■テクニカルレポーター：ナタリア・キヴォルヤ（Natalia Kivolya）

■概要：

今後のプロジェクトや既存のタスクのために、プロフェッショナルな3Dスキャナをお探しですか？お客様のプロジェクトに最適なソリューションを見つけることがいかに難しいか、私たちはよく理解しています。この記事では、検討すべきさまざまな事柄、スキャナの比較方法、見るべき主要な仕様（およびその実際の意味）など、3Dスキャナを選ぶために必要なことを紹介します。

はじめに

3Dスキャン技術の急速な発展により、様々な産業における無数のアプリケーションを劇的に改善することが可能になりました。3Dスキャンは、ワークフローをより柔軟なものにし、時間とコストをかつてないほど効率的にします。より多くの企業がこの最先端技術を日々の業務に取り入れているのも不思議ではありません。しかし、現在では非常に多くの3Dスキャンソリューションが販売されており、ニーズに合った3Dスキャナを選択するのは、かなり大変な作業となる可能性があります。

3Dスキャナを選ぶ際のポイント

最初の3Dスキャナを正しく選択するためには、いくつかの簡単で重要なステップを踏むことが重要です。まず、日常的にスキャンする典型的な部品、あるいはそれに近いものを選び、Formnextなどの展示会に持参します。それを持って、出展している3Dスキャンの会社を全部回ります。スキャンしてもらうだけで、その様子を見ることができます。その場で違いがわかるはずです。その後、各社の最終結果を確認します。スキャニングのワークフロー、スキャンデータの処理方法、そして各スキャナが作成した最終モデルを比較してみてください。

1. 3Dモデルを比較する際にまず見るべきポイント

3Dスキャナ選びで最も重要なことは何かというと、一番は「解像度」です。確かに精度も重要ですが、その場で確認するのは難しいですよね。でも、解像度の良し悪しは自分の目ではっきりと確認できるので、異なるスキャナで撮った複数の画像をすぐに比較することができます。

2.購入先を知る

オンラインでレビューを読み、ユーザーがスキャナやそれを作る会社について何を言っているのかを評価することはスマートなアイデアです。その企業はどのようなサポートを提供していますか？これは間違いなく重要です。良い3Dスキャナは10年程度使えるので、この長い期間にどのようなサポートが受けられるかを知っておく必要があります。

3.その証明は、プロセスの中にある

スキャナの使いやすさを実感してください。スキャナから最良の結果を得るまでに、トレーニングにどれくらいの時間を費やす必要がありますか？また、全体として、スキャニングのプロセス自体はどの程度簡単なのでしょうか？対象物にマーカーを追加する必要があるのか、マーカーなしでスキャン中にスキャナがすべてを十分に把握できるのか？スキャンが簡単であればあるほど、ワークフロー全体が速くなるはずです。

4.ソフトウェアは最新の状態か

ススキャナに付属するソフトウェアは、3Dスキャニングの重要な要素です。スキャナのソフトウェアはどの程度優れていて、どの程度の頻度で更新されているのでしょうか？もし定期的に更新されていないなら、例えば5年後、あなたはあまり幸せなユーザーではいられないでしょう。

5.最安値がベストプライスとは限らない

スキャナを購入することは、今後何年間も使用できるようにするために重要です。せっかく安く手に入れたのに、使い勝手が悪くて本棚に放置してしまうようでは意味がありません。それよりも、ローンを組んでプロ用の機材に投資したほうがいいでしょう。事業が順調で安定した収入があれば、銀行ローンを利用することも可能です。

6.技術にこだわらず、自分に合ったものを選ぶ

どの3Dスキャン技術が最も望ましいかという点については、現代の3Dスキャン技術はどれも素晴らしいので、どのような種類の対象物をスキャンして、どのような結果を得たいかによると言えます。3Dスキャナを選ぶ際に、そのスキャナがどのような技術に基づいているかを気にする必要はありません。必要なのは、どの3Dスキャナがあなたの用途に適しているかということです。例えば、非常に小さなものをスキャンする必要がある場合、対象物の最小限のディテールを高解像度でキャプチャできるスキャナを選びたいものです。しかし、例えば100m離れた場所から何かをスキャンする必要があるとしたら、長距離スキャナが必要になります。とはいえ、それぞれのスキャナがどのような技術でこれを実現しているかということは、ユーザーにとってはあまり重要なことではありません。例えば、テレビを選ぶとき、中にどんな部品が入っているかなんて考えませんよね。例えばテレビを選ぶとき、中身がどうなっているかなんて考えず、ただ、どう動くか、どんな画質で映るかということだけを考えます。

3Dスキャナを選ぶ際の重要な基準について詳しく見る

ご購入の前に、必要な情報をすべてご確認いただくために、以下の簡単なガイドを作成しました。このガイドでは、以下のような重要な質問を取り上げます。

▷何を3Dスキャンするのですか？

▷どのような技術仕様を考慮する必要がありますか？

▷ハンドヘルド型3Dスキャナと据置型3Dスキャナの違いは何ですか？

▷プロ用3Dスキャナの価格帯はどのくらいですか？

１）正確性（精度）：3Dスキャンの精度は？

ポータブル3Dスキャナの精度は、通常0.01mmから0.1mmの間です。しかし、実際のところはどうなんでしょう？例えば、あなたの手の3Dモデルを作ったとしましょう。指の腹を拡大してみると、隆起しているのがよくわかるでしょう。指はともかく、プロフェッショナルな用途において、正確な3Dスキャンはどれほど重要なのでしょうか？正確さとは、仮想のコピーを作成する際に、どれだけ実物に近づけられたかということです。3Dモデルの寸法が、どれだけ対象物の寸法に近いか、ですよね。

左: マイクロメータで測定したインペラシリンダーの実際のサイズー29.80 mm
右: 3Dモデルサイズもほぼ同じ29.85 mm

3Dスキャンデータに基づいて重要な意思決定を行う必要がある場合、精度は非常に重要です。特に産業用途では、精度が最も重要な意味を持つため、このことが言えます。

最高の精度を得るためには、スキャナの校正が必要です。すべての3Dスキャナは、最初に工場でキャリブレーションされ、メーカーがデバイスの可能な限り最高の精度を保証します。一部の3Dスキャナでは、オンサイトでのキャリブレーションも可能です。これは、3Dスキャナの精度設定を、購入後いつでもお客様が手動で調整し、メーカーの最適な基準を満たすことで、お客様のニーズにより合うようにするものです。

高精度なハンドヘルド3Dスキャナは産業用途にも最適

【キーポイント】－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－　

高精度を実現できるのはプロ仕様の3Dスキャナだけであり、低スペックのスキャナに比べれば価格は高いが、ほとんどの場合、投資に見合うだけの価値はある。

3Dスキャナのメーカーは、デバイスの仕様に必ず精度を明記しています。必要な精度は作業内容によって異なりますが、最終的に選択するのはお客様自身です。

２）解像度

3Dスキャナを選択する際に考慮すべき重要な点の1つは精度ですが、スキャン装置の解像度など、他の要素も検討することが重要です。

精度がデバイスの絶対的な正しさの度合いを測定するのに対し、解像度は3Dモデル内の任意の2点間の最小距離で、通常ミリメートルまたはミクロンで表現されます。つまり、非常に詳細な3Dモデルを作成したい場合は、高解像度の3Dスキャナで対象物をキャプチャすることになります。これは、品質管理、リバースエンジニアリング、アニメーションやVR、遺産保存、科学捜査、宝飾品など、さまざまな用途で特に重要なことです。

解像度が高いほど、3Dモデルはより精細に再現されます。

左: 解像度 0.15 mm, 右: 解像度 0.3 mm

しかし、ユーザーが低い解像度のデータを選ぶこともあります。解像度が高くなると、その分モデルが重くなり、処理に時間がかかるようになります。これは、PCの性能が低いユーザーや、最終的なモデルを3Dプリントする予定のユーザーにとっては、不利な点かもしれません。3Dプリンタは、高解像度のモデルを細部まで作り込むために、より長い時間を要します。ですから、処理時間と印刷速度が重要な場合は、この点に注意する必要があります。また、3Dプリンタによっては、高解像度を再現できない場合があります。

用途に応じて、ユーザーは解像度設定を適宜選択することになります。3Dモデルをできるだけ詳細に作成する必要がある場合は、小さな特徴も安全かつ簡単にキャプチャできる3Dスキャナを使用します。

携帯可能な軽量の3Dスキャナを選んだ場合は、操作が簡単で、スキャンする対象物の周りを回転させることができます。先進的なモデルでは、最大0.1mmの解像度で対象物を3Dスキャンすることができます。

３）速度

「時は金なり」ですから、3Dスキャナの速度を考慮することも非常に重要です。

スピードとは、3Dスキャナがどの程度のスピードでオブジェクトをキャプチャできるかを意味します。速度の測定方法は、デバイスが使用している技術の種類によって異なります。例えば、ストラクチャードライト方式の3Dスキャナの速度は、1秒間にキャプチャされるフレーム数とポイント数で計算されます。高度な白色光3Dスキャナの中には、16フレームを作成し、対象物の200万点をキャプチャするのに、1秒しか必要ないスキャナも存在します。

VCSEL技術を搭載した最高級のハンドヘルドスキャナでは、1秒間に80フレームという高速で、最大400万点を一瞬でキャプチャすることが可能です。

タッチスクリーン、バッテリー、Wifiデータ転送を内蔵したハイエンドVCSEL 3Dスキャナ

LIDARソリューションの速度は、1秒間に撮影できる数百万点の点数で計算されます。良質の固定式レーザースキャナは、1秒間に約200,000ポイントのスキャンが可能です。これは参考値であり、スキャナや対象物、スキャン距離によって異なる場合があります。

より高速な3Dスキャナを使えば、どんなものでも素早くキャプチャでき、無駄なコストを省き、生産性を高めることができます。これは、タイトなスケジュールで行われる大規模でコストのかかるプロジェクトでは特に重要なことです。

４）使いやすさ

使いやすさも、3Dスキャナを選ぶ際に考慮すべき重要な要素の一つです。可能な限り最高の結果を得て出力を最大化するためには、デバイスの可能性を最大限に活用する方法を知ることが不可欠です。

ここで考慮すべき重要な質問の1つ。「3Dスキャナをどれくらいの頻度で使用しますか？」

3Dスキャンを何度も行ったり、大量のデータを取り込んだりする場合は、迅速なデータ取り込み能力を備えたプロフェッショナルなデバイスが、長い目で見れば時間とコストの節約になり、生産性も高めることを覚えておいてください。

中級以上の3Dスキャナは通常、非常に使いやすく、直感的に操作することができます。安価な製品に惹かれるかもしれませんが、その分時間やトレーニング、フラストレーションがかかることを考慮してください。

【キーポイント】－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－　

安価な製品を使いたくなるかもしれませんが、その分、時間やトレーニング、フラストレーションがかかることを考慮してください。

プロフェッショナルなソリューションに搭載されている高速フレームレートと高度なトラッキングアルゴリズムにより、スキャンはより迅速かつ容易になりました。後処理を考えるとき、ソフトウェアが重要な役割を果たすことも忘れてはなりません。プロ用スキャナーに付属するソフトウェアは、より強力で、一般的に多くの自動化機能を備えていますが、精度に妥協はしていません。その結果、よりユーザーフレンドリーで、素早く、習得しやすいソフトウェアとなっています。

５）キャプチャするオブジェクトのサイズ

3Dスキャナを選ぶ前に、具体的に何を撮影するのかを検討することが重要です。

▷撮影する対象物の大きさは？

▷様々な大きさの対象物をスキャンするのでしょうか？

▷それとも、ワークフローを自動化し、同一の対象物を大量に取り込もうとお考えでしょうか？

▷対象物はどのような素材でできていて、どの程度細かいですか？

▷生きているもの、それとも無生物の3Dスキャンをお考えですか？

【キーポイント】－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－　

用途に応じた最適な3Dスキャナは、対象物の大きさ、表面の材質、取り込みたい複雑なディテールの量によって異なります。

トラックや列車、飛行機など、大型の物体を撮影することが多い場合は、長距離の固定式レーザースキャナを選ぶと、大型の物体を細部まで正確に撮影することができます。

13 m の翼幅を持つクレム L25d VIIR の高精度3D モデル

家具、オートバイ、中型の彫像などの小さな対象物には、高速キャプチャと対象物の周りを楽に操作して、手の届きにくい場所をキャプチャできるハンドヘルド3Dスキャナをお勧めします。

品質管理や計測のために複雑な工業部品をスキャンする場合は、高精度のハンドヘルド3Dスキャナを選びます。

サイズが大きく、細かい部分を正確にキャプチャする必要がある複雑な対象物の場合は、2台以上の3Dスキャナを組み合わせて使用すると、最高の結果が得られます。据え置き型スキャナーは広い範囲を素早くキャプチャし、ハンディスキャナは細部を埋めることができます。

参照： 3Dスキャナのオブジェクトサイズ

６）ポータビリティ

ポータビリティも判断材料になります。

▷3どこで3Dデータを取得する予定ですか？

▷通常、管理された環境で作業されますか、それとも野外で作業されますか？

もう一度言いますが、用途に応じて選択する必要があります。固定式のスキャニング・ソリューションは、ハンドヘルド・ソリューションでは時間がかかる大きな物体をキャプチャするのに適しています。

ポータブル3Dスキャナには、他にも利点があります。ポータブル3Dスキャナは、オペレーターがより高度にコントロールすることができ、より柔軟なソリューションとなります。ポータブル3Dスキャナは、手の届きにくい場所でも簡単に操作することができ、トリッキーなアングルでも楽に移動させることができます。

また、内蔵または外付けのバッテリーで動作する3Dスキャナを選べば、近くに電源がなくても済むので、大きなメリットがあります。

ポータブルのバッテリーパックが使える3Dスキャナなら、長時間途切れること無く３Dキャプチャ可能

７）ソフトウェアの特徴

3Dスキャナを実際に動かすのはソフトウェアであることを忘れないでください。プロフェッショナルな3Dソリューションのメーカーは、3Dスキャナの限界を超えるために、最適な3Dスキャン・ソフトウェアを開発しようと努力しています。

さまざまなサイズのオブジェクトをキャプチャできる高度な3Dスキャナには、強力な3Dソフトウェアが必要です。ソフトウェアには、入力されたすべてのデータをすばやくエラーなく処理し、使用するたびに最高の結果を得ることができる能力が必要です。

高度な3Dスキャンと後処理を行うソフトウェアの中には、他のソフトウェアよりも多機能で使いやすいものがあります。

正確なデータのキャプチャ、処理、分析などを行うための最先端の3D ソフトウェア

購入する前に、3Dスキャナとソフトウェアの両方を試してみてください。提供されている便利な機能や、自由に使えるツールについて調べてみてください。これで十分ですか、それともプロジェクトにもっと高度なソリューションが必要ですか？

もうひとつ注目すべきは、メーカーが継続的にソフトウェアを開発し、新しいアップデート版をリリースしているかどうかです。新しいソフトウェアのバージョンは、3Dスキャナを全く新しい製品に変え、スピードと使い勝手を劇的に向上させることがよくあります。専門家は、最高のワークフローを実現するために、ハードウェアとソフトウェアの両方を常に開発・改良しています。

８）メンテナンスサービス

3Dデバイスのメンテナンスもお忘れなく。他の高度な機器と同じように、時折、機器の「点検」が必要になることがあります。これは、デバイスが正しく機能し、今後長期間にわたって正確な結果を提供することを保証するものです。

各メーカーは、キャリブレーションや光学系のクリーニングなど、独自のメンテナンス手順を定めています。ただし、メーカーによっては2年間の無償保証を付けているところもあります。

９）スキャニング環境

スキャン環境は、選択する際に考慮すべきもう一つの要素です。

▷スキャンを行う標準的な環境はどのようなものでしょうか？

▷直射日光の当たる屋外でスキャンするのでしょうか？それとも暗くて湿度の高い場所になるのでしょうか？

温度、湿度、光などの要因は、スキャナの全体的な性能とスキャン自体の品質の両方に大きく影響することがあります。

最高のスキャン結果を得るために、種類の違うスキャナを組み合わせる

メーカーは通常、3Dスキャンソリューションの最適な温度範囲と許容される湿度レベルを示しますが、3Dスキャナが適切に動作し、正確な結果が得られるようにするには、いくつかの普遍的なルールがあります。

▷非常に高温にさらされると、スキャナが過熱することがあります。同様に、非常に　低温の環境では、スキャナの精度に影響を及ぼし、誤動作を引き起こす可能性があるため、低温での使用は避けてください。

▷他の電子機器と同様、3Dスキャナは高湿度にさらされたり、液体と接触したりしてはいけません。

▷破損の原因となる可能性のある汚れ、ほこり、その他の小さな粒子からスキャナを守ってください。

▷オブジェクトのキャプチャには充分な明かるさを維持してください。

▷通常、3D スキャナは、直射日光の当たるところでは撮影できません。より良い結果を求めるためには、可能な限り日陰を意図的に準備する必要があります。

１０）価格

価格は、購入を決定する際に考慮すべき重要な要素です。3Dスキャナのコストは、デバイスが提供する機能、およびデータ取得の品質と速度に対応します。

【キーポイント】－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－　

短期的には安価な3Dスキャナの方が魅力的に見えるかもしれませんが、投資であることを忘れずに、より大きな視点で考えてみてください。

3Dスキャナの価格は3,000ドル程度からで、最新機種では10万ドル以上します。短期的には安価な3Dスキャナの方が魅力的に見えるかもしれませんが、投資であることを忘れず、より大きな視点で見てください。高品質のデバイスは長持ちし、故障しにくく、何年にもわたって優れた結果をもたらすことが保証されています。

ただし、3Dスキャナを購入する際には、場合によっては追加費用が発生することを念頭に置いてください。企業によっては、以下の製品やサービスに対して追加料金を請求する場合があります。

・送料　・トレーニング　・テクニカルサポート　・インストール　・保証

購入前に追加料金について問い合わせるようにしてください。