3Dプリントのためにオブジェクトを3Dスキャンするのは、コツをつかむまでが大変ですが、正しいソフトウェアと従うべきコツを学べば、かなりクールなモデルを作成できます。 この記事では、3Dプリントを作成するためのオブジェクトのスキャンについて、いくつかの良い洞察を提供します。

3Dプリントのために3Dオブジェクトを3Dスキャンするには、3Dスキャナーを入手するか、携帯電話やカメラを使ってオブジェクトの周囲を数枚撮影し、写真測量を使ってそれらをつなぎ合わせて3Dスキャンを作成します。 最良の結果を得るために、スキャン中に良い照明があることを確認します。

3Dプリントのためにオブジェクトを3Dスキャンするための詳細とヒントについては、このまま読み進めてください。

対象物をスキャンして3Dプリントすることはできますか？

はい、さまざまなスキャン方法で物体をスキャンして3Dプリントすることができます。 その一例として、博物館の展示用にシュボサウルスの骨格を3Dスキャンして3Dプリントした大学院生がいます。 この生物は古代ワニのような生き物で、彼はArtec Spiderという高級プロフェッショナルスキャナーを使って3Dスキャンしました。

現在、価格は約25,000ドルですが、もっと安い3Dスキャナーもありますし、何枚も写真を撮って3Dスキャンを作成する写真測量などの無料オプションを利用することもできます。

彼は、動物や骨格の3Dスキャンをいくつか集めたMorphoSourceというオープンアクセスリポジトリに言及した。

さらにこの学生は、その後、AVIZOという可視化ソフトを使って、各スキャンの表面のSTLを作成した後、3Dプリントしたことを明らかにしました。

家の中にあるような一般的なものや、自動車の部品であれば、3Dスキャンして3Dプリントすることは可能です。 昔からうまくいっている人はいます。

また、友人の農場をドローンでスキャンしてプリントしたユーザーにも出会いました。 大きな成功を収めただけでなく、素晴らしい建築物のような仕上がりになっていました。

ドローンと新しい3Dプリンターを使って、友達の農場をスキャンして3Dプリントしてみた from 3Dprinting

まずはPix4Dでマッピング後にメッシュモデルを生成し、その後にMeshmixerで加工することから始めたそうです。 Pix4Dはコストがかかりましたが、Meshroomなど無料の代替品もあるので、コストに耐えられない場合はそちらを使用することもできます。

約200枚の写真を撮影し、ドローンのスケール寸法とディテールに換算すると、1ピクセルあたり約3cmになります。 解像度は主にドローンのカメラと飛行の高さに依存します。

3Dスキャンは、日常的に接するものだけでなく、NASAの3Dスキャンページにあるように、多くの種類の物も3Dスキャンすることが可能です。

これについては、NASAの印刷可能な3Dスキャンのページで、クレーター、衛星、ロケットなど、宇宙関連のオブジェクトの3Dスキャンをいくつか見ることができます。

3Dプリントのために3Dオブジェクトをスキャンする方法

3Dプリントのために3Dモデルをスキャンする方法には、いくつかの方法があります：

• AndroidまたはiPhoneアプリを使用する
• フォトグラメトリー
• ペーパースキャナー

AndroidまたはiPhoneアプリを使用する

LiDAR（光検出・測距）を搭載している機種が多いので、端末にインストールしたアプリからそのまま3Dスキャンが可能なのだそうです。

また、無料アプリと有料アプリがあります。 以下、一部のアプリの簡単な説明をご覧ください。

1.ポリカムアプリ

Polycamアプリは、iPhoneやiPadなどのApple製品で動作する人気の3Dスキャンアプリです。 現在、アプリの評価は4.8/5.0、執筆時点で8000件以上の評価を得ています。

iPhone/iPad用3Dキャプチャーアプリの代表格と言われ、写真から高品質な3Dモデルを多数作成できるほか、LiDARセンサーを使った空間のスキャンを素早く生成することができます。

また、3Dスキャンをデバイスから直接編集したり、多くのファイル形式でエクスポートしたりすることができます。 そして、Polycam Webを使用して、他の人やPolycamコミュニティと3Dスキャンを共有することができます。

ポリカムユーザーが大きな岩をスキャンして、ディテールをたっぷり撮影する様子を以下のビデオでご覧ください。

3Dスキャンを行う際には、照明が非常に重要な要素となりますので、オブジェクトをスキャンする際にはその点を考慮してください。 光の種類は、日陰のような間接光が最適ですが、直射日光はNGです。

Polycamの公式サイトやPolycamアプリのページで確認することができます。

2.トルニオアプリ

Trnioアプリは、3Dプリント用にオブジェクトを3Dスキャンする素晴らしい方法です。 多くの人が、既存のオブジェクトを使って素晴らしい3Dプリントを作成し、それを思い通りに拡大縮小して新しい作品を作っています。

この素晴らしい例として、Andrew Sink氏がハロウィンの飾りを3Dスキャンしてネックレスのペンダントにした下のビデオがあります。 彼はこの結果を得るためにMeshmixerも使用しました。

以前のバージョンのアプリはベストではありませんでしたが、オブジェクトをより速く、より簡単にスキャンするためにいくつかの便利なアップデートを行いました。 スキャン中にタップする必要がなくなり、アプリは自動的にビデオフレームを記録してコンパイルします。

このアプリはプレミアムアプリなので、ダウンロードするにはお金が必要で、執筆時点の価格は現在4.99ドルです。

Trnioアプリページ、Trnioオフィシャルサイトでご確認いただけます。

フォトグラメトリー

写真測量は、物体を3Dスキャンする有効な手法で、多くのアプリのベースとして使われています。 スマホから直接生写真を使い、専用のソフトウェアに取り込むことで3Dデジタル画像を作成することが可能です。

以下のビデオは、Josef Prusaによる、写真測量技術を使った携帯電話からの3Dスキャンを紹介するものです。

1.カメラを使う-スマホ/GoProカメラ

また、COLMAP、Prusa MK3S、Meshlabを使用し、ライティングの重要性を再確認したそうです。

COLMAPは均一な照明が重要で、曇天の屋外が最適です。 COLMAPのチュートリアルは以下のビデオでご覧ください。

また、光り物を扱うのは難しいという話もありました。

実際にビデオクリップをスキャンソースにして95フレームを書き出し、それをCOLMAPで使って3Dモデルを作成したそうです。

また、照明が悪い状態で良いスキャンを得るという点で、Meshroomでテストを行ったところ、照明ムラのあるオブジェクトへの対応がうまくいったと述べています。

広角に気をつけないと歪んだ映像になってしまうので、GoProカメラの取り扱いは慎重に行う必要があります。 リンクをたどると詳しい解説があります。

2.プロフェッショナルハンドヘルドスキャナー Thunk3D Fisher

業務用のハンドヘルドスキャナーには、さまざまな解像度のものがありますが、この例ではThunk3D Fisherを紹介します。

ある3Dユーザーは、3Dスキャンとプリントで、マツダB1600のフロントヘッドライトを作ったと書いています。

3Dスキャンと3Dプリントの相性は抜群で、マツダB1600のフロントヘッドライトを再現しました。 車の所有者は右側しか持っていなかったので、スキャンして左側に合わせました。 汎用樹脂でプリントし、エポキシでポストプロセスして黒く塗りました。 3Dprintingより

車のオーナーは、ハンディタイプのThunk3D Fisherスキャナーで右側だけをスキャンし、それを反転させて左側にはめ込んでいました。

正確なスキャンが可能で、大きなもののスキャンに最適と言われています。 また、複雑なディテールを持つもののスキャンにも最適です。 構造化光技術を使用しています。

このスキャナーの良いところは、高解像度で5～500cm、低解像度で2～4cmの物体をスキャンできることです。 また、頻繁に更新される無料のソフトウェアがあります。 Thunk3D Fisher Scannerには、ArcherとFisher 3Dスキャナー用の追加ソフトウェアがあるのが嬉しいところです。

3.ラズベリーパイベースのOpenScan Mini

Raspberry Piベースのスキャナーを使って、3Dプリントしたルークをスキャンしたという記事を見つけました。 Raspberry PiベースのOpenScan MiniとArducamのオートフォーカス付き16mpカメラの組み合わせで3Dスキャンしたそうです。 ディテールアップが著しいと書かれていました。

このようなスキャンでは、カメラの解像度も重要ですが、それ以上に照明や表面処理が重要です。 たとえカメラの品質が悪くても、照明や表面処理がしっかりしていれば、かなり良い結果を得ることができます。

3Dプリントしたルークを3Dスキャンして、信じられないようなディテールを見せる - 高さ50mmでプリントし、Raspberry PiベースのOpenScan Miniでスキャン（リンク&詳細はコメントに） from 3Dprinting

このスキャナーを使うなら、Piカメラとの相性をよく理解しておく必要があります。 この2つを一緒に使うことで、素晴らしい結果が期待できるのです。

ペーパースキャナーを使う

例えば、CHEPでは、クリップの破損を経験し、その破片を接着してペーパースキャナーで3Dスキャンしています。

そして、そのPNGファイルをSVGファイルに変換するのです。

変換が終わったら、CADソフトにダウンロードし、数回の加工を経てSTLファイルに変換し、Curaでスライスして3Dプリントの準備をします。

これを実現するためのビジュアルチュートリアルを動画でご確認ください。

物体の3Dスキャンにかかる費用は？

3Dスキャンサービスは、対象物の大きさ、対象物の詳細度、対象物の位置など、さまざまな要因によって50ドルから800ドル以上の費用がかかります。 写真測量と無料のソフトウェアを使えば、自分で作った対象物を無料で3Dスキャンできます。 基本的な3Dスキャナーは約300ドルです。

また、プロ仕様のスキャナーをレンタルできるオプションもあるので、複数のオブジェクトを本当に高品質でスキャンすることができます。

プロ仕様の3Dスキャナーとなると、DIYキットで50ドル程度、低レンジのスキャナーで500ドル以上かかることもあります。

3Dスキャナーは、Artec Evaのように15,000ドル程度のハイスペックなものを求めると、間違いなく値段が高くなるものです。

また、Googleなどで検索すると、お住まいの地域の3Dスキャンサービスを見つけることができるはずです。 米国のExactMetrologyや英国のSuperscan3Dなどは、人気の3Dスキャンサービスです。

Superscan3Dは、3Dスキャンのコストのさまざまな要因を判断します：

• 3Dスキャンする対象物の大きさ
• オブジェクトが持つディテールのレベル、または複雑なカーブ/クレバスのレベル
• スキャンする素材の種類
• オブジェクトが置かれている場所
• モデルを応用するために必要な後処理のレベル

3Dスキャナーのコストについては、Artec 3Dのこちらの記事で詳しく解説していますので、チェックしてみてください。

モノを無料で3Dスキャンできる？

はい、様々なソフトウェアの3Dスキャンアプリを使えば、無料で対象物を3Dスキャンすることができます。 これらの方法は、無料で3Dプリントできる高品質の3Dスキャンを作成できることは間違いありません。

Meshroomで無料で3Dスキャンする方法をビジュアルで説明する以下のビデオをご覧ください。

3Dスキャンや写真をSTLファイルにするのは、このようなソフトを使えば可能です。 通常、一連の写真やスキャンを3Dプリント可能なSTLファイルにするエクスポートオプションがあります。 3Dスキャンをプリント可能にするための素晴らしい方法です。