Talon 3D-mallintaminen ja WebGL-esittelysovelluksen toteutus mobiiliin

Abstract

Insinöörityön tarkoituksena oli toteuttaa talon 3D-mallinnus ja sen esittelysovellus hyödyntämällä WebGL-ohjelmointirajapintaa. Mallin pohjana käytettiin yksityishenkilölle suunniteltua talomallia, ja tavoitteena oli optimoida sovellus toimimaan mobiililaitteilla. Työssä perehdyttiin WebGL:n teknisiin toiminallisuuksiin ja kehitystyöhön. WebGL on Khronos Groupin kehittämä ohjelmointirajapinta, jonka avulla voidaan esittää 3D-grafiikkaa verkkoselaimessa. Lisäksi työssä tutkittiin pääpiirteittäin virtuaalitodellisuuden kehitystä ja tutustuttiin käytännön esimerkkeihin WebGL:ää hyödyntävistä VR-sovelluksista. Tuloksena selvisi, että VR-sovelluksia voidaan kehittää WebGL-apukirjastojen avulla, jotka sisältävät VR-kehitykselle vaadittavat kamera- ja liikkeenohjauskomponentit. WebGL-sovellusta varten tehtiin suunnitelma, jossa määriteltiin työn tavoitteet, ominaisuudet ja vaadittavat työkalut. Sovelluksen kehitys aloitettiin talon 3D-mallintamisesta annettujen lähdemateriaalien mukaisesti, huomioiden mobiilijärjestelmien suorituskykyrajoitteet 3D-grafiikan tuottamisessa. Malli tuotiin PlayCanvas-pelimoottoriin, jossa lisättiin kaikki toiminnallisuudet. Lopputuloksena oli mobiiliympäristöön suunniteltu WebGL-sovellus, joka sisälsi rakennuksen virtuaaliesittelyyn vaadittavia toimintoja ja virtuaalitodellisuuslaseille suunnitellun näkymän. Sovelluksen suorituskykyä mitattiin kahdella eri käyttökokeella, ja lopputuloksena todennettiin sovelluksen mobiilioptimoinnin toteutuneen osittain. Verkkosivustojen latausaikojen vertailussa sovellus pärjäsi hyvin suhteessa muihin mobiilisivuihin, ja se sai Googlen mobiilisivustojen soveltuvuustestistä hyvät arvosanat. Sovellus toimi 3D-grafiikan tuottamisessa vaihtelevasti eri laitteiden välillä suorituskykyongelmien vuoksi. Jatkokehitysehdotuksena sovellusta tulisi testata laajemmalla laitevalikoimalla, jotta saataisiin kattavampi määrä vertailudataa. Lisäksi sovelluksen käyttöliittymää voisi kehittää käyttäjäystävällisemmäksi.

The purpose of this final year project was to develop a mobile optimized virtual tour application for a 3D house model using WebGL. The house design plan was acquired from a private person. The study began with a look at technical functionalities and the development of WebGL. WebGL is an open source programming interface, which allows displaying 3D graphics in a web browser without using any plugins. The report also reviewed the development of virtual reality with examples of VR applications utilizing WebGL. The study revealed that VR applications can be developed with APIs including a VR camera and motion components. A plan was made for the application, which defined goals, features and required toolkits to carry out the task. The development of the application started with the modelling of the 3D house with the acquired house plan. Hardware restrictions had to be considered, while designing 3D graphics for the mobile platform, since there is a lot of variation between system performances. The finalized model was imported into the PlayCanvas game engine and the application was finished in the platform. The final WebGL application was completed with a working design for the mobile environment, featuring a virtual house tour and a VR model view. Application performance was tested with two different methods and the successful implementation of mobile optimization was verified partially. The application got good scores in the mobile network and suitability tests. However, it did not succeed perfectly in performance tests, since some of the test devices had problems with the quality and rendering of 3D graphics. As a proposal for future development, there should be a new performance test with a higher volume of devices for more comprehensive comparison data. Additionally, the user interface could be improved to be more user-friendly.