RealityCaptureでレーザースキャンから3Dモデルを作成する方法

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はじめに

RealityCaptureは、レーザースキャンデータから自動的に3Dモデルを作成することができるソフトウェアです。登録、フィルタリング、着色、テクスチャリング、メッシュ化といった一連の処理を自動で行ってくれます。

レーザースキャンの数やプロジェクトの大きさに制限はなく、データ量がテラバイトに達する場合でも問題ありません。

座標系の選択

RealityCaptureでは、国や地域、よく使われるIDごとに座標系が分類されています。選択した座標系によって、プロジェクトの測定単位が決まります。

RealityCaptureにはEPSGデータベースとユークリッド座標系のローカルデータベースが付属しています。

  • ローカルデータベースをインポートするには、インポートボタンをクリックし、アプリケーションのインストールフォルダにあるlocal.xmlを指定します。データベースファイル(適切にフォーマットされたXMLファイル)を編集・追加することで、独自の座標系を簡単に作成できます。
  • 最近使用した座標系がダイアログの上部に表示されます。
  • 検索編集フィールドにキーワードを入力すると、座標系を検索できます(例:"WGS 84")。

プロジェクトと出力の座標系

RealityCaptureでは、複数の座標系を同時に使用できます。地上基準点ごとに異なる座標系で測定することも可能です。ただし、測定、座標の表示、精度レポートの基準として使用されるグローバルなプロジェクト座標系があります。

  • プロジェクト座標系を設定するには、「WORKFLOW」→「Settings」→「Coordinate Systems」→「Project coordinate system」と進みます。
  • モデルやメッシュを別の座標系でエクスポートするには、「WORKFLOW」→「Settings」→「Coordinate Systems」→「Output coordinate system」と進みます。一部のエクスポートツールでは、エクスポート設定ダイアログで直接エクスポート座標系を定義できます。

レーザースキャンのインポート

RealityCaptureは、以下のレーザースキャンファイル形式をサポートしています:

  • PTX
  • E57
  • ZFS/ZFPRJ

インポートすると、レーザースキャンデータは.lspという内部形式に変換されます。一度.lspファイルに変換されれば、画像と同じようにこの.lspファイルだけを使って作業ができます。再度レーザースキャンをインポートする必要はありません。インポートオプションを変更したい場合だけ、再インポートが必要になります。

レーザースキャンのインポート方法

レーザースキャンをインポートするには、以下の2つの方法があります:

  1. レーザースキャンファイルをプロジェクトにドラッグ&ドロップする
  2. WORKFLOWタブの「LaserScan」ボタンをクリックし、インポートオプションを選択して、ソースフォルダを指定する

デフォルトのレーザースキャンインポートオプション

インポート時のオプションは以下の通りです:

インポートオプション

  • Registration:以下から選択
    • Exact:インポートしたポーズが保持される。この場合、インポートしたモデルがシーン座標系を定義する
    • Draft:スキャン位置は登録済みだが、微調整が必要
    • Unregistered:スキャン位置が未登録の場合。登録エンジンがすべてのスキャンのポーズを計算する
  • Geo-referenced:地理座標参照データを含めたい場合は「Yes」にする。「Yes」の場合は座標系の指定も必要
  • Features source:写真をレーザースキャンに登録する際に、色かレーザー強度のどちらを使うか選択。デフォルトは「Color」。Z+Fスキャンでは、.jpgファイルがある場合は「Color」を使う
  • Noise profile:スキャナからの距離とレーザー強度に応じて点群精度がどう変化するかを定義。「Noise free」「ScanStationP20」を選ぶか、レーザースキャナの仕様書に基づいて独自のプロファイルを定義する。新しいプロファイルを追加するには、アプリケーションの実行ファイルフォルダにあるnoiseprofiles.xmlを編集する
  • Output path:.lspファイルの出力先フォルダを指定

Z+F社の.ZFSと.ZFPRJ形式の直接インポート

Z+Fのレーザースキャン形式をインポートする際、すべての.zfsファイルを選択するか、.zfprjプロジェクトを選択できます。スキャンがファイルチェーンに組み込まれている場合は、チェーン内の1つのファイルを選択するだけで、他のすべてのファイルもインポートされます。ただし、Z+F Profilerスキャナやプロファイラーモードの他のスキャナからのレーザースキャンはサポートされていないので注意してください。

RealityCaptureは.zfprjのモザイク画像をインポートし、アライメント処理中に特徴量ソースとして使用することができます。これは未登録のスキャンを登録したり、レーザースキャンと画像をマージする際に同じ特徴量を自動的に見つけるのに役立ちます。デフォルトではこの機能は有効(「Yes」)になっています。「Alignment」設定の「Prefer images as feature source」で設定できます。

.zfprj(Z+Fプロジェクト)をモザイク画像付きでインポートするには:

  1. .zprjファイルをRealityCaptureにドラッグ&ドロップするか、WORKFLOWタブの「Laser Scan」ボタンをクリックしてインポートする.zfprjファイルを選択
  2. Feature sourceを「Color」に選択(「Intensity」を選ぶと.zfprファイルからモザイク画像がインポートされない)
  3. 「OK」を押してファイルをインポートし、.lspに変換

.zfsデータ(レーザースキャン位置)付近にあるパノラマ画像のインポートはサポートされていません。

インポート後の作業

レーザースキャンのインポートプロセスでは、インポートしたすべてのレーザースキャン(.lspファイル)が自動的に開いているプロジェクトに追加されます。再度追加する必要はありません。

次回同じレーザーデータを使って作業する際は、再度インポートする必要はなく、対応する.lspファイルをプロジェクトに追加するだけで大丈夫です。

実践:サンプルデータを使ってみよう

RealityCaptureの使い方を実際に体験してみましょう。以下の手順で進めていきます。

  1. こちらからテストデータセットをダウンロードして解凍する
  2. レーザースキャンフォルダにある.ptxレーザースキャンファイルをインポートする
  3. インポートが完了したら、プロジェクトに1つ以上のレーザースキャンを追加する

以上の手順を踏むことで、レーザースキャンデータを使った3Dモデル作成を体験することができます。ぜひチャレンジしてみてください!

参考サイト

RealityCapture Help

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