3Dスキャナとは

「3Dスキャナ(3次元計測機)」とは、2Dスキャナーのような1枚の画像をスキャニングしてデータにすることと同様に、立体物をスキャニングしてデータにします。別名、3次元デジタイザと呼ばれます。
3DCGの現場以外にも、義手や義足のための人体のスキャン、機械部品の試作などにも用いることができ、医療の分野や自動車メーカーなども取り入れています。立体物であればスキャンできることから応用がきき、可能性は非常に広いため使用される分野が急激に増えています。昨今ではスマホなどのカメラでもデジタイズできるアプリがあるので昔よりも身近な技術になってきています。

3Dスキャンの流れ

対象の立体物の凸凹を感知し、「高さ(X)」「横幅(Y)」「奥行き(Z)」の座標データを取得します。取得したデータは「点群データ」という座標情報の集まりでできています。この点群データは「ポリゴン」と呼ばれる多角形の集まりで形成されたメッシュデータとして変換を行い、3Dの立体データとなります。

3Dスキャナの種類

接触型

接触型は直接立体物に触れて接触した部分の凸凹の計測を行います。プローブ(深針)を接触させて行うため、精度の高いスキャンが行えます。しかし、動かす速度を一定にする必要があることや、設置場所に大きなスペースが必要、時間がかかるなどのデメリットがあります。また、プローブが入り込めない部分は計測を行うことができません。そのため、現在は後述の非接触型の普及が著しいです。

非接触型

非接触型は、更に「レーザー光線タイプ」「パターン光投影タイプ」の2つに大きく分類されます。直接対象物に触れないため大型のものでも測定することが可能で、技術がなくても短時間で正確に測定可能となります。

  • レーザー光線タイプ
    その名の通りスリットレーザーというレーザー光をあて、反射光をセンサーで認識することで被写界深度距離を測り形状を認識して立体とします。明るい場所で計測が可能です。価格帯も低価格なものなども存在し、取り入れやすくなっています。デメリットとしては表面がボコボコとしてしまうなどスキャンが揺れてしまうことがあります。
  • パターン光投影タイプ
    立体物に縞模様やQRなどのパターンをあて、投影されたパターンの歪みや形状の変化をもとに形状を認識して立体とします。高速であり、正確なスキャンが可能です。明るい場所での計測ができず、暗所での作業が必要となります。

非接触型には、据え置きタイプとハンディタイプがあります。大きな対象物などのスキャンを行う時は据え置きタイプを使用することが多く、見えていない部分(窪んでいるなど)はハンディタイプで読み取りを行います。ハンディタイプは読み取りにくい箇所も読み取ることが可能となりますが、手で持つため揺れが生じてしまうというデメリットがあります。

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