Geovizualizace založené na integraci 3D fyzických modelů terénu a rozšířené reality

Bc. Richard LÁZNA

Master's thesis

Geovisualization based on the integration of 3D physical terrain models and augmented reality

Abstract:

Cílem diplomové práce je návrh technického řešení pro integraci 3D fyzických modelů terénu a rozšířené reality, se zaměřením na možnost doplnění jednobarevných modelů o textury, animace a další prostorové objekty. Za tímto účelem je vytvořena aplikace využívající principy rozšířené reality, schopná o překrytí daného 3D modelu virtuálním obsahem. Dílčím cílem práce je vytvoření a optimalizace nejvhodnějšího tvaru a struktury markeru. Hlavním výsledkem práce je mobilní aplikace pro operační systém Android, obsahující dvě hlavní scény a několik doprovodných scén. První hlavní scéna funguje na principu detekce markeru pomocí kamery mobilního telefonu či jiného zařízení s AR funckionalitou, a zobrazení obsahu, který je promítnut nad vytištěný 3D model. Druhá z hlavních scén funguje na principu detekce horizontálně umístěných virtuálních rovin v reálném prostředí a zobrazení odpovídajícího obsahu po dotknutí se obrazovky. Aplikace obsahuje doplňkovou funkcionalitu jako možnost manipulace se zobrazeným obsahem či změnu jazyka aplikace. Výsledná aplikace a vytištěné 3D modely reliéfu mohou sloužit edukativním účelům. Díky širokému záběru různých geovizualizací aplikace demonstruje různé jevy či objekty atraktivní, a do jisté míry interaktivní, formou. Aplikace také může sloužit jako demonstrace možností rozšířené reality.

Abstract:

The diploma thesis proposes a technical solution for integrating 3D physical terrain models and augmented reality, with the focus on enhancing single colour models with textures, animations and other spatial objects. For this purpose, an augmented reality application which is able to overlay virtual content on top of a 3D model, is developed. The design process and optimisation of the most suitable shape and structure of an augmented reality marker was a secondary goal of the thesis. The main outcome is a phone application for the Android operating system which consists of two main scenes and several supporting scenes. The first scene detects a marker with the camera of the mobile phone or any other device with AR capabilities. Upon detection, the virtual content is displayed on top of a 3D model as an overlay. The second scene detects horizontally oriented virtual planes in real environment and displays corresponding content upon touching the screen of the device. The application has additional functionality which allows for manipulating with the displayed content or changing language of the application. The resulting Android application and the printed 3D terrain models can be utilized as education material. Complemented by the broad range of different geovisualisations, the application can demonstrate various natural phenomena or objects in an appealing and interactive way. The application may also serve as a demonstration of the possibilities of augmented reality technology.

Keywords

Unity, rozšířená realita, geovizualizace, 3D model

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 5. 2023

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Jan Brus, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Geoinformatics and Cartography / Geoinformatics and Cartography