【Blender】3Dスキャンしたモデルを修正する方法まとめ

2023年02月27日

「3Dスキャンモデル」とは、LiDARスキャンアプリなどで現実の物体から3Dモデルを生成したものです。スマートフォンだけでモデルが生成できるという手軽さが人気ですが、きれいにスキャンできなかったり、ファイルサイズが大きく扱いずらいということもあります。

本記事では、そうした場合の修正方法をまとめています。ぜひ参考にしてください。

1 3Dスキャンモデルの修正とは
2 ポリゴンリダクション
- 2.1 モデルポリゴン数を落とす
- 2.2 モデルのテクスチャを転写する
3 事例1・基礎編「開口部を塞ぐ」
4 事例2・基礎編「凹凸を調整する」
5 事例3・応用編「複雑な形状を再構成する」
6 STYLYにアップロードする
7 まとめ

3Dスキャンモデルの修正とは

3Dスキャンモデルは現実空間を手軽に再現しますが、データが重い、モデルの開口部や形を修正したいなど、自動生成されたモデルは必ずしも意図した形ではありません。3Dスキャンで生成されたモデルをそのまま使用すると不都合が出る場合があります。

そういった際にスキャンモデルの修正を行う必要があります。

本記事では重くなりがちなデータを軽量化させるための方法や、実際の事例をもとにスキャン時の開口部をふさぐ方法、凸凹をならして自然にする方法、スキャン時に生成できなかった複雑な形状を整える方法を紹介します。

以下は各種3Dスキャンアプリの比較・使い方の紹介です。

【iPad / iPhone Proシリーズ】LiDAR 3Dスキャンアプリ記事まとめ

本記事ではBlenderやSTYLY Studio、モデリング入門に当たる知識については説明を省きます。
不明点などがあれば、都度以下の記事を参照してください。

【Blender入門】覚えておくべき便利なショートカットまとめ

【Blender入門】モディファイアツールを活用する①導入〜Generate(Array/Bevel/Boolean)

【Blender入門】スカルプト基本操作

シーン作成・公開方法を学べるチュートリアル

ポリゴンリダクション

ポリゴンリダクションとは、モデルを軽量化する手法のひとつです。
スキャンモデルは再現性が高い一方でモデルのデータ容量が大きくなりがちですが、STYLY上でスムーズに動かすためには軽量化することをおすすめします。

ポリゴンリダクションするには大きく2つの工程があります。

モデルのポリゴン数を落とす。
元のモデルからポリゴンを落としたモデルへ、テクスチャを転写する。

モデルポリゴン数を落とす

blenderにモデルをインポートします。
ここでは一例として、Blenderのプリミティブオブジェクトのひとつでテスト用に使える猿のモデル（通称スザンヌ）を使用しています。

ハイポリゴンのスザンヌ

Edgeを確認するためワイヤーフレーム表示をオンにしましょう。

ワイヤーフレーム表示

スパナマークのモディファイアープロパティタブを開き、Add ModifierからDecimateを選択します。

Decimateを選択

Ratioに数値入力してポリゴンリダクションの比率を指定します。
1.0でモデルに変化なし、0.5でモデルは半分のポリゴン数となります。

リダクション処理は数値入力後直ちに開始され、比率が低いほど処理の負荷がかかります。
リダクションによる形状の崩れ具合を見ながら、比率を少しずつ下げてください。
また、マウスのドラッグ＆ドロップではなく、数字の直接入力を行う方がおすすめです。
比率を0.1としたところ、オリジナルの3万ポリゴンから5千ポリゴンまでポリゴンを削減することができました。

ローポリゴンスザンヌ

最後にプルダウンからApplyを選択して適用してください。

Decimateを適用する

モデルのテクスチャを転写する

もともと設定されていたテクスチャは、ポリゴンリダクションしたことで頂点が変わってしまうため、見た目にズレが発生します。ズレはスキャン対象によって目立ち方が変わります。必要に応じて適宜行ってください。

上：オリジナル、下：Decimate0.01でリダクション

見た目のズレを直す場合は以下の記事をもとに、リダクション前のモデルを使ってローポリモデルにテクスチャを設定し直してください。

【Blender】リトポロジーモデルにテクスチャをベイクする

事例1・基礎編「開口部を塞ぐ」

この事例では、壁の開口部をMeshで塞ぎます。

左が修正後、右が修正前

開口部

個別の表示はオブジェクトを選択して/キーで個別に表示します。

選択以外を非表示

以下の手法でモデルの修正をしましょう。

[tab]キーでEditmodeに移行します。
赤い範囲のMeshを左クリックで選択してxキーで削除します。

削除範囲

一方のEdgeを[E]キーで延長する。

残った2つのEdgeを[F]キーで面をつなげる。

Meshで枠を作成

開口部のEdge4つを選択して、[F]キーで開口部をMeshで塞ぎます。

Meshで左面張る

Meshで右面張る

ノーマルの調整を行います。

新たに作成した5つのEdgeを選択して右クリックのメニューからMake Sharpをクリックします。
開口部を塞ぐのはここまでで完了です。

Make SharpするEdge

ノーマル調整完了

テクスチャを割り当てる場合はUV展開を行います。
UV Editingタブに移行します。

右側の画面をEdit Modeにして、新規作成したMeshを選択します。
UV>Unwrap>Unwrapを選択し、UV展開します。

UV展開

Tips：UVチェッカー
UVの展開では適切な比率でUVが展開されているかを確認するためにUVチェック用のマップをマテリアルに一時的に適用して確認します。
ネットで探すのこともできますが、以下のサイトで自分好みで作成できます。

UV Checker Map Maker：WEBブラウザでUVチェッカーテクスチャを生成出来るサイト
http://uvchecker.byvalle.com/

事例2・基礎編「凹凸を調整する」

スキャンモデルの表面に凹凸が発生してしまう場合があります。
そのようなときは、Sculptingを使用して表面を均していきます。

左が修正後、右が修正前

①Sculptingタブをクリックして、ワークスペースを切り替えます。
②左上のボタンのモード選択のプルダウンから「Sculpt Mode」を選択するか、[tab]キーをクリックしSculptモードへ移行します。
③Radiusでブラシの大きさ、Strengthでブラシの効果の強さを調整します。
④Flattenブラシを使用し、表面の細かい凹凸を左クリックしてならします。大きな面をならすだけでもかなり見え方が異なります。

Sculptingモード

細かいディテール部分を調整したい場合はFlattenブラシのRadiusを小さくしたり、画面左のブラシ一覧から他のブラシを使用して見ましょう。

事例3・応用編「複雑な形状を再構成する」

Meshが破綻した部分を削除し、新たにMeshを貼り付け、UVを調整します。

左：修正後モデル裏、中央：修正前モデル裏、右：修正前スキャンモデル表

モデルのマージ

スキャンモデルは、見た目では一つのMeshに見えても、細かいMeshの欠片に分かれている場合があります。
その場合開口部をaltで一括選択できないため、以下の手順でMeshを一体化します。

右：スキャンモデル、左：Meshを離して配置したモデル

[A]キーで全選択後、[M]キーを押して表示されるメニューでByDistanceを選択します。
左下にMerge Distance:0.0001と表示されます。
もし、形状が崩れてしまう場合はこちらの値を調整してみてください。

Merge Distance

Mesh削除

Meshを選択し[X]キー>Faceで削除して、sculptingで[Shift]キー+左クリックで均して断面を滑らかにします。

Mesh削除

Edge選択

Select>Select All by Trait>Non Manifold左下のチェックボックスのBoundariesのみをチェックします。（Edge選択モードでのみ）または、[Alt]キー+左クリックで境界を選択する（[Shift]キーを押しながら追加選択します）。

Non ManifoldでEdge選択

Mesh作成

[F]キーで選択中のEdge内をmeshで塞ぎます。

Mesh張り

Tips：Grid Mesh

ある程度孔が小さく、かつEdgeを偶数に調整できれば、Grid Edgeで塞ぐのもおすすめです。
通常の[F]キーと異なり、Meshを分割してくれるので塞いだMeshを調整し易いです。
[Ctrl]キー＋[F]キー>Grid MeshでとグリッドのMeshで孔を塞ぎます。

Grid MeshでMesh作成

Tips：Statistics表示

選択中のEdgeの数を確認するため、Statistics表示します。
ViewpointOverlays>Statisticsのチェックボックスをつけてください。
左上にObject、Vertices、Edge、Faces、Triganglesの数が表示されます。

Statistics表示

UV展開・調整

Meshを貼り付けただけだと、画像のように見た目がおかしいため、UVの調整が必要です。

作成したMeshがめちゃくちゃ

UVEditingタブの右画面で作成したMeshのみを選択します。
UV>Unwrap>Unwrapを選択し、UV展開します。

Unwrap

展開されたUV

展開したUVをUVMAP上の任意の色の上に配置する。

適当に配置

STYLYにアップロードする

最後に、スキャンデータをSTYLYにアップロードしてみましょう。

下のシーンはギターのスキャンデータを修正前後で並べて見ました。

まず、blenderからデータをFBX出力します。

File>Export>Fbxをクリックします。

FBX出力

①FBXにテクスチャ埋め込むためにPath ModeでCopyを選択し、右端のアイコンをクリックします。選択中のオブジェクトのみFBX出力したい場合はチェックしてください。
②オブジェクトタイプで出力するものをフィルターしたいときにチェックします。
③今回はMeshデータのみ出力できればいいので画像のようにチェックします。