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Semantic visualization of large engineering models in a virtual walktrough environment

 
: Wundrak, S.
: Posada, J.; Stork, A.

Darmstadt, 2003, 112 S.
Darmstadt, TU, Dipl.-Arb., 2003
Englisch
Diplomarbeit
Fraunhofer IGD ()
virtual reality; engineering applications; visualization; Computer Aided Design (CAD)

Abstract
Teure Konstruktionsfehler großer Fabrikanlagen lassen sich oft vermeiden indem man die Anlage noch vor der Konstruktionsphase in einer virtuellen Umgebung inspiziert. Typische Modelle komplexer Fabrikanlagen bestehen jedoch aus Millionen von Elementen und können nicht ohne weiteres auf einem Arbeitsplatzrechner visualisiert werden. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass die Miteinbeziehung von Semantik und Benutzerwissen die Qualität und Geschwindigkeit einer Echtzeit-Visualisierung verbessern kann. In dem erweiterten Walkthrough-System MiroWalk werden, basierend auf semantische Kriterien, automatisch verschiedene Visualisierungstechniken eingesetzt: Für einen bestimmten Visualisierungskontext wird ein maßgeschneidertes Modell erzeugt. Insbesondere werden wiederholt auftretende Elemente des CAD-Modells identifiziert und die resultierende semantische Information eingesetzt, um die Render-Komplexität des Modells zu reduzieren. Unter anderem werden komplexe Teile des Modells durch einfachere 3D-Symbole ersetzt.

 

Inspecting large industrial plants in a virtual walkthrough environment significantly improves design reviews and helps avoiding costly constructional flaws. However, complex industrial plants contain millions of elements and often exceed the available rendering capacities of common workplace computers. We show that considering semantics and user knowledge can substantially improve the quality and performance of large model visualization in virtual walkthroughs. We extend MiroWalk - an existing large model walkthrough system - to automatically apply different visualization techniques based on semantic criteria: a custom model is produced for a specific visualization context. Furthermore, we identify repeating elements of the CAD model and exploit their semantic information to reduce the model's complexity by replacing complex parts with alternative 3D symbols - semantic synonyms. We demonstrate that the new MiroWalk system can interactively display real world industrial plant models with about 106 to 107 polygons and a preprocessing time of only 10-20 minutes. Furthermore, we prove that our work is of a general nature by testing it with a 2-2-2 strategy: with two models, on two resources, for two types of user.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-19835.html