Generating 3D hedge mazes from base 2D maps

Abstract

Historical sites, particularly intricate structures like garden mazes, often survive only as two-dimensional maps, leaving their immersive, three-dimensional nature lost to time. This thesis addresses the challenge of digital reconstruction by developing and evaluating a procedural pipeline for generating immersive 3D hedge mazes from 2D vector data for virtual reality (VR) applications. Focusing on the historic Labyrinth of Versailles, this work presents a comprehensive workflow that begins with parsing SVG map data and using it to procedurally generate a network of splines within Unreal Engine 5. These splines then guide the placement of high-fidelity, modular hedge assets. The system leverages modern rendering technologies, including the Nanite virtualized geometry system to handle complex foliage and the Lumen global illumination system for photorealistic lighting. The evaluation demonstrates that the procedural generation pipeline is significantly more efficient and geometrically faithful to the source material than manual creation methods. The final result is a high-performance VR application that successfully reconstructs the historical maze, allowing for natural and immersive exploration. This work serves as a proof-of-concept, showcasing how procedural techniques combined with advanced real-time rendering can effectively transform static historical records into engaging, interactive cultural heritage experiences. Historische Stätten, insbesondere komplexe Strukturen wie Gartenlabyrinthe, überdauern oft nur als zweidimensionale Karten, wodurch ihre immersive, dreidimensionale Natur verloren geht. Diese Arbeit befasst sich mit der Herausforderung der digitalen Rekonstruktion durch die Entwicklung und Evaluierung einer prozeduralen Pipeline zur Erzeugung immersiver 3D-Heckenlabyrinthe aus 2D-Vektordaten für Virtual-Reality-Anwendungen (VR). Mit Fokus auf das historische Labyrinth von Versailles präsentiert diese Arbeit einen umfassenden Arbeitsablauf, der mit der Analyse von SVG-Kartendaten beginnt, um daraus prozedural ein Netzwerk von Splines in der Unreal Engine 5 zu generieren. Diese Splines steuern anschließend die Platzierung von hochdetaillierten, modularen Hecken-Teilen. Das System nutzt moderne Rendering-Technologien, einschließlich des virtualisierten Geometriesystems Nanite für die Darstellung komplexer Vegetation und des globalen Beleuchtungssystems Lumen für fotorealistisches Licht. Die Evaluierung zeigt, dass die prozedurale Generierungspipeline signifikant effizienter und geometrisch genauer in Bezug auf das Ausgangsmaterial ist als manuelle Erstellungsmethoden. Das Endergebnis ist eine performante VR-Anwendung, die das historische Labyrinth erfolgreich rekonstruiert und eine natürliche sowie immersive Erkundung ermöglicht. Diese Arbeit dient als Machbarkeitsstudie und zeigt auf, wie prozedurale Techniken in Kombination mit fortschrittlichem Echtzeit-Rendering statische historische Aufzeichnungen in ansprechende, interaktive Erlebnisse des kulturellen Erbes verwandeln können.