点群データを3Dモデル化し、CADデータとして活用する際には、メッシュデータやサーフェスデータなどの面のデータに変換する必要があります。3Dスキャンによってデータ取得された対象物は、点群データとしてデータ化され、これを面に変換したものがメッシュデータやサーフェスデータとなるのです。今回は、点群データの3Dモデル化のポイントを解説します。

点群データとは、無数の「点」によって構成されたデータのことをいいます。点の集合体にあたるデータである「点群データ」は、数学的な概念としての点群と、コンピュータグラフィックスにおけるデータ形式の一つである点群がありますが、3Dスキャナーなどを用いたデータ取得においては、後者のデータ形式の点群データを指すのが一般的です。

点群データは、対象物の物体がどのような形状になっているのか、測定の結果を点で表したものになります。座標値と色によって構成されているのが特徴です。

点群データは、あらゆる業界の品質管理などの分野において使用されています。3Dスキャンされたものなどは点群データ化され、必要に応じてCADデータ化されたり、メッシュデータ化されたりすることで、3Dモデル化による品質管理が実現されるのが特徴です。

点群データは、3Dスキャンによって取得した段階の場合、単純に点の集合の状態でしかありません。そのためCADデータとして編集を行う際には、点群データを「点」から「面」の状態に変換していく必要があります。

面のデータに起こしていく際には、以下のようなデータ変換が必要です。

• メッシュ（ポリゴン）データ
• サーフェス（ジオメトリ）データ

三角形や四角形の形で点同士とつないでいく場合がメッシュデータ、これに対してサーフェスデータは、曲面を数学的な表現で表していく手法がとられます。

取得した点群データの3Dモデル化は、このようなデータ変換によって面の表現が必須です。

メッシュデータ（ポリゴンデータ）の場合は、点群のそれぞれの点を頂点としてとらえ、辺と面で接続した状態の3Dモデルの形状データを表していきます。ただ、要するに点同士をつなぎ合わせた状態の形状にあたるため、カクカクとした状態のぎこちない見た目になるのが特徴です。

このため、より精度の高い形状を目指すには頂点の数を増やすなどの工程が必要です。このとき、当然ながら頂点の数が増えればその分データ量が重くなることは、あらかじめ認識しておきましょう。

点群データの3Dモデル化においてメッシュデータ変換を行う場合は、専用の変換ソフトが使用されます。また変換ソフトを使用すれば、必要に応じてノイズ処理などの後処理を施すことも可能です。ちなみに3Dスキャナーによっては、変換ソフトがあらかじめ付属してくるパターンも少なくありません。

サーフェスデータ（ジオメトリデータ）は、数学的な表現によって曲面を再現する手法です。特徴としては、メッシュデータと比べるとなめらかでスムーズな曲面が描けるため、より高精度の3Dモデル化が必要な場合などに用いられます。

簡単なデータのサーフェスデータ変換は比較的スムーズに行うことが可能です。しかし複雑な構造の建物を、ツールの自動変換によってサーフェスデータの3Dモデル化することは正直難しいのが実情です。簡単操作による自動的な変換機能が搭載されたサーフェスデータ変換ソフトなども見受けられますが、実用化はまだまだ先といえるでしょう。

このため、より精度の高いサーフェスデータによる3Dモデル化は、点群データやメッシュデータを部品ごとのセクションに分けて変換処理を行うなどの方法が実用的です。

点群データの3Dモデル化は、CADデータとして編集するためにメッシュデータやサーフェスデータへの変換を行う必要があります。点群データは点の集合でしかないため、CADデータとして編集することはできず、メッセージやサーフェスデータ処理をすることで面への変換が必要です。

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