タイムラプス撮影を3Dに応用することで、世界の変化をこれまでにない方法で記録し、理解できるようになっています。連続した写真の撮影と3D復元を組み合わせることで、時間の経過を含めた「4Dモデル」を作り出すことができます。これは実際の写真から生成することも、3Dソフトの中だけでシミュレーションすることも可能です。活用分野は幅広く、建設現場の進捗管理、地質の観測、文化遺産の保存、教育などがあります。さらに、ドローンによる撮影のしやすさやAIによる処理の効率化によって、3Dタイムラプスモデリングは科学、産業、そして物語を伝える手段として欠かせないツールになりつつあります。
タイムラプスは、何時間・何日・何年もの出来事を数秒の映像に凝縮できるため、常に視聴者を魅了してきました。ですが、これを3Dモデリングと組み合わせると、単なる映像効果以上のものになります。3Dタイムラプスでは、変化を「見る」だけでなく、正確な空間データとして「測定・分析・操作」することができるのです。たとえば花が咲く様子やビルが建っていく様子を、ただ眺めるのではなく、シーンを回転させたり拡大したりして、あらゆる角度から詳しく観察できるようになります。
「これらの技術のおかげで、トリンチェラ遺跡群をすべて仮想空間で復元できました。まるで発掘されていない状態の遺跡を研究できるのです」― 研究者 ベニート・カルボ氏（4D復元の活用について）
従来のタイムラプス動画は、時間を圧縮し、平面的なフレームの連続として見せます。変化は分かりますが、視点は一つに固定されてしまいます。一方で3Dタイムラプスは、時間の各区間を立体データとして復元します。これにより、視聴者は空間の中を自由に動き回りながら、変化を奥行きまで含めて観察できるのです。たとえば、yoshi2233氏の次の動画では、複数の撮影をつなぎ合わせてタイムラプスとして再構築する様子が確認できます：
この違いこそが3Dタイムラプスを強力なものにしているのです単なる映像効果ではなく、時間の変化を体験し、分析するまったく新しい方法なのです。
実世界の3Dタイムラプスは、カメラやドローン、スキャナーを使って、同じ対象を何日間、何週間、あるいは何年にもわたって繰り返し撮影して作られます。撮影した画像は一定間隔で3Dモデルに再構築され、それを順番につなげてタイムラプスとして表現します。この方法は、建設現場の進捗管理、地質調査、生態系の観察などで広く活用されています。Helios Visionsによる次の動画では、実際の撮影データを使って3Dモデルを作成した例を見ることができます：
タイムラプスは必ずしも実世界を撮影して作る必要はありません。3Dソフトの中で作るシミュレーションタイムラプスでは、時間の経過に合わせて日光や天気の変化、植物の成長、建物の建設などを動きとして表現できます。この方法は、建築や都市計画、教育などで、実際に起こる前の変化を可視化できます。たとえば、Chris R氏の“かぼちゃのタイムラプス”では、Blenderなどのソフトを使って自然の動きを再現する様子が紹介されています：
一部のプロジェクトでは、現実世界の撮影とシミュレーションを組み合わせることがあります。たとえば、都市計画では、実際の街の成長を3Dタイムラプスで記録したうえで、今後10年のインフラの拡張をシミュレーションで補完することがあります。文化遺産のプロジェクトでは、現実の劣化状況を記録し、その上に修復後の姿を予測したモデルを重ねて表示することもあります。
シミュレーション以外の3Dタイムラプスの作り方には、いくつかの工程があります。たとえば、画像やデータを取得すること、3Dモデルに再構築すること、そしてデータを正しく位置合わせすることなどです。
現実の3Dタイムラプスの基本は、対象を繰り返し撮影することです。撮影方法は、三脚に据えた地上でのカメラ撮影、ドローンによる決まった経路の撮影、レーザースキャナーによる環境の記録などがあります。撮影のタイミングは、間隔を自動で調整する装置や飛行データをプログラムされたドローンなどで一定に保たれます。
撮影した画像は、写真やスキャンから立体を再現する方法を使って3Dモデルに変換できます。たとえば、複数の写真から物体の形を計算して立体を作る「写真測量」や、レーザースキャナーによる測定などです。さらに、AIを活用したソフトウェアも導入されており、処理を速めたり、誤差を減らしたりするのに役立っています。
時間ごとに作られた3Dモデルは、正しい位置にそろえて連続した流れにします。こうしてできるのは、単なる一枚の静止スキャンではなく、時間とともに変化するデータセットです。高い精度で測定できる変化を、立体的に追うことができます。
氷河の後退や植物の成長、土壌の浸食などは、日常のスピードではほとんど変化が分かりません。3Dタイムラプスを使えば、何年もかかる変化を数秒で観察できるうえ、立体的な形や位置の正確さもそのまま残せます。
数字やグラフは情報を伝えるのに役立ちますが、タイムラプスは誰にでも理解できる「視覚での伝え方」ができます。4D復元を使えば、高層ビルがどのように建設されるかを投資家に見せたり、自然保護の課題を一般の人に伝えたり、科学データを授業でリアルに示すことができます。
3Dタイムラプスは見た目の効果だけではありません。ミリ単位の精度でデータを記録できるため、地形の変化を数値で示したり、建設の進み具合を測定したり、自然保護の成果を科学的に分析したりすることが可能です。
さまざまな業界が3Dタイムラプスを取り入れ始めています。写真から立体モデルを作る「写真測量ソフト」の市場は急成長しており、2025年の約16億9,000万ドルから2033年には約51億ドルに拡大すると予測されています（グローバル・グロース・インサイツ社, 2025年）。
3Dタイムラプスのモデルは、工事の進み具合をわかりやすく見せる報告資料として活用できます。平面的な写真とは違い、足場や鉄骨、道路がどの段階でどのように現れたのかを、時間ごとの3Dデータで確認できるのです。これにより透明性が高まり、トラブルの防止や遅延の予測にも役立ちます。スタジアムや高速道路、橋といった大規模プロジェクトでは、進捗管理や関係者への報告のために、この技術に頼る場面が増えています。建築ビジュアライゼーション（archviz）の分野では、実際の記録に限らず、3Dソフトを使って「仮想のタイムラプス」をシミュレーションすることもできます。光の当たり方の違いを見せたり、演出的な効果としてデザインを際立たせたりできるのです。Decodedによる次のタイムラプスのチュートリアルでは、その一例が紹介されています：
自然環境は常に動いています。川は流れを変え、氷河は後退し、砂漠は広がり、森は再生します。3Dタイムラプスを使えば、こうした変化を詳細に記録でき、気候変動のシミュレーションだけでなく、実際の変化を映像として示すことができます。農業分野でも応用が期待されています。たとえば栽培シーズン全体を1つの映像にまとめることで、土壌の変化や灌漑の効果、作物の成長をわかりやすく示せます。Google Earthのこのタイムラプスは、画像活用の参考になるだけでなく、環境研究や報告に3D／4Dタイムラプスを応用できることを示しています。
環境分野のより現実的な例については、「実世界の事例」のセクションを参照してください。
歴史的な建造物は、天候や大気汚染などによって常に変化しています。従来のスキャンではある時点の状態しか記録できませんが、3Dタイムラプスを使うと、侵食の進行や保存処理の影響を時間の流れとして見ることができます。考古学では、発掘の進み具合を記録するために活用され、土や遺物の層がどのように変化していくかを確認できます。この手法は、歴史的な建物や都市にも応用可能です。例として、ZERO ONEによるポンペイの3Dタイムラプスアニメーションをご覧ください：
科学や産業分野にとどまらず、3Dタイムラプスはアーティスティックな表現のためのツールとしても使われています。アーティストは都市や風景の歴史を想像してアニメーション化したり、教育の場では気候変動の影響をシミュレーションして、授業をよりわかりやすく面白くしたりしています。映画やゲームでは、タイムラプスを仮想世界に取り入れることで、臨場感のある物語を作ることもできます。映画制作の例として、StudioBinderの次の動画で、タイムラプスが映像にどのように活用されているかを見ることができます：
簡単な実験であればスマートフォンでも可能ですが、本格的なプロジェクトではDSLRやミラーレスカメラを使うとより精度が上がります。間隔を自動で撮影できる「インターバロメーター」を使うと作業が楽になります。また、ドローンを使えば広い範囲の撮影も可能で、一定の空路を飛ばすことで安定した空撮データを取得できます。こうしたドローンの活用も広がっており、ドローン用の写真測量ソフトの市場は2023年に約26億ドルで、2033年には約87億ドルに成長すると予測されています（Data Horizon Research）。
撮影した画像やドローンの空撮データから3Dモデルを作るには、Agisoft MetashapeやPix4Dといったソフトがよく使われます。技術の進歩が早い分野なので、近い将来にはAIを活用した新しいソリューションも登場しそうです。これらのソフトでは、モデルの位置合わせを自動化したり、光のムラを補正したりといった作業を効率化できるようになり、3Dタイムラプスの制作がより手軽でスピーディーになります。
シミュレーションやハイブリッド型のタイムラプスでは、Blender、Maya、Houdiniといったソフトがよく使われます。これらのソフトを使うと、アーティストや専門家が、植物の成長や建設の進行、地形の浸食、光の変化などを、現実の変化に近い形でアニメーション化することができます。
カメラの位置が少しでもずれると、時間ごとのモデルの位置合わせがうまくいかなくなります。三脚やロボットマウント、ドローンの自動飛行などを活用することで、精度を保つことができます。
雲や影、季節ごとの光の違いは、3Dモデルの再構築アルゴリズムを混乱させることがあります。そのため、カメラの露出設定を一定に保ったり、時間ごとのデータを補正したりするなどの工夫が必要です。
高解像度の3Dタイムラプスでは、データ量が数百ギガバイト、場合によってはテラバイトに達することもあります。これらを扱うには、高性能のワークステーションやクラウド環境が必要です。AIを使った最適化により、データの圧縮や作業の自動化で負荷を軽減することも可能ですが、大規模なプロジェクトでは依然として強力なハードウェアが欠かせません。
ワシントン大学の研究者たちは、インターネット上にある何年分もの有名な建物や場所、自然風景の写真を使い、3Dタイムラプスを作る手法を開発しました。条件の異なる何千枚もの一般投稿写真を位置合わせしてつなげることで、都市の景色や自然の風景が時間とともにどのように変化したかを示すタイムラプスを作成しました。この研究は、手元に整った写真がなくても、散らばったオンライン写真のコレクションを価値ある時間的再現に変えられることを示しました。
Adam LeWinterのチームは、ヘルヘイム氷河の端を長距離対応の地上型LiDARで繰り返しスキャンし、真の3Dタイムラプスデータを取得しました。一定間隔で作られた密集した点群データにより、氷河の動きや潮汐による上下動、氷塊の崩落などを詳細に観察できます。これにより、単なる見た目の変化ではなく、定量的な測定も可能になりました。
3Dタイムラプスには、今後さまざまな可能性が広がっています。ひとつは、センサーや処理技術の進歩により、カメラがリアルタイムの監視システムとして機能するような、継続的に更新される3D／4Dタイムラプスを作ることが可能になるでしょう。都市計画では、こうした進化するデータをデジタルツインに取り入れ、インフラの整備をシミュレーションしたり、洪水などのリスクを監視したり、耐性計画を改善したりすることが始まっています。また、3Dタイムラプスのデータは気候変動の可視化にも大きな役割を果たすと考えられています。海面上昇や干ばつ、エコシステムの変化を、再現データと予測モデルを組み合わせて示すことができます。さらに、VRやARなどの没入型技術を使えば、時間の経過とともに変化する環境の中を歩き回るように体験することも可能になります。
