LiDAR-anturilla varustetulla älypuhelimen käyttö 3D-mallinnukseen pelikehityksessä

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli kehittää käyttökelpoisia 3D-malleja käyttäen Applen LiDAR-anturia, joka löytyy uudemmista iPhone Pro -malleista sekä uudemmista iPad Pro -malleista. Projektissa perehdyttiin Fotogrammetrialla luodun 3D-mallin luomiseen, optimointiin ja muokkausprosessiin, ennen kuin sitä voidaan käyttää pelimoottorissa. Tekniikan avulla saatiin hyvinkin realistisen oloisia 3D-malleja tuotua oikeasta ympäristöstä pelikäyttöön. Projektissa suoritettiin kolmen erityyppisen kohteen 3D-mallintaminen käyttäen fotogrammetriaa LiDAR mobiililaitteilla. Ensimmäinen kohde oli alikulku, joka kulki rautatien alitse. Kohde valittiin sillä tämän mallisen kohteen mallinnus perinteisellä fotogrammetrian tavalla olisi hyvin hankalaa, ellei mahdotonta. Toisessa kohteessa kokeiltiin, kuinka menetelmä selviää isomman alueen mallintamisesta, joten tähän kohteeksi valikoitui skeittipuisto. Kolmannessa kohdassa kokeiltiin useiden mallikappaleiden kuvaamista eri tekniikoilla ja niiden käyttöä samassa tilassa. Tähän valikoitui huonekaluja, jotka asetettiin huoneeseen. Tulevaisuudessa tekniikalle on varmasti käyttöä, sillä se voisi nopeuttaa mallinnukseen kuluvaa aikaa merkittävästi. Erityisesti aikaa säästyisi tekstuurien luomisessa sekä fotorealististen yksityiskohtien luomisessa. Tekniikka myös mahdollisesti laskee fotogrammetrian käyttökustannuksia 3D-mallin luomiseen, kun lähes kaikilta jo löytyy valmiiksi älypuhelin taskustaan, jolla voitaisiin tehdä laadukkaita mallinnuksia peliin. Molemmissa käytetyissä laitteissa oli omat huonot ja hyvät puolet. iPhonella luoduista malleista saatiin laadukkaampia lopputuloksia, mutta niitä piti kuvata moneen kertaan sekä editoida huomattavasti enemmän kuin iPadilla. iPadilla mallinnetuissa 3D -malleissa oli huomattavasti vähemmän reikiä. Mallit saatiin luotua huomattavasti nopeammin tehokkaamman M1 -sirun vuoksi. Tekstuurin laatu oli läheltä tarkastellessa selkeästi huonompi kuin iPhonella kuvatuissa. Kuvaamisen aikana iPhonella saatiin myös kuvattua helposti kuvakulmista joihin iPad ei mahtunut.