iPhoneで始める3Dスキャン入門
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November 23, 23
スライド概要
11月27日に東京大学豊田研究室主催で行われた3Dスキャン勉強会登壇時に使用したスライドです
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iPhoneで始める 3Dスキャン入門 by iwama(@iwamah1)
自己紹介 あいうえおabcde12345有胃兎絵御
自己紹介2 所属 土木部技術管理課 モバイルスキャン協会理事 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 登壇実績 Niantic、東京都デジタル局、 北海道立総合研究機構、(他多数) 記事実績 日経コンストラクション、 建設通信新聞、北海道建設新聞、 MoguraVR、CGWORLD(他多数)
本日のプログラム 1章:3Dスキャンってどんな技術？ 2章:iPhone3Dスキャンって何？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 3章:おすすめアプリ紹介 4章:超重要特徴点 5章:3Dスキャンの準備 6章:フォトグラメトリを試してみよう 7章:LiDARスキャンを試してみよう
3Dスキャンって何？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 3Dスキャンって何？ 1-1
3Dスキャンって何？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 現実にある物体や空間を 3Dデータ化する技術 1-2
3Dスキャンって何？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 1-3
3Dスキャンって何？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 1-4
3Dスキャン技術の分類(一部) 1-5 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 フォトグラメトリ LiDARスキャン
フォトグラメトとは？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 様々な角度から撮影した 写真を元に3Dモデルを作成する技術 1-6
LiDARスキャンとは？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 レーザーを照射して 3Dモデルを生成する技術 1-7
建設業における3Dスキャンの機材 1-8 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 UAV写真測量 UAVレーザー測量 地上レーザー測量
３Dスキャンに必要な機材 1-9 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 UAV本体 ハイスペックPC 写真測量用ソフト 1式揃えるのに最低でも100万円以上の初期投資が必要...
３Dスキャンは3K? 3次元計測の3K あいうえおabcde12345有胃兎絵御 1 2 3 広域を高速かつ 人力計測では時間がかかる 広さを高速で計測可能 1-10
３Dスキャンは３K? 3次元計測の3K あいうえおabcde12345有胃兎絵御 1 2 3 高精度で計測 数mm～数cmレベルで 計測が可能 1-11
３Dスキャンは３K? 3次元計測の3K あいうえおabcde12345有胃兎絵御 1 2 3 ただし高コスト 機材への初期投資が 100万～1000万円以上 1-12
本日のプログラム 1章:3Dスキャンってどんな技術？ 2章:iPhone3Dスキャンって何？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 3章:おすすめアプリ紹介 4章:超重要特徴点 5章:3Dスキャンの準備 6章:フォトグラメトリを試してみよう 7章:LiDARスキャンを試してみよう
iPhoneという名の3Dスキャナー あいうえおabcde12345有胃兎絵御 ※PDF時用動画QR GoogleDriveに 飛びます 2-1
iPhoneLiDARスキャンの特徴 ❖ 2-2 レーザーを使って3Dスキャン あいうえおabcde12345有胃兎絵御 ❖ iPhone12~15Proシリーズ、 iPad Pro(2020↑)のみ使用可能 ❖ スキャンレンジは5mまで ❖ 空間や大型の物体が得意 ❖ 反面小さいモノは不得意
スマホフォトグラメトリの特徴 ❖ 2-3 複数角度、複数枚の写真から 3Dモデルを作成 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 ❖ スマホの多くで利用可能 ❖ 小さいモノでも3Dモデル化可能 ❖ ただ空間の3Dモデル化は難しい ❖ LiDARより難易度は高め
iPhone3Dスキャンのデメリット あいうえおabcde12345有胃兎絵御 iPhone３Dスキャンのクオリティは 通常の3Dスキャンに敵わない 2-4
iPhone3Dスキャンのメリットは？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 iPhone３Dスキャンだけにしかない メリットは何があるの？ 2-5
超小型、超軽量 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 2-6
安価で購入可能 2-7 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 ¥6,050,000 ¥149,000
iPhoneであること 2-8 電話、写真撮影、電卓、メモ帳 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 ネット検索、動画視聴etc… 3Dスキャン以外の 用途が幅広く存在している ※むしろLiDARスキャンがおまけ
iPhone3Dスキャンの良さとは あいうえおabcde12345有胃兎絵御 3Dスキャンに興味がある これから3Dスキャンを始める人の 入門に最適！ 2-9
iPhone3Dスキャンの活用事例(工事編） あいうえおabcde12345有胃兎絵御 2-10
iPhone3Dスキャンの活用事例(工事編） 従来の体積計測 375.35m3 2-11 iPhoneスキャン UAV写真測量 408.19m3 409.96m3 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 VS VS iPhoneスキャンは1人かつ5分でスキャン、標定点での補正無し
国もiPhone3Dスキャンの利用に積極的 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 2-12
高精度iPhone LiDARスキャンはRTK あいうえおabcde12345有胃兎絵御 2-13
Amazon AlexaアプリにもiPhone LiDAR あいうえおabcde12345有胃兎絵御 引用：https://av.watch.impress.co.jp/docs/series/rt/1533344.html 2-14
本日のプログラム 1章:3Dスキャンってどんな技術？ 2章:iPhone3Dスキャンって何？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 3章:おすすめアプリ紹介 4章:超重要特徴点 5章:3Dスキャンの準備 6章:フォトグラメトリを試してみよう 7章:LiDARスキャンを試してみよう
6章:たくさんある3Dスキャンアプリ あいうえおabcde12345有胃兎絵御
Scaniverse ❖ 無料で利用可能なスキャンアプリ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 ❖ iPhoneⅩR以降の全てのiPhoneで利 用可能に！(iPadシリーズも！) ❖ スキャン対象に応じて推奨のスキャ ン距離を選択可能 ❖ iPhoneでローカル処理可能なフォ トグラメトリモードが搭載
Scaniverse あいうえおabcde12345有胃兎絵御
6章:Scaniverse あいうえおabcde12345有胃兎絵御
RealityScan ❖ 無料で利用可能なフォトグラアプリ ❖ iOS/Androidのどちらでも無料で あいうえおabcde12345有胃兎絵御 利用可能な唯一のアプリ ❖ 初心者も安心の 撮影アシスト機能搭載 ❖ 3Dモデルのエクスポートは Sketchfabから
RealityScan あいうえおabcde12345有胃兎絵御 ※PDF時用動画QR YouTubeに 飛びます
Polycam ❖ 年12,000円のLiDAR・フォトグラ ❖ フォトグラのみだがandroid版あり あいうえおabcde12345有胃兎絵御 ❖ Webブラウザ版なら誰でも無料で 利用可能に！ ❖ 色々と独自の機能が多め ❖ 室内スキャンが得意
Polycam あいうえおabcde12345有胃兎絵御
本日のプログラム 1章:3Dスキャンってどんな技術？ 2章:iPhone3Dスキャンって何？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 3章:おすすめアプリ紹介 4章:超重要特徴点 5章:3Dスキャンの準備 6章:フォトグラメトリを試してみよう 7章:LiDARスキャンを試してみよう
特徴点とは 3Dモデル化する物体の模様の内 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 他の部分とは異なる模様のこと イメージとしてはその物体でパズルが 出来るか出来ないか 4-1
特徴点のありなし 4-2 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 特徴点あり 特徴点なし
特徴点って何？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 WAKARU 4-3
特徴点って何？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 DOKO?？？ 4-4
特徴点はなぜ重要なの？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 様々な角度から撮影 4-5
特徴点はどうして重要なの？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 特徴点があればどこから何を撮影したか分かる 4-6
特徴点はどうして重要なの？ 4-7 ??? あいうえおabcde12345有胃兎絵御 ??? ??? 特徴点が無いとどこで何を撮影したか特定できない
本日のプログラム 1章:3Dスキャンってどんな技術？ 2章:iPhone3Dスキャンって何？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 3章:おすすめアプリ紹介 4章:超重要特徴点 5章:3Dスキャンの準備 6章:フォトグラメトリを試してみよう 7章:LiDARスキャンを試してみよう
3Dスキャンにむいていないモノ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 5-1
iPhone3Dスキャン前の準備 1 2 3 5-2 ４ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 スキャン対象を観察 ❖ スキャン対象の材質を確認 ❖ そこが丸いモノはストッパーを設置 ❖ 単色等のモノはマスクキングテープを 貼り付けるのがオススメ
iPhone3Dスキャン前の準備 1 2 3 5-3 ４ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 周りの整理整頓 ❖ スキャン時にスムーズな移動が出来るよ う周辺を整理整頓する ❖ 特に段差や滑りやすい場所が無いかは しっかりと確認を
iPhone3Dスキャン前の準備 1 2 3 5-4 ４ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 十分な明るさを確保 ❖ ３Dスキャンする範囲は十分な明るさ を確保する ❖ ３Dスキャン中の影はそのままテクスチャ に反映されるので注意が必要
iPhone3Dスキャン前の準備 1 2 3 5-5 ４ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 レンズの清掃 ❖ レンズについてる汚れを清掃する ❖ ティッシュやハンカチ等で清掃すると 更に汚れが悪化する場合も ❖ 専用のクリーナーを用意しよう
安全第一！ヨシ！！！ 5-6 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 スリップ 転倒 衝突
安全第一！ヨシ！！！ ❖ ❖ スキャン前に周囲の確認をしよう！ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 →危ない場所、人が立ち入らないかを確認！ スキャン中は画面を注視しない！ →画面を確認したい気持ちをグッと抑えて前を見る！ ❖ 画面の確認は立ち止まってから！ 5-7
本日のプログラム 1章:3Dスキャンってどんな技術？ 2章:iPhone3Dスキャンって何？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 3章:おすすめアプリ紹介 4章:超重要特徴点 5章:3Dスキャンの準備 6章:フォトグラメトリを試してみよう 7章:LiDARスキャンを試してみよう
どうして写真から3Dモデルが？ 6-1 Ｃ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 A-B間の距離とA-C,B-C間の角度が 分かればＣの位置を計算可能 →三角測量 角度 やっている事は人間の目が モノを立体的に見ることと同じ 距離 Ａ Ｂ
視差間の距離は長い方が良い あいうえおabcde12345有胃兎絵御 視差間の距離が長いと 結果も正確になる 視差間の距離が短いと 結果も不正確になる 6-2
オーバーラップを意識しよう 70%以上同じ場所を撮影 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 6-3
カメラの位置を変えて撮影しよう 6-4 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 位置を変えながら撮影する 同じ位置から角度を変えて 撮影するのはNG
角は多めに撮影しよう 建物 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 角は多めに撮影をする 6-5
物の撮影はドーム状を意識しよう あいうえおabcde12345有胃兎絵御 高さと角度を変えながら撮影 6-6
最初は写真を多めに撮影しよう 6-7 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 70％のオーバーラップ を確保出来ていない 撮影が失敗した場合の 対策がされていない 撮影が失敗した場合の 対策がされている
不要な写真を削除しよう あいうえおabcde12345有胃兎絵御 6-8
本日のプログラム 1章:3Dスキャンってどんな技術？ 2章:iPhone3Dスキャンって何？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 3章:おすすめアプリ紹介 4章:超重要特徴点 5章:3Dスキャンの準備 6章:フォトグラメトリを試してみよう 7章:LiDARスキャンを試してみよう
iPhoneLiDARスキャンの性能 1 2 7-1 3 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 レーザーの照射密度 ❖ 一度に照射する点数は576点 ❖ 点密度は2.5mで1m2=150点 ❖ 点同士の間隔は11cm(人の拳)
iPhoneLiDARスキャンの性能 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 7-2
iPhoneLiDARスキャンの性能 1 2 7-3 3 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 レーザーの距離精度 ❖ 1mの距離で±1~2cmの誤差 ❖ 照射距離の1~2%の誤差が発生 ❖ ５mでは最大10cm程度の誤差に
iPhoneLiDARスキャンの性能 1 2 7-4 3 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 VIOがキーワード ❖ ❖ ❖ 3Dマッピングと自己位置推定の2つをリア ルタイムで行う 映像とIMUの情報から自己位置推定を行う LiDARスキャンの精度が悪い ＝VIOが上手くいっていない
自己位置推定というキーワード あいうえおabcde12345有胃兎絵御 ※PDF時用動画QR GoogleDriveに 飛びます 7-5
自己位置推定とは何か？ 7-6 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 目隠しされた状態だと 自分の位置や向きが 分からない 目隠しが無ければ (知っている場所の場合) 自分の位置が分かる
カメラ映像からの自己位置推定 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 7-7
IMUの情報から自己位置推定 ジャイロセンサー 7-8 加速度計 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 カメラの傾きを検知 カメラの移動量を計測
自己位置推定が駄目だと何が起こる？ 7-9 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 自己位置推定が出来ていると 3Dスキャンの結果も正確になる 自己位置推定が駄目だと 3Dスキャンの結果が不正確になる
なぜLiDARが搭載されたのか？ 7-10 iPhoneにLiDARセンサーが搭載 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 されたのはAR機能の強化が目的 LiDARスキャンはおまけ機能 最初から高精度なスキャンは 意識されていない
LiDARスキャンのコツ 1 2 3 7-11 4 5 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 スマホカバーを外す ❖ LiDARスキャン中は爆熱になる ❖ 熱暴走が発生すると処理性能がダウン ❖ 熱が籠りやすいスマホカバーを外して スキャンするのがマスト 6
熱暴走対策のすゝめ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 熱暴走対策にスマホクーラーや日傘もオススメ 7-12
LiDARスキャンのコツ 1 2 3 7-13 4 5 6 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 広い範囲をスキャンしない 広い範囲をスキャンすると処理落ちが 発生しやすくなる ❖ スキャン精度も格段に低下 ❖ ❖ 状況次第だが10m×10m程度が丁度良い
LiDARスキャンのコツ 1 2 3 7-14 4 5 6 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 手ブレを起こさない ❖ 手ブレはテクスチャの品質に悪影響を及ぼす ❖ iPhoneは両手でしっかりと保持 ❖ iPhoneは横向きにしてもＯＫ ❖ ゆっくり動くと手ブレも軽減できる
玄人にはスタビライザー あいうえおabcde12345有胃兎絵御 慣れている人はスタビライザーの使用も効果的...かも 7-15
LiDARスキャンのコツ 1 2 3 7-16 4 5 6 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 スキャン対象との距離は3m以内 ❖ 最大照射距離の5mでスキャンすると品質が 悪くなりやすい ❖ 基本的にはスキャン対象との距離を3m以内 (50cm未満)にすることを推奨
LiDARスキャンのコツ 1 2 3 7-17 4 5 6 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 同じ場所を2度以上スキャンしない ❖ 同じ場所を2度以上スキャンするとゴースト と呼ばれる2重メッシュが生成されやすい ❖ 特に時間が空けば空くほどゴーストが発生し やすくなる
ゴーストの例 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 7-18
LiDARスキャンのコツ 1 2 3 7-19 4 5 6 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 スキャン中はゆっくり動く ❖ iPhoneの処理が間に合うようにゆっくり動く ❖ 大体通常の徒歩速度の半分程度が目安 ❖ 視点移動もゆっくりと！
本日のプログラム あいうえおabcde12345有胃兎絵御 おまけ
7章:iPhone or iPad? Q.iPhoneとiPadならどちらがオススメ？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 A. 正直どちらでもOK →iPhoneは携帯性やオプションパーツが、iPad は排熱性や他の人に見せるのが得意
7章:iPhone14Pro or ProMax? Q.iPhone14ProとProMaxではどちらがオススメですか？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 A. どちらでもOKですが14Proの方が楽 →14Proと14ProMaxもバッテリー容量とサイズ以外の差 は存在していません
7章:オススメのストレージサイズ Q.オススメのストレージサイズはありますか？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 A. 128GB以上ならどれでもＯＫ →RAWデータを小まめに削除すると1モデル10~30MB程 度なので、そこまで大きくしなくてもＯＫ
オススメのオプションアイテムは？ Q.オススメのオプションアイテムはありますか？ あいうえおabcde12345有胃兎絵御 A. ポータブルバッテリーはマスト →iPhone3Dスキャンはバッテリーの消費が激しいので ポータブルバッテリーは必須アイテムです
さいごに 今回の内容はnoteでも解説しています あいうえおabcde12345有胃兎絵御 【初心者向け】iPhone3Dスキャン 徹底解説！iPhone3Dスキャンの パーフェクトガイド 撮り方全て教えます