Pistepilvidatan merkkaaminen Unityllä virtuaalitodellisuudessa

Abstract

Opinnäytetyön tavoite oli selvittää, miten pistepilvidataa pystytään merkkaamaan Unity-pelimoottorissa virtuaalitodellisuudessa. Lisäksi osana tavoitetta selvitettiin alustavat toimenpiteet pistepilvien merkkaamisen mahdollistamiseksi. Näihin kuuluivat pistepilvidatan lukeminen Unityyn, pisteiden piirtäminen kuvaruudulle ja reaaliaikaisen suorituskyvyn ylläpito pisteitä näytettäessä. Opinnäytetyön tarkoitus oli toteuttaa se osa tietokoneohjelmasta, jolla pisteet merkataan. Käytännön työ toteutettiin opinnäytetyön toimeksiantajan Intopalo Digital Oy:n asiakkaalle Sandvik Mining and Construction Oy:lle. Tutkimusmenetelmänä työssä käytettiin kvalitatiivista tutkimusta ja lähestymistapana konstruktiivista tutkimusta.

Opinnäytetyön tuloksena luotiin yksittäisten pisteiden tarkkuudella toimiva merkkaustekniikka, joka hyödyntää säikeistystä reaaliaikaisen suorituskyvyn ylläpitämiseksi. Lisäksi alustavien toimenpiteiden selvityksen tuloksena saatiin kerättyä tietoa binäärimuotoisen pistepilvidatan lukemisesta ja näyttämisestä Unityssä sekä suorituskyvyn optimoinnista osittamalla pistepilviä tietorakenteen avulla.

Opinnäytetyön perusteella pystyttiin toteamaan, että Unity soveltuu hyvin pistepilvidatan merkkaamiseen. Valmiin pelimoottorin hyödyntäminen ohjelman kehityksessä nopeuttaa kehitysprosessia sisäänrakennettujen ominaisuuksiensa ansiosta. Toisaalta osa toteutuksessa käytetyistä Unityn tarjoamista rajapinnoista on suoritusnopeudeltaan hitaita, mikä tekee sujuvan suorituskyvyn saavuttamisesta välillä haastavaa. Työtä on mahdollista jatkokehittää selvittämällä muita pisteille tehtäviä toimenpiteitä, kuten pisteiden siirtämistä tai poistamista. Lisäksi on mahdollista, että Unityn kehittyessä sen uudemmat versiot mahdollistavat työn aihealueeseen soveltuvia vaihtoehtoisia lähestymistapoja, joita voisi verrata työssä esitettyihin ratkaisuihin.

The aim of this study was to research the means of marking point cloud data in virtual reality by using the Unity game engine. Prerequisites, which were needed to enable point marking, were examined as well. These prerequisites include reading the point cloud data into Unity and displaying the points while maintaining sufficient performance. The purpose was to create the part of a computer programme responsible of the point marking process. The client for this thesis was Intopalo Digital Oy and the project was developed for their customer, Sandvik Mining and Construction Oy.

The thesis was conducted by using qualitative research approach. Constructive research methodology was used by collecting information from publicly available sources and by testing the derived solutions in practice.

As a result, a point marking technique with a precision to differentiate between single points was created. This solution made use of multithreading to maintain smooth real-time performance.

In conclusion, the findings indicate that Unity is well-suited for marking point cloud data. However, some of the used Unity programming interfaces are quite slow. It would be interesting to compare different approaches for achieving point marking in the future, due to Unity being constantly developed further. The solution could also be extended by adding more point processing features, such as moving or deleting points.