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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関連スライド

各ページのテキスト
1.

iPhoneで始める 3Dスキャン入門 by iwama(@iwamah1)

2.

自己紹介 あいうえおabcde12345有胃兎絵御

3.

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)

4.

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

5.

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

6.

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

7.

3Dスキャンって何? あいうえおabcde12345有胃兎絵御 1-3

8.

3Dスキャンって何? あいうえおabcde12345有胃兎絵御 1-4

9.

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

10.

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

11.

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

12.

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

13.

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...

14.

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

15.

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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

23.

超小型、超軽量 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 2-6

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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

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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

26.

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

27.

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

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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

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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

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高精度iPhone LiDARスキャンはRTK あいうえおabcde12345有胃兎絵御 2-13

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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

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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

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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

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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

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Scaniverse あいうえおabcde12345有胃兎絵御

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6章:Scaniverse あいうえおabcde12345有胃兎絵御

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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

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RealityScan あいうえおabcde12345有胃兎絵御 ※PDF時用動画QR YouTubeに 飛びます

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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

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Polycam あいうえおabcde12345有胃兎絵御

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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

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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

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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

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特徴点って何? あいうえおabcde12345有胃兎絵御 WAKARU 4-3

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特徴点って何? あいうえおabcde12345有胃兎絵御 DOKO??? 4-4

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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不要な写真を削除しよう あいうえおabcde12345有胃兎絵御 6-8

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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

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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)

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iPhoneLiDARスキャンの性能 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 7-2

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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

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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

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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

72.

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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

82.

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

83.

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

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ゴーストの例 あいうえおabcde12345有胃兎絵御 7-18

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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!

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本日のプログラム あいうえおabcde12345有胃兎絵御 おまけ

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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

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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

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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

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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

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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