点群からメッシュ変換

点から、印刷できる表面へ

点群とは座標の並びにすぎず、その先で使うツール — スライサー、ゲームエンジン、レンダラー — が求めるのは、たいてい三角形です。この無料のオンラインツールは、LAS、LAZ、PLY、XYZ、PCDのデータからサーフェスを再構築し、STL、GLB、PLY、OBJとして書き出します。すべてブラウザ内で完結します。

よくある変換

• LASからSTL、LAZからSTL — スキャンデータを3Dプリンターへ
• XYZからSTL — プレーンテキストの点リストをメッシュ化する
• PLY点群からメッシュ — フォトグラメトリのスキャンを閉じる
• 点群からGLB — 色を保ったままスキャンをウェブに載せる

再構築の仕組み

点群は均一なボクセルグリッドで包まれます。グリッドの各サンプルは最も近い点までの距離を記録し、そこから指定した半径を引くと、各点の周りに描いた球の和集合の内側で負、外側で正になる場ができます。その境界がサーフェスであり、Surface Netsで抽出します。境界がまたぐセルごとに頂点を1つ、境界が横切るグリッドの辺ごとに四角形を1つ生成します。

出来上がるのは閉じていて多様体（マニフォールド）で、面の向きも揃ったメッシュです。処理のどこにも法線の推定は入りません。これは重要な点です。一般的な代替手法であるポアソン再構築は、すべて外向きに揃った点ごとの法線を必要とし、ノイズの多いスキャンでそれを推測すると、部分的に自信たっぷりに間違ったサーフェスができてしまいます。距離場なら法線はまったく不要です。

各設定の働き

グリッド解像度は最長軸方向のセル数を決めるもので、忠実度の上限になります。1セルより小さいものは何も残りません。2倍にすると、メモリはおよそ8倍必要になります。

点の半径は各点の周りに描く球の大きさで、セル単位で指定します。およそ1セルを下回ると球どうしが重ならなくなり、サーフェスは塊に分かれてしまいます。2セルを超えるとすべてが閉じますが、ディテールは甘くなります。

スムージングは完成したメッシュにラプラシアン処理をかけます。1回ならほぼ無償ですが、5回もかけると細い部分が痩せ始めます。

できることを現実的に見積もる

これはボクセルによる近似であり、その限界ははっきり述べておく価値があります。

• 忠実度はグリッドで頭打ちになります。1セルより細かいディテールは失われます。
• 隙間は塞がります。球の直径より狭いものはすべて橋渡しされます — 窓も、手すりも、葉と葉のあいだの空間も。
• 鋭いエッジは、おおむね球の半径ぶんだけ丸まって戻ってきます。CADの再構築ではありません。
• 物体の外側だけをスキャンした場合、得られるのは中身の詰まったソリッドではなく殻です。外側の面と内側の面が、半径の2倍だけ離れた状態になります。

最良の結果を得るには、あらかじめ点群を均一な密度までダウンサンプリングしてください。点群プロセッサがそれを行い、クロップや外れ値の除去にも対応します。LAZの展開を含め、すべての処理はブラウザ内のローカルで実行されます。