■テクニカルレポーター：スベトラナ・ゴルベバ（Svetlana Golubeva）

■概要：

3Dスキャンにかかる費用には、さまざまな要因があります。このガイドでは、3Dスキャンのコストに影響する主な要因を取り上げ、独自のスキャナを入手することに意味があるのか、それともプロのスキャンサービスを利用することを検討するべきかについて見ていきます。

はじめに

3Dスキャンにかかる費用はいくらなのか、スキャンプロジェクトが目前に迫ったとき、多くの専門家がよく考える質問です。他の技術機器と同様に、考慮すべき多くの要因があります。ここでは、その中でも最も一般的なものを詳しく見ていきましょう。

3Dスキャンのコストに関わる主な要因

1. 物体または部品の大きさ

スキャニングの予算を計画する際に考慮すべき最初の、そして基本的な要素の1つは、スキャンする必要のある物体や部品の全体的なサイズです。大きな対象物は、小さな対象物に比べて、完全なモデルを得るために、より多くの時間とスキャンを必要とするのが一般的です。従って、大きな対象物のスキャンは小さな対象物のスキャンよりコストがかかります。

ハンディタイプの3Dスキャナで大型工業製品の複雑なディテールをスキャン

しかし、場合によっては、そうでないこともあります。小さいけれども複雑な物体のスキャンは、大きいけれども比較的単純な物体のスキャンよりもコストがかかる場合があります。これについては、次のジオメトリのセクションで詳しく説明します。

スキャナの購入を計画している場合、選択したスキャナが必要なオブジェクトのサイズをキャプチャすることができることを確認してください。時には、本当に大きく複雑なオブジェクトは、複数種類のスキャナを必要とすることがあります。1台のスキャナでオブジェクト全体をキャプチャし、もう1台のスキャナで小さくて届きにくい部分をキャプチャして、完全なスキャンを行うことができます。

2. 物体または部品の幾何学的形状

次に考慮すべき重要な要素は、対象物の形状がいかに複雑か単純かということです。穴、細い線、鋭いエッジ、はみ出し、糸などの複雑な特徴を持つ表面よりも、精巧な細部を持たない単純な物体をスキャンする方がはるかに簡単で速いです。このようなオブジェクトは、完全で正確なモデルを作成するために、単純な「特徴のない」表面よりも複雑なディテールをすべてスキャンするために、より多くの時間を必要とします。

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

穴、細い線、鋭いエッジ、はみ出し、糸などの複雑な特徴を持つ表面よりも、凝ったディテールを持たないシンプルな物体をスキャンする方がはるかに簡単で高速です。

上記の2点を説明するために、以下の2つの模型をご覧ください。最初のスパナのモデルは、比較的小さく（2.5 cm × 16.3 cm）、幾何学的に単純なオブジェクトの例です。スキャンの専門家がこのモデルをスキャンするのに要した時間はわずか3分、Artec Studioソフトウェアでデータを処理するのに要した時間はさらに10分です。

2つ目のデュアルクラッチギアボックスのモデルも、40cm×44cm×52cmの中型の物体で、細かなディテールが満載の例です。スキャンに22分、処理にその倍ほどの時間を要しました。

3. プロジェクトに含まれる部品やオブジェクトの数量

キャプチャするオブジェクトやパーツが多ければ多いほど、社内でも外注でも、スキャンや処理に多くのリソースが必要になります。オブジェクトの各部分や複数のソリッドオブジェクトは、それぞれ単独でスキャンする必要があり、異なるスキャンとデータ処理のワークフローが必要になる場合があります。

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

キャプチャする対象物や部品が多くなればなるほど、スキャンや処理に必要なリソースも多くなります。

例えば、リバースエンジニアリングのための完全なスキャンを行うには、部品を分解し、各部品を別々にスキャンする必要があることが多い。そのため、スキャンと処理の両方に時間を割く必要があります。しかし、部品の形状が原始的である場合など、分解する必要がない場合もあります。品質保証の場合も同様で、ほとんどの場合、検査する部品は、それぞれのCAD/メッシュモデルと比較する必要のある部品であり、追加の解体は必要ありません。

4. 最終モデルの精度と解像度

スキャン費用を評価する際に考慮すべきもう1つの重要な要素は、最終的な3Dモデルに期待する精度と解像度です。スキャナによって技術仕様が異なり、その解像度と精度のパラメーターは、スキャナに搭載されている技術によって定義されます。搭載されているハードウェアとソフトウェアが高度であればあるほど、得られる結果の品質、スピード、精度、予測可能性は高くなります。したがって、モデルをより正確かつ高品質にする必要があればあるほど、それを3Dでキャプチャするためのコストは、社内で行うかどうかにかかわらず、より高くなるのです。

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

モデルの精度と品質が高ければ高いほど、それを3Dでキャプチャする費用は、自社で行うにせよ、外注するにせよ、高くなります。

最近では、白色や青色の構造光3Dスキャナ、レーザースキャナー、写真測量ソリューションなど、たくさんの3Dスキャナやスキャン機材が市場に出回っています。もしあなたがプロのスキャン・サービスを利用するつもりなら、どのスキャナがあなたの要求に最も合うかは彼らの判断によるでしょう。しかし、自分で3Dスキャナを購入しようと思っている場合は、まずスキャナの仕様を確認し、ライブまたはオンラインデモを予約して、少なくともスキャンする予定のオブジェクトの1つで結果を確認するようにしてください。

5. カラー

スキャンコストに関わるもう一つの要素は、色です。アプリケーションによっては、カラーでスキャンし、対象物を忠実に再現する必要があります。また、例えば対象物の寸法を取得するだけであれば、その必要はないケースもあります。

Artec Space Spiderでスキャンしたパワードリルの3Dモデル

もし、プロジェクトが一流のテクスチャを必要とし、プロフェッショナルな照明機器や、フォトグラメトリなどの特定のソフトウェアを使用して外部のテクスチャショットをメッシュに投影する必要がある場合、時間とお金の投資に関して、大きな違いが生じることがあります。

例えば、モデルをオンラインで公開する必要がある場合、ビデオゲーム、AR、VRアプリケーションで使用する場合、3Dアーティストによるテクスチャの後処理とタッチアップに追加時間が必要になる場合があります。しかし、カラーオブジェクトとテクスチャレスオブジェクトのスキャンと処理は、ほとんど同じになる場合もあります。すべては用途によりますが、詳しくは次の項目で説明します。

6. アプリケーション

3Dスキャンは通常、より大きなワークフローの一部に過ぎません。ちょうど、研究のために印刷された雑誌の記事をドキュメントスキャナでスキャンしたり、ドキュメンタリーのために誰かのインタビューをビデオで録画したりするのと同じように、3Dスキャナは、特定のプロジェクトでさらに使用される何かの3D「コピー」を得るために使用されます。

Artec Space Spiderでコンプレッサーの3Dモデルを作成し、リバースエンジニアリングに活用

修理が必要な壊れた車の部品のスキャン、オンラインストア用の椅子のスキャン、カスタム装具のための足のスキャンなど、どのアプリケーションにも独自の要件があります。スキャナーで取り込んだデータをさらに処理し、タスクに適した状態にする必要があります。

生の3Dスキャンデータをお求めの場合、ご自身のスキャナーを使用する場合でも、プロのサービスを利用する場合でも、通常、追加費用はかかりません。ほとんどの3Dスキャンソリューションは、STL、OBJ、PLY、WRLなど、一般的な3Dフォーマットをすべてサポートしています。

例えば、メッシュの代わりにパラメトリックCADモデルを出力する必要がある場合、このステップではスキャンサービス会社に余分な費用がかかります（または、あなたや社内のCAD専門家が余分な時間を費やすことになります）。この場合、予算の一部をモデリングとCADに割り当てるようにしてください。リバースエンジニアリングは1時間あたり100～200ドルから可能で、対象物が複雑であればあるほど、リバースエンジニアリングにかかる時間は長くなります。

7. 複雑な素材とスキャン条件

反射したり、光沢のある表面は、そのままでは撮影が難しい場合があり、準備やウォッシャブルスプレーやバニシングスキャニングスプレーの吹き付け、撮影後の後片付けにさらに時間がかかる場合があります。

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

反射や光沢のある面は、そのままでは撮影が難しい場合があり、準備に時間がかかったり、特殊なスキャン条件が必要な場合があります。

また、スキャナの中には、対象物をうまく捉えるために、特別な設定やターゲットなどの付属品を必要とするものもあります。このようなターゲットは、追加コストがかかる上に面倒で、対象物に貼り付けるまでにかなりの時間がかかります。また、1コマに必要な枚数を確保する必要がありますし、撮影終了後にターゲットを外して片付ける手間もかかります。

対象物が大きい場合、離れた場所にある場合、一人で到達するのが困難な場合、スキャンを行うために追加の機材（はしご、クレーンなど）または追加の人手が必要な場合があります。

3Dスキャンの価格例

それでは、様々なオブジェクトの実際の例と、それをスキャンするのにかかる費用を見てみましょう。

注意：現在の価格はArtec 3D米国スキャンサービスチームの見積もりによるもので、例えば、異なるスキャン技術やソフトウェアを使用していたり、異なる国で仕事をしている場合、他のスキャンサービスプロバイダーの価格と若干異なる場合があります。

対象物が大きい場合、離れた場所にある場合、一人で到達するのが困難な場合、スキャンを行うために追加の設備（はしご、クレーンなど）または追加の人手が必要な場合があります。

例1：車のリム

多くの自動車メーカーやアフターマーケット修理工場、カーチューニングショップが、リムを含む様々な自動車部品のリバースエンジニアリングや測定に3Dスキャナを使用しているため、人気のスキャン対象物となっています。

車のリムは最小限のジオメトリーですが、撮影するための細かい要素がいくつかあります。

このリムは、これからレビューする他のオブジェクトと比べると、それほど複雑なジオメトリではありませんが、センターディスク、ボア、スポーク、キャップなど、複雑で薄い要素が含まれており、キャプチャするのが難しいです。テクスチャがないため、より安定したスキャナトラッキングのために、リムの周りにいくつかのマークをランダムに配置する必要がありました。

この物体に対して、当社のスキャンスペシャリストは、リム内側の小さな要素を全てキャプチャし、よりクリーンでシャープな3Dデータを得るために、Artecの構造光Evaスキャナー（HDモード付き）を選択しました。スキャンに約5分、位置合わせにさらに1分かかりました。HD再構成に約7.5分、処理に約25分。合計で40分ほどかかっています。

このような中型の物体で最小限の処理を行う場合の基本価格は800ドルからで、例えば、お客様がより小さな点を詳細に調べる必要があり、Evaスキャナに加えて、Space Spiderのようなより正確で高解像度の3Dスキャナを使用する場合は1200ドルまで上げることが可能です。

例2：デュアルクラッチトランスミッション

デュアルクラッチトランスミッションは、複雑な形状の理想的な例です。

2つ目の例では、より大きく、より複雑なものを選ぶことにし、このデュアルクラッチトランスミッションが選ばれました。ご覧のように、このトランスミッションには細かなディテールが満載です。この記事の最初のほうで述べたように、これは複雑な形状を持つオブジェクトの完璧な例と言えます。

当社のスキャン専門家は、この物体をEvaでHDスキャンするのに約20分かかり、その後、再構築するのに約50分かかりました。Artec Studioソフトウェアでの処理時間は、合計で110分かかりました。全工程に2.5時間、1200ドルを要しました。

例3：ラジエターグリル

最後に、複雑な形状を持つだけでなく、黒く光っている（多くの3Dスキャナにとって恐ろしい特性）自動車の部品であるラジエーターグリルのスキャンコストを計算します。

適切なハードウェアとソフトウェアがあれば、黒光りする表面も撮影可能

スキャンの準備として、特殊なスプレーでグリルの光沢部分を覆い、その後HD対応のArtec Leoスキャナでスキャンを開始しました。さらに、スキャン後にスプレーの跡を掃除する時間も追加しました。

スキャンに要した時間はわずか7分、HD再構成にはさらに13分かかりました。そして、Artec Studioソフトウェアでモデルを最終メッシュに加工するのに約35分かかりました。

このような物体のスキャンは、スプレーの前処理を含めて、約800ドルかかると言われています。スキャン用スプレーは1缶10ドルから50ドルで、このラジエーターグリルのように部分的にきちんと塗布してマスクするためには時間と根気も必要です。

スキャナーを購入する vs. プロのスキャンサービスに依頼する

では、どのような場合に3Dスキャナを購入したり、レンタルしたり、サードパーティプロバイダーにこのサービスを委託したりするのが費用対効果的なのでしょうか。

上に挙げたような物体を定期的に、例えば週や月に数回スキャンする必要がある場合は、自分の3Dスキャナ、あるいはスキャナを2台ほど用意する方が費用対効果が高いと思います。1回のスキャンが平均1000ドルであれば、月に2、3個の部品をスキャンするだけで、1年でArtecスキャナの費用を回収することができます。

Artec Leoを使ったスキャニングの講習会

時々物をスキャンする必要があり、そのためにスキャナーを購入する必要があるかどうかわからない場合、1週間または1ヶ月間スキャナをレンタルして、どのように機能するか、このオプションが要件を満たしているかどうかを確認するのは良いアイデアです。3Dスキャナを販売している多くの企業は、機器のレンタルサービスも行っており、最適な技術についてアドバイスしてくれます。また、新しい3Dスキャナや中古の3Dスキャナを購入する前に試してみるのにも最適なオプションです。レンタル料金は会社によって異なります。しかし一応、EvaやSpace Spiderを1日借りると250～375ドル程度、Leoを借りると475ドル程度になります。

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

1回のスキャンが平均1,000ドルの場合、月に2、3個の部品をスキャンするだけで、1年でArtecスキャナの代金を回収することができます。

もし、一度だけスキャンする必要があるのなら、プロのスキャンサービスに依頼した方がはるかに安く済みます。この方法であれば、プロ用の機材に投資する必要がなく、3Dの専門家にこの仕事を任せることができます。スキャナを購入するよりも、はるかに速く、費用対効果も高くなります。

まとめ

どのようなプロジェクトであれ、3Dスキャンにかかる費用について理解を深めて頂けたと思います。この記事を読んで、自分のプロジェクトに3Dスキャナを購入する準備ができたと思われ、Artec 3Dスキャナについてもっと知りたいと思われた方は、こちらからお問い合わせください。