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Shade3D Ver.27
Shade3D Professional Ver.27以上のグレードでは、3Dガウシアンスプラッティング（以下3DGSと呼ぶ）へ対応いたしました。
3DGSは、複数の写真や動画からAI技術により構築された3D空間データで、物体や周囲の風景を高品質かつ、高速でリアルタイムに再現することができる次世代の描画技術です。
Shade3Dでも図面上の表示や点群ツールによる編集、過去に制作したポリゴンや自由曲面などの3Dモデルと組み合わせた高品質なアセット制作を行うことができます。
Shade3Dにおける最新技術・機能を知ることでモデリングや表現力を向上した適切な運用を行うことができるので、Shade3D Ver.27.1で搭載された3DGS関連の新機能について解説いたします。
対応グレード
3DGSは、Shade3D Ver.27以上のProfessional/Civil/Ultimateのグレードに搭載された機能です。
グレード別機能比較表はこちら
動作環境
Shade3D Ver.27（Professional/Civil/Ultimate）で定めた動作環境でご利用いただけます。
ただし、動作環境に記載されている通り「流体シミュレーション」の項目で定められた必須のCPU、OS、ハードウェアが必要となります。
動作環境ページはこちら
3DGSと点群との違い
点群は、3Dスキャナ等から取得した座標と色情報を持つ集合した点の集まりで、拡大すると点と点の間には空間が存在します。
3DGSは、画像や映像から算出した点に、質感（色や透明度や輝度など）などの情報を持つ楕円体を「3Dガウス分布」で拡散し、点と点の間をなめらかに補完することでフォトリアルな空間を表現する技術です。
ガウス分布（正規分布）は、平均値のまわりにデータを多く集め、左右対称の山型の確率分布の一つです。
・ガウス分布で拡散された楕円体
・3DGSによる楕円体で再現したフォトリアルな空間
Shade3Dで3DGSを余すことなく活用する
Shade3Dでは、ポリゴンメッシュなどの3Dモデルと組み合わせ、高品質な風景や物体のアセットとしての利用や、glTF形式で入出力しVRやメタバース空間で3DGSモデルとして利用することができるので、高品質で効率的なデータ運用を行うことができます。
また、3DGSをポリゴンメッシュへ変換することもできます。
3DGSをglTF形式でメタバースに出力
・Shade3Dによる3DGSの描画
・3DGS対応のViewerによる3DGS表示図
Shade3Dでは3DGSモデルをglTF形式で入出力することができます。
特に出力時に、視線変化に応じた色情報を削減して出力（「球面調和係数の出力次数」の指定）でき、利用場面に応じて光沢等の見た目の品質をわずかに落とすことで出力ファイルサイズを最大75%削減することができます。
・球面調和係数の出力次数:0 データ量：57MB
・球面調和係数の出力次数:3 データ量：230MB
極端な例となりますが、上記画像が球面調和係数の出力次数の「0」「3」の違いとなります。
光沢などの明暗が変わるだけでなく、球面調和係数の出力次数を「3」で出力した場合は「光沢」や「フレネル反射（形状の表面を浅い角度で見た時の反射）」など、視線方向による光の変化が反映されます。
球面調和係数の出力次数を「0」で出力した場合、視線方向による光の変化は小さくなりますが、ファイルサイズが大きく減少します。
光の変化が目立たないデータの場合は「0」での出力によるサイズ削減を試すこともお勧めします。
【サポート情報】3DGSモデルをglTF形式で利用するには、双方の技術に対応したソフトウェアが必要です。
3DGSヘ対応していない場合は、点群（点列メッシュ）としてインポートされます。
点群データそのものに対応していない場合は、形状は表示されません。
ラッピングメッシュで高品質なポリゴンモデルへ
ラッピングメッシュ機能を利用して3DGSモデルからポリゴンメッシュを生成できるようになりました。
詳細な外形をメッシュ化することができるほか、3DGSが持つカラーについてもポリゴンメッシュの頂点カラーとして反映させることができるため、色や質感などを反映したメッシュモデルの生成を行うことができます。
・3Dガウシアンスプラッティング
・ポリゴンメッシュ
※ラッピングメッシュとは
選択した複数の形状や複雑なモデルの全体を、1つのポリゴンメッシュで包むように覆う機能です。
詳しくは以下のWebサイトをご確認ください。
また、ラッピングメッシュは、3DGSや点群以外の形状タイプとも複合させることができます。
スキャンの際に欠けた部分をポリゴンメッシュや線形状などで補完した上で生成することができるため、穴の補完や改修等などの用途にも活用することができる大変便利な機能です。
・点群のみにラッピングメッシュ
・点群+ポリゴンメッシュにラッピングメッシュ
PLY形式による違い
3DGS、点群で利用するPLY形式は汎用的なフォーマットのため、同じ拡張子でも3DGSの情報を保持しているもの、点群の情報のみのものなど、データの内容はさまざまです。
利用するPLYファイルが3DGS、点群、それ以外のどのデータを持っているかはファイルの生成、配布元などから事前に確認する必要があります。
・3Dガウシアンスプラッティング
・点群データ
そのため同じPLY形式でも3DGSに関連する情報を保持していない場合は、インポートしても通常の点群データとして扱われますので、ご注意ください。
また、Shade3Dへファイルメニュー > インポート > 点群 (las/pcd/ply/pts/xyz/xyzn/xyzrgb)より「3DGS」情報を保持したファイルを読み込んでも点群データとしか読み込まれません。
3DGSを利用する場合は、ファイルメニュー > インポート > 3Dガウシアンスプラッティング(ply)よりファイルを読み込み、適切なファイルを選択してインポートを行なってください。