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●はじめに
- フォーラムエイトでは、「3D・VRエンジニアリングサービス」とし、「3Dスキャン・モデリングサービス」、「3D模型サービス」、「3D図面サービス」というVRモデリングやBIMに関連した3Dエンジニアリングサービスを提供させていただきます。
それぞれのサービスについてご紹介します。
1. 3Dレーザスキャン・モデリングサービス
- 測量・建設業界における3次元情報の利活用ケースとして、高精度なGPS移動計測装置を用いて現地計測した点群データ（Point-Cloud）による3Dモデリングが注目されています。
UC-win/Road Ver.5では、点群データの読み込み、編集がリアルタイムで行える機能が開発されました（UC-win/Road 点群モデリング）。これにより、3Dレーザースキャナーなどにより収集された点群データを読み込み様々な利用ができるようになります。従来は、点群データがあっても表示や3次元化のための参考程度の利用でしたが、今後、UC-win/Road上でモデリング可能となることで様々な活用が可能になります。例えば、完全な3次元でのオブジェクトや道路の正確な測定により、計画時に作成された3次元モデル、VRモデルが完成後に高い精度で完成データ検証が行えます。
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▲図１
3Dレーザー計測の様子 |
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▲図２
点群プラグインでUC-win/Roadへ取り込んだモデル
（日本橋交差点、日本橋） |
フォーラムエイトではニコン・トリンブル社の3Dレーザースキャナーを使用した「3Dレーザスキャン・モデリングサービス」を開始します。このサービスでは、3Dレーザスキャナーによる点群の計測と、モデリングをサポートいたします。ただし、点群データ提供によるVRモデリング（UC-win/Roadサポートサービス）も同時に提供を開始しますので、ユーザ様での計測データや発注先からの提供データでもVRモデリングが可能です。フォーラムエイトでは、既にスキャナー各社からの協力により、データの読み込み、検証テストを終えており、2000万点を超えるデータのリアルタイムの表示編集が行えることを保証しています。
3Dレーザスキャンサービスは、以下のような特徴があります。計測は計測位置を決定、スキャニング、後処理という手順で行います。このうちスキャニングについては以下のような手順となります。
このようにしてカラーの点群モデルが計測されます。
UC-win/Roadの点群プラグインは、点群データのインポートをはじめとし、地形に関しては、レーザスキャンされた点群データを基に地形ＴＩＮデータを生成し、地形パッチ機能を用いて地形モデリングを行うことが可能です。点群データの位置調整として、点群データを3次元空間上で並行移動、回転移動することができ、表示位置を微調整することが可能です。
エクスポート機能として、点群データを基に生成した地形データを他システムで利用可能にできるようにLandXML データへのエクスポートが可能です。
■3Dスキャンモデリングサービス見積例
| 3Dスキャン作業見積 |
| 測定区間 |
100ｍ |
| 測定準備 |
１時間 |
| 測定箇所 |
最低4ヶ所、一箇所所30分、合計2時間 |
| 後処理 |
1時間 |
| 計測精度 |
20m先で1.5cm標準 |
| 点群量 |
100m区間、約400万点 |
| 合計費用 |
\33,963 |
※道路、歩道及び道路沿い建物の計測を想定。
移動準備時間含んでおりません。 |
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| 3D・VRモデリング見積 |
費用 |
| 道路 |
100ｍ （UC-win/Road標準見積距離） |
\16,874 |
| 建物 |
10棟及び、道路付属物 （街路灯、植樹、標識等） |
\64,080 |
※道路、歩道及び道路沿い建物の計測を想定。
移動準備時間含んでおりません。 |
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2. 3D模型サービス
- フォーラムエイトでは「3D模型サービス」を開始しました。これは、UC-win/RoadやUC-win/FRAME(3D)始め、UC-1シリーズやAllplanなどから出力される、あらゆる3次元モデルを3Dプリンターにより実際の「模型」を作成するサービスです。
この「3D模型サービス」では、Zコーポレーション社製の最上位機種Zprinter650を使用しています。Zprinter650は、インクジェット法によるフルカラーの3次元モデル出力が可能であり、造形範囲は横幅254mm×高さ381mm×奥行き203mmと業界最大クラスです。また、適当な位置で分割することによって、この造形範囲で作成した模型を並べ接続することで造形範囲を超える大きな模型でも制作可能です。Zprinter650はSTL,
VRML, PLY, 3DS, ZPRのファイル形式の読み込みが可能ですが、3dsMax等他の3Dモデルツールを使用することで利用可能なファイル形式の幅は広がります。そうすることで、ほとんどの3次元モデルフォーマットを出力できると考えられます。
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| ▲図３ Zprinter本体（東京本社ショールーム） |
図４はUC-win/Roadのモデルを変換して作成した、ジャンクションのモデルと、UC-win/FRAME(3D)の動的非線形解析の結果により変位が生じた橋脚のモデルをZprinterで出力したものです。ジャンクションのモデルでは、複雑に線形が絡むジャンクションの形状と、地形、鉄塔や換気所などの細部まで再現されていることがわかります。
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| ▲図４ （上図）大橋JCT断面模型 |
UC-win/FRAME(3D)では加速度を与えた際の変形を時間毎に3dsフォーマットで書き出すことができます。その3dsモデルをそのまま利用し、Zprinterで出力しています。変形の状態が静止した模型となって出力されています。
UC-1シリーズのモデルも3ds形式での出力が可能ですので、3D模型を作成することが可能です。Allplanも3ds形式の出力が可能ですので、建築模型を作成することも可能です。
UC-win/Roadのモデルについてさらに詳しく説明します。アリゾナ州立大学の小林准教授と開発した3dsMaxのプラグインPovray to Maxを使用して道路データ、地形データ等を3dsMaxにインポート、造形範囲を確定したり、カットなどモデルデータの調整を行います。その後、現在多くのCGソフトがサポートしているOBJファイル形式でエクスポートし、3Dモデル造形のための修正に特化したツールMagicsへインポートします。Magicsでは造形時のエラーチェックと修正を行い造形用にデータを整え、最終的にZprinterで造形出力をかけています。
造形時間は小さいもので数十分から、大きいもので数時間〜十数時間かかりますが、建築模型や大型の都市模型を作成する手間を考えると、データさえそろえば非常に短時間で模型が作成できます。デザイン検討や詳細確認、展示など様々な目的に3次元模型が使えることは言うまでもありません。
■3D模型サービス見積例
| １ ： 大師ジャンクションモデル |
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| 総作業工数（小計A） |
2.6(h) |
| 工数（小計B） |
\28,480 |
| 直接人件費（小計C=A*B） |
\74,048 |
| 一般管理費（小計D） |
\37,024 |
| 材料費、間接費（小計E） |
\37,950 |
| 合計（C+D+E） |
\149,022 |
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| 2 ： 大橋ジャンクションモデル （北側分割モデル） |
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| 総作業工数（小計A） |
2.6(h) |
| 工数（小計B） |
\28,480 |
| 直接人件費（小計C=A*B） |
\74,048 |
| 一般管理費（小計D） |
\37,024 |
| 材料費、間接費（小計E） |
\296,010 |
| 合計（C+D+E） |
\407,082 |
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（大師JCT、大橋JCTモデルは、首都高速道路（株）のコンテスト受賞作品です。）
3D・VRシミュレーションコンテストレビュー |
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3. 3D図面サービス
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■3Dレーザスキャン・モデリングサービス サービス開始日：2010年 7月1日
■3D模型サービス サービス開始日：2010年 7月1日
■3D図面サービス サービス開始日：2010年 5月1日 |
| （Up&Coming '10 盛夏の号掲載） |
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