Exploring Point-Based Levels of Detail in a High-Performance Viewer for Building Information Modelling in WebGL

Thumbnail Image

Files

master_Galán_Jon_2023.pdf (33.54 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Perustieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2023-08-21

Department

Major/Subject

Computer Science

Mcode

SCI3042

Degree programme

Master’s Programme in Computer, Communication and Information Sciences

Language

en

Pages

81

Series

Abstract

Point-based rendering has received some attention in the research community in recent decades but has become largely neglected in real-time graphics applications in favour of the polygon primitive. However, the point as a rendering primitive has several interesting properties especially for geometric simplification, making it an attractive alternative for a system with multiple levels of detail. This thesis revisited some of the previous research on point-based rendering and explored how these ideas might be applied to an interactive viewer for complex building information models (BIM) on the web. The goal was to reduce the number of rendering primitives through a point-based levels-of-detail scheme, and thereby improve rendering performance. A number of techniques were developed using randomized point sampling on a mesh surface for the creation of point geometry. A prototype was implemented on top of an existing BIM viewing application that is popular in the industry. The prototype implementation was analysed and found to improve rendering performance, under the specific requirements of the application. Static rendering performance was improved significantly, with some models rendered at an almost doubled framerate. The improvement of interactive performance was more moderate due to overhead but also showed promising results. Overall, the experiments were considered a success and the techniques were recommended for adoption into the application or for further research.

Punktbaserad rendering har fått en del uppmärksamhet inom forskningsvärlden under de senaste decennierna men har i stort sett ersatts av polygonen som renderingsprimitiv. Punkter har emellertid ett antal intressanta egenskaper, speciellt för geometrisk simplifiering, vilket gör dem till ett attraktivt alternativ för ett system med flera detaljnivåer. Detta diplomarbete återbesökte en del tidigare forskning inom punktbaserad rendering och undersöker hur dessa idéer kunde appliceras på ett interaktivt visningsprogram för komplexa byggnadsinformationsmodeller (BIM) på webben. Målsättningen var att minska antalet renderingsprimitiver genom ett punktbaserat detaljnivåsystem och att därmed förbättra renderingsprestandan. Ett antal tekniker utvecklades där punkter väljs slumpmässigt på ytan av ett objekt. Ett prototypprogram skrevs ovanpå ett existerande BIM-visningsprogram som är populärt inom branschen. Prototypimplementationen analyserades och uppvisade förbättringar i renderingsprestandan medan den respekterade applikationens specifika krav. Den statiska renderingsprestandan förbättrades markant då vissa modeller renderades med nästan fördubblad bildhastighet. Förbättringarna i interaktiv prestanda var mer moderata på grund av overheadkostnader men uppvisade också lovande resultat. Totalt sett ansågs experimenten vara en framgång och teknikerna rekommenderades för antagning av visningsprogrammet eller för vidare forskning.

Description

Supervisor

Lehtinen, Jaakko

Thesis advisor

Nyberg, Kim

Keywords

point-based rendering, hybrid rendering, LOD, BIM, WebGL, point sampling

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202309035526

Collections

[dipl] Perustieteiden korkeakoulu / SCI