VRChem: A molecular modeling software for virtual reality
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan 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
2018-02-27
Department
Major/Subject
Chemistry
Mcode
CHEM3023
Degree programme
Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering
Language
en
Pages
45+6
Series
Abstract
Understanding the often complex atomic-level three-dimensional structure of molecules and materials is crucial in chemistry,and many tools have been designed and created to help chemists visualize and examine these structures. Currently, the most popular tool is molecular modeling software designed for desktop computers. The 2D-representations of molecules these applications render, however, are not ideal for studying the three-dimensional structure, and better tools with support for true stereoscopic molecular 3D-representation are needed. For this purpose, we have created VRChem, a novel molecular modeling application for Virtual Reality featuring a modern 3D user interface. With VRChem and the necessary hardware, users can construct and modify molecules in a virtual reality environment using their bare hands. This thesis covers the development and technical details of the VRChem application and what is being planned for future versions. VRChem is built on the Unity game engine for multi-platform support and it has thus far been an adequate platform for the application. The current version was built as a prototype for user interface testing and is not suitable for professional or research use, but the planned updates, such as improved graphical user interfaces, performance optimizations and more accurate energy minimization methods could make it a functional application in the future.Molekyylien ja materiaalien usein monimutkaisen atomirakenteen ymmärtäminen on äärimmäisen tärkeää kemiallisessa tutkimuksessa ja reaktioiden suunnittelussa. Tätä tehtävää varten onkin luotu useita työkaluja, joiden avulla voidaan mallintaa kemiallisia rakenteita, tutkia niiden reaktiivisuutta ja suunnitella halutun rakenteen luomista. Nykyaikana käytetyimmät mallinnustyökalut ovat tietokoneohjelmistoja, joita käytetään hiirellä ja näppäimistöllä ja joka piirtää kuvaa rakenteesta tavalliselle tietokoneen näytölle. Valitettavasti näyttöpäätteen kaksiuloitteisesta kuvasta johtuen kemiallisten yhdisteiden rakenteiden kolmiuloitteisuus, jolla on suuri merkitys reaktiivisuuteen, on tietyissä tilanteissa vaikea hahmottaa. Tästä syystä alalla olisi kysyntää työkaluille, jotka kykenisivät tarkempaan 3D-rakenteen visualisointiin. Kehittämämme VRChem-ohjelma on virtuaalitodellisuuteen perustuva stereoskooppinen molekyylimallinnusohjelma, joka kykenee erittäin realistiseen kolmioloitteiseen molekyylien visualisointiin ja niiden muokkaamiseen käyttäjän omin käsin, myös ilman käsissä pidettäviä ohjaimia. Tämä diplomityö käsittelee VRChem-ohjelman kehitystyötä ja teknistä toteutusta, ja kuinka ohjelmiston kehitystä voitaisiin jatkaa paremman kokemuksen tarjoamiseksi. VRChem on kehitetty Unity-pelimoottorin avulla, ja sen nykyinen prototyyppiversio on täysin toimiva kokonaisuus, jota on käytetty käyttäjäkokeissa virtuaalitodellisuuden hyödyllisyyden tutkimiseksi. Ohjelma ei ole valmis käytettäväksi kemiallisessa tutkimuksessa tai opetuksessa, mutta suunnitellut ominaisuus- ja suorituskykyparannukset voivat tulevaisuudessa tehdä tästä mahdollista.Description
Supervisor
Karttunen, AnttiThesis advisor
Linnera, JarnoKeywords
virtuaalitodellisuus, VR, molekyylimallinnus, molekyylimalli