はじめに
先日iPad proを購入したので、以前から気になっていた3Dスキャンを試してみることにしました。
実験
iPadやiPhoneで3次元構造を得る方法としては以下の二つがあります。
- LiDAR (Light Detection and Ranging)
測定対象にレーザー光を照射し、反射光を観測することで距離を計測する。
レーザーの発光から受光までの時間を計測して距離を算出するToF (Time of Flight) 方式が一般的。 - フォトグラメトリ (写真測量法)
多面的に撮影した複数の画像を解析し、特徴点マッチング等を用いて3Dモデルを構築する方法。
※こちらはLiDARスキャナ非搭載のiPad/iPhoneでも実行できる。
今回は「WIDAR」というアプリを使い、iPadでLiDARとフォトグラメトリを両方試してみました。
LiDAR
WIDARアプリの「LiDARスキャン」モードを使い自宅の一室をスキャンしました。
スキャン作業自体は簡単で、1分程度で終わりました。
スキャンした結果はWIDARアプリ上で編集することもできますが、複数の形式でエクスポートすることができるので、UnityやBlender、3D CADソフトなど様々なツールで利用できます。
今回はply形式で点群情報を出力し、CloudCompare（3Dデータ編集ソフト）で読み込んでみました。
読み込んだ様子が下図になります。
点群の間引き、ノイズ除去、メッシュ化までやってみた結果が以下です。
(わかりにくいですが、真ん中あたりに洗濯機があります)
フォトグラメトリ
続いてフォトグラメトリです。
iPadのLiDARは建造物などの比較的大きな物のスキャンを得意とする一方、小さなフィギュアなどのスキャンには適していません。
これに対し、フォトグラメトリではフィギュアや食品などの細かい3D構造もとらえることができます。
今回対象物にしたのは、たまたま手元にあった洗濯ばさみです。
WIDARアプリの「Photoスキャン」モードにて、洗濯ばさみの周囲でiPadを少しずつずらし、全方向から60枚ほど撮影しました。(手ぶれに注意しつつ慎重に)
結果をfbx形式で3Dモデルとして出力し、CloudCompareで開いてみた様子が以下です。
おそらく撮影技術不足により所々テクスチャに違和感はありますが、全体的には洗濯ばさみの3D構造をいい感じにとらえられたかと思います。
まとめ
以上、簡単にですがiPadでLiDARとフォトグラメトリを試してみました。
手軽に3Dモデルを生成できることがわかったので、今度は得られた3DモデルをCGソフト上で動かすような事もやってみたいと思います。
