POLYGONALmeister 機能

POLYGONALmeisterの画面に3Dスキャンしたメッシュモデルを表示するノートパソコンのイメージ

特徴

非連続なテクスチャへの対応

テクスチャ再構成

ポリゴンメッシュ形状とテクスチャ画像を合成して完成モデルを構成するフローを示したイメージ

計測機で取得したデータ(左)は、形状データ(中)と非連続なテクスチャ(右)から構成されています。POLYGONALmeisterのテクスチャ再構成機能を使えば、非連続なテクスチャをまとめることができます。

OBJデータの粗いタイル状テクスチャをテクスチャ再構成機能で一枚の高精細テクスチャに変換したBefore/After比較イメージ

データ提供:ESRIジャパン株式会社様

非連続テクスチャに対応したコマンド:簡略化、リメッシュ他
非連続テクスチャのデータに対しても効率よく編集処理が可能です。
簡略化例:精度指定0.05で簡略化した結果

高密度ポリゴンメッシュ(フェース数100万)を3%まで削減しても形状とテクスチャを維持したBefore/After比較イメージ

編集後も形状の特徴を保持

簡略化の結果比較(精度保証簡略化)
フェイス数:46,156  精度指定:0.01

POLYGONALmeisterと市販ソフトa・bでゴルフクラブヘッドのメッシュ品質を比較し、穴形状やエッジの変形量とフェース数を3段で示した比較画像

ファイル

フェイス書き出し

指示したフェイス群を外部ファイルに書き出します。

自動車の高密度メッシュをセグメンテーションでボディやドア・タイヤなど部位ごとに色分けし、各部位を個別ファイルに書き出す工程を示したイメージ

リバース機能

メッシュデータを1クリックでCAD面(IGES)を出力します。

荒い三角メッシュの鋳造部品モデルをサーフェス再構築で滑らかなポリゴンに変換したBefore/After比較イメージ

※CAD面出力コマンドではテクノスター社のライブラリを使用しています。

特徴

計測後のメッシュデータを、1クリックでCAD面(IGES)を出力。
リバースエンジニアリングの工数を大幅に低減します。
※更にメッシュデータの前処理をすることで、計算時間の短縮や、IGESの品質を向上することができます。

リーズナブルな価格設定

  • 一括購入価格 180万円
  • 保守料 40万円/年(初年度より)

使い方のコツ

  • IGESファイルの面に離れがある場合はお手持ちのCADで修正してください。
  • ポリゴンメッシュモデルを5~10倍してIGES出力し、IGESを元の大きさに縮小するなどすれば隙間は緩和されます。
  • ソリッドにならない場合は参照面、参照線を取り出すなどしてモデリングにご活用ください。

構成

計測由来のメッシュデータをPOLYGONALmeister Reverseで編集し、1クリックでIGES形式のCAD面データに変換するフロー図

計算時間の目安

ポリゴン数10万100万500万
計算時間の目安2分15分2時間
必要メモリ16GB16GB32GB

CPU Intel Core i5/i7/Xeonにより3割程度異なります。

CAD面化事例

CAD面化時間 1分(前処理なしの場合25分)  前処理内容:クリーニング → CTメッシュ整形 → 簡略化

CAD面化時間 30秒  前処理内容:切断(4辺境界) → 細分割

歪みがある車体パネル部の三角メッシュをサーフェス再構築で平滑化し、エッジラインを保持したBefore/After比較イメージ

CAD面化時間 10分(前処理なしの場合2時間)  前処理内容:CTメッシュ整形 → 簡略化

粗い三角メッシュの二股アーム部品をサーフェス再構築で滑らかなCAD形状に変換したBefore/After比較イメージ

CAD面化時間 3分(前処理なしの場合15分)  前処理内容:クリーニング → 簡略化

CAD面化時間 4分  前処理内容:なし

人物胸像の高密度ポイントメッシュをサーフェス再構築で滑らかなモデルに変換したBefore/After比較イメージ

CAD面化時間 1.5分(前処理なしの場合6分)  前処理内容:クリーニング → 簡略化

足部の3Dスキャンメッシュをサーフェス再構築で滑らかなモデルに変換したBefore/After比較イメージ

ホーム

クリーニング

面の裏返りや、微小な隙間など、3Dプリンターで出力する際にメッシュの問題箇所を、初心者でも簡単に修正することができます。

POLYGONALmeisterのメッシュクリーニング画面で検査項目リストと不正箇所がハイライトされた3Dメッシュを表示している様子

スムージング

特徴保持:折れている稜線が丸みを帯びることや、丸みを帯びた稜線の丸み半径が大きくなるということなくスムージングが可能です。

他ソフトではスムージングにより約0.2mmのR増大が発生した部品を、POLYGONALmeisterでは形状精度を保持したままスムージングした偏差比較マップ
頭蓋骨の3Dメッシュをオリジナル・特徴保持スムージング・鏡面スムージングで仕上げた3段比較イメージ

ドローンで写真計測した地形へ適用事例

ドローン計測による地形メッシュのオリジナルデータと鏡面スムージング適用後を並べて比較した航空ビューイメージ

データ提供:ESRIジャパン株式会社様

簡略化

理化学研究所「産業界との融合的連携研究制度」の成果

型技術ワークショップ発表資料はこちら

精度保証:元の形状との最大離れ距離を指定することが可能です。他に、サイズ指定、部分簡略化も可能です。

オリジナル・旧版ソフト・POLYGONALmeisterの3パターンでポリゴン削減後のフェース数を比較したメッシュ品質比較イメージ

POLYGONALmeisterでは簡略化後も円弧形状が保もたれている。

等高線付き火山島の地形メッシュをオリジナルとポリゴン削減後で並べて比較したビュー

テクスチャが付いたデータの簡略化例 データ量約10分の1

細分割

周辺のポリゴンとの位置関係から、各ポリゴンの三角形内部のふくらみを推定し、ふくらみを考慮した細かなポリゴンに分割する機能です。

ローポリゴンの頭部モデル(左)をサブディビジョンサーフェスで高精細に変換した出力モデル(右)を並べた比較ビュー

株式会社イーフロンティア様 提供

リメッシュ

後工程で利用しやすいように、正三角形に近いメッシュを再作成します。

不均一な三角メッシュをリメッシュ処理で均質化した前後比較イメージ(穴周りのポリゴンが整形)

切断

メッシュを平面で切断します。切断して、一方を取り除くことも、両方を残すこともできます。
切断箇所の交線が閉じる場合は、切断箇所を平面で埋めることができます。

自動車のメッシュモデルを指定平面でカットし、切断面を埋め込んで前後2つの立体に分割する操作フロー図

トリム

三角メッシュ面の任意領域を赤線で囲み、その部分を切り抜いて穴を開けたBefore/After比較イメージ

集合演算

プリミティブ形状の円柱と直方体にブーリアン演算を適用し、和・差・積に分割した結果を示すイメージ
立方体ブロックに足の3Dモデルをブーリアン演算で凹型にくり抜き、足形の陰型を作成したイメージ

 

シェル配置(位置合わせ)

ベストフィット

形状が同じ複数シェルを一致させるために位置調整したポリゴンメッシュの比較イメージ

円筒合わせ(既存機能)

円筒Aの軸を円筒Bの穴軸に合わせて移動し、正しく挿入された状態を示すステップ図

基本立体

立方体・円柱・円錐・球体の4種類の3Dプリミティブ形状を並べて表示した画像

編集

CTメッシュ整形

CT計測由来のメッシュによく見られる表面の凹凸、段差や、スジ状のフェイスの偏りを軽減し、滑らかで、正三角形に近いフェイス群になるよう、メッシュを整形します。

1クリックでスキャンメッシュ表面の段差を滑らかに補正したBefore/After比較イメージ

光学式メッシュ整形

レーザ計測など光学式計測由来のメッシュに見られる形状の不良不正箇所の改善を1クリックで実行可能です。

  • 表面の微小な凹凸を軽減します
  • 光が届かないことによるメッシュの欠損を補完します
  • 計測対象物の端部を計測することによりメッシュ端部の形状の乱れを軽減します
  • 自己交差などクリーニングコマンドが検出する問題箇所を修正します
  • 形を正三角形に近づけます
スキャンメッシュの粗い表面を平滑化処理で修正したBefore/After比較イメージ

デフィーチャ

メッシュにあいた貫通穴、袋穴、突起など特徴的な部位を、利用者が範囲を指示して取り除きます。

POLYGONALmeisterによるメッシュ上の刻印文字除去処理の前後比較

不要形状を囲って実行ボタンを押すだけ。

凹凸がある穴周辺を選択してメッシュ穴埋め機能を実行し、滑らかに補完された工程フロー図

穴埋め

穴埋めしたい箇所を個別に指示で穴埋めできます。

【部分穴埋め】
個別に指示したメッシュ外周の凹部分など、シェル境界の一部分だけを埋めます。

フリーハンドで囲んだ不規則形状の穴を三角ポリゴンで自動補完して充填したメッシュ修復の手順図

【部分穴埋め】
個別に指示したメッシュ外周の凹部分など、シェル境界の一部分だけを埋めます。

分割されたメッシュの間をブリッジ機能で補完し、途切れたギャップをポリゴンで埋めて一体化したBefore/After比較イメージ

穴の整形

欠損した円孔メッシュを領域指定で円形に整形し、Before/Afterで仕上がりを比較した部品モデルの補正イメージ

抜き穴あけ

面直、X軸、Y軸、Z軸方向に指定した径の貫通穴を空けます。
穴中心はピック位置となります。

ゴルフドライバーヘッドの3Dメッシュモデルに円形穴を追加する前(左)と後(右)を比較したイメージ

貫通・袋穴埋め

メッシュにあいた貫通穴や袋穴を検出して埋めます。

二つの円穴が空いたスクエアプレートのメッシュを穴埋めツールで平坦化したBefore/After比較イメージ

突起除去

閾値により突起を一括検出し削除します。

複雑なラティスメッシュで突起を自動検出して赤く表示し、除去後に滑らかになった比較イメージ

フェイス削除

領域指示、3D球(下図)により選択されたフェイスを削除。

POLYGONALmeisterでラッソ選択した不要メッシュ(紫色部分)を削除する操作イメージ

強力自己交差除去

ポリゴンメッシュの交差・裏返りを検出して自動修正したBefore/After比較イメージ

オフセット

丸穴付き板金ブラケットの三角ポリゴンメッシュ。青色でハイライトしたシェルを抽出し、メッシュ編集例を示す図

厚み付け

メッシュに厚みをつけます。立体のように閉じたメッシュの場合、中空の立体を作ります。
開いたメッシュの場合には、厚みを持った立体が作られます。

POLYGONALmeisterによる閉シェルと開シェルの補正処理の比較
枝分かれした3Dメッシュモデルの穴埋め・切断処理と、最終的な3Dプリント用パーツへ仕上げた工程を示す比較画像

適用例:複雑な血管の内壁に厚みをつけて3Dプリント

モーフィング

投影立体

面状のフェイスを投影して立体を作成

起伏のある地形メッシュに底面を追加し、立体ブロック状に仕上げる変換前後の比較画像

差異立体

形状の差異を比較し、差異を立体として出力。差異立体の体積、表面積、サイズをCSVにて出力可能。
地形の経年比較、土木工事の進捗管理などに利用可能。

POLYGONALmeisterを用いて現在と1年後の地形モデルを比較し、変動箇所をオレンジでハイライトして体積・表面積・サイズを一覧表で定量化した図

平面・円筒面化

POLYGONALmeisterで部品の上面をまず平面化し、その後円筒面化コマンドで円筒形状へ補正するワークフロー図

移植

POLYGONALmeisterでロゴ形状のフェイス群を抽出し、位置合わせ後に移植コマンドで別モデルへ貼り付ける手順図

ループカット

色の境目などめだたない場所で切断

POLYGONALmeisterでポリゴン手首部をパス指定して切り出し、キャラクターモデルから腕パーツを分離した例

稜線化

端フェイス削除

POLYGONALmeisterでポリゴン境界を自動延長し、エッジ数を1〜3へ増やして凹凸を平滑化するメッシュ修正比較図

延長

開いたメッシュの端部を延長します。

POLYGONALmeisterによるメッシュシェル境界の拡張機能──元メッシュ、境界全域延長、指定範囲延長の比較と部品形状での適用例(緑色で延長部分を表示)

エッジ入替え

メッシュの細部の形状を変更する機能です。指示したエッジを、そのエッジの両側のフェイスの頂点を結ぶ直線に入れ替えます。
下の例では、エッジABをエッジCDに入れ替えます。

POLYGONALmeisterによるメッシュ境界のギャップ修正例─A-B-C-D頂点で囲まれた三角形の欠損部を自動で埋め、滑らかな面に補正したビフォーアフター比較

頂点併合

メッシュの細部の形状を変更する機能です。指示頂点を、その頂点に隣接するいずれかの頂点の位置に移動し、一つの頂点にまとめます。

POLYGONALmeisterで発生したポリゴンメッシュのT字頂点(A・B)を結合し、三角形の隙間・アーティファクトを除去した補正前後の比較イメージ

頂点整列

緑色の頂点を赤矢印の先の位置から青い矢印の先の頂点の位置にドラッグすると、エッジ列を変更できます。

POLYGONALmeisterで赤青の交差エッジ(矢印部)を自動検出・削除し、滑らかな三角メッシュに修正したビフォーアフター図


「実行」をクリックすると、青く一時図形表示されていた位置に、頂点が移動します。

フェイス分割

分割する位置を指示して、フェイスを分割する機能です。

POLYGONALmeisterで線とエッジの交点を自動検出して再メッシュ化し、交差トラブルを解消した三角ポリゴン面の修正例

評価

プロパティ

メッシュ、シェル単位で、体積、表面積、重心などを算出。Csv出力可能。

POLYGONALmeisterで自動表示された自動車メッシュの重心と、地形モデル上で八丈島空港エリアの面積を算出する解析画面

距離分布

2つのデータの差異をカラーマップで表現します。
形状として取り出したい場合は差異抽出コマンドを利用ください。

POLYGONALmeisterの板厚マッピング機能で、穴あき平板部品の肉厚分布をカラーマップで可視化した比較イメージ

金属板を3次元計測した後、平面との差異をカラーマップで表現した例

断面線表示

POLYGONALmeisterで自動作成した等間隔の断面ライン(赤)を持つ車両3Dメッシュモデルの可視化イメージ

経路表示

指示された二つの頂点を結ぶエッジ列を表示します。
メッシュの中に、繋がっていないはずの部分が繋がっている場合、意図せず繋いでいる箇所を検出するのに便利な機能です。

POLYGONALmeisterで2頂点間のエッジ列(赤線)と穴あき接合部を示した傾斜円筒メッシュモデルの説明図

厚み検査

メッシュの厚みを検査します。

POLYGONALmeisterの画面でプレス部品メッシュを解析し、左に原形状、右に色分けされた凹凸マップを表示して欠陥部位を可視化する様子


【厚い画所(青)】3.0mm-2.5mm 【薄い箇所(緑)】2.5mm-2.0mm
【極薄箇所(黄)】2.0mm-1.5mm 【危険箇所(赤)】1.5mm-0.0mm

凹凸検査

表面に微細な凹凸を持つメッシュの凹凸の程度をカラー分布(ヒートマップ、フェイスごとのカラーマップ)表示します。

差異拡大断面線

基準平面(青)と計測データの差異を30倍に拡大(緑)した例。IGES出力可能。

POLYGONALmeisterで取得した部品表面のラインプロファイル。青の基準線に対し、緑色の波形が微細な凹凸(表面粗さ)を示している。

色・調整

塗りつぶし

色のないフェイスを色またはテクスチャで塗りつぶせます。

車ボディに貼られたアメリカ国旗柄のテクスチャをPOLYGONALmeisterで欠損補完したビフォーアフター比較

テクスチャ位置合せ

2つのデータの差異をカラーマップで表現します。

POLYGONALmeisterで地形モデルとテクスチャ画像をポイント指定で位置合わせする操作画面

色の転写

あるモデルの色を別のモデルに転写します。
用途例
テクスチャのついたオリジナルモデルを、テクスチャを外して編集処理し、最後にオリジナルモデルのテクスチャを編集後のモデルに転写

POLYGONALmeisterで建物モデルのテクスチャを外して編集し、最後に元のテクスチャを転写するワークフロー図

テクスチャ再構成

左図のような非連続のテクスチャから、必要な領域のテクスチャを再構成します。

POLYGONALmeisterで住宅屋根の太陽光パネル部分をテクスチャ再構成し張り替えた事例の比較図


データ提供:ESRIジャパン株式会社

頂点色化

テクスチャを頂点色に変換

POLYGONALmeisterで頂点カラー化しテクスチャ不要になったドラゴン3Dスキャンモデルの比較


データ提供:株式会社ミマキエンジニアリング

セグメンテーション

1クリックでセグメンテーション。色ごとに部位を抽出したり編集処理することが可能です。

CADデータ

POLYGONALmeisterでメッシュを部位ごとにセグメント化しカラーパーツ表示に変換したショベルカー3Dモデルの比較

計測データ

POLYGONALmeisterでCTスキャン骨盤モデルを臓器ごとに自動セグメント化しカラーパーツ表示した比較画像

境界編集

境界の調整とスムージング

POLYGONALmeisterでメッシュのギャップを自動補完し形状を滑らかにした前後比較図

領域のマージ(セグメンテーションで自動領域分けされた領域を指示により結合します)

POLYGONALmeisterによるカラーメッシュの調整前後の比較

セグメンテーションと境界編集の利用例

POLYGONALmeisterで複雑形状を面ごとに自動セグメント化しカラー表示した前後比較

3Dプリント

造形配置

中央配置、Z0配置、X軸90度回転、Y軸90度回転、フィット。
造型テーブルサイズを参照しながら、配置を行なったり、切断位置を決めることができます。

POLYGONALmeisterの切断ツールで車体3Dモデルに等間隔スライスを設定する操作画面

ピン付き切断

POLYGONALmeisterで球体を切断しフランジ形状へ変換、周囲に等配されたピン穴を自動生成する手順イメージ

Z補正

表方向がZマイナスを向いているフェイス群を、Zプラス方向に指示量だけ移動させます。

POLYGONALmeisterで球状メッシュの下半分フェースを選択し、補正コマンドで形状を修正する工程イメージ

地形

地形メッシュ化

GeoTIFF(地理情報付き画像ファイル)を3次元メッシュ化します。

二値マスク画像から島全体を抽出し、POLYGONALmeisterで実在の火山地形メッシュを生成した例

格子状メッシュ作成

ドローンやレーザ計測機から得られた点群から格子状の3次元メッシュを作成

土量/空間体積

POLYGONALmeisterで土砂ストックパイルを選択し、水平方向と斜面方向の断面から土量・空間容量を自動算出した操作画面と結果イメージ

データ提供:ESRIジャパン

出来形ヒートマップ

計測データと基準との差異をヒートマップで表現します。

地形メッシュモデルとPOLYGONALmeisterで生成した標高差ヒートマップの比較表示例

レリーフ

レリーフ作成/レリーフ埋込み/スタンプ

POLYGONALmeisterによる写真からのレリーフ生成とスマートフォンケースへの画像合成例

文字レリーフ

β版

領域穴埋め

POLYGONALmeisterでメッシュの円筒部分と平面部分の穴を段階的に補修する手順

ラッピング

外側のメッシュを利用してメッシュを再作成します。

POLYGONALmeisterで重なった球状メッシュを統合・補正する処理結果