3D - mallien käsittely web - ympäristössä

Abstract

Insinöörityön tarkoituksena oli kehittää 3D-mallien visualisointityökalu WebG-tekniikalla ja vertailla WebGL-sovellusten kehitysalustoja ja -ohjelmointikirjastoja. Työ tehtiin ohjelmistoalan yritykselle.

Työssä perehdyttiin pintapuolisesti WebGL:n historiaan, ominaisuuksiin ja kehitystyökaluihin. WebGL on ohjelmointirajapinta, joka mahdollistaa laitekiihdytetyn grafiikan esittämisen verkkoselaimissa. Vertailun perusteella valittiin Unity sopivaksi kehitysalustaksi.

Visualisointityökalun alustavassa suunnittelussa vertailtiin eri 3D-mallien käyttämistä ja tuotantoprosessia Unity-kehitystyökalulla. Visualisointityökalun yksi keskeinen toiminto on saada 3D-mallit ladattua sovellukseen katseltavaksi verkkoyhteyden välityksellä sovelluksen ollessa jo käynnissä. Kehitystä varten otettiin käyttöön kaksi C#-kirjastoa, jotka mahdollistavat tämän FBX- ja OBJ-mallien kanssa. Lisäksi tutkittiin 3D-malliformaattien kompressointia ja sen hyödyllisyyttä työkalun näkökulmasta. Tuloksena selvisi, että ASCII-muotoinen OBJ-tiedosto on paras pakkautumaan verrattuna FBX-formaatin binääri- ja ASCII-muotoisiin tiedostoihin.

Visualisointityökalun tekeminen aloitettiin kehitysympäristön pystyttämisellä, 3D-mallien lataajien koodin tutkimisella ja niiden implementoinnilla työkaluun. Kehitysvaiheessa ilmenneitä ongelmia analysoitiin ja korjattiin. Suurin ongelma oli 3D-mallien parsimisen ohjelmakoodi, joka ei suoriutunut selainympäristössä ja tästä syystä itse visualisointityökalu ei valmistunut.

Tutkimuksista saatujen havaintojen ja kohdattujen ongelmien perusteella vaikuttaa siltä, että 3D-mallien lataaminen verkkoyhteyden välityksellä ja esittäminen selaimessa kannattaa tehdä jollakin JavaScript-ohjelmointikirjastolla eikä toisesta kielestä käännetyllä ohjelmointikoodilla. Insinöörityön tilaajayritys suunnittelee jatkokehitystä.

Goal of the thesis was to develop a visualization tool for 3D-models by using WebGL and to compare the WebGL- development platforms and programming libraries. This study was made for a company in software business.

WebGL’s history, qualities and developing tools were studied in the thesis. WebGL is a pro-gramming interface which allows to present hardware accelerated graphics on web brows-ers. Based on comparison, Unity was chosen for suitable development platform.

The usage of different 3D-models and the actual production process with Unity develop-ment tool were compared during the visualization tool’s preliminary planning process. One of the main goals was to load the 3D-models into the application to be viewed via internet while the application is running at the same time. Two C#-libraries capable of processing FBX- and OBJ-models were used in the development process. Furthermore 3D-model format’s compression capability and compression’s usefulness was also analyzed. As a result, it was found out that ASCII-formatted OBJ-file seemed to compress best compared to FBX-format’s binary- ja ASCII-formatted files.

Building of the visualization tool started by setting up the development environment, investi-gating the codes of 3D-model-loaders and implementing them to the tool. Problems faced in the developmental phase were analyzed and repaired. The biggest problem seemed to be parsing the 3D-models in the code, which did not perform in web browser. As a result, the visualization tool was uncompleted.

The experience from the study alongside the faced problems led to the conclusion that loading 3D-models via internet access and viewing them in browser is to be done with Ja-vaScript-library instead of code converted from another programming language. The soft-ware company is planning to conduct further studies on the matter.