諸々込みで一千万円弱の3Dスキャナで文化財を計測した話
今回は地元の文化財の計測という事で神社の彫刻を3Dスキャンして参りました。
建屋全体もFocusで計測してモデリングしたのですがそれは又の機会に。
機材紹介 Handyscan 700
今回使用した機材はHandyscan 700というハンディタイプのスキャナです。
このスキャナは指定したPCでないと動作を保証しないとの事でウン十万するモバイルワークステーション(強制)やら保守(強制)消費税(8%)やら乗せられてトータル一千万円弱という代物です。
以後お見知りおきを。
サラッと長短合わせて特徴も紹介しておきます。
・テクスチャは取得できない
・ポジションマーカー必須
・レーザーを乱反射したり吸収する素材は苦手(粉末スプレーなどをかけて対処)
・入り組んだところは苦手(各種スキャナの共通の悩み。X線系は得意なようです。)
・他機種と比べ解像度が高い
・価格が高い
だいたい短所でした。
しかしそれを補うほどの高解像度が採用の決め手となりました。
ちなみに機種名+サンプルで画像検索かけるとうちの画像が上位10件中5件という情報の少なさも特徴。
計測対象
今回の対象は鳳凰の木製彫刻です。かなり彫り込んでます。
文化財であればテクスチャを取得できる機種の方がデータとしての見栄えは良いのですが
今回は紛失に備えた形状の保存とのことですので本機種の得意分野となります。
【Unity】オブジェクトのCenterの座標を取得する
自分はUnityを3Dビューアの作成に使っていますが、外部からモデルをインポートすると
オブジェクトの見た目の中心の座標とPivotの座標が一致しないことがよくあります。
見るだけならそれでも問題はないのですが座標を基に情報をモデルの上にポップアップさせるといった事をやろうと思うと一発で詰みます。
ギズモディスプレイトグルをCenterにした時にギズモがいる場所の座標さえ分かれば要件は満たせるわけだし、実際そこにいるんだから何とかなるはず・・・。
こんな症状です
【Unity】タブレットで点群データを表示させたかった
(追記)失敗談なのでiPad用の点群ビューアをお探しの方は"KiwiViewer"で検索をかけると宜しいかと思います。
(さらに追記)kiwiViewrが64bit対応されないまま消滅してしまいました。
前フリ
レーザースキャナは広域をそのまま3次元データとして取得するには優れた方法ですが、
いかんせん生成物がヘビーすぎるので取り回しに非常に苦労します。
というのも点群データだけではせいぜい眺める程度にしか使えないのですが、
そのお気軽な用途に反して蓋を開ければ少なくても数十万、場合によっては数千万、数億点の点の集まりという性質がストレージとメモリの少ない環境での取り回しを非常に困難にしています。
かと言って点群から3Dモデルを起こすのも大変な手間がかかりますし、情報もかなり抜け落ちるのでありのままを取得する点群データの良さも無くなってしまいます。
一応、今現在ではPCにおいては無料のビューアも配布されるようになりそこそこのスペックでも閲覧できるようになりましたが、モバイル用途(タブレット)では皆無と言っていい状態です。*1
ましてや点群と3Dモデルの同居という構成では見たことがありません。
というわけでUnityで点群ビュアー作成に挑戦してみました。
目標は建物の建設予定地を計測した広域点群に3D完成モデルをドンと配置してその中をウォークスルー、といった感じです。
*1:あるにはありますが、任意の点で点群を回転させる+ズームイン/アウトくらいで建物に入っていくようなビューは難しい。
3Dスキャナでガスプラントをリバースエンジニアリング
ガスプラントの図面化テスト
4年程前になりますが、都市ガスプラントの3Dスキャニング及びモデリングを行いました。
これは3Dスキャナとモデリングの精度と実用性を確かめる為に行った実験です。
結論から言うと非常に高精度な図面が得られたので、図面が失われていたり増改築を繰り返し現状の図面が存在しない建築物の再図面化が可能であるとの確証を得ることができました。
ちなみに冒頭の画像はそれぞれ左上から時計回りに写真/点群/2D/3Dとなっています。
その時の計測データとモデリング結果はYoutubeにアップしてあるのでこちらもご覧ください。
計測は地上で行っただけですが、カメラアングルを変えて上からの視点を再現することも可能です。
(勿論、タンクの真上は地上からの死角になるので点群は取得できていませんが。)
「3Dスキャナとは？」と運用の話 中長距離型編
3DスキャナといえばKinectのような小型のハンディタイプを連想される方が多いかと思います(Kinectは3Dスキャナとして「も」使われている、という感じですが)。
弊社でもハンディタイプを所有していますが、主力は据え置き型の中長距離レーザースキャナですのでまずこちらについて利用例等をご紹介します。
「3Dスキャナとは？」と題してはおりますが、基本的には計測した後の処理の話がメインです。
中長距離型3Dレーザースキャナについて
仕組みの簡単な説明
弊社で使用しているFARO Focus3Dはレーザーを照射して反射して帰ってきた光によって距離を計測します。
自分は人に説明する時ゴルフ等で使うハンディ測定器のオバケみたいな物なんて言い方をよくしますが、点を高密度で打っていけば線になり、それを繰り返せば面になるように、計測をひたすら数百万回レベルで繰り返し点の集合体で立体を表現する実に力技な装置だったりします。色の取得は内蔵されたカメラで行います。
ちなみに計測データを点群データやPointcloudと呼んだりするのですが、これは出来上がったデータがまさに点の集合体である事から来ています。
*1:FARO Focus3D公式サイトより引用
自己紹介と会社紹介、そして3Dスキャナについて
はじめに
このブログは有限会社柏原工業の社員ブログという形で作成しています。
タイトルに書いてある通り三代目の跡継ぎです。
鉄工所ですが3Dスキャナを使ったリバースエンジニアリング事業を立ち上げて早5年ほど経ちました。
そろそろ形になってきたので、次のステップへの足掛かりを作る意味でも世に出してみようと考えた次第です。
このブログについて
このブログは会社のサイトに書くには冗長になりそうな「こんな仕事してきました」や「実験的にこんな事やってみました」などの記事を載せる事を目的としています。
近年話題になる事の多い3Dプリンタに比べて3Dスキャナはやや情報量が少なく、あったとしても業務レベルの機材についての記事が多くないので、
「自分の会社でこういう事をやってみたいけどイマイチよくわからない」という方や、逆に「3Dスキャナなんて無関係だと思っていたけどこれならウチで使えるかも」といった発見に(そして受注に)繋がれば良いなと考えております。
計測機だけでなく3DCADやUnityなども扱う予定ですが、こちらはかなり手探りの内容になりそうです。
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