3dスキャンとは?初心者でも分かる仕組みと活用法【基礎ガイド】共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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3dスキャンとは?初心者でも分かる仕組みと活用法【基礎ガイド】共起語・同意語・対義語も併せて解説!
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岡田 康介

名前:岡田 康介(おかだ こうすけ) ニックネーム:コウ、または「こうちゃん」 年齢:28歳 性別:男性 職業:ブロガー(SEOやライフスタイル系を中心に活動) 居住地:東京都(都心のワンルームマンション) 出身地:千葉県船橋市 身長:175cm 血液型:O型 誕生日:1997年4月3日 趣味:カフェ巡り、写真撮影、ランニング、読書(自己啓発やエッセイ)、映画鑑賞、ガジェット収集 性格:ポジティブでフランク、人見知りはしないタイプ。好奇心旺盛で新しいものにすぐ飛びつく性格。計画性がある一方で、思いついたらすぐ行動するフットワークの軽さもある。 1日(平日)のタイムスケジュール 7:00 起床:軽くストレッチして朝のニュースをチェック。ブラックコーヒーで目を覚ます。 7:30 朝ラン:近所の公園を30分ほどランニング。頭をリセットして新しいアイデアを考える時間。 8:30 朝食&SNSチェック:トーストやヨーグルトを食べながら、TwitterやInstagramでトレンドを確認。 9:30 ブログ執筆スタート:カフェに移動してノートPCで記事を書いたり、リサーチを進める。 12:30 昼食:お気に入りのカフェや定食屋でランチ。食事をしながら読書やネタ探し。 14:00 取材・撮影・リサーチ:街歩きをしながら写真を撮ったり、新しいお店を開拓してネタにする。 16:00 執筆&編集作業:帰宅して集中モードで記事を仕上げ、SEOチェックやアイキャッチ作成も行う。 19:00 夕食:自炊か外食。たまに友人と飲みに行って情報交換。 21:00 ブログのアクセス解析・改善点チェック:Googleアナリティクスやサーチコンソールを見て数字を分析。 22:00 映画鑑賞や趣味の時間:Amazonプライムで映画やドラマを楽しむ。 24:00 就寝:明日のアイデアをメモしてから眠りにつく。


3dスキャンとは何か?

3dスキャンは物体や場所の形をデジタルな立体データとして記録する技術です。カメラやレーザー、光のパターンを使って表面の形状や色・質感を数値化します。データとして保存すれば、3Dプリンターで印刷したり、CGやゲームで使ったり、歴史遺産の保存にも役立ちます。

主な3dスキャンの方法

3dスキャンにはいくつかの違う方法があります。代表的なのは次の3つです。

able> 方法長所注意点 構造光(Structured Light)高精度で表面の細かな凹凸も拾いやすい明るい照明が必要で、黒や反射の強い物は苦手 レーザー・三角測量(Laser Triangulation)深い陰影のある物体でもデータ取りが安定機材が高価になることが多い フォトグラメトリ(Photogrammetry)写真を複数枚撮るだけで比較的安価大量の写真と計算リソースが必要 ble>

スマホでの3dスキャンの始め方

最近のスマートフォンには3Dスキャン機能が内蔵されている機種も多く、専用アプリを使えば手軽にデータ化できます。まずは物体を静止させ、周囲をぐるりと写真を撮影します。撮影は角度を変えながら少なくとも20~40枚程度撮ると、後でソフトがうまくつなぎ合わせてくれます。出来上がったデータは3Dプリント用のSTLやOBJ形式で保存でき、3Dソフトやゲームエンジンに取り込むことができます。

注意点とコツ

3dスキャンにはいくつかのコツがあります。まず、周囲をなるべく明るくし、影を減らすこと。表面がツルツルすぎる材料や黒い色はデータが取りづらくなる場合があります。反射しやすい金属やガラスには対策が必要です。背景を整理して物体だけが映るようにすると、後処理が楽になります。

こんな場面で活躍する

・美術品・遺物のデジタル保存

・教育現場での立体教材作成

・3Dプリントで部品を作る

・ゲーム・映画のキャラクター作成の基礎データ

まとめ

3dスキャンは現代のデジタル制作でとても便利な技術です。仕組みを理解して適切な方法を選ぶことが、質の高いデータを作るコツです。初めは難しく感じるかもしれませんが、身近なスマホの機能から始めて、徐々に専門ソフトへとステップアップしていくのがおすすめです。


3dスキャンの同意語

3Dスキャン
物体の三次元の形状をデジタルデータとして取得する作業の総称。レーザー・光学・写真測量などの技術を使って表面の点群やメッシュを作成します。
3Dスキャニング
3Dスキャンと同じ意味の名称。三次元の形状データを得るプロセスのこと。
3次元スキャン
三次元の形状をデジタル化する作業を指す表現。
三次元スキャン
同義の表現。物体の3Dデータを取得します。
立体スキャン
立体物の三次元データを作成する作業を指します。
立体データ取得
立体情報(3Dデータ)を取得する行為の表現。
点群スキャン
スキャンの結果として得られる点群データを作成・取得する作業。
点群取得
点群データを取得すること。3Dスキャンの一部として使われます。
3Dデジタル化
現物の三次元情報をデジタルデータとして再現すること。
3Dデータ化
3Dデータに変換・デジタル化する作業・成果物の表現。
3D形状計測
物体の三次元形状を計測してデータ化する技術・作業。
フォトグラメトリ
写真測量法を用いて複数の写真から3Dデータを作成する方法。
写真測量
写真から得られる情報を用いて3Dデータを復元する技術。3Dスキャンの一手法として使われることが多い。

3dスキャンの対義語・反対語

2Dスキャン
3Dスキャンの対義語として、物体の三次元情報を取得せず、二次元の情報だけをスキャンする行為のこと。
2D撮影
物体を二次元の写真として撮影する行為。厚みや奥行きの情報を取得しない点が3Dスキャンの対義語となる。
二次元スキャン
2Dスキャンと同義。物体の二次元情報のみを取得するスキャンのこと。
二次元撮影
物体を写真として撮影することで、三次元データを取得しない行為。
平面撮影
物体を平面(二次元)情報として撮影すること。立体情報を含まない点が対義語の特徴。
写真撮影
静止画像を取得する行為。3Dデータを作成せず、2D情報の記録に留まる。
2Dデータ取得
二次元データだけを取得すること。3Dデータは得られない点が特徴。
平面情報のみ取得
物体の平面情報だけを取得すること。体積や形状の立体情報を得ない。
2D表現のみ
対象を二次元の表現(図・画像)として表現・取得すること。
2D図面
物体の情報を2D図面として表現・作成すること。3Dデータの作成を行わない場合に近い概念。
非3D化
3Dデータを作成・取得しない状態・手法を指す表現。対義語として用いられることがある。

3dスキャンの共起語

3Dスキャナ
3Dスキャンを実行する装置。物体の表面をデジタル化して座標データを作るデバイスの総称。
点群データ
スキャンで得られる点の集合。各点はX, Y, Zの座標情報を持ち、カラー情報が付く場合もある。
3Dモデル
点群データやメッシュから作られる、立体のデジタル表現。
STLファイル
3Dプリント用の代表的なファイル形式。三角形メッシュの座標情報を格納。
OBJファイル
汎用的な3Dメッシュファイル形式。頂点、法線、テクスチャ座標を保持。
PLYファイル
点群・メッシュデータ用のファイル形式。カラー情報を含むことも多い。
レーザースキャン
レーザー光を用いて対象との距離を測定するスキャン方法。高精度が出やすい。
構造化光スキャン
投影するパターンの光の変形を読み取って形状を推定する方法。
フォトグラメトリ
写真から3D情報を再構成する技術。広範囲のオブジェクトに適用可能。
光学スキャニング
光を利用して表面形状を取得するスキャン全般の総称。
アライメント
別々に取得したデータを正しく位置合わせ・重ね合わせする作業。
点群登録
複数の点群データを一つの座標系に統合する工程。
解像度
スキャンの細かさ・再現の細部レベルを示す指標
精度
測定結果の正確さ。誤差が小さいほど良いとされる。
ノイズ
計測時に混入する不要なデータ。前処理で除去することが多い。
キャリブレーション
機器の内部パラメータや光学系を正しく整える調整作業。
逆エンジニアリング
現物からデジタルデータを作成し、再現・改良する工程。
3Dプリント
スキャンデータを元に実体を作る製造プロセス。
メッシュ最適化
メッシュのポリゴン数を調整して処理効率と滑らかさを両立させる。
サーフェス再構築
点群から連続的な表面(サーフェス)を生成する工程。
データ処理ソフトウェア
点群・メッシュを視覚化・加工・解析するアプリケーション群。
CloudCompare
無料で使える点群処理ソフト。データクレンジングや比較に強い。
MeshLab
オープンソースのメッシュ処理ツール。変換・修復・リダクションが可能。
Blender
3Dモデリング・レンダリングソフト。スキャンデータの編集にも利用される。
RealityCapture
フォトグラメトリで高精度な3Dモデルを生成する商用ソフト。
Autodesk ReCap
Autodesk製の現場向け3Dデータ処理ソフト。点群の編集・整列が得意。
Pix4D
写真測量ソフト。ドローン等の写真から3Dモデルを作成するのに適する。
現場スキャン
現場で直接スキャニングを実施する作業プロセス。
色情報
カラー情報(テクスチャ)を含む場合が多く、現実感に影響。
テクスチャ
表面の色・模様などの視覚情報。3Dモデルのリアリティを高める要素。
CAD連携
CADソフトへデータを渡したり、CADデータと統合したりする動作。
データ統合
複数のスキャンデータ・形式を一つの統合データにまとめること。
ファイル形式変換
STL/OBJ/PLYなどの形式を別形式へ変換する作業。
体積測定
スキャンデータから物体の体積を算出する用途。
ワークフロー
スキャン開始から最終データ出力までの手順・順序。
産業用スキャニング
建設・製造・品質検査など産業分野でのスキャニング活用。
医療用スキャン
医療現場での解剖・臓器等の3Dスキャン用途。
反射・光沢
鏡面反射や高光沢面はスキャンを難しくする要因。
マーカーチップ/ターゲット
スキャニング時の位置合わせに使う基準点やマーカー。

3dスキャンの関連用語

3Dスキャン
対象物を三次元データとしてデジタル化する作業。形状を点群・メッシュ・サーフェスとして取得する技術です。
点群データ
対象物表面の座標点の集合。各点(x,y,z)にカラー情報などが付くことが多いデータ形式。
メッシュ
点群を三角形でつなぎ合わせ、表面を連続的な網状に表現したデータ形式。
サーフェスモデル
表面の幾何情報を表す3Dモデル。
テクスチャ
表面の色や模様を表す画像データ。
座標系
3D空間内で点の位置を基準化する基準系。
キャリブレーション
測定精度を高めるための機器の校正作業。
レジストレーション
複数のスキャン結果を同じ空間座標系に揃える処理。
アライメント
同様に位置合わせの作業。
ICPアルゴリズム
Iterative Closest Pointの略。点群同士を最適に重ね合わせる手法。
ノイズ除去
測定ノイズを減らしデータを滑らかにする処理。
穴埋め
スキャンで欠損した部分を補完して連続性を確保する処理。
メッシュ生成
点群からサーフェスを形成するアルゴリズム。
デシメーション
メッシュのポリゴン数を減らしてデータ量を軽くする処理。
法線情報
表面の向きを表す法線ベクトル。
テクスチャマッピング
メッシュにテクスチャ画像を貼り付ける技術。
UV展開
テクスチャを平面上の座標系に展開する作業。
STLファイル
3Dプリンタで標準的に使われる表面データ形式。
OBJファイル
広く互換性のある3D形状データ形式。
PLYファイル
点群・メッシュデータの柔軟なフォーマット。
XYZファイル
点群の座標データをテキスト形式で表すフォーマット。
PCDフォーマット
Point Cloud Data形式。主にPCLで使用される点群データ形式。
LASフォーマット
LiDAR点群データの標準フォーマット(LAZは圧縮版)。
FBXファイル
3Dモデル・アニメーションの交換用フォーマット。
Photogrammetry / 写真測量
写真から3D情報を推定する技術。
Structure from Motion (SfM)
写真測量の一手法で、複数写真からカメラ位置と3D点を推定。
LiDAR
Light Detection And Ranging。レーザーを用いて距離を測る測量技術。
光学式スキャナー
レーザー以外の光源を用いる3Dスキャナーの総称。
構造化光式スキャナー
特定パターンの光を投影して変形から距離を計算する高精度スキャナー。
ToFスキャナー
Time-of-Flight方式で光の往復時間から距離を測る。
白色光式スキャナー
白色光を用いる構造化光の一種。
3Dリバースエンジニアリング
実物の形状をデジタルCADデータへ再現する作業。
スマホ/モバイルスキャナー
スマートフォンや携帯端末で簡易的に3Dスキャンする方法。
スキャニングワークフロー
データ取得から処理・出力までの一連の手順。
MeshLab
点群・メッシュの編集・クレンジング・変換ができるオープンソースツール。
CloudCompare
点群・メッシュの比較・クレンジング・可視化ができるオープンソースツール。
Blender
3Dモデリング・レンダリング・スキャンデータの編集にも使える総合ソフト。
座標系の統一
複数のスキャンを共通の座標系に揃える作業。
精度
測定値が真の値にどれだけ近いかの程度。
解像度
スキャンの細かさ、点の密度やメッシュの細かさ。
完全性
対象物全体がどれだけ再現されているか。
再現性
同じ条件で再度スキャンしたときの一致度。
テクスチャ座標
テクスチャを3D表面に対応づける座標系(UV座標)。
用途例
建築・文化財・医療・自動車部品など、3Dスキャンの具体的な利用分野。
LiDAR搭載スマホ
スマホのLiDARセンサーを使って手軽にスキャン。
キャリブレーションチェッカ
校正用のターゲットで精度を検証するアイテム。

3dスキャンのおすすめ参考サイト


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