【Unity】PDSデータから月面を作る

PDS（Planetary Data System）とは

PDSはNASAの惑星探査ミッションによって得られたデータを長期間アーカイブするシステムとして始まりました。 PDSが使用するPDS標準は国際惑星データ連合(International Planetary Data Alliance; IPDA)によって惑星探査データの標準として推奨されており、多くの国の宇宙機関がデータアーカイブにこのPDS標準を利用しています。アーカイブされた製品はオンラインで入手できます。

「PDSデータから月面を作る」では、下記サイトを参考にさせていただきました。

また、Ken Watanabeさんの"MoonVRAsset"を使用させていただきました。

月のPDSデータを取得する

LUNAR ORBITAL DATA EXPLORER からJAXAの月周回衛星「かぐや（SELENE）」のデータを取得してみたいと思います。（JAXAの「かぐや（SELENE）データアーカイブ」からも同じデータがダウンロードできます）

取得するのはアポロ11号着陸地点： 北緯0.67416度 東経23.47314度 付近としたいと思います。

①データの検索

LUNAR ORBITAL DATA EXPLORER のData Product Search にアクセスします。

STEP 1. SELECT DATA SETS TO SEARCH

▽JAXA SELENE/KAGUYA Main Orbiter

 　▽TC - Terrain Camera

　　▽Derived Data

　　　▽DTM Map Seamless V2.0 にチェック

STEP 2. SET ADDITIONAL FILTERING PARAMETERS

▽Find by Location or Feature

図のように緯度経度を入力します。（アポロ11号着陸地点）

※月面マップ上で任意のエリアを指定することもできます。

STEP 3. PREVIEW SEARCH RESULTS SUMMARY

検索結果が表示されます。

STEP 4. SUBMIT QUERY

"View Results inTable"か"Select Results on Map Display"をクリックすると、検索結果がリスト（地図）で表示されます。"Add All Results to Cart"を選ぶか、個別に選択する場合は"In Cart"にチェックを入れます。

②データのダウンロード

Downloadタブに移動します。

下の方にある、"CONTINUE WITH CHECKOUT"の"Continue>"ボタンをクリック。

パッケージフォーマットやデータ構成を選択し、

"COMPLETE THE PROCESS"の"Your email:"にメールアドレスを入力して、"Submit Request"をクリック。

送信が成功すると、画面にメッセージが表示されます。しばらくするとメールが届きますので、メール内のリンクからダウンロードページにアクセスするとダウンロードができます。

データファイル（.img）とラベルファイル（.lbl）の2つが必要です。2つともダウンロードしておいてください。

▼今回取得したデータ画像（DTM_MAPS02_N03E021N00E024SC）

※右下付近がアポロ11号着陸地点。

Unity で月面データをインポートする

MoonVRAsset からプロジェクトデータをダウンロードします。

Unity でプロジェクトを開きましょう。

「MoonVR」フォルダの中にサンプルシーンやスクリプトが用意されています。今回は、地形を作るところまでやってみたいと思います。

③PDSデータのインポート

取得したデータファイル（.img）とラベルファイル（.lbl）を、Projectウィンドウの任意の場所に読み込みます。

④新規シーンの作成

新規シーンを作成し、Terrainを作成します。

⑤Moon Terrain Importer コンポーネントの追加

作成したTerrainに、"Add Component"から"Moon Terrain Importer"（スクリプト）を追加します。先ほど読み込んでおいたデータファイル（.img）とラベルファイル（.lbl）をそれぞれアサインします。

⑥Terrainの生成

"Make Terrain"ボタンをクリックすると地形が生成されるはず。

...が、何かエラーが出る;

どうやら読み込んだ元ファイルが大きすぎるようで（解像度：10800）、Unity で設定できる解像度を超えているようです（たぶん）。

Moon Terrain Importer では下記のように設定されるようなので、

（データの解像度①）÷（Sampling値②）=（UnityのHeightmap Resolution設定③）

10800 / 2 = 5400 →（UnityのHeightmap Resolution設定）...1025,2049,4097 までしか無いため4097に設定されますが、実際は足りてないということに...。

データ側の解像度（① ÷ ②）を下げるため（4097以下になるように）Sampling値を上げてみました。

Sampling:3 → 10800 / 3 = 3600

4097以下になり、無事Terrain生成できました！（上と左の地形が無い部分は、Unityでは4097に設定されているけれど、データは3600しかないので余分な部分が残ってしまうためだと思います）

▼生成された地形を真上から見た画像

【補足】

ちなみに、①データの検索で「DTM Map Seamless V2.0」にチェックしましたが、

STEP 1. SELECT DATA SETS TO SEARCH
▽JAXA SELENE/KAGUYA Main Orbiter
　▽TC - Terrain Camera
　　▽Derived Data
　　　▽DTM Map Seamless V2.0 にチェック

SLDEM2013 V1.0 のデータだと、1ファイルの範囲は小さくなりますが、解像度：4096 なので

Sampling:2（デフォルト値）→Heightmap Resolution:2049

Sampling:1   　　　　　　　→Heightmap Resolution:4097

となり、Unity の設定できる範囲内なので（さらに解像度設定値とピッタリなので）、余分なベース部分が残らず地形が生成できました。

▼9個のデータを取得してUnity上で位置調整して繋げたもの

とりあえず今回は地形を生成するところまで。

これを使えば、実際の月面を散歩することもできそうですね！

▼人間の身長から見た月面上の景色

【追記】（2023/4/8）

MoonVRAsset ですが、自動生成されたデータの高さ方向は正確ではないということが分かりました。検証した結果、Width / Length を6000にしたとき、Height 400でおおよそ正確な地形になりそうです。（"Make Terrain"後は、Height値はデータによりマチマチでしたが、かなり起伏が激しい形状になっていたようです。）

• Terrain Width：6000（m）
• Terrain Length：6000（m）
• Terrain Height：400（m）

※Width / Length がそれぞれ　6000（m）にしているので、ここでは1/5スケールになります。（KAGUYAのデータは、1ユニット30km四方と思われるため）