Lisätyn todellisuuden käytön vaatimukset laivanrakennuksen 3D-suunnittelussa
Sukanen, Eetu (2021)
Kandidaatintyö
2021
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021050428738
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021050428738
Tiivistelmä
Laivanrakennuksen alalla on mahdollista hyödyntää lisätyn todellisuuden teknologiaa. Laivanrakennuksessa varusteluvaiheessa suuret osakokoonpanot yhdistetään toisiinsa. Laajojen osakokoonpanojen välille syntyy eroavaisuuksia, joten niitä yhdistävät osat tulee usein mitoittaa uudelleen. Lisätyn todellisuuden avulla olisi mahdollista nopeuttaa erityisesti tätä tuotannon vaihetta. Tämä tutkimus selvittää suunnittelulta vaaditut toimenpiteet 3D-mallinnuksessa, kun tuotannossa hyödynnetään lisättyä todellisuutta.
Tutkimuksessa aihetta tutkitaan LUT-yliopiston verkkotietokantojen kirjallisuuden avulla. Kirjallisuudessa keskitytään aiheeseen yleisellä tasolla. Tuloksilla pyritään luomaan yleiskuva vaatimuksista. Lisäksi osana tutkimusta toteutetaan kokeellinen älypuhelinsovellus. Sovelluksen avulla pyritään ymmärtämään paremmin lisätyn todellisuuden asettamia vaatimuksia 3D-suunnittelulle. Kokeellisen työn avulla tutkittiin erityisesti mallien monimutkaisuuden vaikutusta suorituskykyyn.
Työn tuloksista ilmenee, että suunnittelussa on huomioitava käytetyt 3D-mallien tiedostomuodot ja niiden välittämät tiedot. Mallien suorituskykyyn sovelluksessa vaikuttaa erityisesti sen polygoniluku. Polygoniluku on suurin monimutkaisilla muodoilla kuten ympyröillä. CAD-mallin muuntaminen 3D-malliksi saattaa aiheuttaa geometriassa muutoksia, jotka tulee huomioida, jos sovelluskohteessa vaaditaan todenmukaista mallia.
Työn tulokset ovat sovellettavia eivätkä esitä vaatimuksia tietylle sovelluskohteelle. Työn tulokset kirjallisuudesta ja kokeellisesta työstä vahvistivat toisiaan. Aihe on erittäin ajankohtainen lisätyn todellisuuden teknologian ollessa kasvuvaiheessa. Shipbuilding industry has many opportunities to benefit from augmented reality. In the outfitting stage of ship manufacturing large subassemblies are joined. Large subassemblies often have discrepancies so joining parts need to be adjusted for the errors present in the real ship. Augmented reality offers a way to speed up this manufacturing stage. This study explores the requirements set by augmented reality for the 3D-model design stage of shipbuilding.
In this study LUT-university online databases are used to collect scientific papers which are used to create the results of the study. The literature is selected to focus on the subject on a general level. A smartphone application is created to gather more information of about the subject. The application is used to better understand the 3D-modelling requirements set by an augmented reality application. The experiment focused on the performance of 3D-models.
The results of the study show that file formats and the data they transmit must be taken into consideration. The performance of the models is affected by the model’s polygon count. Polygon count is the largest in complicated shapes such as circles. CAD-model exchange to 3D-model format may cause changes in geometry, which needs to be taken into consideration if the application requires a high resemblance to real part.
The results of the study are generalized and assert no requirements for a specific application. The literature and the experiment both support the results of each other. The subject is very relevant as the technology of augmented reality is in a growth phase.
Tutkimuksessa aihetta tutkitaan LUT-yliopiston verkkotietokantojen kirjallisuuden avulla. Kirjallisuudessa keskitytään aiheeseen yleisellä tasolla. Tuloksilla pyritään luomaan yleiskuva vaatimuksista. Lisäksi osana tutkimusta toteutetaan kokeellinen älypuhelinsovellus. Sovelluksen avulla pyritään ymmärtämään paremmin lisätyn todellisuuden asettamia vaatimuksia 3D-suunnittelulle. Kokeellisen työn avulla tutkittiin erityisesti mallien monimutkaisuuden vaikutusta suorituskykyyn.
Työn tuloksista ilmenee, että suunnittelussa on huomioitava käytetyt 3D-mallien tiedostomuodot ja niiden välittämät tiedot. Mallien suorituskykyyn sovelluksessa vaikuttaa erityisesti sen polygoniluku. Polygoniluku on suurin monimutkaisilla muodoilla kuten ympyröillä. CAD-mallin muuntaminen 3D-malliksi saattaa aiheuttaa geometriassa muutoksia, jotka tulee huomioida, jos sovelluskohteessa vaaditaan todenmukaista mallia.
Työn tulokset ovat sovellettavia eivätkä esitä vaatimuksia tietylle sovelluskohteelle. Työn tulokset kirjallisuudesta ja kokeellisesta työstä vahvistivat toisiaan. Aihe on erittäin ajankohtainen lisätyn todellisuuden teknologian ollessa kasvuvaiheessa.
In this study LUT-university online databases are used to collect scientific papers which are used to create the results of the study. The literature is selected to focus on the subject on a general level. A smartphone application is created to gather more information of about the subject. The application is used to better understand the 3D-modelling requirements set by an augmented reality application. The experiment focused on the performance of 3D-models.
The results of the study show that file formats and the data they transmit must be taken into consideration. The performance of the models is affected by the model’s polygon count. Polygon count is the largest in complicated shapes such as circles. CAD-model exchange to 3D-model format may cause changes in geometry, which needs to be taken into consideration if the application requires a high resemblance to real part.
The results of the study are generalized and assert no requirements for a specific application. The literature and the experiment both support the results of each other. The subject is very relevant as the technology of augmented reality is in a growth phase.