フォトグラメトリアプリを試してみた（Metacan・RoomPlanなど）

こんにちは、XR開発者の長谷川です。今回は複数のフォトグラメトリアプリを試して比べてみました。

1. フォトグラメトリとは

フォトグラメトリ（photogrammetry）とは、建物や物体などを様々な角度から撮影し、その写真から3DCGモデルを作成する手法です。これまでは高価な専門ソフトウェアや撮影機器が必要でしたが、近年スマホで手軽に撮影してアプリを通してモデルを作れるようになりました。2021年にはAppleがMacのMonterey（macOS 12）で使えるAPI・Object Captureを発表して話題になりました。

フォトグラメトリで何ができるか
フォトグラメトリは工学や地形測量、映画作成、スポーツトレーニングなどの場面で活用されてきましたが、最近はフォトグラメトリで作成した3DモデルをUnityに読み込ませ、XRサービス上に登場させるといった使い方があります。 例えば、家具の3Dを作成してARでインテリアの配置イメージを表示する、観光地のモデルを使ってバーチャルツアーを行うなどです。

2. アプリ・APIの紹介・結果

これから紹介するアプリ・APIのテスト結果モデルはSketchfabで公開しています（Polycam・RoomPlanモデルを除く）。

sketchfab.com

今回のテストは以下の被写体・方法を使って行いました。

被写体

ラスカルのぬいぐるみ・部屋（RoomPlan）

方法

iOSアプリ・RoomPlan：アプリ内でLiDAR撮影または静止画撮影 Object Capture：スマホで撮影した静止画を読み込み

2.1. Polycam

公式サイト poly.cam

こちらのアプリはモデルをエクスポートするのに有料バージョンへのアップグレードが必要です（アプリ内で見るのは無料）。

結果

LiDAR使用で少しラスカルの輪郭が粗い気もしますがどちらもかなりの精度で立体化できました。

Polycam　左：LiDAR　右：画像

2.2. Metascan

公式サイト metascan.ai

無料版ではUSDZ形式でのみモデルのエクスポートが可能です。

結果

LiDAR使用（左）ではモデルの輪郭がかなり粗くカクカクになってしまいましたが、写真使用（右）ではラスカルが立体的に再現されました。

Metascan　左：LiDAR　右：画像

2.3. WIDAR

公式サイト widar.io

完全無料のアプリです。作成したモデルはOBJやFBX、glTF、USDZなど複数の形式でエクスポートできます。

結果

Metascanと同様、LiDAR使用（左）ではモデルがカクカクになってしまいました。画像使用（右）は綺麗に再現できているように見えます。

WIDAR　左：LiDAR　右：画像

2.4. Qlone

公式サイト www.qlone.pro

Qloneは無料版では下にQloneシート（アプリから印刷可能）を敷かなければなりません。

結果

プロセスが終わらず結果が出ませんでした…

2.5. Scaniverse

公式サイト scaniverse.com

ScaniverseはLiDAR使用でしかモデルを作成できません。

こちらも完全無料アプリで、FBXやUSDZなど複数形式でエクスポートできます。

結果

Metascan・WIDARのLiDAR使用モデルよりかなり綺麗にモデルが作成できました。

Scaniverse（LiDAR使用）

2.6. Object Capture

公式サイト

developer.apple.com

Appleが提供しているMonterey（macOS 12）のAPIです。Object Captureを使うにはMacでOSがMontereyにアップデートされていることとCPUがM1であるまたはIntelの場合はAMD GPUを積んでいることが必要です。こちらも無料で使用でき、サンプルコードが公開されています。

使用環境

結果

Object Capture

綺麗に形が捉えられています。ラスカルの後ろ側は本来黄色なのですが白っぽくなってしまいました。

2.7. RoomPlan

公式サイト

developer.apple.com

LiDARスキャナー付きのiPhoneやiPadを使って部屋の中をスキャンすることで部屋の3Dモデルが作れるフレームワークです。Macでコードをビルドし、iPhoneやiPadでビルドしたアプリを開くことで使用できます。こちらも無料で使用でき、サンプルコードが公開されています。

使用環境

使用した部屋の間取り図

部屋間取り図

結果

RoomPlan

窓際のソファーなど一部捉えられていない家具がありますが、部屋の形は概ね正しく認識できました。

3. まとめ

アプリ 形を捉えられているか 輪郭の綺麗さ 手軽さ 処理速度 無料版の使い勝手
Polycam（LiDAR） ◎ ◯ ◎ ◎ △
Metascan（LiDAR） △ △ ◎ ◎ ◯
WIDAR（LiDAR） △ △ ◎ ◎ ◎ (完全無料)
Qlone N/A N/A ◯ N/A △
Scaniverse（LiDAR） ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ (完全無料)
Polycam（画像） ◎ ◎ ◎ ◯ △
Metascan（画像） ◎ ◎ ◎ ◯ ◯
WIDAR（画像） ◎ ◎ ◎ ◯ ◎ (完全無料)
Object Capture ◎ ◯ △ △ ◎ (完全無料)
RoomPlan N/A N/A △ ◎ ◎ (完全無料)

LiDAR使用ではローカル、画像使用ではクラウドで処理をしているせいか、全体的にLiDARはモデルの輪郭がカクカクになりがちなのに対して画像からのモデル生成では綺麗に立体化できているケースが多かったです。

Qlone以外のiOSアプリはiPhoneで撮影するだけなので手軽でしたが、Qloneは別途シートを印刷する手間がかかります。Object Capture・RoomPlanはMacが必要な上ハードウェア・ソフトウェアの要件があるので準備に時間が掛かりました。処理速度はiOSアプリについてはクラウド処理に時間がかかる写真からのモデル作成よりもローカル処理できるLiDARのほうが早くモデルが完成しました。Object Captureはサンプルコードを実行してモデルを作成するのにかなり時間が掛かった一方、RoomPlanはサンプルコードのビルドに時間がかからない上にビルドしたアプリでのモデル作成はスキャンと同時にリアルタイムでできました。

結論：現時点では完全無料でLiDARスキャンと画像両方からモデルを作成できてエクスポート形式も多いWIDARが一番有用だと思います。