工場やプラント、商業施設や集合住宅などの大型構造物を改修する際は、3Dモデルの図面を使うとイメージがつきやすくなります。3Dモデルを作成するには、3Dレーザースキャナーで計測した点群データを点群処理ソフトを使って3Dにモデリングします。

ここでは、3Dモデルを作成する際、データ計測に必要な3Dレーザースキャナー、3Dレーザースキャナーで取得する点群データ、3Dモデリングについて解説します。 併せて、モデリングに使用するソフトについて紹介します。そして、その中でも特に選ばれているソフトウェア「InfiPoints」について、使用するメリットを紹介します。

3Dレーザースキャナー

ここでは3Dレーザースキャナーとは何か、点群データを取得するのに最適な3Dレーザースキャナーの特徴について説明します。

3Dレーザースキャナーとは

3Dレーザースキャナーは、照射されたレーザーによって、三次元座標と呼ばれる対象物の空間位置情報を取得する計測機器です。1秒間に数十万点から百万点規模のスキャンスピードにより非接触で計測し、高密度な点群データを取得します。

3次元座標は、照射したレーザーが計測対象に当たって反射し、計測器まで戻ってくるまでの時間から求められる距離と照射角度により算出します。

点群データ取得に最適な3Dレーザースキャナーの特徴

点群データ取得に最適な3Dレーザースキャナーの特徴は以下の4つです。

1. スキャンスピードが速い
2. 動作が高速で手間がかからない
3. ノイズデータの軽減によってより明瞭なデータを取得できる
4. 現場で点群データと画像データを自動的に合成・確認できる

3Dレーザースキャナーの中には、1秒間に最大200万点というスピードで計測可能なものもあります。取得した明瞭なデータを現場で自動的に合成・確認できるため、作業効率が上がります。

点群データとは

点群（てんぐん）とは点の集まりのことを指し、ポイントクラウドと呼ばれることもあります。点群データは3次元座標値（X,Y,Z）と色の情報（R,G,B)を持ち、点群データの取得には3Dレーザースキャナーを利用します。

3Dモデリングとは

3Dモデリングとは、取得した点群データを、ソフトを使って3Dモデルと呼ばれる3次元のオブジェクトを作成するプロセスのことです。

工場やプラントの現地調査（現調）で得た点群データは、ファイルサイズが非常に大きくなることが多いため、ソフトを使ってモデリング等の加工を施し、用途に合わせて必要な要素だけを抽出したデータを使用します。3Dモデリングによって、設計・コンセプト段階で完成イメージを共有できること、より多くの情報を持ったモデル（設計図）を作成できることがメリットです。

3Dモデリングに使用するソフト3選

ここでは3Dモデリングに使用するソフトを3つ紹介します。

ライカジオシステムズ「Leica Cyclone 3DR」

「Leica Cyclone 3DR」は、3Dレーザースキャナーのメーカーであるライカジオシステムズのソフトウェアです。

Leica Cyclone 3DRはCyclone 製品ファミリーの一つで他のソフトウェアとシームレスに連携することで取得した点群データを合成し、点群データを活用した成果物を作成します。また、幅広く柔軟な検査ツールとメッシュ作成機能を搭載しているため、多様な3Dの成果物や報告書の作成ができます。

そして、ユーザーの経験値に関わらず、インポートから分析、そしてパブリッシングまでを直観的かつ容易におこなうことができ、 また一般的なタスクを自動化することで、予期しないプロジェクトの遅延を減らし、迅速に実用的な情報を顧客に提供できるという利便性を持ったソフトウェアです。

Autodesk「Civil 3D」

「Civil 3D」は、AutoCADやMaya、3ds Maxといったソフトウェアを開発しているAutodeskが販売するソフトウェアです。

利用者の創造性や複数のデザイン案を制限なく素早く作成することが可能です。Civil 3Dは優れた土木設計ができるソフトウェアです。 プロジェクトの制約に基づいて整地設計調査を実施し、時間のかかる整地タスクを自動化。最適な整地ソリューションを実現するための代替案を検討し、選択します。

このような統合機能によって、BIM （ビルディング インフォメーション モデリング）に対応し、作図、設計、施工図書の作成にも有効です。 BIMとは建設する前に建築物をコンピュータ上の3D空間で構築し、企画・設計・施工・維持管理に関する情報を一元化して活用する手法のことで、構築の際に無駄を省くことができます。

一元化する情報には、使用する建材パーツや建具などの施工に関する情報、またコストや仕上げ、管理情報などが含まれています。

エリジオン「InfiPoints」

「InfiPoints」は、三次元形状処理とデータベース変換の技術をベースにしたパッケージソフトを企画･開発するエリジオンが提供するソフトウェアです。

InfiPoints はデータ前処理、解析、モデリング、成果物作成と点群活用をトータルサポートします。3Dレーザースキャナーで計測した大量の点群データを自動合成、自動加工し、高速表示を行うことができます。

また、CADソフトを使い、点群データから3Dモデルの作成を手作業で行っていた頃に比べると、InfiPointsを使うことで、編集が容易になるうえ、高精度なものを作成できます。

InfiPointsが選ばれる理由

ここでは3Dモデリングのソフトとして、InfiPointsが選ばれる3つの理由について紹介します。

1.社内、顧客とのコミュニケーションがスムーズに

InfiPointsには、InfiPointsのライセンスや特別なアプリケーションのインストールをせずに、どのPCでもInfiPointsで加工した点群データを閲覧したり編集したりすることのできる閲覧用ファイル（ビューワ）出力機能があります。これを利用することで、顧客とのコミュニケーションがスムーズになります。

また、点群VR(バーチャルリアリティ)機能を搭載しており、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)をかければ点群を立体的に閲覧することができます。顧客へのプレゼンテーションや社内での改善点の検討の際、相手方にHMDをかけてもらうことで現場についてより分かりやすい説明をすることができます。

2.作業の効率化

これまで、現場での採寸から図面作成まで手作業で行っていた一連の作業が、点群データの活用によって手間を削減し、モデリングにかかる時間を短縮できます。

例えば、自動で抽出した円柱や平面を、簡単なマウス操作で3Dモデル化できるようになります。時間・手間・作業負担を軽減するだけでなく、採寸漏れや採寸が曖昧な箇所がある場合、再度現場に出向いて採寸を繰り返すようなことがなくなるため、作業が効率化します。

データの前処理でモデリングがしやすい

InfiPointsには解析やモデリングの前にデータの前処理時に行う3つの機能があります。この3つの機能により、モデリングがしやすくなります。

1. 位置合わせ：ターゲットを置かずに計測したデータであっても、特徴形状から計測データ間の相対的な位置関係を自動認識して結合する機能
2. ノイズ除去：計測時に一時的に映り込んでしまった人影や車など、不要な点群を自動認識して除去する機能
3. データ軽量化：点群データの間引きを行い、データ量を削減するデータの軽量化機能

配布用のデータを軽量化できるので、モデリング後、大容量のデータのやり取りをする必要がなくなります。

まとめ：サンプルデータを使って早速試してみよう

3Dレーザースキャナーで点群データを取得したら、3Dモデリングを行い、社内や顧客とのイメージ共有に活かしましょう。

InfiPointsはサンプルデータのダウンロードができ、操作性やビューアーを確認できます。実際に使ってみて、3Dモデリングとはどういうものなのか、また、InfiPointsの良さを確認してみることをおすすめします。