写真測量: 正確な 3D モデルに最適なカメラ

写真測量とカメラの要件を理解する

写真測量法は、写真から信頼性の高い測定値を取得する科学技術です。3D モデリングの文脈では、さまざまな角度からオブジェクトまたはシーンの多数の重なり合った画像をキャプチャします。その後、専用のソフトウェアがこれらの画像を処理して 3D モデルを再構築します。

カメラはこのプロセスにおける主要なデータ取得ツールとして機能します。したがって、カメラの仕様は、結果として得られる 3D モデルの精度と品質に大きく影響します。カメラの主な要件には、高解像度、優れたレンズ品質、低歪みなどがあります。

高解像度カメラはより多くの詳細をキャプチャするため、より正確で詳細な 3D モデルが作成されます。レンズの品質は画像の鮮明度と明瞭度に影響し、歪みが少ないと、画像がオブジェクトの実際の形状を正確に表現できるようになります。

写真測量のための主なカメラ機能

写真測量を成功させるには、カメラのいくつかの機能が重要です。これらの機能は、撮影した画像の品質と、結果として得られる 3D モデルの精度に直接影響します。

• 解像度:メガピクセル (MP) で測定され、解像度によって各画像でキャプチャされる詳細レベルが決まります。解像度が高いほど、3D モデルでより細かい詳細を再構築できます。
• センサー サイズ:一般的に、センサーが大きいほど多くの光を捉え、ダイナミック レンジが広くノイズが少ない画像を生成します。これは、照明条件が難しい場合に特に重要です。
• レンズの品質:レンズは光をセンサーに焦点を合わせる役割を果たします。高品質のレンズは、3D モデルの精度に悪影響を与える可能性のある歪み、色収差、その他の光学的欠陥を最小限に抑えます。
• 焦点距離:レンズの焦点距離は、視野と画像の遠近感に影響します。適切な焦点距離は、スキャンするオブジェクトのサイズと距離によって異なります。
• 画像安定化:画像安定化は、特に手持ち撮影や暗い場所での撮影時に、カメラの揺れによるぼやけを軽減するのに役立ちます。
• 手動コントロール:手動コントロールを使用すると、絞り、シャッター速度、ISO などのカメラ設定を調整して、さまざまな照明条件に合わせて画質を最適化できます。

写真測量に推奨されるカメラ

適切なカメラを選択すると、写真測量ワークフローの精度と効率が大幅に向上します。ここでは、価格と性能別に分類された、推奨カメラ オプションをいくつか紹介します。

ハイエンドカメラ

これらのカメラは最高の画質と機能を備えているため、プロの写真測量アプリケーションに最適です。

• Sony Alpha 7R IV:このカメラは 61 メガピクセルのフルフレーム センサーを搭載しており、優れた解像度とディテールを実現します。また、優れたダイナミック レンジと低ノイズ性能も提供します。
• Nikon Z 7II: 45.7 メガピクセルのセンサーを搭載した、もう 1 つの優れたフルフレーム オプション。Nikon Z 7II は、優れた画質と堅牢な構造を実現します。
• Canon EOS R5: Canon EOS R5 は、45 メガピクセルのフルフレーム センサーと、ボディ内手ぶれ補正や 8K ビデオ録画などの高度な機能を誇ります。

中級カメラ

これらのカメラは性能と価格のバランスが優れており、幅広い写真測量プロジェクトに適しています。

• Sony Alpha 6600:この APS-C センサー カメラは、24.2 メガピクセルの解像度と優れたオートフォーカス性能を備えています。写真測量用のコンパクトで多用途なオプションです。
• 富士フイルム X-T4:富士フイルム X-T4 は、26.1 メガピクセルの APS-C センサーとボディ内手ぶれ補正機能を搭載しています。優れた画質とレトロなデザインで知られています。
• オリンパス OM-D E-M1 Mark III:このマイクロフォーサーズカメラは、20.4 メガピクセルのセンサーと、計算写真モードなどの高度な機能を備えています。

エントリーレベルのカメラ

これらのカメラは、写真測量法を初めて学ぶ初心者にとって良い出発点となります。手頃な価格で十分な画質を提供します。

• Sony Alpha 6000: 24.3 メガピクセルの APS-C センサーを搭載した人気のエントリーレベルのカメラです。Sony Alpha 6000 は、軽量で使いやすい写真測量用カメラです。
• Canon EOS Rebel SL3:このコンパクトな DSLR は、24.1 メガピクセルの APS-C センサーとユーザーフレンドリーなインターフェースを備えています。
• Nikon D3500: 24.2 メガピクセルの APS-C センサーを搭載した、もう 1 つの手頃な価格の DSLR オプション。Nikon D3500 は、写真測量用の信頼性が高く使いやすいカメラです。

写真測量用レンズ

レンズは写真測量において重要な役割を果たし、画像の鮮明度、歪み、全体的な品質に影響を及ぼします。正確な 3D モデルを実現するには、適切なレンズを選択することが不可欠です。

プライムレンズ (固定焦点距離) は、ズームレンズに比べて画質が優れ、歪みが少ないため、写真測量にはよく使用されます。ほとんどの写真測量アプリケーションでは、一般的に 35mm ～ 50mm の焦点距離が適しています。

ただし、ズーム レンズは、カメラの位置を変えずにさまざまな距離にある物体を撮影するのに役立ちます。ズーム レンズを使用する場合は、ズーム範囲全体にわたって画質が良く、歪みが少ないレンズを選択することが重要です。

マクロレンズは、小さな物体や細部を間近で撮影するのに最適です。倍率が高く、歪みが最小限に抑えられるため、複雑な物体の写真測量に最適です。

最適な結果を得るためのカメラ設定

写真測量用の高品質な画像を撮影するには、適切なカメラ設定が不可欠です。推奨される設定は次のとおりです。

• 絞り:画像全体で十分な被写界深度と鮮明さを確保するには、中程度の絞り (例: f/8 ～ f/11) を使用します。
• シャッター速度:モーション ブラーを回避するには、十分に速いシャッター速度を使用します。一般的なガイドラインとしては、少なくとも焦点距離の逆数 (たとえば、50 mm レンズの場合は 1/50 秒) のシャッター速度を使用します。
• ISO:ノイズを最小限に抑えるには、ISO をできるだけ低く保ちます。適切な露出を得るために必要な場合にのみ、ISO を高く設定します。
• ホワイト バランス:照明条件に合わせてホワイト バランスを設定します。カスタム ホワイト バランスを使用すると、正確な色再現が可能になります。
• フォーカス:画像が鮮明で焦点が合っていることを確認するには、手動フォーカスを使用します。スキャンするオブジェクトのほぼ中央にある点に焦点を合わせます。

ソフトウェアに関する考慮事項

カメラは不可欠ですが、画像を処理するソフトウェアも同様に重要です。ソフトウェアは、撮影した画像から 3D モデルを再構築します。

人気のある写真測量ソフトウェアのオプションは次のとおりです。

• Agisoft Metashape:正確性と汎用性で知られる、広く使用されているソフトウェアです。
• RealityCapture:大規模なデータセットを処理する速度と能力で知られています。
• 3DF Zephyr:さまざまな機能とユーザーフレンドリーなインターフェースを提供します。

ソフトウェアの選択は、データセットのサイズ、必要な精度レベル、利用可能な予算など、プロジェクトの特定の要件によって異なります。