園生貝塚剥取断面の3Dモデル作成失敗の原因

 Reasons for Failure in Creating a 3D Model of the Sonnou Shell Mound Cross Section

A 3D model of the Sonnou Shell Mound cross section, exhibited at the Chiba City Archaeological Research Center, was created in 2020 and is used as educational material. This time, in order to create a more accurate 3D model, photogrammetry was performed using photographs taken in 2025. However, unusually, the 3D model creation failed. This was due to an incorrect method of orbital photography.

千葉市埋蔵文化財調査センターに展示されている園生貝塚剥取断面の3Dモデルを2020年に作成して、学習材料に使っています。今回、より精度の高い3Dモデルを作成するために2025年撮影写真によりフォトグラメトリ作業をしました。しかし珍しく3Dモデル作成に失敗しました。周回撮影方法が間違っていたためでした。

1　2020年作成　園生貝塚貝層断面　観察記録3Dモデル

園生貝塚貝層断面 観察記録3Dモデル by arakiminoru on Sketchfab

園生貝塚貝層断面　観察記録3Dモデル

平成20年度確認調査

縄文時代後期～晩期（約4000～3000年前）

断面の大きさ：95㎝×270㎝

撮影場所：千葉市埋蔵文化財調査センター

撮影月日：2020.08.21

展示の様子

3Dモデル写真測量ソフト 3DF Zephyr で生成 v5.003 processing 102 images

2020.08.25記事「園生貝塚貝層断面3Dモデル」

2　2025年撮影写真に基づく3Dモデル作成作業

2025年2月25日に園生貝塚貝層断面の写真を233枚撮影し、2026年4月14日に3DF Zephyr Liteで3Dモデル作成作業を行いました。

作業前の印象では、2020年撮影枚数より倍以上の撮影枚数があるので、精度の高い3Dモデル作成を期待しました。

ところが、低密度点群は出来るのですが、何回作業してもそれ以上進みません。設定を趣旨とは異なるもの（ドローン撮影用など）に変更して、「だましだまし」作業して高密度点群、メッシュまで作業を進めましたが、最後のテクスチャメッシュまですすむことができませんでした。また、メッシュの仕上がりも2020年のものより劣るような印象をうけます。結論として、失敗を受け入れざるを得ません。

3　失敗の原因

3DF Zephyr Lite画面に、2020年作業と今回作業のカメラ配置を図示すると、失敗の原因が浮かび上がりました。2020年撮影は教科書的に周回撮影しています。従って、難なく3Dモデルが出来ました。しかし今回作業分は周回とは逆に特定場所からカメラを回転させて対象物の異なる場所を撮影しています。これが原因で3Dモデル作成に失敗したことを確認できました。

実際の撮影では「カニ歩き」で横方向に移動して撮影しているので、それでよいと考えたのですが、垂直方向でカメラが回転したため（見上げる-見下げる）、これが良くない結果と直結したようです。

正しい周回撮影と誤った周回撮影

2020年3Dモデル画像（テクスチャメッシュ）

今回3Dモデル画像（メッシュ）

4　3度目の挑戦

千葉市埋蔵文化財調査センターに次に出かける時に、3度目の園生貝塚貝層断面3Dモデル作成にチャレンジすることにします。

5　園生貝塚貝層断面の意義

園生貝塚平面図（「千葉県の歴史　資料編考古1（旧石器・縄文時代）」から引用）

園生貝塚は台地平面に立地していて、剥取断面の貝層は投棄された貝殻がそのまま堆積した結果を表現しているようです。つまり、斜面を移動してソートされた結果ではありません。従って、斜面を移動して貝層がソートされたと考える有吉北貝塚北斜面貝層資料と比較対照できる資料としての価値があります。

たとえば、園生貝塚剥取断面のオキアサリ（二枚貝）の貝殻向き（下凸か上凸かなど）に一定の傾向がなければ、その場にカゴから「じゃらじゃら」と投棄された状況と整合します。本当にそうであるのか、ファブリック観察すれば判ります。一方、有吉北貝塚北斜面貝層のハマグリ純貝層で同様のファブリック観察を予定していますが、そちらでは、貝殻向きに一定の傾向があれば、二つのデータの比較対照は大変面白いものになります。

縄文遺構の3Dモデル作成習熟プロジェクト

 A project to learn how to create 3D models of Jomon ruins

I am starting a project to learn the skills to create accurate and good-looking 3D models of Jomon ruins. This is a technical field where the Blender function "edge loop bridge" can be useful. To start with, I tried to create a basic 3D model of the Ariyoshi Kita shell mound pit.

縄文遺構の正確で見栄えのよい3Dモデルを作成する技術習得プロジェクトをスタートします。Blender機能「辺ループのブリッジ」が活躍する技術分野になります。手始めに有吉北貝塚土坑の初歩的3Dモデルを作成してみました。

1　過去の取組み

2022年秋頃、大膳野南貝塚屋外漆喰炉3Dモデル作成にチャレンジしました。

2022.09.14記事「3ステージ別屋外漆喰炉・出土遺物3Dモデルを作成」など多数

出土遺物（土器など）を遺物を3Dモデルにする活動のみならず、遺構（竪穴住居、土坑、陥穴、炉穴、・・・）を3Dモデルにすることにもともと興味があります。将来的には、その遺構に人モデルを配置して、動かして、人動作と遺構大きさの関係を知りたいです。

2　縄文遺構の3Dモデル作成習熟プロジェクト

2-1　はじめに

遺物（土器など）は、フォトグラメトリで、つまり遺物の周回撮影写真に基づき、フォトグラメトリソフトにより3Dモデルを作成します。しかし、遺構の3Dモデル作成は発掘調査報告書掲載の遺構平面図・断面図から3Dモデルを作成します。アプローチが全く異なります。より具体的に言えば、遺構3Dモデル作成はBlender技術があってはじめて可能です。Blender技術なくして、遺構3Dモデル作成はないと考えます。

この数か月の間、Blender機能の「辺ループのブリッジ」に親しんだので、ようやく、自分にとって、遺構3Dモデル作成のチャンス到来と感じます。

なお、「辺ループのブリッジ」機能に類似した「Bsurfaces」機能に以前は大いに期待していました。しかし、「Bsurface」機能には弱点（グリースペンシル使用）があることと、最新Blenderバージョン4ではBlenderのバグで使えないことなどから、今年に入って、「Bsurfaces」派から「辺ループのブリッジ」派に転向しました。

2-2　プロジェクトの目標

遺構（竪穴住居、土坑、陥穴、炉穴、・・・）の正確で見栄えの良い3Dモデルを発掘調査報告書掲載平面図・断面図等から作成するBlender操作技術の獲得を目指します。

最終的には遺構とそれを利用する人動作との関係分析を行います。

2-3　プロジェクトのステップ

第1ステップ　遺構種別試作による技術習得課題把握

縄文遺構種別毎に3Dモデルを試作し、技術習得における課題を把握します。

第2ステップ　遺構種別3Dモデル作成

有吉北貝塚はじめ、これまで学習した遺跡を中心に代表的遺構の3Dモデルを作成し、縄文学習で利用できるようにデータベース化します。

2-4　有吉北貝塚077土坑簡易3Dモデル

現在手持ちの技術で、有吉北貝塚077土坑を例に簡易3Dモデルを試作してみました。

有吉北貝塚077土坑簡易3Dモデル by arakiminoru on Sketchfab

有吉北貝塚077土坑簡易3Dモデル

発掘調査報告書掲載資料

3DF Zephyr v8.011でアップロード

3Dモデルの動画

3Dモデルの画像

3Dモデルの画像

2-5　メモ

・Blender技術を試用するための作業として3Dモデルを作成しました。従って、この3Dモデルは発掘調査報告書資料から読みとれる平面・断面詳細情報を表現したものではなく、簡易的に土坑の様子を表現したものです。

・任意に設定した図郭線および4本の平面境界線から3Dモデルを作成しました。平面境界線は傾斜変換線であり、等高線ではありませんが、今回作業では等高線として扱いました。

・辺ループのブリッジ機能、Bsurfaces機能ともに1回の操作では、一見はよいのですが、よくみるとほんのわずかですが「面のよじれ・重なり」が生じてしまいました。

・Bsurfaces機能作業+辺ループのブリッジ機能及び辺ループのブリッジ機能2回の操作で「面のよじれ・重なり」のない全うな3Dモデルを作成することができました。

・平面図・断面図から読みとれる全情報を活用した3Dモデル（精細3Dモデル）を追って作成し、簡易3Dモデルとどの程度印象が異なってくるか、比較が楽しみです。

河川争奪説明等高線図の3Dモデル作成

 Creating a 3D model of a contour map explaining river capture

Using the v.surf.rst tool (a GRASS plugin for QGIS), I created a 3D model of a contour map explaining river capture published in a geomorphology textbook. Naturally, a 3D model allows you to observe the topography in more detail than a contour map, which in turn helps you understand the river capture phenomenon.

v.surf.rstツール（QGISのGRASSプラグイン）を使って、地形学専門書に掲載されている河川争奪説明等高線図の3Dモデルを作成しました。当然のことながら等高線図よりも3Dモデルの方が地形を細部まで観察できて、その分河川争奪現象の理解が進みます。

1　河川争奪説明等高線図

河川争奪説明等高線図（「地形学」（F.マハチェック著、技報堂、昭和50年）から引用）

2　河川争奪説明等高線図の3Dモデル

河川争奪説明等高線図の3Dモデル by arakiminoru on Sketchfab

河川争奪説明等高線図の3Dモデル

河川争奪説明等高線図は「地形学」（F.マハチェック著、技報堂、昭和50年）から引用

上が河川争奪前、下が河川争奪後

3DF Zephyr v7.531でアップロード

3Dモデルの画像

3Dモデルの動画

3　参考

花見川は河川争奪により生まれた河川ですから、河川争奪には大いに興味を持っていて、これまで多数の記事を書いてきています。

記事例

2014.04.22記事「花見川河川争奪の特異な原理　動的河川争奪」

2014.04.23記事「動的河川争奪　追考」

2014.05.08記事「花見川河川争奪のまとめ」

2014年当時v.surf.rstツールが利用できる状況にあれば、その時の河川争奪検討はもっと深まり、わかりやすい表現が可能であったとふりかえります。

花見川が河川争奪河川であったために東京湾と印旛沼を結ぶ舟運路（途中に船越（＝短区間陸路）あり）が古代に栄えました。その後、江戸期には東京湾と印旛沼を完全に水路で繋ぐ工事（印旛沼堀割普請、国家的プロジェクト）が行われました（失敗）。現在は印旛沼の洪水を東京湾に流す放水路の役割を担っています。

天竜川流域地形模型（飯田市美術博物館展示）の3Dモデル作成を楽しむ

 Enjoy creating a 3D model of the Tenryu River Basin Topographic Model (Iida City Art Museum Exhibition)

A huge topographical model of the Tenryu River basin is on display at the Iida City Art Museum. I enjoyed creating a 3D model of this terrain model using photogrammetry. I found a lot of interesting landforms, such as the valley watershed of the Median Tectonic Line and the meteorite impact crater. Issues with SfM-MVS technology were also identified.

飯田市美術博物館に巨大な天竜川流域地形模型が展示されています。この地形模型の3Dモデル作成をフォトグラメトリーにより楽しみました。中央構造線の谷の谷中分水界とか、隕石衝突クレーターとか面白い地形が沢山見つかりました。SfM-MVS技術の課題も判明。

1　天竜川流域地形模型（飯田市美術博物館展示）3Dモデル

天竜川流域地形模型（飯田市美術博物館展示）3Dモデル by arakiminoru on Sketchfab

天竜川流域地形模型（飯田市美術博物館展示）3Dモデル

展示の様子

3DF Zephyr で生成 v7.517 processing 802 images

3Dモデル画像

3Dモデル画像（調整前）

3Dモデル動画

2　地形に関する感想

天竜川流域地形模型をじっくり見る中で例えば次のような興味が深まりました。

ア　中央構造線の谷に幾つかある谷中分水界

中央構造線の谷（飯田市付近では遠山谷）に谷中分水界が幾つかあり興味を引きます。アメリカ西部乾燥地形とかアラスカにおける谷中分水界の様子を楽しんだことがありますが、アメリカまで行かなくても、天竜川流域に面白い谷中分水界があり、いつか初心追究的学習を楽しむことにします。

イ　御池山隕石クレーター

御池山隕石クレーターの表示が地形模型にあります。別の展示コーナーで御池山隕石クレーターの詳しい説明があります。いつか現場を観察してみることにします。オーストラリアの隕石クレーターに興味を持ち、記事を書いたことがあります。オーストラリアまで意識を広げる前に、この天竜川流域の隕石クレーターを学習すべきだったです。

御池山隕石クレーターの説明パネル

3　フォトグラメトリー技術に関する感想

3Dモデル画像（カメラ配置）

撮影枚数は802枚と多くなりましたが、3Dモデルは自分の期待するものにはなりませんでした。文字説明プレートが結像しないで「萎れて」しまったところがかなりあります。カメラから遠い模型中央部付近のプレートが結像していません。模型の中に入り込んだり、空中から撮影できないので、模型中央部付近はズームで拡大して撮影して、改善が図られるか、いつか検討することにします。

4　地形模型というものに関する感想

学芸員の方の説明によると、この地形模型は30年前につくられたもので、本来は人文社会現象説明用につくられ、その後一部を切り取って現状の姿にして、現在展示しているとのことです。

この地形模型は、自分に興味を生み出してくれる刺激あふれる装置であり、たいへん判りやすい教材です。一種の感動をおぼえました。

同時に、別の感想も生まれました。同じ地域の地形模型（3Dモデル）をパソコン内でつくることが、即座にできます。地理院地図サイトなどで精細な地形3Dモデルが、自分などでも、一瞬といえる間にできます。現物地形模型とは、30年前と違って、2024年では、それ自体がとても贅沢な価値があるモノのではないだろうかと感じました。

ガラス面越し撮影3Dモデル作成における反射光除去の様子

 Reflected light removal in creating a 3D model photographed through the glass surface

Photogrammetry software (3DF Zephyr Lite) automatically removes more reflected light than expected when creating a 3D model shot through the glass surface, so I recorded the situation.

ガラス面越し撮影3Dモデル作成において、フォトグラメトリソフト（3DF Zephyr Lite）が思った以上に反射光を自動除去するので、その様子を記録しました。

1　ガラス面越し撮影写真とそれで作成した3Dモデルの比較動画

ガラス面越し撮影写真とそれで作成した3Dモデルの比較動画

●諸元

諸磯b式浅鉢（No.6）（東京都七社神社前遺跡）　観察記録3Dモデル

撮影場所：千葉市埋蔵文化財調査センター令和4年度特別展「遺物から見える地域文化の発達　縄文時代前期後葉～末葉」

撮影月日：2023.02.16、2023.02.27

3DF Zephyr v6.513で生成 processing 219 images

Moroiso b-style shallow bowl(No.6)(Nanashajinjamae site,Tokyo)Observation record 3D model

Location: Chiba Buried Cultural Property Research Center Reiwa4 Special Exhibition "The development of local culture seen from relics: the latter half of the early Jomon period to the final period of the early Jomon period" 

Shooting date: 2023.02.16 & 2023.02.27

Generated with 3D model photogrammetry software 3DF Zephyr v6.513 processing 219 images

2　3Dモデル作成後に手作業で除去した反射光

この事例の場合、次の反射光は自動除去できなかったので、別途手作業で除去しました。

別途手作業で除去した反射光

今回は3DモデルをWabefront(.obj)ファイルとして書き出し、生成されるテクスチャファイルの該当部分をPhotoshopの編集→塗りつぶし→コンテンツに応じるで反射光を除去しました。この反射光が写っている写真を特定除去して、テクスチャ付き3Dモデルを再作成することによっても反射光を除去することができます。

3　メモ

3DF Zephyr Lite以外のフォトグラメトリソフトを使ったことがないので他のソフトの性能は判りませんが、3DF Zephyr Liteに限っていうと撮影枚数が100枚以上になるとガラス面反射のほとんどが消えてなくなることを体験しています。従って、最近の撮影はガラス面反射をできるだけ避けて撮影することを心がけるのではなく、一筆書き的連続撮影を乱れることなくスムーズに継続させることと、より多数枚撮影を心がけています。

有吉北貝塚北斜面貝層基底地形の3Dモデル作成（技術テスト）

 Creation of a 3D model of the basal topography of the shell layer on the north slope of the Ariyoshi Kita Shell Mound (technical test)

As a technical test, I made a 3D model with Blender for the base topography of the Ariyoshi Kita Shell Mound North Slope Shell Layer for 3 shell layer cross-sections. The Bsurfaces function generated a curved surface connecting the three cross-section lines.

有吉北貝塚北斜面貝層の基底地形について、貝層断面図3枚分について、技術テストとしてBlenderで3Dモデルにしてみました。Bsurfaces機能で3本の断面線を結ぶ曲面が生成しました。

1　貝層断面図

3枚の貝層断面図

2　貝層断面図の3D空間配置

3枚の貝層断面図の3D空間配置

作業を観察しやすくるために、断面図間の距離は実際より広げています。

3　基底地形3Dモデルの生成

基底地形3Dモデルの生成（技術テスト）画像

基底地形3Dモデルの生成（技術テスト）3Dモデル by arakiminoru on Sketchfab

基底地形3Dモデルの生成（技術テスト）3Dモデル

動画

BlenderのBsurfaces機能で断面線をつなぐ曲面を生成させることができました。

4　基底地形3Dモデルの干渉色塗色

基底地形3Dモデルの干渉色塗色（技術テスト）画像

基底地形3Dモデルの干渉色塗色（技術テスト）3Dモデル by arakiminoru on Sketchfab

基底地形3Dモデルの干渉色塗色（技術テスト）3Dモデル

動画

基底地形3Dモデルに干渉色を塗色することにより、地形の詳細を直観的に理解することができます。干渉色繰返1回画像を利用しました。

5　感想

・BlenderのBsurfaces機能で断面線からそれを結ぶ曲面を生成できることを確認しました。隣接する断面線形状がどこまで変化するまで曲面生成が可能なのか、その程度について今後把握することにします。また曲面生成に失敗する場合、どのように対応して曲面生成を実現するのか検討することにします。想定補助断面挿入とか、断面線分割による作業などが俎上にあがるのだと思います。

・断面図だけの場合より、基底面地形3Dモデルを用意した場合の方が、自分の場合ですが、貝層（地層）発達史に関する思考がはるかに活性化します。地形や遺構の3Dモデル作成意義が学習上きわめて大であることを直観します。

・高さ方向に変化する干渉色縞模様を3Dモデルに塗ると3Dモデルの形状が良くわかります。干渉色変換ツールを公開しているやまだこーじさんに感謝します。

3Dモデル作成とGigaMesh Software Framework展開

 3D model creation and GigaMesh Software Framework deployment

I summarized the 3D model creation and GigaMesh Software Framework deployment for Kasori E type pottery from February to May 2022.

「2022年2月～5月の縄文土器学習記録」と銘打って今年2月以降の縄文土器学習の要点を記録としてまとめています。この記録は次のような目次を予定しています。

…………………

1　はじめに

2　これまでに開催された企画展「あれもＥ…」と学習の概要

3　令和3年度企画展「あれもＥ…」と学習活動

3-1　展示土器の3Dモデル作成と観察

3-1-1　観覧と写真撮影

3-1-2　3Dモデル作成とGigaMesh Software Framework展開

3-1-3　3Dモデルによる土器観察

1）意匠充填系土器

2）入組系横位連携弧線文土器

3）対向系横位連携弧線文土器　外

3-2　3Dモデル分析

3-3　興味を覚えたテーマ（講演会含む）

3-4　習得した3Dモデル関連技術

3-5　感想

4　今後の学習について

4-1　令和4年度企画展開催までの学習活動

4-2　令和4年度企画展にかかる学習活動

…………………

この記事では次の目次部分を掲載します。

…………………

3　令和3年度企画展「あれもＥ…」と学習活動

3-1　展示土器の3Dモデル作成と観察

3-1-1　観覧と写真撮影

3-1-2　3Dモデル作成とGigaMesh Software Framework展開

…………………

……………………………………………………………………

3　令和3年度企画展「あれもＥ…」と学習活動

3-1　展示土器の3Dモデル作成と観察

3-1-1　観覧と写真撮影

ア　第1回観覧

観覧日：2022.02.22

3Dモデル作成用撮影対象土器数：7

撮影枚数：935（注）

館内活動時間：1時間40分

イ　第2回観覧

観覧日：2022.02.24

3Dモデル作成用撮影対象土器数：7

撮影枚数：984

館内活動時間：1時間50分

ウ　第3回観覧

観覧日：2022.03.02

3Dモデル作成用撮影対象土器数：10

撮影枚数：1442

館内活動時間：2時間10分

エ　撮影の実際

撮影対象の選択は、全体をじっくりみてから脳内に湧いてくる興味の強さの大きさ順を基本としています。

他の観覧者に迷惑をかけないように、他の観覧者がいないときにのみ撮影しています。観覧は他の観覧者が少ない午後3時以降閉館までで、それが自分の展示館訪問パターンです。

撮影の様子

全ての撮影でスケール（ファイバー製の黄色折尺）を写し込んでいます。これにより3Dモデルに実寸情報付与が可能となっています。

注　撮影枚数の数値はシャッター数です。実際のファイル数はブラケット撮影で5フィルター写真を撮影しているのでその5倍です。

3-1-2　3Dモデル作成とGigaMesh Software Framework展開

企画展展示土器で3Dモデルを作成したものは次の通りです。

3Dモデルを作成した土器（加曽利EⅢ式～称名寺Ⅰ式）　写真は加曽利貝塚博物館パンフレットから引用

3Dモデルを作成した土器（北白川C式系土器）　写真は加曽利貝塚博物館パンフレットから引用

3Dモデルは3DF Zephyr Liteで作成し、全てSketchfabに投稿してwebで閲覧できるようにしました。Sketchfab画面サムネイルを集めると次のようになります。

加曽利E式土器3Dモデルのサムネイル

3Dモデルはすべて実寸法を付与しています。

作成した3Dモデルは一部を除きすべてGigaMesh Software Frameworkによる平面展開を行い、色塗りにより文様の把握を行いました。

GigaMesh Software Frameworkによる平面展開画像　左は3Dモデル正面オルソ投影

3Dモデルは全て動画撮影してYouTubeで公開しています。

YouTube公開動画サムネイル