大量点群をフリーソフトのみで高画質にメッシュ化する手順

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1. 点群のメッシュ化の手順 2023/11/25 4J小川
2. 1 点群をきれいにする ( Cloud Compare)
3. Tips.基本操作(Cloud Compare) スクロール：前後移動 右クリック：平行移動 左クリック：角度移動 Alt＋スクロール：点のサイズ変更
4. Tips.視点の表示形式切替 (Cloud Compare) ①遠近法無し ②3人称（内側を見れる） ① ② やり方： 左のメニューバーから アイコンを選択
5. 1-1.不要な点を削除する (Cloud Compare)
6. ①ハサミツールを選択 ②いらない点を選択 ③点の削除 ※右クリックで範囲を決定できる 選択範囲の点が消える 消した点が不要な場合 消した点を残したい場合 ④編集の終了 →②へ 1-1．不要な点を削除する 視点移動を止めて再び点を選択
7. 1-2．ノイズを除去
8. 1-2．ノイズを除去 ①右のメニュー ＞CEA Broom Tool ②床の2点を選択
9. 1-2．ノイズを除去 ③マウスで右にスライドして、 ノイズ点を選択 ④remove the selected pointsにチェック →Apply→Validate
10. 1-3．点の密度を均一化
11. 1-3．点の密度を均一化 sub sampling Cloud sub sampling Min. space between points: 最小点間距離 ・少ないほど密 ・単位はたぶん[m] → 0.005は 5mm
12. 2. 点群を高精度メッシュ化 ( Cloud Compare)
13. 2-1．法線ベクトルを計算 そのままOK 点の向きを計算する
14. 2-1．法線ベクトルを計算 Normals：ON Normals：OFF プロパティから法線ベクトルの表示を オフにできる
15. 2-2．メッシュの作成 Octree depthは１増やすだけで計算量・精度・容量がだいぶ変わる。 サンプルの計算時間目安：10→1分 11→10分 12→1時間
16. 2-3．メッシュのエクスポート ・メッシュを選択した状態で、File＞Save ・obj形式で保存 ※現段階では、メッシュの色情報は必要ない
17. 2. メッシュ数を減らす ＆点群からテクスチャの作成 (MeshLab)
18. 2-1. メッシュ数を減らす(MeshLab) 形を維持したまま、メッシュの数を減らす
19. 2-1. メッシュ数を減らす(MeshLab) Cloud Compareにメッシュをインポート Filters>Remeshing～>Simplification:QECD Target number of faces:ポリゴン数 (0を一個消すと1/10のサイズになる。) 各パラメータは基本そのままで良いが、場合に応じて変更（次ページ参照）
20. •Target number of faces: 目標とするメッシュの面の数です。この数値に合わせてメッシュを単純化します。 •Percentage reduction (0.1): メッシュをどの程度削減するかのパーセンテージです。 •Quality threshold: 単純化の質を制御する閾値です。値が低いほど、より多くの単純化が許されますが、メッ シュの品質は低下する可能性があります。 •Preserve Boundary of the mesh: メッシュの境界を保持するかどうかの設定です。チェックを入れると、境界 線を変更せずに保持します。 •Boundary Preserving Weight: 境界を保持するための重み付けです。数値が大きいほど、境界をより強く保持し ようとします。 •Preserve Normal: 法線を保持するかどうかの設定です。チェックを入れると、法線の方向が変わらないように 単純化が行われます。 •Preserve Topology: トポロジーを保持するかどうかの設定です。チェックを入れると、穴が開いたり、物体が 分割されたりすることなく単純化が行われます。 •Optimal position of simplified vertices: 単純化された頂点の最適位置を計算するかどうかの設定です。 •Planar Simplification: 平面的な単純化を行うかどうかの設定です。チェックを入れると、より平面的なメッ シュに単純化を行います。 •Planar Simp. Weight: 平面的な単純化に対する重み付けです。 •Weighted Simplification: 重み付けされた単純化を行うかどうかの設定です。特定の領域に重みを付けて、単純 化の度合いを調整できます。 •Post-simplification cleaning: 単純化後のクリーニング処理を行うかどうかの設定です。チェックを入れると、 単純化のプロセスで生じた小さな不具合などをクリーンアップします。 •Simplify only selected faces: 選択された面のみを単純化する設定です。 Simplificationの各パラメーターの意味(ChatGPTによるものなので正確性は保証できない)
21. 2-2. 点群からテクスチャの作成(MeshLab) メッシュ 点群 テクスチャ付きメッシュ
22. ①Per-Triangle パラメータ設定 Quads pre lineメッシュをどれだけ細かく分割するか:0 Texture Dimension (px)テクスチャの解像度:8192px Inter-Triangle border (px) 三角形同士がテクスチャ上で接する際の間隔:3px Method計算アルゴリズム:Basic >Filters>Texture >Parametrization:Trival Per-Triangle メッシュを選択 メッシュにテクスチャ用のパラメータを設定 ←Applyを押してこのログが出ればOK 後から変更できる。
23. ②高密度の点群をインポート(MeshLab) テクスチャ作成用に、ノイズのない高密度の点群を用意する。 (メッシュの生成時に使った点群で良い) メッシュ 点群 ※メッシュと点群がぴったり重なっているかを確認する
24. ③点群の色情報を基に、テクスチャを生成 Filters>Texture >Transfer:Vertex Attributes to Texture Source Mesh:点群を設定 Target Mesh：メッシュを設定 Texture width,heightテクスチャの画質:8192px ※応答なしになっても、信じて待つ。10分くらいかかる。
25. テクスチャが見えない場合 ・Texture Coord を On にする。
26. ④メッシュのエクスポート 3つのファイルが出力される
27. 終わり