RS7とInsta360 3DGSのワークフローガイド

3Dガウス・スプラッティング（3DGS）の完全なワークフローには、データの取得だけにとどまりません。フィールドデータを実用的な3D結果に変換するには、ハードウェアの統合、データ処理、モデルの可視化がすべて重要な役割を果たします。このガイドでは、CHC Navigation社の統合型3DGSソリューションに関して、ユーザーから最も頻繁に寄せられる質問に、作業の順序に沿って回答します。具体的には、CHCNAV RS7ハンドヘルドスキャナーとInsta360パノラマカメラの組み合わせ方、クラウド上でのデータ処理方法、そして完成したモデルの表示および共有方法について解説します。この技術自体に不慣れな方は、メッシュモデリングと3Dガウス・スプラッティングに関する記事で、3DGSの仕組みについて解説していますので、ぜひご参照ください。

CHCNAVは、データ取得から可視化に至るまでの3DGSワークフローを統合しました。 — CHCNAVの統合型3Dガウス・スプラッティング・ワークフローの概要。このワークフローは、Insta360パノラマカメラと組み合わせたRSシリーズハンドヘルドスキャナー（RS7またはRS10）を用いたデータ取得、CoPreおよびCoCloudによるデータ処理、そしてCoViewerによる3Dモデルの可視化という3つの段階から構成されています。

ワークフローの全容は、当社の動画「RS7 + Insta360 X6、3Dガウス・スプラッティング・ワークフロー」でご覧いただけます。

データ収集

RS7およびRS10に対応しているInsta360カメラはどれですか？

スキャナー	Insta360 X6	Insta360 X5	Insta360 X4
RS7	対応	対応	非対応
RS10 (16および32行)	まだサポートされていません	対応済み	対応

RS10におけるInsta360 X6の完全なサポートは、今後のバージョンで実装される予定です。RS7とInsta360 X6のセットアップおよび処理手順を段階的に確認するには、LiDARスキャンとCoPre処理に関する「RS7 + Insta360 X6」チュートリアルをご覧ください。

RS7にはすでにカメラが搭載されています。Insta360を追加すると、どのようなメリットがあるのでしょうか？

RS7は内蔵カメラにより、1回のスキャン作業ですべてを捕捉し、カラー点群、メッシュ、3DGSモデルといった主要な成果物を生成します。12 MP HDカメラ2台とHPGS 2.0エンジンは、実色でのシーン再構築を実現するように設計されており、日常業務におけるモデリングのニーズをカバーします。

RS7にInsta360のパノラマカメラを組み合わせることで、プロフェッショナル向けの用途に対応したアップグレードが可能です。 Insta360は成熟したパノラマ撮影技術を有しており、ハイダイナミックレンジ（HDR）シーンや低照度といった過酷な条件下でも優れた画質を発揮します。RS7からの空間データと組み合わせることで、3DGSモデルのテクスチャの細部や視覚的な品質が向上し、特に低照度環境や照明状況が複雑な屋内での撮影において大きな効果を発揮します。

CHCNAV RS7とInsta360を使用して撮影したホテルのバーの3DGSモデル。 — CHCNAV RS7ハンドヘルドスキャナーとInsta360パノラマカメラを組み合わせて撮影された、ホテルのバーの3Dガウス・スプラッティング・モデル。

LiDARの点群データをパノラマ画像と組み合わせることは、パノラマカメラを単独で使用するのと比べて、3つの利点があります。

実世界スケールの精度が向上します。純粋に視覚的なモデリングでは、実際の寸法を再現するのが難しい場合があります。LiDARを融合させることで、モデルのスケール精度が向上し、工学的な測定においてより信頼性の高いものとなります。

CHCNAV CoCloud を使用して、3DGS モデル内の玄関ドアの寸法を測定する。 — CHCNAV CoCloud を使用して、3D ガウス・スプラッティング・モデル内で建物の正面玄関を直接計測する。

テクスチャが少ない場所では、より安定した再構築が可能になります。無地の壁や広々とした空間など、視覚的なテクスチャが限られている領域では、純粋に視覚的な手法では特徴点の照合に失敗したり、広い撮影範囲にわたって位置がずれたりして、位置合わせが不正確なモデルが生成されることがあります。センサーフュージョンにより、こうした特徴の少ない環境においても、カメラ位置の推定値を安定させることができます。

別のスキャン装置を用いて再構築された、質感が乏しいインテリア。 — テクスチャの少ない室内空間の3Dガウス・スプラッティング・モデルを並べて比較したもので、別のデバイスによる再構成結果（左）と、CHCNAV RS7とInsta360 X6を組み合わせて得られた結果（右）を示しています。

1回の計測で、品質が均一な複数の3D成果物を生成できます。LiDARフュージョンにより、同じデータから3DGSモデルだけでなく、点群、メッシュ、その他の3D成果物も生成されるため、1回の計測でさまざまな用途に活用できます。

3Dガウス・スプラッティング・モデルとして表現されたインテリア。 — 同じ室内キャプチャデータから生成された3つの3D成果物、すなわち3Dガウス・スプラッティング・モデル、LiDAR点群、および3Dメッシュの比較。

このソリューションは、広くて暗く、人が密集している空間において、どのような点を改善するのでしょうか？

今回のアップグレードは、過酷な環境下での再構築に重点を置いており、現場でよく見られる3つの課題に対処しています：

広範囲の撮影。大規模なプロジェクトや構造が複雑な空間において、本ソリューションは撮影範囲の抜けや位置ずれ、欠落部分を回避し、撮影範囲全体にわたってパノラマ再構築の安定性を確保します。
低照度および複雑な屋内照明。パノラマカメラの撮像能力とアルゴリズムの最適化により、暗い室内や明暗のコントラストが強いシーンにおいても、テクスチャの鮮明度が向上し、より豊かなディテールとノイズの低減が実現されます。
人が密集したシーン。AI ベースの動的歩行者フィルタリングアルゴリズムが、シーン内を移動する人物を検出して除去します。これによりゴースト現象が低減され、実際の空間をより正確に再現したモデルが得られます。

CHCNAV RS7とInsta360を使用して、暗い室内の様子を再現しました。 — CHCNAV RS7ハンドヘルドスキャナーとInsta360パノラマカメラを組み合わせて撮影された、暗い室内空間の3Dガウス・スプラッティング・モデル。低照度環境における再構築の品質を実証している。

歩行者フィルタリング処理前の展示ホールの3DGSモデル。 — 展示ホールの3Dガウス・スプラッティングモデルの「施工前・施工後」の比較。AIを活用した歩行者フィルタリングにより、動いている人物を除去し、よりクリアな再構築を実現している様子を示しています。

1回のセッションはどのくらいの時間行うべきですか？また、どのようなコンピュータが必要ですか？

撮影時間。RS7およびInsta360 X6を使用した各セッションは、30分以内に収めてください。セッションが長くなるほど、その後の処理効率が低下します。
デスクトップ処理用のコンピュータ。64 GBのRAMと、24 GBのビデオメモリを搭載したNVIDIA RTX 4090グラフィックカードを推奨します。後述するCoCloudでの処理では、この要件は不要となります。

データ処理

CoCloud によるクラウド処理が推奨される理由は何ですか？

CoCloudを使えば、高性能なコンピュータは不要です。現場データをアップロードするだけで、クラウド上で3DGSモデルが自動的に生成されます。デスクトップ用ソフトウェアと比べると、ソフトウェアのインストールや複雑なパラメータの設定が不要で、処理もより高速です。

処理を開始する前に、ユーザーは出力するデータを選択します。CoCloudは、HPGSとして表示される3DGSモデルに加え、リアルタイムおよび最適化された点群（LAS）、パノラマ画像、元画像（JPG）、オルソフォト（TIF）、メッシュモデル（OSJBおよびOBJ）を生成できます。また、ジョブの開始前に、それぞれの出力にかかる推定処理時間が表示されます。

CoCloudでの3DGS、点群、3Dモデルの出力形式の選択。 — CHCNAV CoCloudの処理インターフェース。利用可能な出力オプションが表示されており、点群、3Dモデル、およびHPGS（3Dガウス・スプラッティング）が選択されています。

クラウド上のコンピューティングリソースは、ジョブの規模に応じて拡張されます。処理が完了すると、結果をオンラインで閲覧、管理、共有できるため、3DGSの制作プロセス全体を一か所にまとめることができます。CoCloudには直接サインインすることができ、CoCloudの製品ページでは、測定、注釈付け、共有、および展開のオプションについて解説しています。

CHCNAV CoCloud上でオンライン表示されたパイプラインの3DGSモデル。 — CHCNAV CoCloudプラットフォームを用いた、パイプライン区間の完成した3Dガウス・スプラッティング・モデルのオンライン可視化。

データの可視化

CoViewerとは何ですか？また、その特徴は何ですか？

CoViewerは、CHC Navigation社が開発した、無料の軽量デスクトップ用3DGSビューアです。スムーズな操作性と高精細な表示を実現しており、特にハンドヘルドスキャナーによるデータや複雑な屋内環境の3D成果物のプレゼンテーションに適しています。CoViewerのリリース記事では、対応ファイル形式やナビゲーションモードについて解説しています。ここでは、その基盤となるレンダリングエンジンに焦点を当てます。

CoViewerは、CHC Navigationが開発したUniRenderエンジンを搭載しており、以下の4つの技術を用いて3DGSレンダリングパイプライン全体を最適化しています：

テクノロジー	視聴者にとってのメリット
適応型HSCストリーミングによる高次球面調和関数	モデル内のリアルな照明や反射を維持しつつ、HSCデータをオンデマンドでストリーミングすることで、スムーズなリアルタイム表示を実現
適応型トーンマッピング	明るさ、コントラスト、色のバランスを調整し、パノラマビューから細部のクローズアップへ移動しても、画像の一貫性を維持します
GPU によるレンダリングおよびアンチエイリアシングの高速化	GPU上でスプラッティング、可視性カリング、深度ソート、およびブレンディングを処理し、複雑なシーンにおけるレイヤリングを解消するとともに、移動中のエッジのちらつきを低減します
マルチスケールの詳細度（LOD）	デバイスのパフォーマンス、画質、スムーズなナビゲーションのバランスを調整し、大規模なシーンでも滑らかな表示を維持しつつ、細部まで忠実に再現します

代表的な用途としては、文化遺産や展示ホールにおける塗装仕上げの細部、住宅の内装における木目や布地の表現、そして明暗のコントラストが際立つ複雑な内装などが挙げられます。細部や色合いは、間近で見た場合でもその美しさを保ちます。

CHCNAV CoViewerで表示されたインテリアの3DGSモデル。 — CHCNAV CoViewerで表示されたインテリアの3Dガウス・スプラッティング・モデル。高精細なレンダリングと精緻な視覚的ディテールが際立っています。

CoCloudとCoViewerはどのように連携するのですか？

データの取得からクラウド処理、デスクトップでの表示に至るまで、ワークフローは以下の4つのステップで進行します：

1. 統合型3DGSソリューションによるスキャン

Insta360カメラを搭載したRSシリーズハンドヘルドスキャナー

2. データをCoCloudにアップロードして処理を行う

ローカルでの演算処理やハードウェア要件が大幅に軽減されます

3. ワンクリックで成果物をCoViewerにダウンロード

高画質のオフライン閲覧が可能。サイトのネットワーク不安定やブラウザの遅延、画像の圧縮といった問題がありません

4. 成果物を提示

プレゼンテーション、設計レビュー、デジタル文化観光、デジタルツインの表示を、高精細な映像とスムーズな操作性で実現

CoCloudでクラウド処理された3DGSモデルをCoViewerに転送する。 — CHCNAVのCoCloudおよびCoViewerのインターフェースのスクリーンショット。CoViewer内のCoCloudアクセスボタンを表示しており、CoCloudで生成された3Dガウス・スプラッティング・モデルをCoCloudからダウンロードし、CoViewerでデスクトップ上で表示できるようにするものです。

どのようなファイル形式がサポートされていますか？また、HSCとPLYの違いは何ですか？

2つの出力形式がサポートされています。1つは一般的な用途向け、もう1つはプロ向けの超高精度な作業向けです：

PLY。業界標準のフォーマットであり、一般的な3D表示・編集ツールと互換性があります。
HSC。CHC Navigationのフォーマットで、PLYに比べて3つの利点があります。

HSCの強み	実際のメリット
圧縮された軽量な保存形式	同じ画質と精度であれば、HSCファイルのサイズはPLYファイルの約10％であり、これにより保存、転送、共有、バックアップにかかるコストを削減できます
非常に大規模なシーン向けに設計	空間的な分割とマルチレベルのLODレンダリングにより、遠方のジオメトリを簡略化しつつ近距離のディテールを維持するため、大規模なシーンでもスムーズにナビゲートできます
成果物を一元管理	モデルには、キャプチャ軌跡、原点、環境パラメータ、衝突データを組み込むことができ、エンジニアリングプロジェクトにおける一元的な保存が可能になります

サードパーティ製ソフトウェアでPLYファイルとして表示された3DGSシーン。 — 同じ3Dガウス・スプラッティングシーンを、2つの形式で並べて比較したものです。左側はサードパーティ製の3DGSソフトウェアで表示された標準的なPLYファイル、右側はCHCNAV CoViewerで表示されたHSCファイルです。

撮影からプレゼンテーションまでの一貫したワークフロー

CHC Navigationの統合型3DGSソリューションは、データ収集、クラウド処理、3D可視化を1つのワークフローに統合しています。これにより、現場作業が簡素化され、結果の表示が向上し、現地調査から完成モデルまでの時間が短縮されます。同スキャナーを使用した実地事例については、RS7を用いた屋内測量ワークフローをご覧ください。また、ハンドヘルド、モバイル、航空機搭載システムの全ラインナップについては、当社の3Dモバイルマッピングソリューションをご覧ください。

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CHC Navigationについて

CHC Navigation（CHCNAV）は、生産性と効率の向上を目的とした、高度なマッピング、ナビゲーション、測位ソリューションを開発しています。地理空間、農業、機械制御、自律走行などの業界にサービスを提供するCHCNAVは、専門家の能力を高め、業界の発展を牽引する革新的な技術を提供しています。140カ国以上に拠点を持ち、2,200名以上の専門家からなるチームを擁するCHC Navigationは、地理空間業界をはじめとする幅広い分野において、リーダーとして認められています。 CHC Navigation [300627.SZ] に関する詳細については、https://geospatial.chcnav.com/about/overviewをご覧ください。