フォトグラメトリとは？3Dスキャンとの違いを解説！必要な機材から手順も紹介

「フォトグラメトリってなに？」
「フォトグラメトリはどうやって作成するんだろう」

と、思うことはありませんか？

フォトグラメトリの技術はさまざまな場所で活用されています。

では、フォトグラメトリ活用するメリットとはなんなのでしょうか？

そこで今回は

について解説していきます。

この記事を読めば、フォトグラメトリについて理解が深まり、あなた自身でもフォトグラメトリが作成できるようになります。

ぜひ最後まで読んでみてください。

フォトグラメトリの仕組みや3Dスキャンとの違いを解説

フォトグラメトリは、第二次世界大戦の時から重宝されてきた技術です。

まずは、フォトグラメトリの基礎から解説してきます。

1.フォトグラメトリとは

フォトグラメトリとは、様々なアングルから被写体を撮影し、立体的な3Dモデルを立ち上げる技術です。

フィギュアのような小さなものから、タワーのような大きなものまで3Dモデルとしてデータにできます。

これを条件に、必要と思われるところを色々な角度や接近して写し、後に検証が必要なときに誰が見ても同じ見解を見出だすことができます。

最近ではフォトグラメトリのソフトも進化して、一般の人でも扱えるようになりました。

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2.フォトグラメトリの仕組み

フォトグラメトリの仕組みは、簡単に説明すると、以下のようになります。

上記のような写真に関する情報をもとに、フォトグラメトリのソフトウェアを使用していきます。

3Dロケーションと呼ばれるポイントをいくつか見つけ出すことをポイントマッチングといいます。

そのわずかなポイントマッチングで、カメラの特性を見つけて、3Dモデルを作成していきます。

3.3Dスキャンとの違い

フォトグラメトリとは、約110枚の画像を用いて3DCGモデルを作成する写真測量法のことを言います。

一方で、3Dスキャンとは対象物にレーザーやセンサーなどを当てることで被写体の表面をとらえ、立体的に物体を作成していくことのできる機械のことを指します。

フォトグラメトリは高性能な機材は必要なく、

があれば3DCGの作成が可能です。

一般人でもできるような仕組みになっており、写真を基に作成していくので文様のある物などを再現する場合には色味などを細かく表現できます。

3Dスキャナーは高性能であるため細部までこだわって再現できます。

作成前に対象物の表面を的確に捉えられるので、再スキャンをせずに済むので手間がかかりません。

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フォトグラメトリに必要な3つの機材

フォトグラメトリを作成するには、下記の3つの機材が必要になります。

これらの機材の機能性をしっかり確認するようにしましょう。

1.カメラ

一眼レフのような高性能のカメラが好ましいです。

具体的に下記のような特徴が求められます。

投資できる費用を考慮した上で、できる限り高性能であるカメラを選びましょう。

しかし今はiPhoneで撮影した画像も使用できるので、クオリティを求めなければそちらで対応しても構いません。

【動画撮影に最適】YouTuberならカメラはどう選ぶ？おすすめの12選を解説

2.パソコン

100枚以上の写真を使用して作るのであれば、グラフィックボードを搭載し、CPUもintelcore i7などのパソコンが好ましいです。

具体的には、下記のようなスペックが最低限必要になります。

また、お試しで50枚程度の写真から作るのであれば、ビジネス用として売られているパソコンでも構いません。

3.ソフト

フォトグラメトリを作成するにあたっては、素材を撮る機材と編集に必要なソフトウェアが必要です。

ソフトウェアには

と多数ありますがフォトグラメトリを初心者用としては「3DF Zephyr」が有力です。

このソフトは価格が安く導入しやすい他、個人利用向けの無料版も用意されています。

フォトグラメトリを制作する2つの手順

フォトグラメトリの制作にかかる手順は下記のようになります。

完成までの手順は少ないですが、必要な写真の枚数が多くて撮影が大変なので練習を重ねていきましょう。

1.撮影

フォトグラメトリにデータを認識させるためには、解像度も重要になってきます。

1つの側面を撮影する場合であっても、データとして最低限必要となってくる枚数は8枚になります。

フォトグラメトリは写真のデータから3D化させていく技術であるので、さまざまな方向や角度からのデータが必要になるからです。

撮影枚数が少なかったり、画像にブレがあると上手くソフトが読み込むことができません。

つまりフォトグラメトリの完成度を高めるには、いか質の高い写真を撮影できるかが重要になります。

2.ソフトで編集

フォトグラメトリを作成するには、専用のソフトウェアを使ってパソコンで編集しなければなりません。

撮影後、ソフトに撮影データを取り込んだら、合成して3Dモデルとして出力します。

読み込みがうまくいけば、撮影した写真がきれいに3Dで表示されます。

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あなたのライフスタイルに合わせて好きなコースを選択してみてください。

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フォトグラメトリに適したモデルを解説

フォトグラメトリの対象となるモデルは、なんでもソフトできれいに反映できるわけではありません。

そのため、フォトグラメトリに向いている・向いていないモデルを把握していくことが重要です。

それぞれ解説していきます。

1.フォトグラメトリに向いているモデル

フォトグラメトリに向いているのは、下記のような特徴のあるモデルです。

このような素材は、ソフトがモデルの特徴を推測しやすく、3DCGモデルを正確に再現して作成することができます。

つまり、フォトグラメトリに使うカモデルは材質に気を付けると上手に撮影できます。

2.フォトグラメトリに向いていないモデル

下記のようなモデルは、フォトグラメトリに向いていません。

具体的には、鏡やガラス、プラスチックのような形に特徴がないものは不向きです。

なぜかというと、細かい光の調整や、いろいろな角度で撮影をすることができないものはモデルを作りづらいからです。

なので撮影をする場合は、前途で解説をおこなったような特徴の捉えやすいモデルを使用する必要があります。

フォトグラメモリのメリットとデメリットを解説

フォトグラメトリはさまざまな現場で活用されていますが、メリットとデメリットがそれぞれあります。

それぞれ解説していきます。

1.フォトグラメトリのメリット

撮影をするのには、少し手間がかかってしまいますが、フォトグラメトリには下記のようなメリットがあります。

３Dスキャナが専用機材に収まる大きさまでのものに対して、フォトグラメトリは様々な角度からの写真さえあればモデリングが可能になるので、被写体を選ばないというのが大きな利点となります。

2.フォトグラメトリのデメリット

フォトグラメトリのデメリットは、コントラストのきつい影に弱いことです。

なぜなら、影がモデルにかかっている際に撮影してしまうと、ソフトに取り込んだ際に影まで反映してしまうからです。

具体的には、晴れた日に撮影した場合にはコントラストのきつい影が写り込んでしまいます。

また、雨の日の撮影はもちろん不可能であり、撮影の途中で雨が降った場合も、モデルが濡れているのと乾いているのでは、見た目が異なります。

つまり、フォトグラメトリの撮影に向いている日は曇りであり、いつでも撮影できるわけではないことがデメリットです。

カメラ以外でのフォトグラメトリの撮影方法3つを紹介

フォトグラメトリは、一眼レフカメラ以外にも撮影する方法があります。

フォトグラメトリの目的に応じて、撮影方法を変える必要があります。

1.iPhone

iPhoneにはフォトグラメトリを作成できるアプリがあり、編集に必要な機材がiPhone本体のみで済ませられます。

撮影に気をつけるポイントは、一眼レフのカメラと同じです。

お試しでフォトグラメトリを作ってみたい方にはおすすめです。

2.ドローン

大きい建物などをフォトグラメトリする場合は、ドローンが最適です。

なぜならドローンは、移動をしながら上昇できるため、あらゆる角度の撮影が可能であるからです。

つまり、ドローンを上手に操縦するための、ホバリングをさせる技術などが必須になります。

ドローンは、操縦に慣れていないと難しいかもしれませんが、被写体を上から見た映像が必要なときは使いたい機材です。

3.360度カメラ

フォトグラメトリはあらゆる角度からの写真が必要となるため、360度カメラを使用して動画を撮影すればいいのでは無いかと思われがちです。

しかし次のようなデメリットがあります。

360度カメラは、カメラの位置に気をつけて歩きながら撮影をするだけです。

つまり、クオリティは求めないが撮影の手間を省きたい、という方は360度カメラの使用をおすすめします。

フォトグラメトリの2つの活用事例

フォトグラメトリの技術は、さまざまな現場で活躍しています。

具体的には、以下のような業界です。

代表的な2つの業界について理解することで、フォトグラメトリを有効に活用できます。

それぞれの業界について解説します。

1.土木業界

土木業界では、汚れや破損したモデルを撮影する必要があります。

本来は、危険な撮影になりますが、フォトグラメトリを使用することでそれらを気にすることなく、データとして保存することが可能なのです。

また、レーザースキャンが不可能である水中でも撮影することが可能なので、現場に何度も訪れることなく調査や研究をおこなうことができます。

2.法医学

フォトグラメトリは、法医学分析でいち早く取り入れられました。

当初は信憑性が低くあまり普及はしていませんでしたが、技術の進化とともに法医学分析にて、今では多いに活躍しています。

具体的には、事故や犯罪があった現場をフォトグラメトリを使って分析することで、見えなかった証拠を掴む鍵となっています。

具体的には下記の場面で役立っています。

更に調査が終了して現場の雰囲気が変わってしまっても、データが保存されているため、調査を再開することも可能なのです。

まとめ：フォトグラメトリは対象物をデータ保存できる

本記事では、フォトグラメトリについて解説しました。

フォトグラメトリを使用すれば、保存ができない対象物をデータ上でリアルに残すことができます。

ソフトの機能も進化し、特別な技術がなくても制作が可能なので、ぜひ取り入れてみてください。