スマホを3Dスキャナーとして活用できるようになることは、大変魅力的な機能と言えるでしょう。手軽に持ち歩ける端末で、いつでもどこでも3Dモデルを作成できるようになるのは非常に便利です。おそらく、この技術は3Dスキャンの利用を一般化する画期的なものになるかもしれません。

では、実際にスマホで3Dスキャンが正常に機能するかどうか、早速確認していきましょう。

過去5年間に製造されたAndroidまたはiOSのスマホを持っていれば、3Dスキャナーとして使用できます。スマホにカメラが付いていれば、3Dスキャンアプリと連動させることができます。これらのアプリは、フォトグラメトリー(対象物の写真を複数撮影し、それらをつなぎ合わせて3Dモデルを作成するプロセス)を使用して、3Dモデルをキャプチャすることができます。

いくつかの新しいスマホにはLiDAR（光がセンサーに戻ってくるまでの時間を測定するプロセス）も搭載されており、3Dモデルをキャプチャする能力が強化されているため、スマホは3Dスキャナーの2つの層に分けられることは注目に値する。現時点では、2020年以降のアップルのiPhone/iPad ProのみがLiDARセンサーを搭載しているが、拡張現実（AR）が主流になるにつれて、この状況は変わっていくだろう。

しかし、スマホを主要な3Dスキャナーにする前に、いくつかのことを理解しておく必要があります。

3Dスキャナーとスマホの違いは何でしょう？

精度

3Dスキャンにおける精度とは、3Dモデルがオリジナルの対象物に近い寸法で再現されていることを意味します。3Dスキャナーを購入する多くの人にとって、3Dモデルができるだけ原寸大に近い状態で作成されることが重要です。したがって、高い精度は3Dスキャンにとって不可欠な要素といえます。

3Dスキャンアプリの精度は？

3Dスキャンアプリの開発者は、中型の物体をスキャンする際、0.5mm（TrueDepthカメラ使用）から1.5mm（LiDARなし）の精度を謳っています。一方、大型の空間や物体をスキャンする際は、LiDARを使用すれば実際のサイズの1～2％以内、LiDARを使わない場合は5％以内の精度となっています。

写真測量やLiDARを搭載したスマートフォンを使ったスキャンでは、ほとんどのプロフェッショナルな用途に十分な精度が得られます。一方、3Dモデルの高精度を必要としない場合は、3Dスキャンアプリがほとんどの物体をスキャンするのに適していると言えます。ただし、小さなアイテムや細かいディテールのあるオブジェクトをスキャンする際は課題があるかもしれません。

3Dスキャナーの場合は？

3Dスキャナーはレーザーを使ってキャプチャするため、一般的なスキャンアプリよりもはるかに高い精度を持ちます。スキャナーのコストや技術の違いにより、0.001mmから0.1mmの精度が得られます。この精度はスキャン対象の大きさに関係なく、ほぼ一定して維持されます。

3Dスキャナーは精度が高いものの、スマホに比べて、さまざまなサイズの対象物をスキャンする際の柔軟性が低い傾向にあります。3Dスキャナーは通常、小型、中型、大型の対象物に最適化されているため、異なるサイズのものをスキャンしたい場合は、複数の3Dスキャナーを用意する必要があります。このように、スキャナーには柔軟性の限界がありますが、高精度な3Dデータを取得できるのが大きな利点といえるでしょう。

カラースキャンは？

色の精度に関しては、スマートフォンの方が優れていると言えます。多くの3Dスキャナーは210万画素程度のカメラしか搭載していないのに対し、近年のスマートフォンは高性能なマルチメガピクセルのカメラを備えているため、その差は明らかです。そのため、スマホで作成した3Dモデルは通常、より鮮やかで高解像度の色彩を持つことになります。

3Dスキャナーにおいて、高解像度のカメラが搭載されていない理由としては、大型の物体をカラースキャンする際の実用性が挙げられます。3Dスキャナーは、車や人のような大きな物体をスキャンする際、膨大な数の写真を点群データとともにキャプチャします。もし高画素カメラを使用していた場合、ファイルサイズが爆発的に大きくなってしまい、スキャンデータの処理に多くのデバイスのRAMを圧倒してしまうことになります。

その他の重要な違いはありますか？

3Dスキャンアプリの精度はあまり高くありません。そのため、3Dモデルの点群の解像度は低く、通常は1mmが最高水準となっています。一方、専用の3Dスキャナーの場合は、点群の解像度が0.5mmから0.01mmと非常に高精細なため、スキャンした対象物の細部まで鮮明に捉えることができます。

写真測量を使って3Dスキャンを行う場合、対象物を様々な角度から撮影する必要があるため、時間がかかってしまいます。一方、3Dスキャナーを使えば、はるかに高速にキャプチャできます。最高性能のスキャナーでは、なんと60秒以内に人体全体をスキャンすることができるのです。LiDARも写真測量に比べると速く、一部の3Dスキャナーとほぼ同等のキャプチャ速度を実現しています。

何か共通点はありますか？

スキャン方法

適切な機器があれば、スマホや一部の3Dスキャナーは、ハンドヘルドでも、あるいは固定式としても使うことができます。固定式で使えば、スキャンの精度が向上します。ただし、その場合は三脚とターンテーブルが必要不可欠となります。

3Dスキャナーもスマホアプリも、3Dプリンタ用のSTLや3Dモデリングソフト用のPLYやOBJといった同じフォーマットでモデルを出力できます。ただし、スマホアプリの場合、ファイルエクスポートは有料のことが多いのが特徴です。

どちらが自分に合っているか？

この決断は、人生の他の多くの決断とは異なり、簡単なものです。精度や細かいディテールが必要ない場合であれば、携帯電話を3Dスキャナーとして使えば問題ありません。しかし、高精度が必要な場合は、適切な3Dスキャナーを使うしかありません。