株式会社データ・デザイン

ARTEC MH and MHT 3D Scanner(アーテック)-非接触型3次元ハンディスキャナー -

美術品を自宅に持ち帰りたいと思ったことはありませんか?
自分のソファでくつろぎながら仮想美術館をぶらぶら散策できたら最高だと思いませんか?
または、気に入った彫刻のよく出来たミニチュアのレプリカが部屋にあるなんていうのはどうですか?
Artecがあれば、そんな夢が現実になるのです!

ダビデ像1

ミケランジェロがダビデ像を製作したのは、1500年のことでした。
人々がこの彫刻に感嘆して、数世紀が過ぎました。この高さ5メートルの彫刻は今にも歩き出しそうです。
もともと、この像は、元フィレンツェ市役所だったヴェッキオ宮殿の入り口を守るために作られましたが、その後、 天候や歳月による損傷を防ぐために、フィレンツェ美術学校のホールに移設されました。
この素晴らしい像そのままに再生された漆喰のレプリカが、モスクワのプーシキン美術館にあります。

ミケランジェロの像を3Dスキャンするために、Artecのスタッフは、モスクワに向かいました。
高さ5メートルという巨像の頂上にたどり着くために、美術館が特製エレベーターを用意してくれました。
Artec 3Dスキャナーは軽量なので、片手に持って、エレベーターを上下させながら楽にキャプチャすることができました。

ダビデ像2

Artecの技術は、対象物に印をつける必要はまったくないので、計り知れない価値を持つ歴史的または考古学的作品もスキャンすることが出来るのです。 3Dモデルの精度を高めるため、チームは3Dスキャナー2機 Artec L とArtec MHを使用することにしました。
大きな対象物をスキャンするために特別に開発されたLスキャナーは、像の全体をキャプチャするために使われました。
髪、目、鼻等の細部をキャプチャするときはArtec MHスキャナーを使いました。
高精度スキャナーにより中型サイズの3Dレプリカが完成しました。
2種の異なるスキャナーを用いるのは、大型かつ複雑に入り組んだ細部を持つ対象物をキャプチャするときに、特に力を発揮します。
2種のスキャナーが活躍したもう一つの例をご紹介しましょう。

この大きな像をスキャンするのに要したのは、2時間程度でした。 キャプチャの様子を映した動画はこちらでご覧いただけます:


美術館でスキャンした他のオブジェ3Dモデルもギャラリーでご覧いただけます。
仮想ギャラリーにより、プーシキン美術館やそのコレクションが身近に、コンピューター画面上で楽しめるようになるのです。

ダビデ像3
Artec 3Dスキャナーは実体のあるオブジェを仮想3次元オブジェへと変えます。ジャン・パブロ・ヴィラミル・デジタルデザインの専門家とシンギヴァース・ドット・コム のスタッフは、Artecのスキャナーと3Dプリンターを用いて、 恐竜の頭蓋骨 を実世界へ復元しました。

今回のスキャン準備のために使用しているのは、Netfabb Studio Basic というフリーシェアのツールです。
Netfabbはさらにプロ用ソフトも提供しています。これは3D印刷のアプリケーションに焦点を当てており、これを用いると、様々のフォーマットで3Dモデルをスケーリング、スライシング、回転、修正するといったことが可能になります。

Netfabbは、通常、印刷時に問題点がないかを調べ、見つけるとその部分をハイライトします。3D印刷用に製作されていないほとんどのモデルでは、ここで多種多様なエラーが検知されるのですが、このタルボサウルスの頭蓋骨は、というより、Artecを用いた全てのモデルからは1つもエラーが見つかりませんでした。



次に、X・Y軸上でモデルを回転させて、境界ボックス内で頭蓋骨をまっすぐ修正します。頭蓋骨は複雑な細部や突き出しが何箇所もあるので、通常なら、それを支えるための「足場」も印刷しなければならないのですが、モデルをスライシングすることにより、この足場が不要となります。

Netfabbを使って、モデルを水平に上下真っ二つにし、それを垂直に前後にカットし、開口部が二等分されるようにカットすることで、足場のための余地を残し、それを後から取り除くことができるようにします。



4つにカットした各セグメントを、Netfabbのエクスポート機能を用いて個別のSTLファイルとして保存し、メーカーボットへの印刷を行う ReplicatorG というユティリティにロードし、ReplicatorGの移動機能と回転機能を用いて、各セグメントを正しく配置します。プレビュー画面に印刷領域のサイズが立方体のアウトラインで示されるため、印刷範囲にあることが確認できます。



印刷するためにプリンターのプリントヘッドを移動し、どれだけプラスティックを押し出すかを指定するための一連の指示に3Dモデルを変換する必要があります。この指示はGコードと呼ばれ、ReplicatorGにあるオプションを用い、足場を使って、高画質(0.25 mm)に印刷しました。



オリジナル標本に色が近いので、頭蓋骨の印刷には茶色のABSプラスティックを選び、プラスティックを1ロール、プリンターに設置し、各パーツは印刷に2-4時間程掛ります。



シアノアクリレート接着剤を使って4つのピースを1つにすると、あっという間に、イカしたタルボサウルスの頭蓋骨が完成です。



3D印刷の世界では、実体のあるオブジェクトをスキャンできることはとても重要なので、安価な3Dプリンターと一緒に使える製品であるArtecは利便性が高いです。

人類は足元に広がる深海よりも、宇宙の神秘についてより理解していると言われています。
驚きに溢れた深海の謎は、海底に沈んだ宝物でさえ隠してしまいます。見つけ出された宝物は、保存するのが一番です。
昨年、イタリアのオルビア・トンネルで発見されたローマ帝国時代5世紀に作られた難破船の木製残骸を保存するのに一役買いました。


イタリアの遺物修復会社であるレグニ・イ・セグニデラ・メモリアは、これら遺物の3D スキャンを依頼しました。
木製遺物の複合と修復を行う同社は、サレルノ大学と協力して、遺物を 3Dスキャンしました。このローマ帝国時代の難破船の遺物を3Dスキャンする際に用いられたのが Artec MH です。直径約1メートル の遺物をスキャンするのにかかる所要時間は6分程度です。大学の研究員は、丸一日を費やして、遺物が濡れていた場合のスキャン結果の違いなど、スキャン技術に関する様々な実験を行いました。これら実験により、遺物が濡れていた場合は、乾いた状態よりもフラッシュバルブからより多くの光を反射することが分かりました。


Artec Studioでデータ後処理

当社ソフトウェアであるArtec Studioで後処理をした3Dモデルは、ジオマジックで加工修正し、さらに研究を重ね、実験を進めていくためにCAD環境にエクスポートされました。


木製遺物の3Dモデル


ローマ帝国時代の難破船の残骸の質感データを加えた 3Dモデル

この遺物のスキャンを依頼したレグニ・イ・セグニデラ・メモリアは、この完成品を用いて、古代遺物の適切な展示・標本方法を導入する予定です。




"優勝者は…"世界中でよく耳にするフレーズです。
ロシアでは歴史的発掘物の保存にArtecを利用し、日本ではLスキャナを使って表彰のトロフィーを作製しました。


上野木型製作所様は、記念や表彰用の胸像等を作製しています。 3Dスキャナから3Dプリントまで全て行、Artec MH とLスキャナを使用し、木製やアルミ鋳造の対象物を正確にスキャンします。スキャナを三脚に固定しターンテーブルに置いた対象物を撮影する場合と、スキャナを手で持って撮影する場合があります。


ターンテーブルのおかげで、高さ40p仏像を1分以内で正確にスキャンできました。

Artecスキャナで撮影したショットは同時進行で位置調整が行われ、さらに付属のソフトウェアArtec Studioを使ってリアルタイムで見ることができます。他のスキャン方法として、Lスキャナを持って対象物の周囲をぐるりと回ることも可能です。上野木型製作所の撮影風景をご覧下さい。

ビデオでご覧頂いた仏像と狐像は、像のデジタル保存とデータ収集の為にスキャンしました。
3Dデータは3Dプリンターに送られ、木製やアルミ製の像のレプリカを作製することができます。



ボディーペイントされたモデルをスキャン
軍隊ではカモフラージュの為に顔を自然色に塗ることがあります。スロベニアで開催されたForma Toolフェアで、モデルの体全体にボディペイントを施しました。軍隊のように身を隠す為ではないので、大変華やかなボディペイントでした。Artec MHT を使って、この目立ったモデルを撮影しました。

スロベニアの国際的な機械・道具フェアForma ToolでMHTスキャナが披露されました。

体全体をペイントするには大体2時間半かかりますが、スキャンはたったの3分で終わります。今回は美しいボディペイントを3D撮影するので、色を捉えることができるMHTスキャナをIB-PROCADDは使用しました。MHTの色深度は24ビットピクセルで、ビデオカメラに近い高品質で美しい色を捉えることができます。

MHTを使った撮影は、3分で終わりました。リアルタイムスキャニングですので撮影と同時に3Dショットの位置合わせができます。つまり、スキャナで撮影しているその横で、観客は3Dデータが作成される様子を観ることができます。

Artec MHTを使ったスロベニアForma Tool 2011の様子をご覧下さい。



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