Mallinnus ja teksturointi virtuaalitodellisuussovellukseen

Abstract

Tämä opinnäytetyö käsittelee reaaliaikaisia kolmiulotteista grafiikkaa hyödyntäviä sovelluksia sekä niihin luotavien 3D-mallien tekemiseen liittyviä prosesseja. Reaaliaikaisilla sovelluksilla tarkoitetaan pääasiassa virtuaalitodellisuussovelluksia, kuten simulaattoreita.;Virtuaalitodellisuus on nopeasti kasvava tietotekniikan ala, jota sovelletaan käytäntöön yhä useammilla aloilla. Tekniikka luo mahdollisuuksia, joita aikaisemmin ei ollut. Tästä johtuen mm. tutkimus, koulutus, lääketiede, kemia ja median eri osa-alueet käyttävät virtuaalitodellisuutta hyödykseen useilla eri tavoilla.;Lisääntynyt kiinnostus tekniikkaa kohtaan, tekniikan kehityksen mukanaan tuomat muutokset laitteistojen hinnoissa ja tietotaidon lisääntyminen alalla ovat luoneet markkinat virtuaalitodellisuussovelluksille, ja tämä taas on luonut tarpeen tutkimukselle virtuaalitodellisuuden tuotteiden - kolmiulotteisten objektien ja animaatioiden - luomiselle.;Työssä käsitellään alustavasti virtuaalitodellisuutta ja sen luomiseen tarvittavia laitteistoja. Opinnäytetyössä käydään läpi 3D-mallinnuksen perusteita sekä sitä, miten mallien rakentamiseen vaikuttaa niiden käyttötarkoitus reaaliaikaisissa sovelluksissa. Toinen pääpiste on valmiiden mallien teksturointi, joka on tärkeä osa realististen virtuaaliympäristöjen luomista.;Mallien tekeminen on täysin riippuvaista siitä, mihin käyttöön ne tehdään. Pienet kokonaisuudet voidaan toteuttaa yksityiskohtaisesti, mutta suuremmissa kokonaisuuksissa mallit tulee optimoida, koska tietokoneiden tehot asettavat rajat mallien tarkkuudelle.;Virtuaalitodellisuussovellukset tarjoavat yhä enemmän vaihtoehtoja perinteisel-le visualisoinnille, mutta tällä hetkellä immersiivinen virtuaalitodellisuustekniikka on liian kallista, ja käytännön toteutus vaatii liian paljon tietoa eri aloilta, jotta virtuaalitekniikka pärjäisi muille esitystavoille. Kevyemmät virtuaalitodellisuus-ratkaisut, kuten taustaprojektioseinät, voivat kuitenkin nousta valtavirran tuot-teiksi jo lähitulevaisuudessa.

This thesis deals with 3D modeling and virtual reality applications. The main purpose is to describe the process of creating 3D models to be used in real-time applications.;Virtual reality is a fast growing area of technology, which has many uses. Vir-tual reality gives us new possibilities when compared to more traditional com-puter graphics, since we have a way to observe things in real-time 3D and im-merse ourselves into the virtual scene. This has led to an increasing interest in virtual reality technology in areas such as medicine, research, training, chemis-try and marketing. Nowadays many of these areas use virtual reality as a tool for different purposes.;Virtual reality can be achieved with different kinds of equipment, such as projection walls, head-mounted displays and with immersive Cave Automatic Virtual Environment systems. This thesis explains the history and basics of these systems. The most important part, however, deals with the modeling and texturing of 3D models for virtual reality applications.;The creation process for 3D models consists of modeling, texturing and mate-rial creation. When making these models one must consider the end use of the 3D model because virtual reality models must be optimized in order for them to work properly in real-time applications. If the purpose of a 3D model is to show a large environment with lots of objects, the amount of detail must be minimized because of the limited computing power of modern day PC workstations. Small items such as mobile phones can be modeled in full detail.;Virtual reality technology is still rapidly developing and it will be a fascinating area of technology in the future. At this time, fully immersive virtual reality appli-cations are too expensive to be used in all areas, but smaller systems such as projection walls can provide us with a useful and cost effective tool in the near future.