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

■概要：

3Dスキャンはかつてないほど普及しており、世界中の企業がこの汎用性の高い技術を採用し、生産性の向上、不要なコストの排除、新しいエキサイティングな製品やサービスの創造に役立てています。

はじめに

強力なリバースエンジニアリングソリューションを探している産業エンジニアの方でも、義肢を効率的に作成する方法を探している医師の方でも、3Dスキャンは成功への鍵となります。この記事では、3Dスキャン技術をワークフローにうまく組み込んで驚異的な成果を上げている業界をいくつか紹介し、あなたに最適な3Dスキャンソリューションを見つけることができるようにします。その前に、3D業界で使用される基本的な用語と概念について説明し、同じ認識を持つようにしましょう。

3Dスキャニングとは？

3Dスキャニングは、現実の物体の高精度な3Dモデルを作成するための技術です。3Dスキャナは、対象物の写真を複数枚撮影します。3Dスキャナは、対象物の複数のスナップショットを撮影し、それを融合して、対象物の正確な3次元コピーである3Dモデルを作成するもので、コンピューター上で回転させたり、さまざまな角度から見ることができます。

3Dスキャンとは？

3Dスキャンとは、物体の表面の一部を立体的に撮影した画像です。3Dスキャンの集合が3Dモデルを形成します。2Dの写真がピクセルで構成されているように、3Dスキャンは小さな三角形、つまりポリゴンで構成されています。ポリゴンは、ポリゴンメッシュを形成し、物体の形状を細部まで再現します。

3Dスキャナは何をするもの？

3Dスキャナは、3Dスキャンモデルを生成するものです。スキャナはビデオカメラのようなもので、対象物を撮影するものです。しかし、カメラが2次元の静止画であるのに対して、スキャナは対象物の表面の形状を撮影し、撮影したものを動画ではなく3Dモデルとして加工します。

3Dスキャニングはどのような用途に使われるのか？

3Dスキャンは、最先端のワークフローで使用されている技術です。例えば、自動車産業。新しいバルブがエンジンの性能を向上させるかどうかを確認したい場合、3Dスキャンして3Dモデルを作成し、リバースエンジニアリングで修正します。3Dスキャンして3Dモデルを作成し、リバースエンジニアリングで修正した後、CADソフトウェアに取り込み、エンジン内でバルブがどのように機能するかを確認します。

3Dスキャナはどのように使うのか？

3Dスキャナは、製造業から医療、VRまで、さまざまな産業で活用されています。重機のレトロフィット、機械部品の品質管理、カスタムメイドの義肢装具の設計、映画の視覚効果、ゲームのキャラクター開発など、これらのプロジェクトの中核には高精度の物理的対象物の3Dモデルが存在します。

インダストリアルデザイン＆エンジニアリング

革新的な3Dスキャナは、必要なデータを素早く正確に取り込むことができるため、工業デザイン、エンジニアリング、製造の分野で広く使用されています。これらの高度な3Dデバイスがなければ、測定は旧式の手作業で行う必要があり、コストと時間がかかりすぎる可能性があります。製品の設計、テスト、開発、発売、アフターケアの各段階で役立つ強力な3Dスキャニングソリューションは、ワークフローを大幅に加速し、コストのかかるミスを回避し、生産性を向上させるのに役立ちます。

この分野のさまざまな用途に最適な3Dツールを決定するには、キャプチャするオブジェクトのサイズと特徴を考慮することが重要です。例えば、トラック、列車、飛行機などの大型の産業用オブジェクトは、汎用性の高い固定式3Dスキャナでキャプチャするのが最適です。このようなタイプのスキャナは、オペレーターの監視やインタラクションを最小限に抑えながら、短時間で正確な結果を得ることができます。

長距離据え置き型3Dスキャナで大きな物体を詳細にキャプチャ

上記のような、それほど大きくなく、高解像度でキャプチャする必要がある多くの複雑なディテールを持つオブジェクトのスキャンを計画している場合、ハンドヘルド3Dスキャナを使用することをお勧めします。これらの3Dツールは柔軟性があり、使いやすく、小さなオブジェクトや複雑な形状を最高の精度でキャプチャすることができます。

ハンディタイプの3Dスキャナで高精度なスキャンを実現

また、取得した3Dデータで何をする必要があるのかを考えてみてください。解析、リバースエンジニアリング、3Dプリント、またはその他の目的に使用するのでしょうか？どのオプションを選択するにしても、ラピッドプロトタイピング、品質管理など、さまざまな用途に対応できる強力な3Dスキャンソフトウェアを組み合わせることが重要です。ハイエンドの3Dスキャナの中には、広く使われている様々なCAD/CAMや3Dモデリングソフトウェアと連動するように特別に設計されているものもあり、ユーザーにさらなる可能性を提供しています。

ヘルスケア業界（医療全般）

ヘルスケア業界は、3Dスキャンを多くの手順に取り入れることで大きな恩恵を受けています。研究、患者ケア、パーソナライズされた医療ソリューションの作成に使用され、この分野に著しい変化をもたらしました。スピード、精度、そして最も重要なことは、様々な据え置き型およびポータブル3Dスキャナの安全性です。世界中の医療専門家がこの先駆的な技術を導入して最大限に活用し、既存のプロセスを大幅に改善しながら新しいプロセスを生み出すことができるようになりました。

ポータブル3Dスキャナが世界中の患者の医療を向上させる

例えば、3Dスキャンを利用すれば、医療従事者は簡単かつ迅速に全身をスキャンすることができます。このスキャンは、据え置き型または携帯型の3Dソリューションのいずれでも行うことができます。医師は、スキャンデータを使って研究を行い、時間の経過とともに生じる身体測定の変化を監視することができます。また、3Dスキャンによって、患者から正確な術前術後のデータを取得し、比較することがはるかに簡単になりました。

背中の矯正器具、インプラント、人工関節、さらには個人用の車椅子など、カスタム医療ソリューションの作成も、より迅速かつ容易になりました。必要なデータは3Dスキャナで簡単に取得でき、専用の3Dソフトウェアで処理した後、フライス盤や3Dプリンタで製造するために送ることができるのです。

法医学

高度な3Dスキャン技術は、その携帯性、柔軟性、正確性から、科学捜査の分野でもますます人気が高まっています。そして、プロフェッショナルな3Dスキャンソリューションは、現在、世界中の警察、複数の保険会社、さらには法廷での証拠提示のためのヒアリングで使用されています

科学捜査における3Dスキャンは、携帯性、柔軟性、精度が重要です。例えば、精度が高く、直射日光の下でも屋内外を問わずスキャンできるポータブル3Dスキャナは、法医学データの収集作業をこれまで以上に容易にしてくれます。

写真撮影やメジャー（巻尺）など、従来の科学捜査におけるデータ取得方法と比較すると、3Dスキャンは、高精度のデータを数分で取得できる、非常に強力な技術であることが証明されています。これらの高度な技術は、例えば、証拠が正式に収集される前に、犯罪現場の全体またはその個別の部分をキャプチャするなど、さまざまな法医学用途に使用されています。3Dスキャンは、回収した証拠品そのものをデジタル化することにも優れており、数々の犯罪シナリオを実行、分析できるシミュレーションを作成することなどが可能です。

取得した3Dスキャンデータに基づく調査結果や結論は、非常に正確で信頼性が高いため、警察だけでなく、保険会社からも法廷証拠として提出されることがあります。

各社から強力な3Dスキャンツールが提供されていますが、本当に画期的なツールはごくわずかです。例えば、3Dデータ処理を搭載し、タッチスクリーンとバッテリーを内蔵した完全ワイヤレス型スマート3Dスキャナは、屋内でも屋外でも、直射日光下でも同様にデータをキャプチャすることができます。

犯罪現場の再現や証拠収集など、科学捜査に活用される3Dスキャン

様々な企業がパワフルな3Dスキャン・ツールのラインアップを提供していますが、本当に革命的なスキャナはほんの一部でしかありません。たとえば、本体での3Dデータ処理を兼ね備え、屋内でも、また直射日光の元屋外でも同様に適切にデータをキャプチャできる限りなく高性能な3Dスキャナは一つの例です。

考古学と文化財保護

その他にも、考古学や文化財保護など、多くのワークフローに3Dスキャン技術を導入している分野があります。

白色光3Dスキャナで古代遺物のデジタルレプリカを作成

考古学や遺産保存における3Dスキャンの用途は、まさに数え切れないほどです。最新の3Dテクノロジーは、様々な遺物の高精度なデジタルレプリカを作成することで、これまで以上に歴史をよみがえらせ、世界中の人々が簡単にアクセスできるようにしています。発掘調査で見つかった小さな破片から品物を再現することから、何百もの展示物を備えたオンライン博物館の作成まで、3Dスキャン技術は、考古学や遺産保存に関する保存、展示、学習の方法を根本的に変えつつあります。

これらの分野で最適な3Dソリューションを選択する際には、スキャン環境を念頭に置くことが重要です。現場で直接遺物をスキャンしなければならない可能性は、それがどこであろうとも高いのです。直射日光下を含む屋外の環境で動作する3Dスキャナを選ぶとよいでしょう。また、ポータブルバッテリーパックなどの外部電源と組み合わせて使用できるデバイスを選ぶと、どこででも何時間でもスキャンすることができます。スキャンする対象物を正確に復元し描写するためには、正確なキャプチャが不可欠であるため、高精度の携帯型3Dスキャナを選ぶ価値があります。

しかし、携帯型3Dスキャナは主に小型から中型の対象物に適していますが、プロジェクトで高いモニュメントやビルなどの過度に大きな対象物をキャプチャする必要がある場合は、短時間で大量のデータをキャプチャできるプロフェッショナルな据え置き型LIDARソリューションを活用することが可能です。ハンドヘルドスキャナと固定式スキャナの組み合わせは、さまざまな大きさの人工物や複雑な断面を持つ非常に大きな物体をキャプチャする場合に最適です。

アート&デザイン

VRゲーム開発者、ハリウッドのSFXアーティスト、才能あるアートデザイナーは、アートとデザインの世界に魔法をかけるために、多用途の3Dスキャン技術をワークフローに導入している専門家の一例にすぎません。

映画の視覚的な特殊効果の作成、没入感のある超リアルなVRアプリケーションの開発、あるいは美しいイブニングドレスのデザインなどに用いられる3Dスキャンは、全く新しい方法で夢を現実に変える手助けをします。

アートやデザインに使用する最適なスキャナの選択は、何を、誰が、どのような目的でキャプチャする必要があるかによって異なります。例えば、ゲームやVRプロジェクト用に実物そっくりのアバターを作るために人物をキャプチャしようと考えているなら、安全で使いやすく、データを素早くキャプチャできる3Dソリューションに注目するのがよいでしょう。全身を正確にスキャンできるポータブルなソリューションが最適です。

インテリアや宝石など、小さなものや細部が複雑なものについては、鮮やかな色と比類のない精度で3Dモデルを作成でき、スキャンが困難な表面も恐れない高精度3Dスキャナーを選ぶと良いでしょう。