Erweiterung des Wave Function Collapse Algorithmus zur Synthese von 3D-Voxel-Modellen anhand von nutzergenerierten Beispielen

Abstract

Der Wave Function Collapse Algorithmus (WFC) von Max Gumin erlaubt die Generierung von komplexen Bildern und Texturen im Stil eines gegebenen Beispiel-Bildes. Dieser Algorithmus wird hier auf drei Dimensionen, im Speziellen auf Voxel-Modelle erweitert, um Modelle im Stil von Input-Modellen zu generieren. Dabei werden Erkenntnisse aus den Themenbereichen der Prozeduralen Generierung, der Textursynthese und der Modellsynthese erklärt und genutzt, um eine Anwendung zu entwickeln, die den Import, Export und das Generieren von Voxel Modellen mithilfe der erweiterten Version des WFC Algorithmus ermöglicht. Diese Arbeit beschreibt außerdem die nötigen theoretischen Konzepte sowie die Implementierung der Anwendung und zeigt, dass sich mit diesem Ansatz gute Ergebnisse erzielen lassen, wenn die richtigen Input-Modelle gewählt werden.

The Wave Function Collapse Algortihm by Max Gumin allows the generation of complex pictures and textures that are stylistically similar to a given input image. This algorithm is extended to work in three dimensions, specifically with voxel models, to generate output models similar to a given input model. This work aims to explain and use insights from areas such as procedural generation, texture synthesis und model synthesis to develop an application capable of importing, exporting and generating voxel models, using the extended WFC algorithm. Furthermore any needed theoretical concepts and implementation details are explained. The results produced by the developed application show the viability of the used approach, if the input models used adhere to certain constraints.