銅像3Dスキャナのあるべき形状

今回は形状について考えてみます。

ハンディ（手持ち）タイプ
フレームやレールに設置するタイプ
被写体を回転させるタイプ

大体がこの3つに該当するかと思います。

スキャナーが動くか、被写体が動くか、その両方もあると思いますし、複数のスキャナーをフレームに設置するような3Dスタジオなどが国内にあります。

ハンディ（手持ち）タイプ

スキャナー本体をユーザーが手で持ち、被写体（胸像になる人）をぐるっと回る・あるいは正面から近づけたり離したりしてスキャンするもの。
構造光やステレオビジョンなどでリアルタイムに深度データを取得し、スキャンソフトが自動で位置合わせしていく。

メリット

ハードウェア構造がシンプル
- 回転機構や大きな筐体がいらないため、部品点数が少なくコストを抑えやすい。
設置スペースが少なくて済む
- 使うときだけ手に持って被写体の周囲を動けばいい。
被写体が立ったままでも座ったままでも、周囲を回れる
- 被写体が軽く頭を動かしてしまっても、リアルタイムの位置合わせ機能である程度補正可能
  （※ただしあまりに動くと破綻することが想定される）

デメリット

手ブレや動かし方次第で、データにスキャン漏れや歪みが出やすい

コツが必要。慣れるまでは取り直しが発生するかもしれない。

被写体が極力動かないように協力してもらう

スキャン時間は数秒～数十秒程度で終わるが、その間は顔や上半身をなるべく動かさないでもらう必要がある。

一番シンプルに作りやすく、低コスト化しやすい候補。
ハード・ソフトの完成度次第では個人ユースでもそこそこ扱いやすいはず。

フレーム／レールに設置するタイプ

半円～フル円のレール（あるいはアーム）状のフレームを組んで、そのレール上をスキャナーユニットがモーターでゆっくり移動しながら被写体を360度撮影する。あるいは、複数のステーションでパターン投影を行い、段階的に撮影する方式なども考えられる。

メリット

ユーザーが動かなくてもいい

ボタンを押せば、カメラ（＋プロジェクター）が自動で被写体の周囲を回ってくれるので、
連続撮影とかは楽そう。

動作が一定なのでキャリブレーションしやすい
- レールやフレームの位置精度さえ確保すれば、手ブレや移動のバラつきがない。

ユーザーの操作負荷が少ない分、誰でも同じ結果を得やすい。

デメリット / 注意点

フレームやモーターなどの機構が必要で、コストが大幅に上昇する (部品代＋組み立て精度＋安全設計)。
設置スペースが大きくなる
半円やフル円のフレームとなると、自宅に常設するにはやや場所を取る。
被写体の高さ・体格差への対応が難しい
- 胸像を撮りたい部分にうまくレンズ・プロジェクター位置を合わせるためには、フレームの高さや幅を可変にする等の設計が必要。

被写体が動くと破綻しやすい
- レール移動中に姿勢が変わると、スキャン再構成が崩れる。

精度と再現性を高めやすいが、小型化して個人ユーザーで手の届く価格に抑えるのはほぼ不可能に近い。
小型のレールスキャナを作っても、モーターや駆動部品、堅牢なフレームでコストがかさむ。

被写体を回転させるタイプ（回転台方式）

スキャナー自体が動くのではなく、被写体（人）が乗った回転台が自動的に回ってくれるもの。
カメラ＋プロジェクターを固定している前提で1箇所から時系列で被写体の別アングルのデータを取得するようなイメージで、海外でも見られる方式です。

人が乗るサイズでなければ、YouTubeなどでDIYしてる方もいますね。

メリット

スキャナーは固定なので、光学キャリブレーションがやりやすい
- これは精度アップに寄与する。
一度セットすれば機構は回転台だけで済む
- スキャン部（カメラ・プロジェクタ）の可動がないのでメカ構造は比較的簡単。

デメリット / 注意点

人間が回されると結構ツラい＆ブレやすい
- 座っているだけならまだしも、回っている間に首や体が微妙に動いてしまう。
回転中の振動・遠心力で上半身が動きやすい
- 被写体に「じっとして」と言っても、ゆっくり回転してるだけで姿勢がずれやすい。

大型の回転台はコストと場所を取る
- 安価なDIY用回転台はあるが、人が乗って動くレベルのものはそこそこ高価。また安全性も要考慮。

“人を回す”のは意外と現実的でないケースが多い。ブレが起きやすく、精度を確保しにくい。

まとめ・どれが一番「マシ」か？

コスト最優先 & 設置スペース最小化
→ ハンディタイプ一択

手持ちスキャン式にして、数秒～数十秒で被写体をぐるりとスキャン。

構造はカメラ＋プロジェクター（あるいは赤外線投影）のモジュールと、データを記録する小型コンピュータ(ARMボードなど)を内蔵。ソフトウェアはリアルタイムまたは後処理でメッシュ合成。
被写体が少し動いても（顔の表情が変わらない程度なら）そこそこ対応できる。
完全な一発撮りではなく、多少ユーザーがカバーしきれないアングルが出る等のトラブルは起きやすい。

簡単・失敗しにくいスキャンを目指す
→ フレームタイプ（カメラが自動移動、もしくは複数台を設置）

装置が大きくなりコストがかさむ。
DIYレベルの小さなスライダー式ならワンチャン…

ただ人間の胸像サイズをカバーするためにはそれなりに大きい可動域が要る。