Nový interaktivní algoritmus pro převod voxelového modelu na mesh v Unreal Enginu

Abstract

Tato bakalářská práce představuje algoritmus Run Directional Meshing (RDM), nový způsob převodu voxelových modelů na polygonální mesh, vyvinutý v prostředí Unreal Engine. Algoritmus je navržen tak, aby umožňoval převod v reálném čase pomocí jednosměrného průchodu a slučování stěn během tohoto průchodu. Byly vytvořeny dva prototypy: varianta založená na mřížce, sloužící jako konceptuální testovací prostředí, a varianta využívající RLE kódování, která je schopna pracovat přímo s komprimovanými voxelovými daty. Obě varianty podporují úpravy v reálném čase, ale nejsou optimalizované kvůli neefektivní práci s buffery a v případě RLE implementace také kvůli neúplnému odstraňování neviditelných stěn. Algoritmus byl implementován jako plugin pro Unreal Engine a porovnán s alternativou Voxel Plugin. I když RDM díky kompresi vykazoval slibné úspory paměti, jeho výkon při převodu na mesh byl kvůli neoptimalizovanému stavu horší. Přesto výsledky potvrzují proveditelnost přímého převodu z komprimované voxelové reprezentace a poskytují základ pro budoucí vývoj efektivních systémů pro vykreslování voxelů v interaktivních prostředích.

This thesis presents Run Directional Meshing (RDM), a new voxel meshing algorithm developed in Unreal Engine and designed to enable real-time conversion of voxel models into polygonal meshes using unidirectional traversal and single-pass face merging. Two prototype implementations were created: a grid-based variant serving as a conceptual testbed, and a run-length encoded (RLE) variant capable of operating directly on compressed voxel data. Both variants support real-time editing, but remain unoptimized due to inefficient buffer handling, and in the RLE implementation, a lack of complete face culling. The algorithm was implemented as a Unreal Engine plugin, and compared against the Voxel Plugin alternative. While RDM demonstrated promising memory savings through compression, its meshing performance was inferior in comparison due to its unoptimized state. Despite this, the results validate the potential of direct meshing from compressed voxel representations and provide a foundation for future development of efficient voxel rendering systems in interactive environments.