>   >  Cygamesと測量専門会社のタッグが実現した、空撮フォトグラメトリーとレーザースキャンによるスタジアムの3Dモデル化~CEDEC 2018レポート(6)
Cygamesと測量専門会社のタッグが実現した、空撮フォトグラメトリーとレーザースキャンによるスタジアムの3Dモデル化~CEDEC 2018レポート(6)

Cygamesと測量専門会社のタッグが実現した、空撮フォトグラメトリーとレーザースキャンによるスタジアムの3Dモデル化~CEDEC 2018レポート(6)

オープンワールド型と呼ばれる広大な空間を舞台にしたゲームが人気を博す中、それらの巨大なデータ作成は困難を要する。CEDEC 2018で行われた講演「空撮フォトグラメトリー技術とレーザースキャン技術の融合による広大な現実空間の3Dデータ化方法」では、Cygamesと、測量技術の専門家であるパスコのタッグにより実現した佐賀県ベストアメニティスタジアムの3Dモデル化を例に、大規模空間でも手順を踏むことで比較的容易に3Dデータを構築できる手法が紹介された。

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TEXT&PHOTO_安藤幸央(エクサ)/ Yukio Ando(EXA CORPORATION
EDIT_小村仁美 / Hitomi Komura(CGWORLD)



【Cygames】佐賀県鳥栖市「スタジアムリニューアルによる魅力向上プロジェクト」スタジアムリニューアルデザイン イメージ映像


<1>サッカー専用競技場の高精度3Dデータ化プロジェクト

國府 力氏(Cygames デザイナー部3DCGアーティストチーム CGディレクター)

前半は、大阪CygamesでCGディレクターを務める國府 力氏が登壇、今回の事例の概要について説明した。「3Dモデル化の対象となったのはベストアメニティスタジアム。佐賀県にあるサッカー専用の球技場で、Jリーグ・サガン鳥栖のホームスタジアムです。今回、老朽化したスタジアムの塗装リニューアルに伴い、プレスリリース用の3D映像の制作を請け負いました」。

数年前まではこれらのデータ作成は手作業に頼るしかなく、今回ほどの精度を実現すること自体が困難であったが、3Dレーザースキャナを用いた地道なスキャニング技術、古くから使われてはいるが最近スピードや精度の向上がめざましいフォトグラメトリー技術、最新のドローンによる空撮技術の3つを組み合わせることで、広いエリアの高精度な3Dデータ化が実現できたという。


  • 点群データ


  • 最終データ

●レーザースキャニング技術

続いて今回用いられた3つの技術について、順に解説が行われた。レーザースキャニング技術では、3次元レーザースキャナ(FARO Focus 3D X330 HDR)を用いて、点群データから3Dメッシュデータを作成する。この手法の利点はレーザーによる計測で、位置情報が正確で精度の高いデータが得られる一方、レーザーの死角になる部分は計測できず、様々な工夫が必要ととなる。また、スキャナの計測時に奥行きデータだけでなく色情報も得られるが、テクスチャとして用いるには若干解像度が足りない場合があるという。これらの手法に関しては、CEDEC 2017での講演「本当にリアルなMixed Reality コンテンツを実現する為の技術開発」の内容がCygamesの技術ブログにまとめられているので参照いただきたい。

CEDEC 2017で発表された点群データの3Dポリゴン化手順

●フォトグラメトリー技術

フォトグラメトリー技術は、近年ゲーム開発において業界標準となりつつある技術だ。写真測量の技術を応用したもので、複数の方向から撮影した写真の視差情報を解析して利用する。その手法は非常に手軽で、カメラとフォトグラメトリー用のソフトがあれば良い。自動で解析でき、カメラの位置を固定する必要もない。おまけに高精細なカメラで撮影するため、解像度の高いテクスチャも同時に得ることができる。Cygamesではゲーム用のアセット制作にフォトグラメトリーを活用しているという。

課題としては、手持ちカメラで撮影する場合、撮影箇所の取りこぼしの有無を現場で確認することが難しい点が挙げられる。そのため、撮影にはそれなりの経験と技術が必要となる。また、撮影対象に解析のための特徴点が少なかったり、真っ白だったりする場合、解析の難易度が上がってしまうこともある。

Cygamesではフォトグラメトリー技術をアセットの制作に活用しており、カメラ209台を配備したスキャンスタジオを自社内に設置、主に人物の撮影を行なっているとのこと。この場合野外とは異なり、影が出にくいような照明が可能で、ライティング的にフラットなテクスチャ素材を得られる利点もあるという。

アセット制作に活用されているフォトグラメトリー技術

●ヘリコプター、ドローンによる空撮技術

続いて、ヘリコプターやドローンによる空撮に話題が進んだ。空撮は、高い位置から広範囲のデータを一気に取得できることが最大のポイントだ。他の技術の場合、高さをカバーするのは難しいが、ヘリやドローンの場合は、高さの問題を一気に解決することができる。「最近ではドローン関連の法律も整備されたので、事前に許可を取れば撮影できる場合も多く、撮影の敷居は低くなっていると考えています」(國府氏)。


  • 鳥栖駅周辺の空撮データ


  • ヘリコプターからの撮影の様子

その一方問題点としては、事前に撮影許可を得る必要があるためその手続きに手間がかかること、すぐに撮影を実施することが難しいこと、地上での撮影よりも天候や風に影響を受けやすいことが挙げられた。また建造物や樹木、人間など、被写体に近づくことも難しい。

撮影した写真は多視点ステレオ写真測量(Structure from Motion:SfM)という手法によって3D化。天候によっては撮影時の影が目立つため、曇天の方が良いデータが取れる場合が多いという。

ここまでに紹介した3つの技術を融合することで、それぞれの欠点を補い合うことができる、と國府氏。「これらの技術を基準に進めていくことになりますが、実際は大きな問題がありました。それは今回の場合、撮影規模がとんでもなくデカいことでした」。そのサイズは何と約260m×200m。これまでの3D化では数m規模の実績しかなかったところ、いきなり10倍の規模を手がけることになったのだ。Cygamesにはそもそもこの規模のデータ取得や撮影のノウハウがなく、リリース日を考えると検証を進める時間的余裕もあまりなかったことから、物流管理システムや文化財調査、測量データの販売など空間情報を総合的に取り扱う"測量の専門家"、株式会社パスコの協力を仰ぐこととなった。

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<2>計測の前提と実際の手順

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