用SketchUp守護日本傳統建築，傳承給下一代

核心觀點：宮大工與數位工具的完美結合，正在重新定義日本傳統建築的保護與傳承方式。透過3D掃描與SketchUp軟體，過去需要一週以上的現地調查，如今只需6到7小時就能完成，效率提升超過20倍，同時為珍貴的文化資產建立了永久的數位檔案。

吉匠建築工藝成立於1975年，專門從事寺廟和神社的建築、文化財修理、山車和神轎以及古民家的再生工作。公司的代表取締役吉川宗太朗從小就在父親的影響下，出入於各大建築工地。不過，與傳統的宮大工不同，吉川宗太朗在中學時代就對電腦產生了濃厚的興趣。他試過許多3D設計軟體，最終對SketchUp一見鍾情。

上圖為日本傳統祭典-山車・屋台，是指在日本的節日祭禮中登場的巨大彩飾花車。

其常被設計爲豎長、高度大概在1米到10米左右且外觀不盡相同的模樣。

山車並非神轎，山車可乘坐人；神轎則不能

宮大工不僅僅是普通的工匠，他們是日本文化的活字典。這個行業已經傳承數百年，每一代都默默地保護和延續著日本最珍貴的建築傳統。從第一代棟梁開始，他們的工藝精神已經代代相傳，猶如一脈相承的文化基因。

點雲技術簡介

你聽說過「現有點雲保留地圖」嗎？點雲（Point Cloud）是一種利用xyz三維座標表示物體的數據集合。它就像是用無數個精密的點勾勒出物體的完整輪廓，為數位保存提供了前所未有的精確性。

吉川宗太郎:「當我點擊『推拉』工具時，一個立體圖形瞬間就立了起來。我當時的反應是『天哪，這是什麼東西！』」他這樣回憶第一次接觸SketchUp的震撼。

將八王子神社現況轉換後的點雲檔案導入至LayOut呈現與保存資料

日本對於文化保存與古蹟修復相當重視，因為文化是這一切的根源，也是日本精神的傳承，因此為這些付出是一種榮耀與傳承的延續。

保存的文檔內容是平面圖和立面圖等各種圖紙的彙編，並 「按現況」測量建築物的當前狀態，將結果製成 「點雲 」模型，再使用SketchUp導入檔案建置後於LayOut標註進行數據保存輸出。

以上的現況點雲模型來自東京都八王子市，八王子城遺址附近的八王子神宮。 據說是八王子市名字的由來，與八王子城的廢墟一起，它也是日本文化故事「霊気満山 高尾山～人々の祈りが紡ぐ桑都物語～」中提到的文化財產之一，於 2020 年被認證為日本遺產。

除了老化之外，八王子神社還在 2019 年(令和元年)被東日本颱風破壞，勢必要緊急進行翻修。

覆堂(おおいどう)（屋簷大廳、有蓋房屋和劍鞘之廳）損壞。 它是120年來的第一次重建，並於2022年7月完工。 施工由吉川輔良(吉川宗太郎的父親)承擔。

宮大工(宮廷工匠)是日本傳統工匠的帶稱其歷史已有百年之久，作為專門從事社寺建築、文化財修復、山車建造修復、古建築再生等的宮大工，它們經常出現在各種媒體上，甚至受到電視節目的採訪。

說到宮大工，已經經營了幾百年，從第一位棟梁開始，已經有十幾代人傳承精神了， 很容易在一般的傳統日劇或匠人精神的故事看到他們的背影。

吉川建築工藝-該公司成立於 1975 年（昭和 50 年）。 擔任代表董事的吉川輔良成立了股份公司。

吉川先生在 24 歲時從當地的一家建築公司獨立出來，並承擔了父親宮大工的工作，在鐘樓修復的建造工作，他找到使用點雲的好處。

吉川先生也是 SketchUp  Studio的用戶。 一定有很多人對宮大工和數位化看似不合適的組合感興趣。
吉川說，他從小就跟著父親進出工坊和工地。 「他認為宮大工的工作有很多藝術感，因此更想為了保存這些文化寶藏而努力」

吉川先生身後的書架上擺滿了他負責翻新的（部分）建築物的剪貼簿、

與他父親收集的建築書籍和照片等資料

吉川先生說:在嘗試了各種 3D 軟體后，我瞭解了 SketchUp，它由 Google 發佈，並以直觀的操作和通過外掛程式的可擴充性而聞名。 “當我根據圖示繪製一個矩形並按兩下 [推/拉] 工具時，三維物件站了起來，我就想，’這是什麼？’我很震驚，“他回憶著那次體驗。

即使在進入公司后，吉川先生對 3D 模型的興趣也沒有耗盡，但他也受到了 3D 模型應用於宮大工的挑戰，於是他開始尋找解決辦法
“施工圖對於宮大工來說是一項非常艱巨的任務：曲面相交的地方，構件以不同的角度相交。 在施工圖中，這些圖紙是 「繁複的」，從正面、平面、側面、剖面，都需要花大量時間製作，吉川先生用 2D CAD 程式時，需要大量視圖的圖紙，當時的他幾乎放棄了。

希望用簡單的施工圖來表現複雜的形狀，以及答案必須在3D中“的模糊信念。 然而這個結果在不久之後他深入LayOut與Scan Essentials後得到了解答。

使用SketchUp與Scem Essentials檢視點雲檔案

吉川宗太郎:「如果你在 SketchUp 中製作建築物的 3D 模型，你可以輕鬆地從任何視角製作任意數量的圖紙，你可以用不同的風格及標註，連動3D模型。

但這份興趣並不是純粹的技術愛好。吉川宗太朗長期以來一直在思考一個實際的問題：如何用施工圖表達複雜的曲線和異角結構。在傳統的2D電腦輔助設計（CAD）軟體中，表達曲面與曲面相交、或不同角度部材匯合的地方，需要透過「回轉」（從各個方向如正面、側面、斜面等進行投影）的方式，這導致需要大量的圖紙。「那種工作量大到幾乎讓我想放棄，」他承認道。

改變的契機來自一場偶然的機緣。吉川宗太朗在SketchUp用戶會上看到了一個展示——講者用3D掃描技術將真實地點轉換成點群數據（point cloud data），然後在電腦裡重現出來。這激發了他一個念頭：如果能用這項技術來掃描老建築，就能大大加快現地調查的速度。​

他立刻在網上搜尋，找到了一些國外使用3D雷射掃描進行歷史建築數位化的案例影片。看著這些影片，他無法遏制自己的興奮，竟然直接去了生產這種掃描儀的公司尼康·三圖布（Nikon Trimble）總部——沒有預約，就這樣走進去了。​

他當面請求對方進行演示。看著3D掃描儀在眼前瞬間將一個空間轉換成電腦裡的數位模型，吉川宗太朗受到了近乎震撼的衝擊。他當場決定購買一台Trimble X7掃描儀，成為日本第一個採用X7 Field link系統的建築用戶。

雷射掃描儀無法正確辨識複雜尺寸的地方，由手稿進行詳細繪製

一開始我們只能從拍攝的照片中提取線條，並且用電腦列印出來，於現場手寫尺寸，這樣我們就可以提高準確性，同時減少當前狀況所需的時間和精力，儘管如此。

不久，吉川先生想起了SketchUp展示點雲組成的地形模型，並在網路上進行搜尋。

後續他與當地經銷商認識Trimble X7這項產品，並把他實際運用到宮大工的工作上，這是日本建築使用者引入的第一個 X7 Field 連結。

導入Trimble X7後，過去需要 1 周來對現場建築進行翻模，需要 3 周來對此建築進行工程圖繪製。

相比之下，使用Trimble X7進行掃描與建模這個過程只需要 6~7 小時，因此效率可以提高 20 倍以上。

吉川先生在現場使用Trimble X7測量 

我們來看看引入 3D 掃描器後公司的工作流程。 在將要建造的建築物的現場執行 3D 掃描。 即使建築物四周有臨時施工保護欄，也可以進行測量。 測量結果可以當場處理成點雲數據，並在平板電腦設備上進行檢查。 如果對結果不滿意， 重複此過程完成需要的數據即可，也可分次匯入。

回到辦公室，我使用SketchUp Studio 包含的外掛程式 Scan Essentials 將點雲數據導入 SketchUp，現況狀態。

我們能夠真正地“將點雲帶回辦公室”。 之後，您可以測量建築物任何部分的尺寸，對翻新的部分進行建模並建置它，使用熟悉的SketchUp隨心所欲地處理它。

該公司所有員工都會使用SketchUp，他們能夠實現一系列以 3D 模型為中心的工作流程。

八王子神宮點雲檔案與SketchUp模型

除了主要業務外，吉川先生還關注傳統建築的數位化傳輸。 我們希望將其作為數位孿生（模型）留給後代，在數位空間（虛擬空間）中複製具有文化資產的傳統建築。

“你可以從照片或視頻中瞭解它是什麼樣子，但你無法獲得比例或尺寸，但你可以通過 3D 模型看到它。 這就是將其數位化的意義所在。 我想在我的餘生中都這樣做“吉川先生說。

我們的活動不僅限於內部建築物業。 事實上，在立命館大學科學技術學院志願者正在推廣的 4D for Innovation Lab. 中，他們參觀了校園，並在元宇宙中為學生提供建議。

未來，他希望讓熟悉城堡建築的宮大工同仁參與進來，向大學生傳達傳統建築和數位化的精髓。

使用SketchUp與Scan Essentials的情況