点群データと3Dモデル化の基本を分かりやすく解説！
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点群データや3Dモデル化といった言葉を耳にする機会が増えていませんか？
土木業界や製造業界などで活用が進んでいる、点群データや3Dモデル。なんとなくはわかっていても詳細はいまいち理解できていないという方も多いのではないでしょうか。
この記事では、改めて点群データやその3Dモデル化について、基本的な部分を分かりやすく解説していきます。
点群データと3Dモデル化について
まずは、点群データや3Dモデル化というキーワードについて、言葉そのものについての意味を簡単に説明していきましょう。点群データや、そのデータの3Dモデル化というのは何を意味するのでしょうか？
点群データは、X,Y,Zで表される三次元座標で構成された、点の集合体です。単に点群と呼ばれる場合もあります。データの形式は、.txt、.lasなど複数存在しています。
測定器から取り込まれた物体や地形などの形状を表すデータは、無数の点で構成された点群データという形で記録されることにより、PCなどで扱うことができるようになります。
点群データを3Dモデルに変換することを、3Dモデル化と呼んでいます。
点群データは、あくまでも点の集合体です。そのままの状態だとCADデータとして活用することができないため、面データへ変換する必要があります。この変換が3Dモデル化です。
点群データの3Dモデル化についてはいくつかの種類や方法がありますが、具体的には次の段落で説明していきます。
点群データを3Dモデル化する方法は？
ここからは、点群データを3Dモデル化する方法を説明していきます。
先ほどお伝えした通り、取得された点群データはあくまでも点の集合体であり、それだけではCADデータとして扱うことができずデータとして不十分な場合も多いです。
そこで、それらを面データへと3Dモデル化していくための方法を説明していきます。
なおここでは詳しく触れていませんが、点群データを3Dモデル化するための前処理として、ノイズの除去や合成、位置合わせといった作業が必要であることにもご注意ください。
点群データの3Dモデル化①メッシュデータ
点群データの3Dモデル化、一つ目はメッシュデータへの変換です。
メッシュデータは、ポリゴンデータとも呼ばれ、点群の点と点を結んで三角形や四角形が連なった状態の3Dモデルの形状データです。言葉では分かりづらいかもしれませんが、右図のようなデータをイメージしていただけたらと思います。
あくまでも点同士をつなぎ合わせただけの状態のため、カクカクしていて少しぎこちないことが分かります。
頂点の数を増やしていくことで精度は上がりますが、その分データ量も重くなるため注意が必要です。
なお、実施には専用の変換ソフトなどが用いられます。
点群データの3Dモデル化②サーフェスデータ
点群データの3Dモデル化、もう一つの方法がサーフェスデータへの変換です。
サーフェスデータは、ジオメトリデータとも呼ばれ、数学的な表現で曲面を表すものです。カクカクとぎこちなかったメッシュデータと比較するとなめらかな曲面が描けることが特徴で、点群データの高精度な3Dモデル化が求められる際に使用されます。
メッシュデータから変換される場合もあり、サーフェスデータに変換することで3DCADでは取り込んだり編集したりしやすくなります。
点群データの取得には、主にレーザースキャナーや3Dスキャナーといった機器が用いられます。これらの測定器を用いて、三次元測量を行うことで点群データが取得できます。
スポットで使用することも多いレーザースキャナーは、レンタルで必要な時だけ利用するのが便利です。
ここでは、レンタルが可能な人気のレーザースキャナーをご紹介させていただきます。
持って歩くだけで広い範囲をスキャンすることができるGNSS一体型のハンディレーザースキャナーです。
操作が簡単で細かい部分の取得も可能なため、地上設置タイプのレーザースキャナーと併せて使用することで作業効率が向上します。
点群データと3Dモデル化の基本まとめ
点群データや、それを用いた3Dモデル化の基本的な内容についてご説明してきました。
様々な業界で活用が進んでいる点群データや3Dモデル。特に点群の取得については、専用の機器を使えばそう難しいものではありません。ぜひ導入を検討してみてくださいね。
