Vizualizace a interakce s bodovým mračnem v prostředí virtuální reality

Bc. Martin Honěk

Master's thesis

Visualization and Interaction with a Point Cloud in a Virtual Reality Environment

Abstract:

Bodová mračna generovaná LiDAR skenery jsou využívána v řadě oborů, jako je např. výzkum globální změny. Při výzkumech s bodovými mračny může být často nutností provést ruční segmentaci. Většina dostupných aplikací pro ruční segmentaci bodového mračna umožňuje pouze klasické monoskopické zobrazení na monitoru, při kterém je orientace v prostoru bodového mračna komplikovaná. Tento problém může být vyřešen použitím zařízení pro virtuální realitu. Cílem této práce bylo vytvořit aplikaci pro vizualizaci a ruční segmentaci bodových mračen ve virtuální realitě. Aplikaci tvoří funkce: výběru, mazání a klasifikace bodů pomocí štětce (koule), filtrování bodů, importu a zobrazování 3D modelů, manipulace s bodovým mračnem či 3D modely a export bodů dle vybraných tříd do souborů ve formátu LAS. Aplikace byla vytvořena v herním enginu Unity. K efektivnímu vykreslování byl použit out-of-core multi-resolution přístup s datovou strukturou systému Potree. Vývoj aplikace byl konzultován s pracovníky Ústavu výzkumu globální změny AV ČR (CzechGlobe). Aplikace byla úspěšně otestována na zařízeních HTC Vive, HTC Vive Pro 2 a~Oculus Rift S.

Abstract:

Point clouds generated by LiDAR scanners are being used in numerous fields of research, for example Global change research. While working with point clouds, it is often necessary to carry out a manual segmentation. Vast majority of available applications for manual segmentation of point clouds only allows monoscopic display on screens, which makes orientation in point cloud space complicated. This problem can be solved by using a virtual reality device instead. This thesis aimed to create an application for visualisation and manual segmentation of point clouds in virtual reality. It consists of the following functions: selection, erasure and classification of points using a brush (sphere), filtering of points, import and visualisation of 3D models, manipulation with the point cloud or 3D models and export of point clouds, filtered by class, into files in LAS format. The application was developed in Unity game engine. Effective rendering was achieved using out-of-core multi-resolution approach with data structure system Potree. Application development was consulted with scientists at the Global Change Research Institute of the Czech Academy of Sciences.

Keywords

bodové mračno, LiDAR, ruční segmentace, virtuální realita, Unity

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 21. 6. 2022
• Supervisor: Ing. Aleš Roček, Ph.D.
• Reader: Ing. Miroslav Pikl, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / field:
Visual informatics / Digital Game Development