PLY を 3MF に変換

どちらの形式でもスキャンをスライサーに持ち込めますが、3MF のほうが多くの情報を運べます。単位をモデル要素の中で宣言するので、スライサーが自前の慣例に頼らずに済みます。頂点も 1 回だけ格納して各三角形から参照するので、頂点を三角形ごとに 3 個ずつ繰り返す STL より無駄がありません。

これで印刷そのものが変わるわけではありません。変わるのは、スキャンからプレートまでの間で失敗しうる箇所の数です。スキャンした幾何情報はスライサーが受け取る中でもっとも予測しづらい入力なので、この差は意味を持ちます。

ここで書き出す 3MF は、常に unit="millimeter" と宣言します。PLY の座標はそのまま——換算せずに——書き写されます。PLY には単位そのものがなく、換算しようにも元になる情報がないからです。つまりこの変換は、ファイルが持っていなかった事実を主張していることになります。

構造化光やレーザーでのスキャンなら、この主張はたいてい正しいはずです。装置が自分の光学系を知っていて、ミリメートル単位で結果を返すからです。写真からの構造復元（フォトグラメトリ）では、この主張はほぼ意味をなしません。そのパイプラインは未知のスケール係数までしか形状を復元できないため、実寸 200 mm の物体が 1 桁の座標にも、4 桁の座標にもなり得ます。撮影時に定規や基準スケールを写し込むか、MeshLab で既知の寸法を測って先にスケールを合わせてください。単位を誤って信じたスライサーは、誤った部品を印刷します。

この組み合わせでは損失がもっとも目立ちます。頂点ごとの色こそがスキャンを PLY にする理由そのものだからです。読み込み処理は各頂点要素から x、y、z だけを取り出し、赤・緑・青・アルファ・法線・信頼度・品質・独自プロパティはすべて読み飛ばして、最終的に捨てられます。

3MF は色を持てる形式です。材質グループ、色グループ、三角形ごとの属性インデックスがあり、多材質プリンターはそれらを実際に使います。しかしここでは何も書き込まれません。色付きの印刷が目的なら、この変換ではなく、スライサー自身のペイント機能かテクスチャ付きメッシュを読めるベンダー製パイプラインを使ってください。

PLY が頂点だけを宣言し、面を持たない場合、変換はそこで止まりその旨を伝えます。制限というより正しい判断です。スライサーが内側と外側を計算するには閉じた面が必要で、点の集合にはどちらもありません。片方をもう片方に見立てる誠実な既定値は存在しません。

面を作る工程はプレビューのあるツールで行うべきものです。MeshLab や CloudCompare はポアソン再構成やボールピボット法を提供しており、どちらを選ぶか、どんなパラメータを与えるかで結果が目に見えて変わります。だからこそ変換ツールが勝手に選ぶべきではありません。先にメッシュ化して確認し、それから変換してください。

この経路では溶接処理を行いません。STL や OBJ の読み込みでは重複した頂点をまとめますが、それはそれらの形式が重複を伴って届くのが日常だからです。PLY の読み込みでは頂点配列と面インデックスをファイルが記述した通りに扱います。メッシュ化の段階ですでに意図的な判断が行われているためです。

そのため 3MF の頂点数は PLY ヘッダーの頂点数と一致し、三角形数は面数と一致します。確認はしやすくなりますが、変換側では何も整理しません。重複頂点や未参照頂点、スキャンにあったシームの分割はそのまま残り、それがマニフォールドエラーの原因だったなら、そのまま原因であり続けます。

スキャンにはスキャナーから見えなかった箇所——アンダーカット、物体を置いていた面、暗い面や鏡面反射する面——に穴が空いています。複数回のスキャンを統合した場合は、背景の破片や自己交差も含まれがちです。

3MF は印刷可能なオブジェクトを閉じたマニフォールドの立体として想定していますが、この変換ではそれを検査も強制もしません。ファイルはスライサーで開けますし、スライサーが何が問題かを教えてくれます。MeshLab の穴埋め、Meshmixer のインスペクター、Blender の 3D-Print Toolbox などで事前に直しておくほうが、スライサーの警告を何度も見るより速く済み、印刷が成功するかどうかを左右する工程でもあります。

3MF はリソース部に 1 つのオブジェクト、ビルド部に変換行列のない 1 つのアイテムだけを持ちます。PLY は 1 つの面しか持たず、それ以外の表現方法がないため、分けるものも配置するものもありません。

名前の属性も書き込まれないので、スライサーには無名のオブジェクトとして表示されます。スキャンした対象に複数の分離した面が含まれている場合——組み立て品をスキャンした、あるいは背景の破片が付いたままの場合——インポート後に「パーツで分割」を実行すれば、つながり方をもとに見つけ出せます。不要な破片を消すにもいちばん速い方法です。

エントリーが 3 つだけの ZIP です。[Content_Types].xml は .model と .rels の拡張子をコンテンツタイプに対応付け、_rels/.rels はモデルを指す関係を 1 つ持ち、3D/3dmodel.model が 3MF のコア名前空間で幾何情報を保持します。この構造があるからこそ、XML が入っているだけの ZIP ではなく OPC パッケージとして扱われます。model だけを渡されたスライサーはアーカイブを拒否します。

これはモデルファイルであってプロジェクトではありません。印刷プロファイル、フィラメントの割り当て、プレートのレイアウト、サムネイル、オブジェクトごとの設定は含まれません。これらは幾何情報ではなくスライサー独自の拡張だからです。スライサー側で選んだプロファイルが適用され、必要ならもっと大きな独自のプロジェクト用 3MF をそこから保存できます。

時間の節約になる順番は、点群をメッシュ化し、背景の破片を削除し、穴を埋め、スライサーが扱える程度まで間引き、既知の寸法でスケールを合わせ、それから変換する、という流れです。どれもフォーマットの問題ではなくスキャン自体の問題であり、スライサーの中よりも MeshLab やスキャナーのソフトウェアの中でやるほうが簡単です。

変換そのものはブラウザーの中だけで完結します。ダウンロードするエンジンもなく、アップロードもなく、上限は 100 MB です。スキャン対象が人物や顧客の所有物、公開したくない部品であるときに、この点が効いてきます。スライサーに届くファイルは、撮影された機械から一度も出ていきません。