1. 概要

最近のiPhoneに搭載されているFace IDでは、顔の三次元形状をTrue Depthカメラが取得することで認証を行っています。この機能を応用して3Dスキャンができないかなと考えていたのですが、アプリを入れるだけで実現できるようです。

それだけならブログを書くほどでもないですが、スキャンした点群データを出力して後処理をすれば、色付きでポリゴン状（点群ではない）の3Dオブジェクトを得ることができました。その際に必要となる以下の手順について書くことにします。無料で完結します。

スキャン・点群のエクスポート
不要な点の削除（MeshLab）
点群から辺・面を生成（MeshLab）
生成されたオブジェクトの確認・変換

1. 概要
2. スキャン・エクスポート方法
3. 後処理方法
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2. スキャン・エクスポート方法

Capture: 3D Scan Anything というアプリでスキャンを行います。方法はアプリ内に説明があるので省略します。急に動いたりするとスキャンが終了してしまうため、全方向からスキャンするのは少し慣れが必要です。部屋の真ん中にステージのような台を置いて作業すると上手く行きました。

Capture: 3D Scan Anything

Standard Cyborg
Photo & Video
Free

apps.apple.com

今回はGo Storeで買ったGopherさんをスキャンしてみます。

アカウントを作成してログインすると、スキャンした結果はStandard Cyborg社のWebサイトから見ることができるようになります（下図）。この画面からPLYまたはOBJ形式でダウンロードすることができるので、今回はOBJをダウンロードします。

3. 後処理方法

エクスポートした点群のOBJファイルを編集するため、MeshLabというソフトウェアを使用します。インストールして起動後にOBJファイルをドラッグ&ドロップすると、以下のように点群が表示されます。

3.1. 不要な点の削除

土台も含めてスキャンされてしまっているため、まずは不要な点を削除します。

「Edit -> Select Vertexes」で頂点選択モードとして矩形領域を選択すると、以下のように選択された点群が赤くなります。この状態で「Filters -> Seledtion -> Delete Selected Vertices*1」とすると、選択された点が削除されます。これを繰り返すことで不要な点を削除します。

3.2. 点群をポリゴンに変換

点群から辺・面を生成してポリゴンにします。

3.2.1. 法線ベクトルを計算

まずは法線ベクトルを計算する（しないと次のステップでエラーになる）ため、「Filters -> Point Set -> Computer normals for point sets」を実行します。ダイアログで「Apply」を押すと実行できるのですが、右下のメッセージボックスに「Applied filter Compute normals for points sets...」云々が表示される以外は反応がないので分かりにくいです。

3.2.2. メッシュの生成

法線ベクトルの計算が終わったら、「Filters -> Remeshing, Simplification and Reconstruction -> Screened Poisson Surface Reconstruction」でメッシュを生成します。チェックボックス等はいずれもデフォルトのままで大丈夫でした。

表示設定によっては生成の成否が分かりにくいのですが、画面右上にPoisson meshというのが現れているのが分かると思います。この画面で元の点群を非表示にしたり（目のアイコン）、ワイヤーフレームの表示をONにしたりすることで、メッシュが生成されていることを確認できます。