Social Implementation
適塾建物の三次元デジタルアーカイブ
本プロジェクトでは、大阪大学の源流の一つである適塾建物を対象に、将来的な保存・継承を目的とした三次元デジタルアーカイブの構築を行いました。本取り組みは、クラウドファンディングにより実現したものであり、防火・防災対策の一環として、現況を高精度に記録し、将来にわたり再現可能なデータとして保存することを目指しています。
データ取得には、3Dレーザースキャナーによる点群計測と、写真測量（フォトグラメトリ）によるメッシュ生成を組み合わせた手法を採用しました。これにより、建物全体の幾何形状に加え、表面の質感や色彩情報を含む高精細な三次元モデルを作成しています。特に、柱に残る刀傷などの歴史的痕跡についても、可能な限り立体的に記録しています。
取得したデータは、用途に応じて複数の詳細度（Level of Detail）で整備されており、一般的なPCで閲覧可能な軽量モデルから、高精度な解析・復元に対応する大容量データまでを段階的に用意しています。一部のモデルはオンラインプラットフォーム上で公開されており、教育・研究・文化発信への活用が進められています。
本プロジェクトは、文化財の保存・修復・再現に向けたデジタル技術の活用可能性を示すとともに、歴史的建造物の価値を未来へと継承するための新たなアプローチを提示するものです。
関連業績（Selected Publications）:
福田 知弘.（2026）. 適塾建物の三次元計測について. 『適塾』, 第58号, 131–138. ISSN 0916-4030.
関連URL（URLs）:
- クラウドファンディング（終了）
「日本の近代化と感染症対策の原点、適塾の建物を後世に守り伝えたい！」
https://readyfor.jp/projects/tekijuku3d - 適塾からのお知らせ①（適塾建物の3Dモデル完成）
（大阪大学 適塾記念センター）
https://www.tekijuku.osaka-u.ac.jp/ja/special_news/copy4_of_paj907
鳥取城三階櫓AR復元
史跡鳥取城跡において、かつて存在した二ノ丸三階櫓をAR（拡張現実）技術によって復元・体験できるシステムを開発しました。本プロジェクトは、観光振興と復元整備への機運醸成を目的として実施されたものです。
システムは、観光客や市民が自身のスマートフォンやタブレットで利用できるWebARとして構築しました。専用アプリを必要とせず、Webブラウザからアクセスするだけで現地体験が可能となっています。
AR空間には、鳥取城二ノ丸三階櫓の3Dモデルを実寸スケールで表示し、石垣跡に重ね合わせながら復元イメージを体験できます。位置合わせでは、ユーザ自身がCG石垣を現実の石垣へ合わせるインタラクティブな方式を採用し、安定したAR表示を実現しました。
また、城跡内に複数のAR視点を設定し、回遊しながら異なる角度から三階櫓を体験できる構成としました。開発したARシステムは、2023年「鳥取三十二万石お城まつり」にて公開され、多くの来場者が鳥取城跡でAR復元を体験しました。
本プロジェクトは、XR技術を活用した文化財可視化と観光まちづくりの実践事例として、歴史空間の新たな体験型発信を目指した取り組みです。
URLs
- 鳥取城 二ノ丸三階櫓AR – 鳥取市
https://www.city.tottori.lg.jp/ttj2023ar_direct/index.html
丹後国分寺五重塔AR/MR：宮津
京都府宮津市・天橋立地域において、かつて存在した丹後国分寺五重塔を、AR/MR（Augmented and Mixed Reality）技術によって仮想的に再現するプロジェクトを実施しました。本プロジェクトは、「もうひとつの京都 ― 光のアトリエ ―」の一環として2020年に公開され、その後、2022年には研究室内でシステムを再構築し、同イベントにて再展示を行いました。
ARで再現した五重塔は、雪舟《天橋立図》に描かれた建武年間以降の塔をもとに、歴史資料や同時代に現存する五重塔の建築様式を参照しながら三次元モデリングを行いました。丹後国分寺跡地に残る礎石位置に対して、高さ約40m規模の五重塔をAR空間上に重ね合わせ、背景に天橋立を望む歴史的景観の中で体験できる構成としました。
本プロジェクトでは、夜間屋外環境における大規模AR表示を対象として、位置合わせ（トラッキング）や視認性向上に関する技術検討を行いました。また、専用アプリを必要としないWebARとして実装し、スマートフォンのWebブラウザ上で手軽に体験できるシステムを構築しました。さらに、2022年に再開発したシステムでは、サーバー側でレンダリングを行い、映像をリアルタイム配信する方式へと発展させています。
加えて、照明デザインとAR表現を融合し、時間変化を伴う幻想的なライトアップ演出をデジタル空間上で実現しました。歴史的景観、メディアアート、XR技術を横断する取り組みとして、地域文化資源の新たな体験型発信を目指しています。
Selected Publications:
- Fukuda, T., Nagamachi, S., Nakamura, H., Yamauchi, Y., Ito, N., Shimizu, S. (2022). Web-Based Three-Dimensional Augmented Reality of Digital Heritage for Nighttime Experience, Proceedings of the 27th International Conference of the Association for Computer-Aided Architectural Design Research in Asia (CAADRIA) 2022, 1, 737-746, https://doi.org/10.52842/conf.caadria.2022.1.737
- 福田知弘．（2020）．都市と建築のブログ 総覧，フォーラムエイトパブリッシング，ISBN-13：978-4906608225, https://amzn.asia/d/0cLmCbyB
- 福田知弘．（2021）．都市と建築のブログ 総覧 電子版，フォーラムエイトパブリッシング，ASIN：B09LCMQ3QS, https://amzn.asia/d/0hEs2VKt
渋谷スクランブルスクエアを対象とした安全と景観への影響評価による屋外大型ディスプレイ設置の社会実験
渋谷スクランブルスクエアに設置された大型LEDディスプレイを対象として、安全性と景観への影響を評価する社会実験を実施しました。対象となったディスプレイは、北面・東面ファサードに連続する総面積約779㎡の大型メディアファサードです。
2019年の実証実験では、街並み・生活環境への影響、鉄道・自動車交通への安全性、来街者への心理的影響について検証を行いました。景観評価では、渋谷周辺の主要視点場において専門家による評価を実施し、多くの地点で周辺景観への影響は限定的であることを確認しました。
また、鉄道運転士へのアンケート調査や、自動車運転時のアイトラッキング実験を通じて、交通安全上の大きな問題がないことを確認しました。さらに、音量や輝度に関する被験者実験を行い、都市空間と共存可能な運用基準を検討しました。
本社会実験の成果は、渋谷エリアにおける屋外広告物ルールや運用ガイドライン整備に活用され、その後の本格運用へとつながっています。
Selected Publications:
- 福田知弘，福田太郎，久保田勝朗，山田知奈，秋元隆治，角揚一郎，星野一道．（2020）. 安全と景観への影響評価による屋外大型ディスプレイ設置の社会実験 －渋谷スクランブルスクエアを事例として－，日本建築学会情報システム技術委員会 第43回情報・システム・利用・技術シンポジウム論文集（報告），184-187, https://www.aij.or.jp/paper/detail.html?productId=654771
- 一般社団法人渋谷未来デザイン．（2020）．変わり続ける! シブヤ系まちづくり，工作舎，ISBN-13：978-4-05-87502-533-7, https://www.kousakusha.co.jp/BOOK/ISBN978-4-87502-533-7.html
- 시부야미래디자인 저/정병균, 김미화 역 | 대가．（2025）．시부야 미래디자인，https://www.yes24.com/product/goods/145430838
境港市民交流センター（現・みなとテラス）
鳥取県境港市において計画された「境港市民交流センター（現・みなとテラス）」プロジェクトでは、文化・交流・防災機能を統合した複合公共施設に対して、VR・xR技術を活用した設計支援および合意形成支援を行いました。施設は現在、「みなとテラス」として運用されています。
本研究では、基本設計段階の建築モデルをもとにVRコンテンツを構築し、設計者、行政、管理者、市民が完成前の施設空間を仮想体験できる環境を整備しました。エントランス、図書交流広場、ホール、会議室、カフェなどをウォークスルー形式で体験しながら、動線や空間構成、利用シナリオを検討できるようにしました。
さらに、スマートフォンと簡易HMDを用いた360°VR体験環境を構築し、市民参加型の空間共有を支援しました。また、建築VRにおけるVR酔い軽減を目的として、仮想カメラの速度・角速度を可視化するシステムを開発し、快適なVRコンテンツ設計に活用しました。
本プロジェクトは、公共施設設計におけるVR活用、利用シミュレーション、参加型デザイン支援の実践事例です。
Selected Publications:
- Fukuda, T., Novak, M., Fujii, H., Pencreach, Y. (2021). Virtual reality rendering methods for training deep learning, analysing landscapes, and preventing virtual reality sickness, International Journal of Architectural Computing, 19(2), 190-207, https://doi.org/10.1177/1478077120957544
- Fukuda, T., Nada, H., Fujii, H., Pencreach, Y. (2021). A Motion Vector Visualization Method on a Virtual Reality Screen – Preventing virtual reality sickness for architectural investigation, Proceedings of the 39th eCAADe Conference, 2, 513-520, https://doi.org/10.52842/conf.ecaade.2021.2.513
- 福田知弘．（2020）．都市と建築のブログ 総覧，フォーラムエイトパブリッシング，ISBN-13：978-4906608225, https://amzn.asia/d/0cLmCbyB
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水木しげるロード：街路空間再編と合意形成支援VR
鳥取県境港市の水木しげるロードにおけるリニューアルプロジェクトにおいて、街路空間の再編と体験価値向上を目的としたVR可視化システムを開発した。
本プロジェクトでは、「人を中心とした道路空間への転換」をコンセプトに、歩道拡張、一方通行化、滞留空間の創出、ブロンズ像の再配置、夜間照明演出などを含む再設計が行われた。これに対し、完成後の空間をリアルに体験できるVRを構築し、任意の視点から将来像を提示することで、沿道住民や関係者との合意形成を支援した。
特に、SfM（Structure from Motion）技術を用いたブロンズ像の三次元モデリングや、交通流データに基づく動的表現により、高い現実性を持つ都市VRを実現した。公開イベントや説明会での活用を通じて計画理解を促進し、設計調整にも寄与した。
本研究は、都市計画におけるVRの実践的活用、特に合意形成支援ツールとしての有効性を示すとともに、人間中心の都市環境設計への展開を可能にした。
Selected Publications:
- Fukuda, T., Nada, H., Adachi, H., Shimizu, S., Takei, C., Sato, Y., Yabuki, N., Motamedi, A. (2017). Structure from Motion and Virtual, Augmented and Diminished Reality for Architectural and Urban Design, Computer-Aided Architectural Design. Future Trajectories. CAADFutures 2017. Communications in Computer and Information Science, vol 724, 60-77, https://doi.org/10.1007/978-981-10-5197-5_4
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Awards:
- 2021年度 土木学会デザイン賞 奨励賞
水木しげるロードリニューアル事業
灘英樹，栗原裕，待井聡，堀繁，長町志穂，熊取谷悠里，福田知弘
VR監修者として貢献 - 照明学会 照明デザイン賞 最優秀賞 受賞（2019）
(株) LEM空間工房 長町 志穂，熊取谷 悠里
作品関係者:
境港市 中村 勝治市長，建設部 灘 英樹
(有)ユー・プラネット栗原 裕（土木設計）
ウシオライティング(株) 伊藤 貴史（システム設計）
大阪大学 大学院工学研究科 准教授 福田 知弘（VR監修）
回廊の家：潮来
茨城県潮来市に計画された「回廊の家」は、BIM、CFD、VR、ARを統合した設計支援環境を実際の住宅プロジェクトへ適用した事例です。
住宅は、吹抜けを持つリビングを中心に、その周囲を回廊が取り囲み、さらに外側に個室やテラスを配置する構成となっています。設計段階では、①吹抜け空間の温熱環境、②浴室に接続する屋外テラスのプライバシー、③狭い前面道路に対する駐車計画、という課題に対してデジタルシミュレーションを活用しました。
温熱環境の検証では、BIMモデルをもとにCFD解析を行い、冬季に階段部分でダウンドラフトが発生することを確認しました。その結果を踏まえて可動式引き戸を追加設計し、再解析によってリビングの温熱環境を改善しました。
また、周辺建物を含めたVR空間を構築し、近隣住宅からテラス内部が見えないことを検証しました。さらに、CFD解析結果をVR空間内に可視化し、建築空間と環境性能の関係を直感的に把握できるよう試みました。
加えて、現地ではARを用いて住宅モデルを実空間へ重ね合わせ、施主とともに駐車場配置を検討しました。本プロジェクトは、BIM、CFD、XRを連携させた統合設計環境の実証事例として、環境性能と空間体験を横断的に支援する新しい設計プロセスを提示しています。
Selected Publications:
- Fukuda, T., Mori, K., Imaizumi, J. (2015). Integration of CFD, VR, AR and BIM for Design Feedback in a Design Process – An Experimental Study, Proceedings of the 33rd eCAADe Conference – Volume 1, 665-672, https://doi.org/10.52842/conf.ecaade.2015.1.665
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VR安土城：歴史空間のデジタル再構築と体験型可視化
織田信長が築いた安土城は、完成からわずか3年で消失した幻の城であり、史実の不確実性や文化財保護の制約から物理的復元が困難とされてきた。本プロジェクトでは、歴史資料、発掘調査成果、建築史研究に基づき、安土城および城下町を三次元デジタル空間上に再構築し、VR技術による体験型可視化を実現した。
スマートフォン／タブレットを用いた「VR安土城タイムスコープ」では、現地の各地点から往時の安土城を重ね合わせて体験できる位置連動型AR/VRシステムを開発した。また、大型スクリーンを用いた高精度シアター型VRでは、天主内部や城郭、城下町を自由に探索可能な没入型コンテンツを構築した。
本プロジェクトは、産学官民連携により推進され、文化遺産のデジタルアーカイブと観光・教育への応用を実現した事例である。同時に、広域地形モデリング、LOD制御、リアルタイムレンダリング最適化など、XR空間構築に関する技術的知見を蓄積し、現在の都市デジタルツインおよびXR研究へと展開されている。
Selected Publications:
- Fukuda, T., Ban, H., Yagi, K., Nishiie, J. (2015). Development of High-Definition Virtual Reality for Historical Architectural and Urban Digital Reconstruction: A Case Study of Azuchi Castle and Old Castle Town in 1581, Computer-Aided Architectural Design Futures. The Next City – New Technologies and the Future of the Built Environment. CAAD Futures 2015. Communications in Computer and Information Science, 527, 75-89, https://doi.org/10.1007/978-3-662-47386-3_5
- 福田知弘．（2020）．都市と建築のブログ 総覧，フォーラムエイトパブリッシング，ISBN-13：978-4906608225, https://amzn.asia/d/0cLmCbyB
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Featured Work（Social Implementation）
3D Digital Archiving of the Tekijuku Building
This project focuses on the creation of a high-fidelity 3D digital archive of the Tekijuku building, one of the historical origins of The University of Osaka. The initiative was realized through crowdfunding and aims to support long-term preservation and disaster preparedness by accurately recording the current state of the building in a reproducible digital format.
To capture the structure, we employed a hybrid approach combining 3D laser scanning (point cloud acquisition) and photogrammetry (mesh generation from high-resolution images). This enabled the development of detailed 3D models that represent not only the geometry of the building but also its textures and material characteristics. Historical traces, such as sword marks left on wooden pillars, were also recorded in three-dimensional form wherever possible.
The resulting datasets are organized into multiple levels of detail (LOD), ranging from lightweight models accessible on standard computers to high-resolution data suitable for advanced analysis and restoration. Selected models are publicly available on online platforms, supporting applications in education, research, and cultural dissemination.
This project demonstrates the potential of digital technologies in the preservation, restoration, and reinterpretation of cultural heritage, offering a new approach to passing historical assets on to future generations.
Selected Publications
Fukuda, T. (2025). Three-dimensional measurement of the Tekijuku building. Tekijuku, No. 58, 131–138. ISSN 0916-4030.
URLs
- Crowdfunding Project (Completed):
“Preserving the Tekijuku Building, the Origin of Japan’s Modernization and Infectious Disease Control, for Future Generations”
https://readyfor.jp/projects/tekijuku3d - Announcement: Completion of the 3D Model of the Tekijuku Building
(Tekijuku Memorial Center, Osaka University)
https://www.tekijuku.osaka-u.ac.jp/ja/special_news/copy4_of_paj907
Tottori Castle Three-Story Turret AR Reconstruction
An Augmented Reality (AR) system was developed to virtually reconstruct the former three-story turret of the Ninomaru area at the historic Tottori Castle ruins. The project aimed to promote tourism and increase public interest in the ongoing castle restoration initiative.
The system was implemented as a WebAR platform accessible through smartphones and tablets without requiring a dedicated application. Visitors could easily access the AR experience on-site using a standard web browser.
A full-scale 3D model of the turret was superimposed onto the remaining stone foundation, allowing users to experience the reconstructed structure within the real castle environment. An interactive alignment method enabled users to manually match the virtual and real stone walls for stable AR positioning.
Multiple viewpoints were designed throughout the site so visitors could experience the turret from different perspectives while walking around the ruins. The AR system was publicly demonstrated during the 2023 “Tottori Sanjūnimangoku Castle Festival,” where many visitors experienced the reconstruction on-site.
This project represents a practical application of XR technologies for cultural heritage visualization and tourism-oriented urban engagement.
URLs
- Tottori Castle: AR of the Third-Story Turret in the Ninomaru – Tottori City
https://www.city.tottori.lg.jp/ttj2023ar_direct/index.html
Tango Kokubunji Five-Storied Pagoda AR/MR: Miyazu
In the Amanohashidate area of Miyazu City, Kyoto, we conducted a project to virtually reconstruct the lost five-story pagoda of Tango Kokubunji Temple using AR/MR (Augmented and Mixed Reality) technologies. The project was first presented in 2020 as part of Another Kyoto – Atelier of Light. In 2022, the system was redeveloped within our laboratory and exhibited again at the same event.
The AR pagoda was modeled based on the pagoda depicted in Sesshu’s Amanohashidate-zu, referring to historical documents and architectural styles of surviving pagodas from the same historical period. A virtual pagoda approximately 40 meters in height was superimposed onto the original foundation stone locations of the Tango Kokubunji ruins, allowing visitors to experience the reconstructed structure within the historical landscape overlooking Amanohashidate.
This project addressed technical challenges related to large-scale outdoor AR visualization at night, including spatial registration (tracking) and visibility enhancement. The system was implemented as a WebAR application that required no dedicated app installation, enabling users to experience the content directly through smartphone web browsers. Furthermore, the redeveloped 2022 system evolved into a server-side rendering architecture capable of streaming rendered video to users in real time.
The project also integrated lighting design with AR expression to create dynamic and immersive digital illuminations that changed over time. By combining historical landscapes, media art, and XR technologies, the project explored new experiential approaches for communicating regional cultural heritage.
Selected Publications:
- Fukuda, T., Nagamachi, S., Nakamura, H., Yamauchi, Y., Ito, N., Shimizu, S. (2022). Web-Based Three-Dimensional Augmented Reality of Digital Heritage for Nighttime Experience, Proceedings of the 27th International Conference of the Association for Computer-Aided Architectural Design Research in Asia (CAADRIA) 2022, 1, 737-746, https://doi.org/10.52842/conf.caadria.2022.1.737
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Social Experiment on the Installation of Large Outdoor Displays at Shibuya Scramble Square Based on an Assessment of Safety and Landscape Impacts
A social experiment was conducted to evaluate the safety and landscape impacts of a large LED display installed on Shibuya Scramble Square. The media façade spans the north and east elevations of the building, with a total display area of approximately 779 m².
The 2019 experiment examined impacts on urban scenery, transportation safety, and visitors’ perceptions. Landscape evaluations were carried out at major viewpoints around Shibuya, confirming that the display had only limited impact on the surrounding urban environment.
Transportation safety was also assessed through questionnaires for railway operators and eye-tracking experiments involving drivers. The results indicated no significant safety concerns related to signal visibility or driving behavior. Additional experiments investigated appropriate sound and brightness levels for coexistence within the urban environment.
The findings contributed to the development of operational guidelines and local rules for outdoor digital signage in the Shibuya area, supporting the full-scale implementation of large urban media displays.
Selected Publications:
- 福田知弘，福田太郎，久保田勝朗，山田知奈，秋元隆治，角揚一郎，星野一道．（2020）. 安全と景観への影響評価による屋外大型ディスプレイ設置の社会実験 －渋谷スクランブルスクエアを事例として－（A Social Experiment on Large Outdoor Display Installation Considering Safety and Landscape Impact: A Case Study at Shibuya Scramble Square, Tokyo），日本建築学会情報システム技術委員会 第43回情報・システム・利用・技術シンポジウム論文集（報告），184-187, https://www.aij.or.jp/paper/detail.html?productId=654771
- 一般社団法人渋谷未来デザイン．（2020）．変わり続ける! シブヤ系まちづくり，工作舎，ISBN-13：978-4-05-87502-533-7, https://www.kousakusha.co.jp/BOOK/ISBN978-4-87502-533-7.html
- 시부야미래디자인 저/정병균, 김미화 역 | 대가．（2025）．시부야 미래디자인，https://www.yes24.com/product/goods/145430838
Sakai-Minato Civic Exchange Center (now “Minato Terrace”)
The Sakai-Minato Civic Exchange Center project (currently operated as “Minato Terrace”) explored the use of VR and xR technologies for architectural design support and participatory communication in a multifunctional public facility in Sakaiminato City, Japan.
Based on the schematic architectural design, a VR environment was developed to allow architects, administrators, operators, and citizens to virtually experience the facility before construction. Users could walkthrough the entrance hall, library commons, meeting rooms, hall spaces, and café areas to evaluate circulation, usability, and spatial relationships.
The project also introduced accessible 360-degree VR experiences using smartphones and low-cost HMDs to support public engagement. In addition, a visualization system for virtual camera velocity and angular velocity was developed to reduce VR sickness and improve the quality of architectural VR experiences.
This project represents a practical application of VR technologies for public architecture, participatory design, and spatial simulation.
Selected Publications:
- Fukuda, T., Novak, M., Fujii, H., Pencreach, Y. (2021). Virtual reality rendering methods for training deep learning, analysing landscapes, and preventing virtual reality sickness, International Journal of Architectural Computing, 19(2), 190-207, https://doi.org/10.1177/1478077120957544
- Fukuda, T., Nada, H., Fujii, H., Pencreach, Y. (2021). A Motion Vector Visualization Method on a Virtual Reality Screen – Preventing virtual reality sickness for architectural investigation, Proceedings of the 39th eCAADe Conference, 2, 513-520, https://doi.org/10.52842/conf.ecaade.2021.2.513
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Mizuki Shigeru Road: VR-based Support for Urban Street Redesign and Consensus Building
This project developed a VR-based visualization system to support the redesign of Mizuki Shigeru Road in Sakaiminato City, Japan, aiming to enhance spatial experience and pedestrian-oriented urban design.
The redesign introduced pedestrian-friendly street configurations, including sidewalk expansion, one-way traffic, creation of stay spaces, reorganization of character sculptures, and nighttime lighting design. The VR system enabled stakeholders to experience the future street environment from arbitrary viewpoints, facilitating consensus building among local residents and project participants.
Using Structure from Motion (SfM), detailed 3D models of numerous sculptures were efficiently generated, and dynamic simulations based on traffic data enhanced realism. The VR system was widely used in public events and planning meetings, contributing to improved communication and design refinement.
This work demonstrates the practical value of VR as a tool for urban planning and participatory design, supporting human-centered environmental design approaches.
Selected Publications:
- Fukuda, T., Nada, H., Adachi, H., Shimizu, S., Takei, C., Sato, Y., Yabuki, N., Motamedi, A. (2017). Structure from Motion and Virtual, Augmented and Diminished Reality for Architectural and Urban Design, Computer-Aided Architectural Design. Future Trajectories. CAADFutures 2017. Communications in Computer and Information Science, vol 724, 60-77, https://doi.org/10.1007/978-981-10-5197-5_4
- 福田知弘．（2020）．都市と建築のブログ 総覧，フォーラムエイトパブリッシング，ISBN-13：978-4906608225, https://amzn.asia/d/0cLmCbyB
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Awards:
- Japan Society of Civil Engineers (JSCE) Design Award, Encouragement Prize (FY2021)
Mizuki Shigeru Road Renewal Project
H. Nada, Y. Kurihara, S. Machii, S. Hori, S. Nagamachi, Y. Kumatoriya, T. Fukuda
Contribution as VR Supervisor - Illuminating Engineering Institute of Japan (IEIJ) Lighting Design Award, Grand Prize (2019)
Awarded to Shiho Nagamachi and Yuri Kumatoriya (LEM Design Studio)
Project Members:
Katsuji Nakamura (Mayor, Sakaiminato City),
Hideki Nada (Sakaiminato City),
Yutaka Kurihara (Civil Engineering Design),
Takashi Ito (System Design, Ushio Lighting Co., Ltd.),
Tomohiro Fukuda (VR Supervisor, Osaka University)
Corridor House: Itako
“Corridor House” in Itako, Ibaraki, is a residential design project that applied an integrated workflow combining Building Information Modeling (BIM), Computational Fluid Dynamics (CFD), Virtual Reality (VR), and Augmented Reality (AR) technologies.
The house features a double-height living room surrounded by a circulation corridor, with private rooms and terraces arranged around the outer perimeter. During the design process, digital simulations were conducted to examine thermal comfort, terrace privacy, and parking layout along a narrow access road.
CFD simulations based on the BIM model revealed downdraft airflow around the staircase during winter conditions. To address this issue, a movable sliding door was added between the staircase and corridor, and subsequent simulations confirmed improved thermal comfort in the living space.
A VR environment including neighboring houses was also created to verify that the terrace would not be visible from surrounding buildings. In addition, CFD results were visualized within the VR environment to support intuitive understanding of airflow and temperature distribution within the architectural space.
AR simulations were further conducted on-site by overlaying the proposed 3D model onto the real environment, enabling the client and designers to examine parking arrangements together. This project demonstrates an integrated design workflow linking BIM, CFD, and XR technologies to support environmental performance evaluation and spatial experience in architectural design.
Selected Publications:
- Fukuda, T., Mori, K., Imaizumi, J. (2015). Integration of CFD, VR, AR and BIM for Design Feedback in a Design Process – An Experimental Study, Proceedings of the 33rd eCAADe Conference – Volume 1, 665-672, https://doi.org/10.52842/conf.ecaade.2015.1.665
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VR Azuchi Castle: Digital Reconstruction and Immersive Visualization of Lost Heritage
Azuchi Castle, built by Oda Nobunaga, was lost only three years after its completion, and its physical reconstruction remains difficult due to limited historical evidence and preservation constraints. This project digitally reconstructed the castle and its surrounding town using historical documents, archaeological findings, and architectural studies, and realized immersive visualization through VR technologies.
A location-based AR/VR system (“VR Azuchi Castle TimeScope”) allows users to experience the historical landscape overlaid onto the present environment using mobile devices. In addition, a high-resolution theater-type VR system enables interactive exploration of the castle tower, fortifications, and castle town.
Through industry–academia–government collaboration, this project demonstrates the application of digital heritage for tourism and education. It also contributed technical advancements in large-scale terrain modeling, level-of-detail (LOD) control, and real-time rendering, which have been further developed in current research on urban digital twins and XR systems.
Selected Publications:
- Fukuda, T., Ban, H., Yagi, K., Nishiie, J. (2015). Development of High-Definition Virtual Reality for Historical Architectural and Urban Digital Reconstruction: A Case Study of Azuchi Castle and Old Castle Town in 1581, Computer-Aided Architectural Design Futures. The Next City – New Technologies and the Future of the Built Environment. CAAD Futures 2015. Communications in Computer and Information Science, 527, 75-89, https://doi.org/10.1007/978-3-662-47386-3_5
- 福田知弘．（2020）．都市と建築のブログ 総覧，フォーラムエイトパブリッシング，ISBN-13：978-4906608225, https://amzn.asia/d/0cLmCbyB
- 福田知弘．（2021）．都市と建築のブログ 総覧 電子版，フォーラムエイトパブリッシング，ASIN：B09LCMQ3QS, https://amzn.asia/d/0hEs2VKt