設定した条件である。

形状寄与度は、例えばデザイン条件を満たす形状情報として予め用意された複数の形状情報について構造解析等の解析が行われることで得られる。このような場合、解析に用いた形状情報と解析の結果との複数の組の集合が、対応関係情報の一例である。

対応立体画像は、例えば形状情報に基づき演算によって立体画像を生成するコンピュータプログラムによって生成される。立体対応関係情報の取得に用いられる対応立体画像は、立体対応関係情報の取得前に予め生成済みであってもよいし、立体対応関係情報の取得に際して生成されてもよい。対応立体画像は、例えば予め画像ソフトを用いて人手で生成されたものであってもよい。

対応関係情報は、設計支援装置１自体が記憶していてもよいし、ネットワーク上のサーバー等の設計支援装置１と通信可能な他の装置に記憶されていてもよい。対応関係情報が他の装置に記憶されている場合には、設計支援装置１は、通信によって対応関係情報を記憶する他の装置から対応関係情報を取得する。対応関係情報を設計支援装置１自体が記憶している場合には、対応関係情報を記憶部から読み出すことで設計支援装置１は対応関係情報を取得する。以下、説明の簡単のため対応関係情報を設計支援装置１自体が記憶する場合を例に設計支援装置１を説明する。

図１は、設計支援装置１が表示部１０１に表示する画面の一例として画面Ｈ１０１を示す。画面Ｈ１０１には、領域Ａ１－１、領域Ａ１－２、領域Ａ１－３及び領域Ａ１－４を内包する領域Ａ１が存在する。

領域Ａ１には、設計支援装置１に入力された形状情報が表示される。設計支援装置１への形状情報の入力は例えばユーザが行う。図１においてはユーザが入力した形状情報の一例として、架構形状データの入力の結果が表示されている。架構形状データは形状情報の一例である。なお、ユーザが入力可能な形状情報は、対応関係情報の取得に際して用いられた形状情報の一部又は全部だけであってもよいし、対応関係情報の取得に際して用いられた形状情報の一部又は全部と対応関係情報の取得の際には用いられなかった形状情報とであってもよい。以下、説明の簡単のためユーザが入力可能な形状情報が、対応関係情報の取得に際して用いられた形状情報の一部又は全部だけである場合を例に設計支援装置１を説明する。

架構形状データは、形状量としてＳｈａｐｅ、Ｔｙｐｅ、Ｒａｄｉｕｓ、Ｄｉｖｉｄｅの少なくとも４つの形状量を有する。Ｓｈａｐｅは、中央テンションリングの形状（円形及び多角形等）を意味する。Ｔｙｐｅは張弦梁かトラスかを意味する。Ｒａｄｉｕｓは中央テンションリングの曲率半径の値を意味する。Ｄｉｖｉｄｅは上弦材と下弦材の本数を意味する。

領域Ａ１－１には、Ｓｈａｐｅの値が表示される。領域Ａ１－２には、Ｔｙｐｅの値が表示される。領域Ａ１－３には、Ｒａｄｉｕｓの値が表示される。領域Ａ１－４には、Ｄｉｖｉｄｅの値が表示される。なお、図１の領域Ａ１－１～領域Ａ１－４に表示される内容は、領域Ａ１に表示される内容の一例である。そのため領域Ａ１には、Ｓｈａｐｅ、Ｔｙｐｅ、Ｒａｄｉｕｓ、Ｄｉｖｉｄｅ以外の他の形状量が表示されてもよいし、形状量以外の情報が表示されてもよい。

領域Ａ２には、画像Ｇ１が表示される。画像Ｇ１は、解析対応関係情報の生成に際して用いられた形状情報のうち、形状量制約条件を満たす形状情報についての設計解析結果を示す。形状量制約条件は、設計対象に関する複数の形状量のうち、設計支援装置１に入力された形状情報が示す形状量ついては、値が設計支援装置１に入力された形状情報が示す各形状量の値であるという条件である。

画像Ｇ１の横軸は、重量や変形等の構造解析によって得られる量を少なくとも示す。画像Ｇ１の横軸の“ｄｉｓｐ＿ｘ”は架構の中でＸ軸方向の最大の変形量を示す。画像Ｇ１の横軸の“ｄｉｓｐ＿ｙ”は架構の中でＹ軸方向の最大の変形量を示す。画像Ｇ１の横軸の“ｄｉｓｐ＿ｚ”は架構の中でＺ軸方向の最大の変形量を示す。画像Ｇ１の横軸の“ｒｅａｃｔｘ”は架構の中でＸ軸方向の最大の反力を示す。画像Ｇ１の横軸の“ｒｅａｃｔｙ”は架構の中でＹ軸方向の最大の反力を示す。画像Ｇ１の横軸の“ｒｅａｃｔｚ”は架構の中でＺ軸方向の最大の反力を示す。画像Ｇ１の横軸の“ｗｅｉｇｈｔ”は架構重量を示す。画像Ｇ１の横軸の“Ｗ”は架構の総歪エネルギーを示す。総歪エネルギーは、軸力の歪エネルギーと、曲げの歪エネルギーと、せん断力の歪エネルギーとの総和である。画像Ｇ１の縦軸は、横軸の各量の値を正規化した値を示す。なお、画像Ｇ１の横軸は、少なくとも構造解析によって得られる量を示せばよく、構造解析によって得られる他の設計解析結果を示してもよい。

なお、画像Ｇ１は、約１０，０００の架構形状データそれぞれについての構造解析の結果を示す実験結果の一例である。グラフＬ１０１は、形状量制約条件を満たす１又は複数の設計対象のうちの１つについて構造解析によって得られる各量の値を示す。なお、架構形状データの数が約１０００００であることは一例であり、建物によっては、架構形状データの数は、例えば約４０００個であってもよい。また、グラフＬ１０１は、それぞれの実験結果に対応するグラフが表示される画像Ｇ１上で、強調表示されてもよい。

領域Ａ２には、さらに形状量制約条件を満たす１又は複数の形状情報について形状寄与度が示されてもよい。領域Ａ２に表示される形状寄与度の例は例えば図２又は図３に記載の画像である。ただし、表示部１０１が形状寄与度を表示する場合、形状寄与度は表示部１０１が表示する画面に表示されていれば、必ずしも領域Ａ２に表示される必要はない。
また、領域Ａ２には、形状量制約条件を満たす１又は複数の形状情報などに対応する相関が示されてもよい。領域Ａ２に表示される相関の例は、例えば、図４に記載の画像である。ただし、表示部１０１が相関を表示する場合、相関は表示部１０１が表示する画面に表示されていれば、必ずしも領域Ａ２に表示される必要はない。

図２は、実施形態における形状寄与度の第１の例を示す図である。図２の縦軸は、形状量を表す。“ｄｅｐｔｈ”は、デプスを示す。“ｄｉｖｉｄｅ”はトラスや張弦梁の場合は上弦材の本数を示し、アーチ構造の場合は大梁を示す。なお、以下の説明では、この“ｄｉｖｉｄｅ”は、上弦材を示すものとする。“ｒａｄｉｕｓ”はテンションリングの半径を表す。“ｒｉｓｅ”はライズを示す。“ｄｉｖｉｄｅ２”は隣あう上弦材の分割数又は束材本数を示す。“ｔｙｐｅ”はトラスか張弦梁かを示す。トラスか張弦梁かを示すとは、斜材を入れるか入れないかを示すことを意味する。

図２の横軸は、縦軸の各形状量の変化が鉛直変形Ｚの変化に与える影響の強さの度合（すなわち形状寄与度）を表す。図２の例は、デプスの変化が、最も鉛直変形Ｚの変化に影響を与えることを示す。図２の例は、大梁の本数（以下、「大梁本数」という。）の変化の鉛直変形Ｚの変化に対する影響はデプスの次に大きい、ということを示す。

なお、図２に示す形状寄与度を表現する図は一例である。形状寄与度を表現する図の横軸は、縦軸の各形状量の変化が軸歪エネルギーやせん断歪エネルギーや曲げ歪エネルギーで構成される歪エネルギーの総和の変化に与える影響の強さであってもよい。形状寄与度を表現する図の横軸は、縦軸の各形状量の変化が水平変形Ｘの大きさの変化に与える影響の強さであってもよい。形状寄与度を表現する図の横軸は、縦軸の各形状量の変化が水平変形Ｙの大きさの変化に与える影響の強さであってもよい。形状寄与度を表現する図の横軸は、縦軸の各形状量の変化が柱脚の反力の大きさの変化に与える影響の強さであってもよい。また、縦軸の各形状量についても一例であり、“ｄｅｐｔｈ”、“ｄｉｖｉｄｅ”、“ｒａｄｉｕｓ”、“ｒｉｓｅ”、“ｄｉｖｉｄｅ２”、“ｔｙｐｅ”の全てが必ずしも示される必要は無い。また、縦軸には、“ｄｅｐｔｈ”、“ｄｉｖｉｄｅ”、“ｒａｄｉｕｓ”、“ｒｉｓｅ”、“ｄｉｖｉｄｅ２”、“ｔｙｐｅ”以外の建物に関する量が示されてもよい。

図３は、実施形態における形状寄与度の第２の例を示す図である。図３の縦軸は、形状量を表す。図３の横軸は、縦軸の各形状量の変化が歪エネルギーの総和の変化に与える影響の強さの度合（すなわち形状寄与度）を表す。図３の例は、大梁本数の変化が、最も歪エネルギーの総和の変化に影響を与えることを示す。図３の例は、“ｄｉｖｉｄｅ２”の変化の歪エネルギーの総和の変化に対する影響は大梁本数の次に大きい、ということを示す。

なお、図３に示す形状寄与度を表現する図は一例である。形状寄与度を表現する図の横軸は、縦軸の各形状量の変化が鉛直変形Ｚの変化に与える影響の強さであってもよい。形状寄与度を表現する図の横軸は、縦軸の各形状量の変化が水平変形Ｘの大きさの変化に与える影響の強さであってもよい。形状寄与度を表現する図の横軸は、縦軸の各形状量の変化が水平変形Ｙの大きさの変化に与える影響の強さであってもよい。形状寄与度を表現する図の横軸は、縦軸の各形状量の変化が柱脚の反力の大きさの変化に与える影響の強さであってもよい。また、縦軸の各形状量についても一例であり、“ｄｅｐｔｈ”、“ｄｉｖｉｄｅ”、“ｒａｄｉｕｓ”、“ｒｉｓｅ”、“ｄｉｖｉｄｅ２”、“ｔｙｐｅ”の全てが必ずしも示される必要は無い。また、縦軸には、“ｄｅｐｔｈ”、“ｄｉｖｉｄｅ”、“ｒａｄｉｕｓ”、“ｒｉｓｅ”、“ｄｉｖｉｄｅ２”、“ｔｙｐｅ”以外の建物に関する量が示されてもよい。

図４は、実施形態における形状量と設計解析結果との各々の相関関係の一例を示す図である。図４は、縦軸及び横軸はいずれも形状量と設計解析結果とを示す。図４は、縦軸の各形状量又は設計解析結果と横軸の各形状量又は設計解析結果との相関係数を示す。図４は、例えば、“ｄｉｓｐ＿ｘ”と“Ｗ”との相関係数は０．８５であることを示す。図４において、“Ｗ＿Ｎ”は総軸歪エネルギーを表す。図４において“Ｗ＿Ｍ”は総曲げ歪エネルギーを表す。図４において、“Ｗ”は総軸歪エネルギーと総曲げ歪エネルギーとの総和を表す。

なお、図４の縦軸及び横軸が示す各形状量と設計解析結果とは一例であり、必ずしも“ｄｉｓｐ＿ｘ”、“ｄｉｓｐ＿ｙ”、“ｄｉｓｐ＿ｚ”、“ｒｅａｃｔｘ”、“ｒｅａｃｔｙ”、“ｒｅａｃｔｚ”、“ｗｅｉｇｈｔ”、“Ｗ＿Ｎ”、“Ｗ＿Ｍ”、“Ｗ”の全てが示される必要は無い。また、図４の縦軸及び横軸は、ｄｉｓｐ＿ｘ”、“ｄｉｓｐ＿ｙ”、“ｄｉｓｐ＿ｚ”、“ｒｅａｃｔｘ”、“ｒｅａｃｔｙ”、“ｒｅａｃｔｚ”、“ｗｅｉｇｈｔ”、“Ｗ＿Ｎ”、“Ｗ＿Ｍ”、“Ｗ”以外の形状量又は設計解析結果が示されてもよい。例えば、縦軸及び横軸には、せん断歪エネルギーが示されてもよい。

図５は、実施形態の設計支援装置１の概要を説明する第２の説明図である。より具体的には、図５は、設計支援装置１が表示部１０１に表示する画面の一例として画面Ｈ１０２を示す図である。画面Ｈ１０２には、領域Ａ３－１、領域Ａ３－２、領域Ａ３－３、領域Ａ３－４、領域Ａ３－５、領域Ａ３－６及び領域Ａ３－７を内包する領域Ａ３と、領域Ａ４－１及び領域Ａ４－２を内包する領域Ａ４とが存在する。

領域Ａ３には、設計支援装置１に入力された形状情報の少なくとも一部が表示される。

領域Ａ３－１には、外形の分割の方法と、内形の分割の方法と、テンションリングの形状とを示す画像が表示される。外形とは柱脚レベルでの屋根の外形を意味する。なお、柱脚レベルとは、屋根構造と下部構造が接する点を柱脚として、柱脚から建物のグランドラインまでの距離（高さ）を意味する。なお、内形とはテンションリングの形状を意味する。例えば、領域Ａ３－１に「分割：柱位置/内リング形状：外径の相似形」との文言を示す画像が表示された場合、外径の分割方法は、下部構造の柱位置に柱脚の位置を配置する分割方法となり、テンションリングの形状は、下部構造の柱位置での隣り合う柱脚を結んだ際に生じる外径形状をスケールダウンしたものとなる。

また、例えば、領域Ａ３－１に「分割：等分割/内リング形状：外径の相似形」との文言を示す画像が表示された場合、外径の分割方法は、柱脚の位置に依らず、下部構造の柱位置での隣り合う柱脚を結んだ際に生じる外径形状を等分割（同じ間隔で分割）した際に生じる分割点に柱脚を配置する分割方法となり、テンションリングの形状は、下部構造の柱位置での隣り合う柱脚を結んだ際に生じる外径形状をスケールダウンしたものとなる。さらに、例えば、領域Ａ３－１に「分割：等分割/内リング形状：寸法指定」との文言を示す画像が表示された場合、外径の分割方法は、柱脚の位置に依らず、下部構造の柱位置での隣り合う柱脚を結んだ際に生じる外径形状を等分割した際に生じる分割点に柱脚を配置する分割方法となり、テンションリングの形状に関しては、短辺及び長辺を指定することで正方形又は長方形を作成し、作成された正方形又は長方形の四隅の曲率を指定することで楕円又は真円形状を作成し、作成された楕円又は真円形状がテンションリングの形状となる。

領域Ａ３－２には、大梁本数が表示される。

領域Ａ３－３には、柱の位置を示す情報が表示される。領域Ａ３－３には、領域Ａ３－１に示される外形の分割方法に応じて、必ずしも情報が表示される必要はない。

領域Ａ３－４には、領域Ａ３－５と同様の情報が表示される。

領域Ａ３－５には、テンションリングの形状を表すパラメータの値が表示される。テンションリングの形状を表すパラメータは、例えば、テンションリングの長軸方向の内径や、テンションリングの短軸方向の内径や、コーナーの曲率である。

領域Ａ３－６には、束材の本数が表示される。

領域Ａ３－７には、デプスの値とライズの値とが表示される。

領域Ａ４には、領域Ａ３の形状情報が示す建物の骨組みが表示される。

領域Ａ４－１には、デプスとして定義される距離とライズとして定義される距離とが、上弦材及び下弦材の２次元画像に重畳して表示される。

領域Ａ４－２には、領域Ａ２の形状情報が示す建物の骨組みの立体の画像が表示される。領域Ａ４－２において、立体画像は、トラスの節点と直線で表される。なお、建物が屋根である場合、領域Ａ４－２の骨組みの立体の画像において、屋根を構成する上弦材の色と、屋根を構成する下弦材の色と、屋根の骨組みの部材であって上弦材及び下弦材以外の部材の色とは、互いに異なる色で表示される。

領域Ａ４－２の３次元画像には、建物の骨組み上の点であって予め定められた所定の条件を満たす点（以下「表示点」という。）の位置が表示されてもよい。表示点は、例えばトラスの節点である。

図６は、実施形態の設計支援装置１のハードウェアの構成の一例を示す図である。設計支援装置１は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ９１とメモリ９２とを備える制御部１１を備え、設計支援プログラムを実行する。設計支援プログラムは設計支援装置１が備える各機能部の動作を制御するプログラムである。設計支援装置１は、設計支援プログラムの実行によってユーザインタフェース１０、制御部１１及び記憶部１２を備える装置として機能する。

より具体的には、設計支援装置１は、プロセッサ９１が記憶部１２に記憶されている入出力支援プログラムを読み出し、読み出した設計支援プログラムをメモリ９２に記憶させる。プロセッサ９１が、メモリ９２に記憶させた設計支援プログラムを実行することによって、設計支援装置１は、ユーザインタフェース１０、制御部１１及び記憶部１２を備える装置として機能する。

ユーザインタフェース１０は、表示部１０１と入力部１０２とを備える。表示部１０１は、各種情報を表示する。表示部１０１は、例えばＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等の出力装置を含んで構成される。表示部１０１は、これらの出力装置を設計支援装置１に接続するインタフェースとして構成されてもよい。

入力部１０２は、マウスやキーボード、タッチパネル等の入力端末を含んで構成される。入力部１０２は、これらの入力端末を設計支援装置１に接続するインタフェースとして構成されてもよい。入力部１０２は、設計支援装置１に対する各種情報の入力を受け付ける。各種情報は、入力端末がどのように操作されたかを示す情報（以下「入力端末操作情報」という。）である。

入力端末操作情報は、例えば形状情報を示す。入力端末操作情報は、例えば形状情報の選択の結果を示す。このように、入力端末の操作によって形状情報が入力部１０２に入力される。入力端末操作情報は、例えば表示部１０１が表示する画面の変更を指示する操作であってもよい。

なお、表示部１０１と入力部１０２とは一体のタッチパネルとして構成されてもよい。

制御部１１は、設計支援装置１が備える各機能部の動作を制御する。制御部１１は、例えば表示部１０１の動作を制御する。制御部１１は、例えば記憶部１２に形状情報を記録する。

記憶部１２は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの非一時的コンピュータ読み出し可能な記憶媒体装置を用いて構成される。記憶部１２は設計支援装置１に関する各種情報を記憶する。記憶部１２は、例えば設計支援プログラムを予め記憶する。

記憶部１２は、例えば予め、対応関係情報の取得に用いられた形状情報（以下「事前形状情報」という。）を記憶する。記憶部１２は、例えば予め形状寄与度を記憶する。記憶部１２は、例えば予め立体対応関係情報を記憶する。記憶部１２は、例えば予め解析対応関係情報を記憶する。記憶部１２は、例えば予め寄与度対応関係情報を記憶する。

記憶部１２は、例えば予め対応立体画像を記憶する。すなわち記憶部１２は、予め生成済みの対応立体画像を記憶する。記憶部１２は、例えば予め設計解析結果を記憶する。記憶部１２は、例えば予め形状寄与度を記憶する。記憶部１２は、例えば予め表示点が満たす条件を記憶する。

記憶部１２は、例えば予め、表示部１０１のサイズを示す情報（以下「表示部サイズ情報」という。）を記憶する。記憶部１２は、例えば予め、表示部１０１上の各位置の座標（以下「表示座標情報」という。）を記憶する。

記憶部１２は、例えば予め、入力端末操作情報と制御部１１が実行する処理との対応関係を示す情報（以下「操作依存処理情報」という。）を記憶する。

操作依存処理情報の一例は、例えば形状情報表示処理を示す情報である。形状情報表示処理は、形状情報の入力を実行する予め定められた操作が入力端末に対して行われた場合に入力された形状情報を表示部１０１に表示させる処理である。

操作依存処理情報の一例は、例えばアクティブ情報記録処理を示す情報である。アクティブ情報処理は、表示部１０１に表示中の画像を選択する予め定められた操作が入力端末に対して行われた場合に選択された画像が選択中であることを記憶部１２に記録する処理である。

操作依存処理情報は、例えば入力される形状情報に応じて領域Ａ１、領域Ａ２、領域Ａ３及び領域Ａ４の表示を変更する処理を示す情報である。

記憶部１２は、例えば予め、表示部１０１に表示され得る各画像（以下「候補画像」という。）に関する情報である候補画像関連情報を記憶する。領域Ａ１に表示される画像と、領域Ａ２に表示される画像と、領域Ａ３に表示される画像と、領域Ａ４に表示される画像と、形状寄与度の画像とは、いずれも候補画像の一例である。また、候補画像関連情報は、各候補画像のサイズを示す情報を含む。

図７は、実施形態における制御部１１の機能構成の一例を示す図である。制御部１１は、入力情報取得部１１０、表示制御部１１１及び記録部１１２を備える。

入力情報取得部１１０は、入力部１０２に入力された情報を取得する。

表示制御部１１１は、記憶部１２に記録された基本操作情報に少なくとも基づき、表示部１０１の表示を制御する。基本操作情報は、表示部サイズ情報、表示座標情報、操作依存処理情報及び候補画像関連情報である。例えば、入力部１０２に入力された入力端末の操作を示す情報に基づき、操作依存処理情報、表示部サイズ情報及び表示座標情報を参照して、操作依存処理情報が示す処理を実行する。

表示制御部１１１は、例えば表示部１０１の動作を制御して、入力部１０２に入力された形状情報を表示部１０１に表示させる。より具体的には、表示制御部１１１は、基本操作情報を用いて、入力部１０２に入力された形状情報を表示部１０１に表示させる。以下、入力部１０２に入力された形状情報を表示部１０１に表示させる処理を、形状情報表示処理という。領域Ａ１の画像と領域Ａ３の画像とはどちらも、形状情報表示処理の結果として表示部１０１に表示される画像の一例である。

表示制御部１１１は、入力部１０２に形状情報としてデプス又はライズの値が入力された場合には、弦材間距離表示処理を実行してもよい。弦材間距離表示処理は、表示部１０１の動作を制御して、表示部１０１に、デプスとして定義される距離とライズとして定義される距離との少なくとも一方を上弦材及び下弦材の２次元画像とともに表示させる処理である。弦材間距離表示処理は、入力された形状情報を表示する処理であるので形状情報表示処理の一例である。領域Ａ４－１の画像は、弦材間距離表示処理の結果として表示部１０１に表示される画像の一例である。

表示制御部１１１は、例えば表示部１０１の動作を制御して、入力部１０２に入力された形状情報が表す建物の立体的な形状を、表示部１０１に表示させる。より具体的には表示制御部１１１は、基本操作情報にくわえてさらに事前形状情報、立体対応関係情報及び対応立体画像を用いて、入力部１０２に入力された形状情報が表す建物の立体的な形状を、表示部１０１に表示させる。以下、表示部１０１に入力部１０２に入力された形状情報が表す建物の立体的な形状を表示部１０１に表示させる処理を、立体表示処理という。領域Ａ４－２の画像は、立体表示処理の結果として表示部１０１に表示される画像の一例である。

表示制御部１１１は、例えば表示部１０１の動作を制御して、入力部１０２に入力された形状情報を満たす建物に関して、少なくとも一部の形状量についての形状寄与度を表示してもよい。より具体的には、表示制御部１１１は、基本操作情報にくわえてさらに、事前形状情報、寄与度対応関係情報及び形状寄与度を用いて、形状寄与度を表示部１０１に表示させてもよい。以下、入力部１０２に入力された形状情報が表す建物に関し少なくとも一部の形状量についての形状寄与度を表示部１０１に表示させる処理を、形状寄与度表示処理という。

形状寄与度が表示される形状量は、予め定められた形状量であってもよいし、入力部１０２を介して指示された形状量であってもよい。図２に示す形状寄与度の画像と図３に示す形状寄与度の画像とはいずれも、形状寄与度表示処理の結果として表示部１０１に表示される画像の一例である。

表示制御部１１１は、例えば表示部１０１の動作を制御して、入力部１０２に入力された形状情報を満たす建物に関する設計解析結果を示してもよい。より具体的には、表示制御部１１１は、基本操作情報にくわえてさらに、事前形状情報、解析対応関係情報及び設計解析結果を用いて、設計解析結果を表示部１０１に表示させてもよい。以下、入力部１０２に入力された形状情報を満たす建物に関する設計解析結果を表示部１０１に表示させる処理を、設計解析結果表示処理という。画像Ｇ１は、設計解析結果表示処理の結果として表示部１０１に表示される画像の一例である。

表示制御部１１１は、例えば表示点表示処理を実行してもよい。表示点表示処理は、表示部１０１の動作を制御して立体表示処理の実行により表示部１０１に表示された画像上に、表示点の位置を示す情報を表示させる処理である。表示点の位置は、例えば立体表示処理の実行により表示部１０１に表示された画像上で表示点が強調表示されることで示されてもよい。

表示制御部１１１は、入力部１０２に、画面の切り替えを指示する情報（以下「切り替え指示」という。）が入力された場合に、表示部１０１に表示中の画面を切り替えさせる。切り替え先の画面は、切り替え先の画面を入力部１０２に入力された情報が示す場合には、入力部１０２に入力された情報が示す画面である。切り替え先の画面は、表示中の画面に予め対応付けられた画面に切り替えられてもよい。以下、表示部１０１の動作を制御することで表示部１０１の表示を切り替えさせる処理を切り替え処理という。切り替え処理は切り替え先の画面を表示させる処理であるので、切り替え処理では、例えば形状情報表示処理や、立体表示処理等の画像を表示する処理が実行される。

切り替え処理の実行により、例えば画面Ｈ１０１から形状寄与度を表示する画面への切り替えや、形状寄与度を表示する画面から画面Ｈ１０２への切り替えや、画面Ｈ１０２から画面Ｈ１０１への切り替えが行われる。切り替え処理の実行により、画面Ｈ１０１から画面Ｈ１０２への切り替えがおこなわれてもよい。以下説明の簡単のため切り替え処理では、表示中の画面に予め対応付けられた画面に切り替えられる場合を例に、設計支援装置１を説明する。

記録部１１２は、各種情報を記憶部１２に記録する。

図８は、実施形態の設計支援装置１が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。

入力部１０２に形状情報が入力される（ステップＳ１０１）。すなわち、入力部１０２を介して入力情報取得部１１０が形状情報を取得する。次に、表示制御部１１１が、形状情報表示処理及び立体表示処理を実行する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２の処理により、入力部１０２に入力された形状情報と、形状情報が表す建物の立体画像とがともに表示部１０１に表示される。次に、表示制御部１１１が、弦材間距離表示処理を実行する（ステップＳ１０３）。次に、表示制御部１１１が、表示点表示処理を実行する（ステップＳ１０４）。次に、入力部１０２に切り替え指示が入力される（ステップＳ１０５）。すなわち、入力部１０２が切り替え指示を取得する。次に、表示制御部１１１が、設計解析結果表示処理を実行する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６の設計解析結果表示処理では、形状寄与度表示処理が実行されてもよい。

なお、ステップＳ１０２～ステップＳ１０４の処理は、必ずしも図８に示す順番で実行される必要は無く、ステップＳ１０１の処理の後に実行されればどのタイミングで実行されてもよい。ステップＳ１０２～ステップＳ１０４の処理は同時に実行されてもよい。また、ステップＳ１０３～ステップＳ１０６の処理はいずれも必ずしも実行される必要は無い。また、ステップＳ１０６の処理は、必ずしも図８に示す順番で実行される必要は無く、ステップＳ１０１の処理の実行後に実行されればどのタイミングで実行されてもよい。すなわち、設計解析結果や形状寄与度は、必ずしも立体画像と異なる画面に表示される必要は無く、立体画面が表示されている画面に表示されてもよい。

このように構成された実施形態の設計支援装置１は、入力された形状情報と、その形状情報が示す建物の立体画像とを表示する。２次元画像の場合、複数の２次元画像を用いなければ建物の全体像を把握することができない。一方、立体画像であれば、２次元画像よりも容易に全体像を把握することができる。特に、デザイナーと設計者とが共同して設計する場合、デザイナーにとっては全体像の把握が重要である。またデザイナーは必ずしも建築家とは限らないため２次元画像を用いて建物の設計の結果を想像することに慣れていない場合が多い。そのため、設計支援装置１は、形状情報が示す建物の立体画像を表示しない装置よりも、建物の設計に際して設計の結果の確認に要するユーザの負担を軽減することができる。また、このよう設計支援装置１は、入力された形状情報が示す建物の全体像のユーザによる把握を容易にするため、ユーザが建物のデザインを修正するための負担を軽減することもできる。

また、設計支援装置１は、入力された形状情報も立体画像とともに表示する。そのため、ユーザは入力した形状情報を記憶していなくとも、形状情報と立体画像との対応を見比べることができる。そのため、設計支援装置１は、ユーザが形状情報を記憶しながら設計の進め方について考えなければならいという場面が生じる頻度を減らすことができ、建物の設計に際して設計の結果の確認に要するユーザの負担を軽減することができる。また、このよう設計支援装置１は、入力された形状情報とその形状情報が示す建物の全体像とのユーザによる把握を容易にするため、ユーザが建物のデザインを修正するための負担を軽減することもできる。

また、設計支援装置１は、弦材間距離表示処理を実行する場合、ライズ又はデプスを示す情報を表示する。ライズを示す情報は、最高高さとの干渉のユーザによる確認を可能にするためライズを表示する設計支援装置１は、建物の設計に際して設計の結果の確認に要するユーザの負担を軽減することができる。デプスを示す情報は、ライズとデプスの関係より屋内有効高さに干渉していないかのユーザによる確認を可能にするためデプスを表示する設計支援装置１は、建物の設計に際して設計の結果の確認に要するユーザの負担を軽減することができる。

また、設計支援装置１は、表示点表示処理を実行する場合、表示点の位置としてトラスの節点を表示することができる。トラスの節点については、トラスの節点を算定し、算定したトラスの節点を結ぶことで、ユーザが容易に確認できる対応立体画像を表示することができる。このため、設計支援装置１は、建物の設計に際して設計の結果の確認に要するユーザの負担を軽減することができる。

また、設計支援装置１は、設計解析結果表示処理を実行する場合、設計解析結果を表示することができる。設計解析結果が表示されることで設計者は、設計解析結果に基づき設計の修正の仕方についてより適切な修正を選択することができる。そのため、設計支援装置１は、建物の設計に際して設計の結果の確認に要するユーザの負担を軽減することができる。

特に形状寄与度が表示される場合、ユーザにとって、形状の変化に対する建物の変化がどのようなものかを把握することが容易になる。したがって、設計者は、形状寄与度に基づき設計の修正の仕方についてより適切な修正を選択することができる。そのため、設計支援装置１は、建物の設計に際して設計の結果の確認に要するユーザの負担を軽減することができる。

（変形例）
なお表示制御部１１１は、表示部１０１の動作を制御して表示部１０１に、入力された形状情報が表す建物の立体画像とともに架構の総重量に要するコストを表示させてもよい。なお表示制御部１１１は、表示部１０１の動作を制御して表示部１０１に、入力された形状情報が表す建物の立体画像とともに応力を表示させてもよい。

表示制御部１１１は、表示部１０１の動作を制御して、形状寄与度を入力された形状情報が表す建物の立体画像とともに表示部１０１に表示させてもよい。

なお、表示制御部１１１は、表示部１０１の動作を制御して、入力された形状情報が表す建物の立体画像と形状寄与度との両方を、時間差をつけて表示部１０１に表示してもよい。より具体的には、表示制御部１１１は、例えば時間差表示処理を実行してもよい。時間差表示動作は、入力された形状情報が表す建物の立体画像と形状寄与度とのいずれか一方を先に表示部１０１に表示させ、当該一方が表示された後に、他方を表示部１０１に表示させる処理である。

さらに、表示制御部１１１は、表示部１０１の動作を制御して、入力された形状情報が表す建物の立体画像及び形状寄与度とともに、図４で示したような相関を示す図を表示部１０１に表示させても良い。そして、表示制御部１１１は、この立体画像、この形状寄与度、この相関を示す図を、時間差をつけて、表示部１０１に表示しても良い。より具体的には、表示制御部１１１は、この立体画像、この形状寄与度、この相関を示す図を、この順に表示部１０１に表示させても良い。

なお、形状情報は、少なくとも、設計対象を構成する部材に関する量である構成部材量の値を示すことが望ましい。構成部材量は、形状量の１種である。構成部材量は、例えば、束材の本数である。構成部材量は、例えばデプスである。構成部材量は、例えばライズである。構成部材量は、例えば上弦材の本数と下弦材の本数とである。

なお、図１の領域Ａ１には、ライズや、デプスや、上弦材又は下弦材の分割数や、隣り合う上弦材と下弦材との分割位置を結ぶか否かを示す値や、束材や斜材を入れるか否かを示す値等の、入力部１０２に入力された情報が表示されてもよい。

なお、対応立体画像や、設計解析結果や、形状寄与度等の設計の結果の少なくとも一部は必ずしも予め算出されている必要は無い。入力部１０２に入力された形状情報に応じた設計の結果は、制御部１１の演算を実行可能な機能部が備える推定部により、対応関係情報に基づいて推定されてもよい。

図９は、変形例における制御部１１の一例を示す図である。制御部１１は推定部１１３を備えてもよい。推定部１１３は、入力部１０２に入力された形状情報に応じた設計の結果を、対応関係情報に基づいて推定する。推定部１１３は、例えば入力部１０２に入力された形状情報に応じた対応立体画像を、立体対応関係情報に基づいて推定する。推定部１１３は、例えば入力部１０２に入力された形状情報に応じた設計解析結果を、解析対応関係情報に基づいて推定する。推定部１１３は、例えば入力部１０２に入力された形状情報に応じた形状寄与度を、寄与度対応関係情報に基づいて推定する。

なお、設計支援装置１は、ネットワークを介して通信可能に接続された複数台の情報処理装置を用いてシステム（以下「設計支援システム」という。）として実装されてもよい。この場合、設計支援装置１が備える各機能部は、複数の情報処理装置に分散して実装されてもよい。すなわち設計支援システムは、設計支援装置１が備える各機能部を、複数の情報処理装置に分散して備える。

図１０は、変形例における設計支援システム１００の構成の一例を示す図である。設計支援システム１００は、設計支援装置１と情報処理装置２とを備える。設計支援装置１は、インターネット等のネットワーク９を介して情報処理装置２と通信可能に接続されている。情報処理装置２は、バスで接続されたプロセッサとメモリとを備える。情報処理装置２は推定部１１３を備える。情報処理装置２は、予め対応関係情報を記憶する。情報処理装置２は、入力部１０２に入力された形状情報を、ネットワーク９を介して設計支援装置１から取得する。情報処理装置２は、取得した形状情報に基づき、対応関係情報を用いて、推定部１１３によって設計の結果を推定する。情報処理装置２は、推定の結果を、設計支援装置１に送信する。設計支援装置１は、情報処理装置２が送信した推定の結果を受信する。設計支援装置１は受信した推定の結果を、表示部１０１に表示する。

なお、設計支援装置１又は設計支援システム１００の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

なお、設計支援装置１又は設計支援システム１００の目的は、形状寄与度の分析等による定量的な架構形状の合意形成に役立たせる技術を提供することであってもよい。

なお設計支援装置１は表示装置の一例である。なお、入力情報取得部１１０が形状情報を取得するステップＳ１１０の処理は、入力情報取得ステップの一例である。なお、ステップＳ１０２の処理は、表示制御ステップの一例である。なお、設計支援装置１又は設計支援システム１００が実行する処理の流れであって表示部１０１に情報を表示する処理の流れは、表示方法の一例である。そのため、例えばステップＳ１０１～ステップＳ１０６等の設計支援装置１が実行する処理の流れは、表示方法の一例である。

なお、本実施形態において、より詳細には、“ｄｉｓｐ＿ｘ”は、一つの屋根の各節点で発生するＸ方向の屋根変形量のうち、最大の変形量を示し、ｄｉｓｐ＿ｙ”は、一つの屋根の各節点で発生するＹ方向の屋根変形量のうち、最大の変形量を示し、“ｄｉｓｐ＿ｚ”は、一つの屋根の各節点で発生するＺ方向の屋根変形量のうち、最大の変形量を示し、“ｒｅａｃｔｘ”は、一つの屋根とこの屋根を支持する複数の柱脚との接点それぞれで発生するＸ方向の反力のうち、最大の反力を示し、“ｒｅａｃｔｙ”は、一つの屋根とこの屋根を支持する複数の柱脚との接点それぞれで発生するＹ方向の反力のうち、最大の反力を示し、“ｒｅａｃｔｚ”は、一つの屋根とこの屋根を支持する複数の柱脚との接点それぞれで発生するＺ方向の反力のうち、最大の反力を示し、“ｗｅｉｇｈｔ”は、屋根の重量を示す。

ここで、ユーザは、“weight”の値を確認することにより、屋根の建築コストを把握することができる。例えば、”weight”の値が2000トンである場合、ユーザは、この値を確認することにより、例えば１トン当たり５０万円の建築コストを要するとして、屋根の建築コストが１０億円であることを把握することができる。

また、ユーザは、図４で示される相関係数を確認することで、例えば、次のようなことを容易に把握することができる。即ち、“Ｗ＿Ｎ”（総軸歪エネルギー）と“weight”との相関係数が０．７６であるので、総軸歪エネルギーの抑制に連れて重量を小さくできることである。

なお、図４の縦軸の各形状量又は設計解析結果はそれぞれ、第１の量の一例である。また、図４の横軸の各形状量又は設計解析結果はそれぞれ、第２の量の一例である。
また、図４で示した相関関係に対応する情報等を記憶部１２に記憶させても良い。即ち、記憶部１２は、表示部１０１に表示される画像に対応する情報を記憶しても良いことは、言うまでもない。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…設計支援装置、 １０…ユーザインタフェース、 １１…制御部、 １２…記憶部、 １０１…表示部、 １０２…入力部、 １０３…テンションリング、 １１０…入力情報取得部、 １１１…表示制御部、 １１２…記録部、 ９１…プロセッサ、 ９２…メモリ、 １００…設計支援システム、 ２…情報処理装置、 ９…ネットワーク

Claims (9)

1. 建物の構造に関する情報と、前記情報が表す前記建物の立体的な形状の画像である立体画像と、をともに同一の表示部に表示させる表示制御部、
   を備え、
   前記情報は、可変情報又は可変のテキスト情報であり、
   前記立体画像は、前記情報に応じて変化することを特徴とする表示装置。
2. 建物の骨組み自体の形状の情報と、前記情報が表す前記建物の立体的な形状の画像である立体画像と、をともに同一の表示部に表示させる表示制御部、
   を備え、
   前記情報は、可変情報又は可変のテキスト情報であり、
   前記立体画像は、前記情報に応じて変化することを特徴とする表示装置。
3. 前記情報を取得する入力情報取得部を更に備え、
   前記表示制御部は、前記建物の構造に関する複数の量のうち少なくとも一部について、前記量の変化が前記情報の表す形状の変化に与える影響の強さの度合いである寄与度を前記表示部に表示させることを特徴とする、
   請求項１に記載の表示装置。
4. 前記情報を取得する入力情報取得部を更に備え、
   前記表示制御部は、前記建物の外観自体の形状を示す複数の量又は前記建物の骨組み自体の形状を示す複数の量のうち少なくとも一部について、前記量の変化が前記情報の表す形状の変化に与える影響の強さの度合いである寄与度を前記表示部に表示させることを特徴とする、
   請求項２に記載の表示装置。
5. 前記立体画像は、前記建物の外観であることを特徴とする、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表示装置。
6. 前記立体画像は、前記建物の骨組みの立体的な形状であることを特徴とする、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表示装置。
7. 前記複数の量の少なくとも一部は、入力端末の操作によって入力される可変量である、請求項３又は請求項４に記載の表示装置。
8. 前記複数の量のうちの１つと、前記複数の量のうちの他の１つと、の相関を前記表示部に表示させることを特徴とする、
   請求項３又は請求項４又は請求項７に記載の表示装置。
9. 前記情報は、前記立体画像とは異なる領域に並べて表示される、
   請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の表示装置。

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