JP3870167B2 - レンダリングシステム、レンダリング方法及びその記録媒体 - Google Patents
レンダリングシステム、レンダリング方法及びその記録媒体 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンダリングシステムに係り、特に商用３次元コンピュータ補助設計システム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｙｓｔｅｍ；以下、ＣＡＤシステム）で製作された３次元形状データを利用して写実的な２次元コンピュータグラフィック（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃ；以下、ＣＧ）映像物を製作するためのレンダリングシステム及びレンダリング方法とその記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、製品デザイン及び設計のためにＣＡＤシステムが広く使用されており、特に３次元ＣＡＤシステムが多く使われている。ここで、ＣＡＤシステムとは、コンピュータを使用してＣＡＤ作業をするために駆動されるＣＡＤソフトウェアと、その駆動に関するプログラム及びリソースとを含むことを意味し、レンダリングシステムとは、コンピュータを使用してレンダリング作業を行うために駆動されるレンダリングソフトウェアと、そのソフトウェアに関するプログラム及びリソースとを含むことを意味する。
【０００３】
ＣＡＤシステムで作成されて製品量産を目的とする製品の場合、デザイン／設計の検証及び品評のためにより写実的なグラフイメージが必要になる。ＣＡＤシステムを利用してモデリングした３次元モデルを効果的に可視化するために製品の形状及び材質を正確に、かつ写実的に表現する必要があり、このような作業をレンダリングという。
【０００４】
しかし、ＣＡＤシステムの内部にレンダリング機能がないか、ＣＡＤシステムに含まれたレンダリング機能が使用者の所望のレベルのイメージを製作するのに不十分な場合には、高級レンダリング機能を提供する外部ＣＧレンダリングシステムを利用して３次元モデルのＣＧレンダリングイメージを製作する。
【０００５】
独立したＣＧレンダリングシステムを使用して商用３次元ＣＡＤシステムでモデリングした３次元ＣＡＤデータを利用して高級レンダリングイメージを生成するために次のような段階を行う。
【０００６】
まず、３次元ＣＡＤシステムでモデリングが完了した３次元ＣＡＤデータである３次元形状情報を貯蔵した後、商用３ＤＣＡＤソフトウェアから提供する標準３次元ＣＡＤファイル貯蔵機能（Ｆｉｌｅ Ｅｘｐｏｒｔ）を利用して作成された形状情報を外部ファイルに貯蔵する。この時、貯蔵される標準３次元ＣＡＤファイルは３次元ＣＡＤ標準交換ファイル（Ｉｎｉｔｉａｌ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ；以下、ＩＧＥＳ）、ＳＴＥＰ（ｔｈｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｘｃｈａｎｇｅ ｏｆ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｍｏｄｅｌ Ｄａｔａ）またはこれに準ずる標準データファイルである。図９は、ＩＧＥＳの形状構造を示しており、図９を参照すれば、ＩＧＥＳは面形状情報の羅列形態に貯蔵されるだけで形状間の階層構造に関する情報は貯蔵されない。
【０００７】
次に、３次元標準データファイルをＣＧレンダリングソフトウェアのデータ入力機能（Ｆｉｌｅ Ｉｍｐｏｒｔ）を利用してＣＧレンダリングソフトウェアのデータベース（Ｄａｔａ ｂａｓｅ；以下、ＤＢ）に貯蔵する。この時、形状間の階層構造に間する情報を維持できず、一部の形状が変形されることがある。したがって、貯蔵が完了した後、標準ファイル転換により損失された形状間の階層構造情報及び相異なるシステムの使用により変形された形状情報に対する修正及び復元作業を行う。
【０００８】
形状及び形状間の階層構造に対する修正作業が完了すれば、レンダリングに必要な場面を編集する。レンダリングに必要な場面編集が完了すれば高級レンダリング過程を経て最終イメージを製作する。高級レンダリング方法には、光線追跡法、Ａバッファが多く使われる。
【０００９】
このような従来のレンダリングシステム及び方法によって商用ＣＡＤソフトウェアとＣＧレンダリングソフトウェアとのデータ伝送のために使われる標準３ＤデータファイルであるＩＧＥＳの場合、３Ｄ形状情報以外の形状間の階層構造情報を含めず、標準３Ｄデータファイルへの転換過程で形状情報のエラーが発生することもある。
【００１０】
しかし、３Ｄ ＣＧレンダリングソフトウェアのレンダリングのための場面編集で部品単位の色相／材質編集、テキスチャーマッピングのために形状間の階層構造情報が必要であり、標準３Ｄデータファイルを利用してデータを読み取る場合、ＣＧレンダリングソフトウェア自体的に形状間の階層構造情報を維持できる内部データ資料構造及びこれを生成／編集できる使用者インターフェースを提供して使用者の作業を通じて損失された形状間の階層構造情報を復元せねばならない不便さがある。
【００１１】
また、形状情報のエラーが発生する場合、レンダリングソフトウェアで形状情報のエラーを修正できる高級３Ｄモデリング機能を提供して使用者が直接形状情報のエラーを修正する作業を行わねばならない。損失された情報を復元するために使用者がＣＧレンダリングソフトウェア内部で形状及び形状間の階層構造の定義のための資料修正作業を行わねばならないが、このような方法はモデリングの内容、損失された情報の量、提供される修正機能の性能によって数時間から数日までかかるという問題点がある。
【００１２】
また、レンダリングのための場面編集作業が完了した後に形状を修正せねばならない場合もありうる。製品の量産を目的とするデザイン及び設計作業での形状修正は一般的に３次元ＣＡＤシステムで行われ、ＣＡＤシステムで修正された形状は再びレンダリングシステムに反映されてレンダリング作業に使われねばならない。一般的に商用ＣＧレンダリングソフトウェアを使用する場合、修正されたＣＡＤ形状を再び標準ファイル形式に貯蔵した後、これを再びレンダリングシステムで読み取る。この時、既存に作業した材質などのデータが貯蔵されず、このために以前に作業した製品材質などの情報を全部再編集せねばならない面倒さがある。
【００１３】
また、レンダリング作業をするためには適切な光源及びカメラの設定が必要であるが、これはレンダリング作業を行う作業者の専門的な技術が含まれた内容である。しかし、従来のレンダリング方法においてはレンダリング作業をする度に新しく設定することによって技術共有がなされずに作業時間が増加する不便さがある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、産業デザイン用３次元レンダリングをより効果的に行うレンダリングシステム、レンダリング方法及びその記録媒体を提供することにある。
【００１５】
特に、本発明が解決しようとする技術的課題は、商用３次元ＣＡＤシステムを最初にモデリングした３次元ＣＡＤ形状及び階層構造情報を同一に維持させるデータ伝送システムを有するレンダリングシステム、レンダリング方法及びその記録媒体を提供することにある。
【００１６】
本発明が解決しようとするさらに他の技術的課題は、最初のＣＡＤシステムで設定した形状間の階層構造を維持しながら便利に場面を編集できる効率的な３次元データの階層資料構造を有するレンダリングシステム、レンダリング方法及びその記録媒体を提供することにある。
【００１７】
本発明が解決しようとするさらに他の技術的課題は、３次元形状及びその階層構造を復元する作業を行う必要がない効果的なレンダリングシステム、レンダリング方法及びその記録媒体を提供することにある。
【００１８】
本発明が解決しようとするさらに他の技術的課題は、場面編集作業以後の形状情報を修正する場合、作業した材質情報などの関連情報はそのまま維持した状態で修正された形状情報だけを置換できる効果的なレンダリングシステム、レンダリング方法及びその記録媒体を提供することにある。
【００１９】
本発明が解決しようとするさらに他の技術的課題は、レンダリング作業を行うための環境設定データの共有を容易にして効果的な作業が可能なレンダリングシステム、レンダリング方法及びその記録媒体を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題を解決するための本発明によるレンダリングシステムは、ＣＡＤシステムに連結してＣＡＤシステムで作成されたＣＡＤデータを直接読み取り、読み取ったＣＡＤデータに基づいて製品形状情報とその他の関連情報とに区分変換するＣＡＤ直接インターフェースと、ＣＡＤ直接インターフェースで区分変換された形状情報及び関連情報を貯蔵するデータベースと、形状情報に基づいた場面を関連情報を利用して編集する場面編集モジュールと、場面編集モジュールで編集された場面をレンダリングするレンダラーとを含むことを特徴とする。
【００２１】
一方、本発明の他の分野による前記技術的課題を解決するための一実施例によるレンダリング方法は、ＣＡＤシステムに連結して連結されたＣＡＤシステムからＣＡＤデータを読み取り、読み取ったＣＡＤデータに基づいてレンダリングシステムのデータベース構造に合うように製品形状情報とその他の関連情報とに区分変換する直接インターフェース段階と、データベースに貯蔵された形状情報に基づいた場面を関連情報を利用して編集する場面編集段階と、場面編集段階で編集された場面をレンダリングするレンダリング段階とを含むことを特徴とする。
【００２２】
前記技術的課題を解決するための他の実施例によるレンダリング方法は、ＣＡＤシステムに連結して連結されたＣＡＤシステムからＣＡＤデータを読み取り、読み取ったＣＡＤデータに基づいてレンダリングシステムのデータベース構造に合うように製品形状情報とその他の関連情報とに区分変換する直接インターフェース段階と、データベースに貯蔵された形状情報に基づいた場面を関連情報を利用して編集する場面編集段階と、編集された場面の修正要請があるかどうかを判断する形状修正の判断段階と、形状修正の判断結果、形状修正の要請がある場合に読み取り単位を選択して修正された形状情報を読み取る段階と、読み取ったパート認識番号と既存に貯蔵されているパート認識番号とを比較する段階と、両認識番号が同じ場合に形状情報だけを置換する段階とを含むことを特徴とする。
【００２３】
前記技術的課題を解決するためのさらに他の実施例によるレンダリング方法は、ＣＡＤシステムに連結して連結されたＣＡＤシステムからＣＡＤデータを読み取り、読み取ったＣＡＤデータに基づいてレンダリングシステムのデータベース構造に合うように製品形状情報とその他の関連情報とに区分変換する直接インターフェース段階と、データベースに貯蔵された形状情報に基づいた場面を関連情報を利用して編集する場面編集段階と、関連情報で場面編集のための環境情報の場面編集情報だけを別途のファイルに貯蔵する段階とを含むことを特徴とする。
【００２４】
一方、本発明の他の分野によれば、前記技術的課題を解決するための記録媒体は、いろいろな実施例によるレンダリング方法がコンピュータプログラムで作成され、コンピュータにより読み取られて実行されるプログラムが記録されたことを特徴とする。
【００２５】
一方、本発明のさらに他の分野によれば、前記技術的課題を解決するためのデータベースは、３次元形状に関する幾何学的情報である形状情報と、形状情報の各形状間の階層構造に関する形状階層の構造情報と、レンダリングのために必要な関連資料であるレンダリング情報と、場面編集のために必要な環境に関する情報である場面編集情報とを含むことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例によるレンダリングシステム６０の構成ブロック図であり、ＣＡＤ直接インターフェース２０、シーングラフＤＢ３０、場面編集モジュール４０及び３Ｄレンダラー５０で構成される。図１を参照して本発明の実施例による動作を簡単に説明する。
【００２７】
まず、コンピュータでＣＡＤソフトウェア及びレンダリングソフトウェアを駆動させる。二ソフトウェアを駆動させる方法には、コンピュータ上のそれぞれのソフトウェアの実行ファイルを直接実行する方法、ＣＡＤソフトウェアを実行してＣＡＤソフトウェア内にレンダリングソフトウェアを実行できるインターフェースを通じてレンダリングソフトウェアを実行する方法、及びレンダリングソフトウェアを実行してレンダリングソフトウェア内のＣＡＤソフトウェアを実行できるインターフェースを通じてＣＡＤソフトウェアを実行する方法がある。
【００２８】
次に、ＣＡＤ直接インターフェース２０は、ＣＡＤシステム１０からデータを読み取るようにＣＡＤソフトウェアから提供するアプリケーションプログラムインターフェース（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；以下、ＡＰＩ）を利用して両システムを連結し、ＣＡＤシステム１０のＣＡＤデータベース１１からＣＡＤデータのアセンブリ、パート及び面形状情報を読み取った後、レンダリングシステムのシーングラフ形式の階層資料構造に合うように変換してデータベース３０に貯蔵する。ＣＡＤシステム１０からＣＡＤデータを読み取る方法には、ＣＡＤソフトウェアの作業画面上に出ているあらゆるアセンブリ、パート等の情報を一気に読み取る方法と、ＣＡＤソフトウェアから提供する形状選択機能を利用して所望のアセンブリやパートを選択して読み取る方法とがある。
【００２９】
ＣＡＤ直接インターフェース２０によりシーングラフデータベース３０に貯蔵されたシーングラフデータにはＣＡＤ形状、形状間の階層資料構造、ＣＡＤで定義した基本材質に間する情報が含まれている。この情報はＣＡＤ直接インターフェース２０を通じてＣＡＤシステム１０から直接受け取ったデータであって、形状修正、形状間の階層構造修正のための過程を経ずに場面編集モジュール４０による場面編集を行う。
【００３０】
元のＣＡＤデータをコンピュータ画面に可視化する方法には、シーングラフデータをオープンＧＬ等のリアルタイムレンダリング方法を通じて２次元のコンピュータグラフィック映像で示す方法と、ツリー資料構造形態にコンピュータ画面に図式化して表面化する方法とがある。
【００３１】
シーングラフの編集は、形状情報の下位客体で構成されるアセンブリ、パート、面に対する形状客体単位編集と、形状情報を除外した関連情報の残りの客体情報として光源、カメラ、環境、レンダリング属性、システム変数に対する環境客体単位編集とに分けられる。形状客体単位編集は、形状単位よりなる材質、テキスチャーマッピングのような編集作業をいい、環境客体単位編集は、形状とは関係ないが、全体場面に影響を及ぼす光源、カメラのような編集作業をいう。
【００３２】
形状客体単位編集のためにはまず編集のための客体を選択せねばならない。この時、客体はアセンブリ、パート、面になり、ツリー階層構造の上位客体を選択すればこの客体が含むあらゆる下位客体が選択される。例えば、アセンブリを選択すればアセンブリを構成するあらゆるパート、各パートを構成するあらゆる面が選択される。選択された客体に対してレンダリングのために必要な材質及び位置などの資料を編集し、編集された内容は選択された客体の下位単位の客体に同一に適用される。その他の光源、カメラ、環境、レンダリング情報もそれぞれの編集機能で編集してシーングラフＤＢ３０にシーングラフデータで再び貯蔵する。
【００３３】
３Ｄレンダラー５０は、シーングラフＤＢ３０に貯蔵された編集されたシーングラフデータをレンダリングして３次元ＣＡＤデータに対する２次元コンピュータグラフ映像を生成する。
【００３４】
図２は、本発明の実施例によるＣＡＤ直接インターフェース２０の構成及び形状データの伝送例示図である。ＣＡＤ直接インターフェース２０はＣＡＤ ＤＢコネクタ２１、面伝送モジュール２４、パート伝送モジュール２３及びアセンブリ伝送モジュール２２で構成される。
【００３５】
ＣＡＤ ＤＢコネクタ２１の左側はＣＡＤシステム１０のＣＡＤ ＤＢ１１の階層構造を示す。３次元ＣＡＤシステム１０でモデリングが完了した３次元ＣＡＤデータの形状間の階層資料構造は、標準３Ｄデータファイルで最も下位単位である面、面の集合であるパート及びパートの集合であるアセンブリの階層構造形態を有し、面の形状情報はＮＵＲＢＳ（Ｎｏｎ Ｕｎｉｆｏｒｍ ＲａｔｉｏｎａｌＢ−ｓｐｌｉｎｅ Ｓｕｒｆａｃｅ）などの自由曲面形式または多角形集合形式で３次元形状情報を貯蔵する。ＣＡＤＤＢコネクタ２１の右側は、レンダリングシステム６０のシーングラフＤＢ３０の形状情報階層構造を示す。これは各ＤＢの形状情報の一実施例を示すものであり、両システム間の形状情報の階層構造が一致することを示す。
【００３６】
図２を参照してＣＡＤ直接インターフェースの動作をより詳細に説明する。
まず、ＣＡＤ ＤＢコネクタ２１は、レンダリングシステム６０とＣＡＤシステム１０のＣＡＤ ＤＢ１１とをＣＡＤシステム１０のＡＰＩを利用して連結してＣＡＤデータを読み取りできる伝送通路を生成する。
【００３７】
次に、アセンブリ伝送モジュール２２は、ＣＡＤシステム１０のＣＡＤ ＤＢ１１からアセンブリ形状情報を読み取って変換する。アセンブリ伝送モジュール２２がアセンブリ形状情報を変換する時にはＣＡＤシステム１０のアセンブリ構造を把握して、同じ階層構造が維持されるようにレンダリングシステム６０のシーングラフデータに変換する。この時、レンダリングシステム６０のシーングラフではパートの集合概念でアセンブリ情報を貯蔵し、Ｏｐｅｎ Ｉｎｖｅｎｔｏｒ、ＶＲＭＬ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）のような一般的なシーングラフ概念では表示可能な階層グループ形態に情報を貯蔵する。
【００３８】
次に、パート伝送モジュール２３は、ＣＡＤシステム１０のＣＡＤ ＤＢ１１からパート形状情報を読み取って変換する。パート形状情報を変換する時には形状情報と共にパートの材質情報、位置変換情報を変換する。この時、形状情報は場面編集モジュール４０で面単位の選択及び編集できるように、パートを構成しているあらゆる面のリスト形態に貯蔵し、パートと面との階層構造を維持可能にする。シーングラフのパートに貯蔵された材質及び位置変換情報は下位階層資料である面にいずれも同一に適用され、これはＯｐｅｎ Ｉｎｖｅｎｔｏｒ、ＶＲＭＬのような一般的なシーングラフで使用する階層的情報処理方法と同一である。ＣＡＤシステムとのパート単位データ同期化のためにパートの認識情報（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；以下、ＩＤ）をシーングラフＤＢ３０のパート形状情報に貯蔵する。
【００３９】
次に、面伝送モジュール２４は、ＣＡＤシステム１０のＣＡＤ ＤＢ１１から面形状情報を読み取って変換する。面リストに貯蔵されるそれぞれの面形状情報は面材質情報と形状情報とに区分してレンダリングシステム６０のシーングラフ情報に変換する。この時、面の形状情報を貯蔵する方法には、ＣＡＤシステムが提供するＡＰＩによって多角形集合形態に情報を読み取って貯蔵する方法と、ＮＵＲＢＳのような自由曲面形態に情報を読み取ってシーングラフＤＢ３０に貯蔵した後、レンダリングシステム６０の内部で表面化に必要な多角形集合形態のデータで再構成する方法とがある。面の材質情報において、ＣＡＤシステム１０で面単位で材質情報が編集されている場合に該当面の材質情報を貯蔵し、ＣＡＤシステム１０で面単位で材質情報が貯蔵されていない場合に面の上位階層であるパートに貯蔵された材質値を貯蔵する。
【００４０】
このようなあらゆる過程は、外部ファイル形態への変換ではないＣＡＤソフトウェアから提供するＡＰＩを使用して行われる。あらゆるデータ伝送作業が終われば、ＣＡＤシステム１０とレンダリングシステム６０との連結は新しい作業が発生する場合を除いてはもう維持しなくてもよく、ＣＡＤソフトウェアは終了しても関係ない。
【００４１】
図３は、本発明の実施例によるシーングラフＤＢ３０の階層構造図である。シーングラフＤＢ３０は大きく形状情報３２とその他の関連情報３１とより構成され、関連情報３１は、システム変数３１０、レンダリング属性３２０、環境３３０、カメラグループ３４０及び光源グループ３５０で構成され、形状情報３２はアセンブリ３６０、パート３７０及び面３８０の情報の階層構造で構成される。
【００４２】
シーングラフデータは自体ファイルで貯蔵でき、貯蔵されたファイルを読み取ってファイルで貯蔵する前の形態に復元できる。自体ファイルで貯蔵されたデータを編集するか、これを利用してレンダリングを行うための作業は、ＣＡＤソフトウェアが設置されていないコンピュータでもレンダリングソフトウェアだけで行える。また形状情報３２を除外した、レンダリング属性３２０、環境３３０、カメラグループ３４０、及び光源グループ３５０などの関連情報３１は選別して別の外部ファイルで貯蔵できる。
【００４３】
まず、貯蔵する情報を使用者インターフェースを通じて指定し、選択された情報をシーングラフＤＢ３０から抽出してファイル形態に貯蔵する。貯蔵されたファイルはファイル読み取り機能を通じてレンダリングシステム６０に再び読み取ることができ、レンダリングのために必要なシステム、レンダリング属性、環境、カメラ及び光源に間する情報を含んでいて今後類似製品のレンダリングを行う場合に作業のための基礎データとして活用できる。
【００４４】
図４は、本発明の実施例によるパート形状情報構造３７０を示すものである。パート形状情報構造３７０は、パートＩＤ３７１、材質情報３７２、位置変換３７３、面リスト３７４及び多数の面形状情報３７５で構成される。
【００４５】
パートＩＤ ３７１はＣＡＤシステム１０とパート単位データ同期化のための情報を貯蔵し、材質情報３７２は、パートの材質に関する情報を貯蔵し、位置変換情報３７３の貯蔵形式の一例に４×４サイズのマトリックス形態をあげられ、回転、移動、拡大及び縮少に関する情報を示す。面リスト３７４は、パートを構成しているあらゆる面のリスト情報であり、面形状情報３７５は場面編集モジュール４０で面単位の選択及び編集ができるように面リスト形態に貯蔵され、パートと面との階層構造を維持可能にする。パート形状情報に貯蔵された材質情報３７２及び位置変換情報３７３は、下位階層資料の面にいずれも同一に適用され、これはＯｐｅｎ Ｉｎｖｅｎｔｏｒ、ＶＲＭＬのような一般的なシーングラフで使用する階層的情報処理方法と同一である。
【００４６】
図５は、本発明の実施例による面形状情報構造３８０を示すものであり、面形状情報構造３８０は材質情報３８１と幾何形状情報３８２とより構成される。
材質情報３８１は、ＣＡＤシステム１０で面単位で材質情報が編集されている場合に該当面の材質情報を貯蔵し、ＣＡＤシステム１０で面単位で材質情報が貯蔵されていない場合に面の上位階層であるパートに貯蔵された材質値を貯蔵する。幾何形状情報３８２は多角形集合形態に貯蔵される。
【００４７】
図６は、本発明の実施例によるレンダリングシステムのフローチャートである。図６を参照して本発明の実施例によるレンダリング方法を詳細に説明する。
まず、使用者はコンピュータでＣＡＤソフトウェア及びレンダリングソフトウェアを実行させる（段階６１０）。次に、レンダリングシステム６０のＣＡＤ直接インターフェース２０は、ＣＡＤシステム１０からＣＡＤソフトウェアのＡＰＩを利用してＣＡＤシステム１０のＣＡＤ ＤＢ１１に貯蔵されているＣＡＤデータを読み取り、読み取ったＣＡＤデータをレンダリングシステム６０のシーングラフＤＢ３０構造に合うように製品形状情報と、その他の関連情報である関連情報とに区分変換するＣＡＤ直接インターフェースを行う（段階６２０）。場面編集モジュール４０は、シーングラフＤＢ３０の形状情報に基づいた場面を関連情報を利用して編集する（段階６３０）。次に、レンダリングシステムは使用者により編集された場面に対する形状修正要請があるかどうかを判断し（段階６４０）、形状修正の要請がない場合にレンダラー５０によるレンダリング作業を行う（段階６４０）。
【００４８】
図７は、本発明の実施例によるＣＡＤ直接インターフェース処理フローチャートである。図７は、図６の段階６２０の細部段階を示し、図７を参照してＣＡＤ直接インターフェース処理をより詳細に説明する。
まず、ＣＡＤ ＤＢコネクタ２１は、レンダリングシステム６０とＣＡＤシステム１０のＣＡＤ ＤＢ１１とをＣＡＤシステム１０のＡＰＩを利用して連結する（段階７１０）。次に、ＣＡＤシステム１０に形状データを要請する（段階７２０）。ＣＡＤシステム１０が伝送準備が完了すれば、ＣＡＤシステム１０のＣＡＤ ＤＢ１１からアセンブリ伝送モジュール２２を利用してアセンブリ形状情報を読み取ってシーングラフＤＢ３０の構造に変換し、パート伝送モジュール２３を利用してパート形状情報を読み取ってシーングラフＤＢ３０の構造に変換し、面伝送モジュール２４を利用して面形状情報を読み取ってシーングラフＤＢ３０の構造に変換する（段階７４０）。
【００４９】
図８は、本発明の実施例による形状情報置換方法の処理フローチャートである。図６の段階６５０で形状修正要請がある場合の形状情報置換方法処理フローを示す。図８を参照して本発明による形状情報置換方法を詳細に説明する。
まず、ＣＡＤ直接インターフェース２０のＣＡＤ ＤＢコネクタ２１はＣＡＤシステム１０をレンダリングシステム６０に連結する（段階８１０）。次に、読み取り単位を選択した後、ＣＡＤシステム１０から修正された形状情報だけを読み取る（段階８２０）。そして、ＣＡＤシステム１０から新しく読み取ったパートのＩＤとレンダリングシステム６０のシーングラフＤＢ３０内に貯蔵されたパートのＩＤとを比較して（段階８３０）、同じ値を有する場合に該当パートの形状情報を新しく読み取ったパートの形状情報に置換する（段階８５０）。この時、幾何形状に関する情報だけ置換され、既存に作業した材質情報と光源、カメラなどのあらゆる環境情報はそのまま維持される。段階８３０の判断結果、両パートＩＤ値が相異なる場合に（段階８４０で「はい」）、新しくシーングラフデータ構造に変換する（段階８６０）。
【００５０】
本発明は、前述した実施例に限定されず、本発明の思想内で当業者による変形が可能であることはもちろんである。したがって、本発明で権利を請求する範囲は詳細な説明の範囲内に決まることではなく特許請求の範囲に限定される。
【００５１】
【発明の効果】
前述したように本発明によるレンダリングシステム、レンダリング方法及びその記録媒体によれば、第１に、商用３次元ＣＡＤシステムを最初にモデリングした３次元ＣＡＤ形状及び階層構造情報を同一に維持しつつ便利に場面編集を行える効果がある。第２に、レンダリングシステムで３次元形状及びその階層構造を復元する作業を行う必要がないのでレンダリング作業時間を縮める効果がある。第３に、場面編集作業以後の形状情報を修正する場合、関連情報はそのまま維持した状態で修正された形状情報だけを置換することによって形状修正作業時間短縮の効果がある。第４に、環境設定データを別途に貯蔵して活用することによってレンダリング作業を行うための情報の共有を容易にして技術共有及び作業時間短縮の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例によるレンダリングシステムの構成ブロック図である。
【図２】 本発明の実施例によるＣＡＤ直接インターフェースの構成及び形状データの伝送例示図である。
【図３】 本発明の実施例によるシーングラフデータベースの構造図である。
【図４】 本発明の実施例によるパート形状情報の構造図である。
【図５】 本発明の実施例による面形状情報の構造図である。
【図６】 本発明の実施例によるレンダリングシステムの動作フローチャートである。
【図７】 本発明の実施例によるＣＡＤ直接インターフェース処理フローチャートである。
【図８】 本発明の実施例による形状情報置換方法の処理フローチャートである。
【図９】 従来の技術による３次元ＣＡＤ標準交換ファイル（ＩＧＥＳ）の構造図である。
【符号の説明】
１０ ＣＡＤシステム
１１ ＣＡＤデータベース
２０ ＣＡＤ直接インターフェース
３０ シーングラフＤＢ
４０ 場面編集モジュール
５０ ３Ｄレンダラー
６０ レンダリングシステム
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンダリングシステムに係り、特に商用３次元コンピュータ補助設計システム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｙｓｔｅｍ；以下、ＣＡＤシステム）で製作された３次元形状データを利用して写実的な２次元コンピュータグラフィック（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃ；以下、ＣＧ）映像物を製作するためのレンダリングシステム及びレンダリング方法とその記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、製品デザイン及び設計のためにＣＡＤシステムが広く使用されており、特に３次元ＣＡＤシステムが多く使われている。ここで、ＣＡＤシステムとは、コンピュータを使用してＣＡＤ作業をするために駆動されるＣＡＤソフトウェアと、その駆動に関するプログラム及びリソースとを含むことを意味し、レンダリングシステムとは、コンピュータを使用してレンダリング作業を行うために駆動されるレンダリングソフトウェアと、そのソフトウェアに関するプログラム及びリソースとを含むことを意味する。
【０００３】
ＣＡＤシステムで作成されて製品量産を目的とする製品の場合、デザイン／設計の検証及び品評のためにより写実的なグラフイメージが必要になる。ＣＡＤシステムを利用してモデリングした３次元モデルを効果的に可視化するために製品の形状及び材質を正確に、かつ写実的に表現する必要があり、このような作業をレンダリングという。
【０００４】
しかし、ＣＡＤシステムの内部にレンダリング機能がないか、ＣＡＤシステムに含まれたレンダリング機能が使用者の所望のレベルのイメージを製作するのに不十分な場合には、高級レンダリング機能を提供する外部ＣＧレンダリングシステムを利用して３次元モデルのＣＧレンダリングイメージを製作する。
【０００５】
独立したＣＧレンダリングシステムを使用して商用３次元ＣＡＤシステムでモデリングした３次元ＣＡＤデータを利用して高級レンダリングイメージを生成するために次のような段階を行う。
【０００６】
まず、３次元ＣＡＤシステムでモデリングが完了した３次元ＣＡＤデータである３次元形状情報を貯蔵した後、商用３ＤＣＡＤソフトウェアから提供する標準３次元ＣＡＤファイル貯蔵機能（Ｆｉｌｅ Ｅｘｐｏｒｔ）を利用して作成された形状情報を外部ファイルに貯蔵する。この時、貯蔵される標準３次元ＣＡＤファイルは３次元ＣＡＤ標準交換ファイル（Ｉｎｉｔｉａｌ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ；以下、ＩＧＥＳ）、ＳＴＥＰ（ｔｈｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｘｃｈａｎｇｅ ｏｆ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｍｏｄｅｌ Ｄａｔａ）またはこれに準ずる標準データファイルである。図９は、ＩＧＥＳの形状構造を示しており、図９を参照すれば、ＩＧＥＳは面形状情報の羅列形態に貯蔵されるだけで形状間の階層構造に関する情報は貯蔵されない。
【０００７】
次に、３次元標準データファイルをＣＧレンダリングソフトウェアのデータ入力機能（Ｆｉｌｅ Ｉｍｐｏｒｔ）を利用してＣＧレンダリングソフトウェアのデータベース（Ｄａｔａ ｂａｓｅ；以下、ＤＢ）に貯蔵する。この時、形状間の階層構造に間する情報を維持できず、一部の形状が変形されることがある。したがって、貯蔵が完了した後、標準ファイル転換により損失された形状間の階層構造情報及び相異なるシステムの使用により変形された形状情報に対する修正及び復元作業を行う。
【０００８】
形状及び形状間の階層構造に対する修正作業が完了すれば、レンダリングに必要な場面を編集する。レンダリングに必要な場面編集が完了すれば高級レンダリング過程を経て最終イメージを製作する。高級レンダリング方法には、光線追跡法、Ａバッファが多く使われる。
【０００９】
このような従来のレンダリングシステム及び方法によって商用ＣＡＤソフトウェアとＣＧレンダリングソフトウェアとのデータ伝送のために使われる標準３ＤデータファイルであるＩＧＥＳの場合、３Ｄ形状情報以外の形状間の階層構造情報を含めず、標準３Ｄデータファイルへの転換過程で形状情報のエラーが発生することもある。
【００１０】
しかし、３Ｄ ＣＧレンダリングソフトウェアのレンダリングのための場面編集で部品単位の色相／材質編集、テキスチャーマッピングのために形状間の階層構造情報が必要であり、標準３Ｄデータファイルを利用してデータを読み取る場合、ＣＧレンダリングソフトウェア自体的に形状間の階層構造情報を維持できる内部データ資料構造及びこれを生成／編集できる使用者インターフェースを提供して使用者の作業を通じて損失された形状間の階層構造情報を復元せねばならない不便さがある。
【００１１】
また、形状情報のエラーが発生する場合、レンダリングソフトウェアで形状情報のエラーを修正できる高級３Ｄモデリング機能を提供して使用者が直接形状情報のエラーを修正する作業を行わねばならない。損失された情報を復元するために使用者がＣＧレンダリングソフトウェア内部で形状及び形状間の階層構造の定義のための資料修正作業を行わねばならないが、このような方法はモデリングの内容、損失された情報の量、提供される修正機能の性能によって数時間から数日までかかるという問題点がある。
【００１２】
また、レンダリングのための場面編集作業が完了した後に形状を修正せねばならない場合もありうる。製品の量産を目的とするデザイン及び設計作業での形状修正は一般的に３次元ＣＡＤシステムで行われ、ＣＡＤシステムで修正された形状は再びレンダリングシステムに反映されてレンダリング作業に使われねばならない。一般的に商用ＣＧレンダリングソフトウェアを使用する場合、修正されたＣＡＤ形状を再び標準ファイル形式に貯蔵した後、これを再びレンダリングシステムで読み取る。この時、既存に作業した材質などのデータが貯蔵されず、このために以前に作業した製品材質などの情報を全部再編集せねばならない面倒さがある。
【００１３】
また、レンダリング作業をするためには適切な光源及びカメラの設定が必要であるが、これはレンダリング作業を行う作業者の専門的な技術が含まれた内容である。しかし、従来のレンダリング方法においてはレンダリング作業をする度に新しく設定することによって技術共有がなされずに作業時間が増加する不便さがある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、産業デザイン用３次元レンダリングをより効果的に行うレンダリングシステム、レンダリング方法及びその記録媒体を提供することにある。
【００１５】
特に、本発明が解決しようとする技術的課題は、商用３次元ＣＡＤシステムを最初にモデリングした３次元ＣＡＤ形状及び階層構造情報を同一に維持させるデータ伝送システムを有するレンダリングシステム、レンダリング方法及びその記録媒体を提供することにある。
【００１６】
本発明が解決しようとするさらに他の技術的課題は、最初のＣＡＤシステムで設定した形状間の階層構造を維持しながら便利に場面を編集できる効率的な３次元データの階層資料構造を有するレンダリングシステム、レンダリング方法及びその記録媒体を提供することにある。
【００１７】
本発明が解決しようとするさらに他の技術的課題は、３次元形状及びその階層構造を復元する作業を行う必要がない効果的なレンダリングシステム、レンダリング方法及びその記録媒体を提供することにある。
【００１８】
本発明が解決しようとするさらに他の技術的課題は、場面編集作業以後の形状情報を修正する場合、作業した材質情報などの関連情報はそのまま維持した状態で修正された形状情報だけを置換できる効果的なレンダリングシステム、レンダリング方法及びその記録媒体を提供することにある。
【００１９】
本発明が解決しようとするさらに他の技術的課題は、レンダリング作業を行うための環境設定データの共有を容易にして効果的な作業が可能なレンダリングシステム、レンダリング方法及びその記録媒体を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題を解決するための本発明によるレンダリングシステムは、ＣＡＤシステムに連結してＣＡＤシステムで作成されたＣＡＤデータを直接読み取り、読み取ったＣＡＤデータに基づいて製品形状情報とその他の関連情報とに区分変換するＣＡＤ直接インターフェースと、ＣＡＤ直接インターフェースで区分変換された形状情報及び関連情報を貯蔵するデータベースと、形状情報に基づいた場面を関連情報を利用して編集する場面編集モジュールと、場面編集モジュールで編集された場面をレンダリングするレンダラーとを含むことを特徴とする。
【００２１】
一方、本発明の他の分野による前記技術的課題を解決するための一実施例によるレンダリング方法は、ＣＡＤシステムに連結して連結されたＣＡＤシステムからＣＡＤデータを読み取り、読み取ったＣＡＤデータに基づいてレンダリングシステムのデータベース構造に合うように製品形状情報とその他の関連情報とに区分変換する直接インターフェース段階と、データベースに貯蔵された形状情報に基づいた場面を関連情報を利用して編集する場面編集段階と、場面編集段階で編集された場面をレンダリングするレンダリング段階とを含むことを特徴とする。
【００２２】
前記技術的課題を解決するための他の実施例によるレンダリング方法は、ＣＡＤシステムに連結して連結されたＣＡＤシステムからＣＡＤデータを読み取り、読み取ったＣＡＤデータに基づいてレンダリングシステムのデータベース構造に合うように製品形状情報とその他の関連情報とに区分変換する直接インターフェース段階と、データベースに貯蔵された形状情報に基づいた場面を関連情報を利用して編集する場面編集段階と、編集された場面の修正要請があるかどうかを判断する形状修正の判断段階と、形状修正の判断結果、形状修正の要請がある場合に読み取り単位を選択して修正された形状情報を読み取る段階と、読み取ったパート認識番号と既存に貯蔵されているパート認識番号とを比較する段階と、両認識番号が同じ場合に形状情報だけを置換する段階とを含むことを特徴とする。
【００２３】
前記技術的課題を解決するためのさらに他の実施例によるレンダリング方法は、ＣＡＤシステムに連結して連結されたＣＡＤシステムからＣＡＤデータを読み取り、読み取ったＣＡＤデータに基づいてレンダリングシステムのデータベース構造に合うように製品形状情報とその他の関連情報とに区分変換する直接インターフェース段階と、データベースに貯蔵された形状情報に基づいた場面を関連情報を利用して編集する場面編集段階と、関連情報で場面編集のための環境情報の場面編集情報だけを別途のファイルに貯蔵する段階とを含むことを特徴とする。
【００２４】
一方、本発明の他の分野によれば、前記技術的課題を解決するための記録媒体は、いろいろな実施例によるレンダリング方法がコンピュータプログラムで作成され、コンピュータにより読み取られて実行されるプログラムが記録されたことを特徴とする。
【００２５】
一方、本発明のさらに他の分野によれば、前記技術的課題を解決するためのデータベースは、３次元形状に関する幾何学的情報である形状情報と、形状情報の各形状間の階層構造に関する形状階層の構造情報と、レンダリングのために必要な関連資料であるレンダリング情報と、場面編集のために必要な環境に関する情報である場面編集情報とを含むことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例によるレンダリングシステム６０の構成ブロック図であり、ＣＡＤ直接インターフェース２０、シーングラフＤＢ３０、場面編集モジュール４０及び３Ｄレンダラー５０で構成される。図１を参照して本発明の実施例による動作を簡単に説明する。
【００２７】
まず、コンピュータでＣＡＤソフトウェア及びレンダリングソフトウェアを駆動させる。二ソフトウェアを駆動させる方法には、コンピュータ上のそれぞれのソフトウェアの実行ファイルを直接実行する方法、ＣＡＤソフトウェアを実行してＣＡＤソフトウェア内にレンダリングソフトウェアを実行できるインターフェースを通じてレンダリングソフトウェアを実行する方法、及びレンダリングソフトウェアを実行してレンダリングソフトウェア内のＣＡＤソフトウェアを実行できるインターフェースを通じてＣＡＤソフトウェアを実行する方法がある。
【００２８】
次に、ＣＡＤ直接インターフェース２０は、ＣＡＤシステム１０からデータを読み取るようにＣＡＤソフトウェアから提供するアプリケーションプログラムインターフェース（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；以下、ＡＰＩ）を利用して両システムを連結し、ＣＡＤシステム１０のＣＡＤデータベース１１からＣＡＤデータのアセンブリ、パート及び面形状情報を読み取った後、レンダリングシステムのシーングラフ形式の階層資料構造に合うように変換してデータベース３０に貯蔵する。ＣＡＤシステム１０からＣＡＤデータを読み取る方法には、ＣＡＤソフトウェアの作業画面上に出ているあらゆるアセンブリ、パート等の情報を一気に読み取る方法と、ＣＡＤソフトウェアから提供する形状選択機能を利用して所望のアセンブリやパートを選択して読み取る方法とがある。
【００２９】
ＣＡＤ直接インターフェース２０によりシーングラフデータベース３０に貯蔵されたシーングラフデータにはＣＡＤ形状、形状間の階層資料構造、ＣＡＤで定義した基本材質に間する情報が含まれている。この情報はＣＡＤ直接インターフェース２０を通じてＣＡＤシステム１０から直接受け取ったデータであって、形状修正、形状間の階層構造修正のための過程を経ずに場面編集モジュール４０による場面編集を行う。
【００３０】
元のＣＡＤデータをコンピュータ画面に可視化する方法には、シーングラフデータをオープンＧＬ等のリアルタイムレンダリング方法を通じて２次元のコンピュータグラフィック映像で示す方法と、ツリー資料構造形態にコンピュータ画面に図式化して表面化する方法とがある。
【００３１】
シーングラフの編集は、形状情報の下位客体で構成されるアセンブリ、パート、面に対する形状客体単位編集と、形状情報を除外した関連情報の残りの客体情報として光源、カメラ、環境、レンダリング属性、システム変数に対する環境客体単位編集とに分けられる。形状客体単位編集は、形状単位よりなる材質、テキスチャーマッピングのような編集作業をいい、環境客体単位編集は、形状とは関係ないが、全体場面に影響を及ぼす光源、カメラのような編集作業をいう。
【００３２】
形状客体単位編集のためにはまず編集のための客体を選択せねばならない。この時、客体はアセンブリ、パート、面になり、ツリー階層構造の上位客体を選択すればこの客体が含むあらゆる下位客体が選択される。例えば、アセンブリを選択すればアセンブリを構成するあらゆるパート、各パートを構成するあらゆる面が選択される。選択された客体に対してレンダリングのために必要な材質及び位置などの資料を編集し、編集された内容は選択された客体の下位単位の客体に同一に適用される。その他の光源、カメラ、環境、レンダリング情報もそれぞれの編集機能で編集してシーングラフＤＢ３０にシーングラフデータで再び貯蔵する。
【００３３】
３Ｄレンダラー５０は、シーングラフＤＢ３０に貯蔵された編集されたシーングラフデータをレンダリングして３次元ＣＡＤデータに対する２次元コンピュータグラフ映像を生成する。
【００３４】
図２は、本発明の実施例によるＣＡＤ直接インターフェース２０の構成及び形状データの伝送例示図である。ＣＡＤ直接インターフェース２０はＣＡＤ ＤＢコネクタ２１、面伝送モジュール２４、パート伝送モジュール２３及びアセンブリ伝送モジュール２２で構成される。
【００３５】
ＣＡＤ ＤＢコネクタ２１の左側はＣＡＤシステム１０のＣＡＤ ＤＢ１１の階層構造を示す。３次元ＣＡＤシステム１０でモデリングが完了した３次元ＣＡＤデータの形状間の階層資料構造は、標準３Ｄデータファイルで最も下位単位である面、面の集合であるパート及びパートの集合であるアセンブリの階層構造形態を有し、面の形状情報はＮＵＲＢＳ（Ｎｏｎ Ｕｎｉｆｏｒｍ ＲａｔｉｏｎａｌＢ−ｓｐｌｉｎｅ Ｓｕｒｆａｃｅ）などの自由曲面形式または多角形集合形式で３次元形状情報を貯蔵する。ＣＡＤＤＢコネクタ２１の右側は、レンダリングシステム６０のシーングラフＤＢ３０の形状情報階層構造を示す。これは各ＤＢの形状情報の一実施例を示すものであり、両システム間の形状情報の階層構造が一致することを示す。
【００３６】
図２を参照してＣＡＤ直接インターフェースの動作をより詳細に説明する。
まず、ＣＡＤ ＤＢコネクタ２１は、レンダリングシステム６０とＣＡＤシステム１０のＣＡＤ ＤＢ１１とをＣＡＤシステム１０のＡＰＩを利用して連結してＣＡＤデータを読み取りできる伝送通路を生成する。
【００３７】
次に、アセンブリ伝送モジュール２２は、ＣＡＤシステム１０のＣＡＤ ＤＢ１１からアセンブリ形状情報を読み取って変換する。アセンブリ伝送モジュール２２がアセンブリ形状情報を変換する時にはＣＡＤシステム１０のアセンブリ構造を把握して、同じ階層構造が維持されるようにレンダリングシステム６０のシーングラフデータに変換する。この時、レンダリングシステム６０のシーングラフではパートの集合概念でアセンブリ情報を貯蔵し、Ｏｐｅｎ Ｉｎｖｅｎｔｏｒ、ＶＲＭＬ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）のような一般的なシーングラフ概念では表示可能な階層グループ形態に情報を貯蔵する。
【００３８】
次に、パート伝送モジュール２３は、ＣＡＤシステム１０のＣＡＤ ＤＢ１１からパート形状情報を読み取って変換する。パート形状情報を変換する時には形状情報と共にパートの材質情報、位置変換情報を変換する。この時、形状情報は場面編集モジュール４０で面単位の選択及び編集できるように、パートを構成しているあらゆる面のリスト形態に貯蔵し、パートと面との階層構造を維持可能にする。シーングラフのパートに貯蔵された材質及び位置変換情報は下位階層資料である面にいずれも同一に適用され、これはＯｐｅｎ Ｉｎｖｅｎｔｏｒ、ＶＲＭＬのような一般的なシーングラフで使用する階層的情報処理方法と同一である。ＣＡＤシステムとのパート単位データ同期化のためにパートの認識情報（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；以下、ＩＤ）をシーングラフＤＢ３０のパート形状情報に貯蔵する。
【００３９】
次に、面伝送モジュール２４は、ＣＡＤシステム１０のＣＡＤ ＤＢ１１から面形状情報を読み取って変換する。面リストに貯蔵されるそれぞれの面形状情報は面材質情報と形状情報とに区分してレンダリングシステム６０のシーングラフ情報に変換する。この時、面の形状情報を貯蔵する方法には、ＣＡＤシステムが提供するＡＰＩによって多角形集合形態に情報を読み取って貯蔵する方法と、ＮＵＲＢＳのような自由曲面形態に情報を読み取ってシーングラフＤＢ３０に貯蔵した後、レンダリングシステム６０の内部で表面化に必要な多角形集合形態のデータで再構成する方法とがある。面の材質情報において、ＣＡＤシステム１０で面単位で材質情報が編集されている場合に該当面の材質情報を貯蔵し、ＣＡＤシステム１０で面単位で材質情報が貯蔵されていない場合に面の上位階層であるパートに貯蔵された材質値を貯蔵する。
【００４０】
このようなあらゆる過程は、外部ファイル形態への変換ではないＣＡＤソフトウェアから提供するＡＰＩを使用して行われる。あらゆるデータ伝送作業が終われば、ＣＡＤシステム１０とレンダリングシステム６０との連結は新しい作業が発生する場合を除いてはもう維持しなくてもよく、ＣＡＤソフトウェアは終了しても関係ない。
【００４１】
図３は、本発明の実施例によるシーングラフＤＢ３０の階層構造図である。シーングラフＤＢ３０は大きく形状情報３２とその他の関連情報３１とより構成され、関連情報３１は、システム変数３１０、レンダリング属性３２０、環境３３０、カメラグループ３４０及び光源グループ３５０で構成され、形状情報３２はアセンブリ３６０、パート３７０及び面３８０の情報の階層構造で構成される。
【００４２】
シーングラフデータは自体ファイルで貯蔵でき、貯蔵されたファイルを読み取ってファイルで貯蔵する前の形態に復元できる。自体ファイルで貯蔵されたデータを編集するか、これを利用してレンダリングを行うための作業は、ＣＡＤソフトウェアが設置されていないコンピュータでもレンダリングソフトウェアだけで行える。また形状情報３２を除外した、レンダリング属性３２０、環境３３０、カメラグループ３４０、及び光源グループ３５０などの関連情報３１は選別して別の外部ファイルで貯蔵できる。
【００４３】
まず、貯蔵する情報を使用者インターフェースを通じて指定し、選択された情報をシーングラフＤＢ３０から抽出してファイル形態に貯蔵する。貯蔵されたファイルはファイル読み取り機能を通じてレンダリングシステム６０に再び読み取ることができ、レンダリングのために必要なシステム、レンダリング属性、環境、カメラ及び光源に間する情報を含んでいて今後類似製品のレンダリングを行う場合に作業のための基礎データとして活用できる。
【００４４】
図４は、本発明の実施例によるパート形状情報構造３７０を示すものである。パート形状情報構造３７０は、パートＩＤ３７１、材質情報３７２、位置変換３７３、面リスト３７４及び多数の面形状情報３７５で構成される。
【００４５】
パートＩＤ ３７１はＣＡＤシステム１０とパート単位データ同期化のための情報を貯蔵し、材質情報３７２は、パートの材質に関する情報を貯蔵し、位置変換情報３７３の貯蔵形式の一例に４×４サイズのマトリックス形態をあげられ、回転、移動、拡大及び縮少に関する情報を示す。面リスト３７４は、パートを構成しているあらゆる面のリスト情報であり、面形状情報３７５は場面編集モジュール４０で面単位の選択及び編集ができるように面リスト形態に貯蔵され、パートと面との階層構造を維持可能にする。パート形状情報に貯蔵された材質情報３７２及び位置変換情報３７３は、下位階層資料の面にいずれも同一に適用され、これはＯｐｅｎ Ｉｎｖｅｎｔｏｒ、ＶＲＭＬのような一般的なシーングラフで使用する階層的情報処理方法と同一である。
【００４６】
図５は、本発明の実施例による面形状情報構造３８０を示すものであり、面形状情報構造３８０は材質情報３８１と幾何形状情報３８２とより構成される。
材質情報３８１は、ＣＡＤシステム１０で面単位で材質情報が編集されている場合に該当面の材質情報を貯蔵し、ＣＡＤシステム１０で面単位で材質情報が貯蔵されていない場合に面の上位階層であるパートに貯蔵された材質値を貯蔵する。幾何形状情報３８２は多角形集合形態に貯蔵される。
【００４７】
図６は、本発明の実施例によるレンダリングシステムのフローチャートである。図６を参照して本発明の実施例によるレンダリング方法を詳細に説明する。
まず、使用者はコンピュータでＣＡＤソフトウェア及びレンダリングソフトウェアを実行させる（段階６１０）。次に、レンダリングシステム６０のＣＡＤ直接インターフェース２０は、ＣＡＤシステム１０からＣＡＤソフトウェアのＡＰＩを利用してＣＡＤシステム１０のＣＡＤ ＤＢ１１に貯蔵されているＣＡＤデータを読み取り、読み取ったＣＡＤデータをレンダリングシステム６０のシーングラフＤＢ３０構造に合うように製品形状情報と、その他の関連情報である関連情報とに区分変換するＣＡＤ直接インターフェースを行う（段階６２０）。場面編集モジュール４０は、シーングラフＤＢ３０の形状情報に基づいた場面を関連情報を利用して編集する（段階６３０）。次に、レンダリングシステムは使用者により編集された場面に対する形状修正要請があるかどうかを判断し（段階６４０）、形状修正の要請がない場合にレンダラー５０によるレンダリング作業を行う（段階６４０）。
【００４８】
図７は、本発明の実施例によるＣＡＤ直接インターフェース処理フローチャートである。図７は、図６の段階６２０の細部段階を示し、図７を参照してＣＡＤ直接インターフェース処理をより詳細に説明する。
まず、ＣＡＤ ＤＢコネクタ２１は、レンダリングシステム６０とＣＡＤシステム１０のＣＡＤ ＤＢ１１とをＣＡＤシステム１０のＡＰＩを利用して連結する（段階７１０）。次に、ＣＡＤシステム１０に形状データを要請する（段階７２０）。ＣＡＤシステム１０が伝送準備が完了すれば、ＣＡＤシステム１０のＣＡＤ ＤＢ１１からアセンブリ伝送モジュール２２を利用してアセンブリ形状情報を読み取ってシーングラフＤＢ３０の構造に変換し、パート伝送モジュール２３を利用してパート形状情報を読み取ってシーングラフＤＢ３０の構造に変換し、面伝送モジュール２４を利用して面形状情報を読み取ってシーングラフＤＢ３０の構造に変換する（段階７４０）。
【００４９】
図８は、本発明の実施例による形状情報置換方法の処理フローチャートである。図６の段階６５０で形状修正要請がある場合の形状情報置換方法処理フローを示す。図８を参照して本発明による形状情報置換方法を詳細に説明する。
まず、ＣＡＤ直接インターフェース２０のＣＡＤ ＤＢコネクタ２１はＣＡＤシステム１０をレンダリングシステム６０に連結する（段階８１０）。次に、読み取り単位を選択した後、ＣＡＤシステム１０から修正された形状情報だけを読み取る（段階８２０）。そして、ＣＡＤシステム１０から新しく読み取ったパートのＩＤとレンダリングシステム６０のシーングラフＤＢ３０内に貯蔵されたパートのＩＤとを比較して（段階８３０）、同じ値を有する場合に該当パートの形状情報を新しく読み取ったパートの形状情報に置換する（段階８５０）。この時、幾何形状に関する情報だけ置換され、既存に作業した材質情報と光源、カメラなどのあらゆる環境情報はそのまま維持される。段階８３０の判断結果、両パートＩＤ値が相異なる場合に（段階８４０で「はい」）、新しくシーングラフデータ構造に変換する（段階８６０）。
【００５０】
本発明は、前述した実施例に限定されず、本発明の思想内で当業者による変形が可能であることはもちろんである。したがって、本発明で権利を請求する範囲は詳細な説明の範囲内に決まることではなく特許請求の範囲に限定される。
【００５１】
【発明の効果】
前述したように本発明によるレンダリングシステム、レンダリング方法及びその記録媒体によれば、第１に、商用３次元ＣＡＤシステムを最初にモデリングした３次元ＣＡＤ形状及び階層構造情報を同一に維持しつつ便利に場面編集を行える効果がある。第２に、レンダリングシステムで３次元形状及びその階層構造を復元する作業を行う必要がないのでレンダリング作業時間を縮める効果がある。第３に、場面編集作業以後の形状情報を修正する場合、関連情報はそのまま維持した状態で修正された形状情報だけを置換することによって形状修正作業時間短縮の効果がある。第４に、環境設定データを別途に貯蔵して活用することによってレンダリング作業を行うための情報の共有を容易にして技術共有及び作業時間短縮の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例によるレンダリングシステムの構成ブロック図である。
【図２】 本発明の実施例によるＣＡＤ直接インターフェースの構成及び形状データの伝送例示図である。
【図３】 本発明の実施例によるシーングラフデータベースの構造図である。
【図４】 本発明の実施例によるパート形状情報の構造図である。
【図５】 本発明の実施例による面形状情報の構造図である。
【図６】 本発明の実施例によるレンダリングシステムの動作フローチャートである。
【図７】 本発明の実施例によるＣＡＤ直接インターフェース処理フローチャートである。
【図８】 本発明の実施例による形状情報置換方法の処理フローチャートである。
【図９】 従来の技術による３次元ＣＡＤ標準交換ファイル（ＩＧＥＳ）の構造図である。
【符号の説明】
１０ ＣＡＤシステム
１１ ＣＡＤデータベース
２０ ＣＡＤ直接インターフェース
３０ シーングラフＤＢ
４０ 場面編集モジュール
５０ ３Ｄレンダラー
６０ レンダリングシステム
Claims (13)
- ＣＡＤシステムに連結してＣＡＤシステムで作成されたＣＡＤデータを直接読み取り、読み取ったＣＡＤデータに基づいて製品形状情報とその他の関連情報とに区分変換するＣＡＤ直接インターフェースと、前記ＣＡＤ直接インターフェースで区分変換された前記形状情報及び前記関連情報を貯蔵するデータベースと、前記形状情報に基づいた場面を前記関連情報を利用して編集する場面編集モジュールと、前記場面編集モジュールで編集された場面をレンダリングするレンダラーとを含むことを特徴とするレンダリングシステム。
- 前記ＣＡＤ直接インターフェースは、ＣＡＤシステムとのデータ伝送通路を生成するＣＡＤデータベースコネクタと、ＣＡＤシステムの基礎作業単位である面単位の情報を読み取るための面伝送モジュールと、面の集合であるパート単位の情報を読み取るためのパート伝送モジュールと、パートの集合であるアセンブリ情報を読み取るためのアセンブリ伝送モジュールとを含むことを特徴とする請求項１に記載のレンダリングシステム。
- 前記データベースに貯蔵される関連情報は、形状間の関係を示す形状階層の構造情報と、グラフィック場面編集に必要な関連情報である場面編集情報と、レンダリングに必要な関連情報であるレンダリング情報と、いろいろな情報間の階層を示す情報階層情報とを含むことを特徴とする請求項１に記載のレンダリングシステム。
- 前記データベースには、さらに、３次元形状に関する幾何学的情報である形状情報が貯蔵され、貯蔵された前記形状情報は、幾何形態の最小作業単位である面形状に関する情報である面形状情報と、面の集合で構成された部品形状に関する情報であるパート形状情報と、パートの集合で構成されたアセンブリ形状に関する情報であるアセンブリ形状情報とを含むことを特徴とする請求項３に記載のレンダリングシステム。
- 前記データベースに貯蔵された前記面形状情報は、幾何形状情報と面材質情報とに区分されていることを特徴とする請求項４に記載のレンダリングシステム。
- 前記データベースに貯蔵された前記パート形状情報は、ＣＡＤシステムのパート間区別のために与えられた認識番号と同一に与えられるパート認識番号と、パートを構成する面の構成に関する面集合情報と、パートの材質に関するパート材質情報とを含むことを特徴とする請求項４に記載のレンダリングシステム。
- ＣＡＤ直接インターフェースにより、ＣＡＤシステムに連結して連結されたＣＡＤシステムからＣＡＤデータを読み取り、読み取ったＣＡＤデータに基づいてレンダリングシステムのデータベース構造に合うように製品形状情報とその他の関連情報とに区分変換する直接インターフェース段階と、前記データベースに貯蔵された形状情報に基づいた場面を場面編集モジュールにより前記関連情報を利用して編集する場面編集段階と、場面編集段階で編集された場面をレンダラーによりレンダリングするレンダリング段階とを含むことを特徴とするレンダリング方法。
- 前記ＣＡＤ直接インターフェースは、前記直接インターフェース段階において、ＣＡＤシステムの基礎作業単位である面の情報を読み取って変換する面形状情報の変換段階と、面の集合よりなるパート単位の情報を読み取って変換するパート形状情報の変換段階と、パートの集合であるアセンブリ形状情報を読み取って変換するアセンブリ形状情報の変換段階とを実行することを特徴とする請求項７に記載のレンダリング方法。
- 前記ＣＡＤ直接インターフェースは、前記面形状情報の変換段階において、幾何形状情報と面材質情報とに区分変換することを特徴とする請求項８に記載のレンダリング方法。
- 前記ＣＡＤ直接インターフェースは、前記パート形状情報の変換段階において、パート材質情報、パート形状情報及び位置変換情報に区分変換することを特徴とする請求項８に記載のレンダリング方法。
- ＣＡＤ直接インターフェースにより、ＣＡＤシステムに連結して連結されたＣＡＤシステムからＣＡＤデータを読み取り、読み取ったＣＡＤデータに基づいてレンダリングシステムのデータベース構造に合うように製品形状情報とその他の関連情報とに区分変換する直接インターフェース段階と、前記データベースに貯蔵された形状情報に基づいた場面を場面編集モジュールにより前記関連情報を利用して編集する場面編集段階と、編集された場面の修正要請があるかどうかをレンダリングシステムにより判断する形状修正の判断段階と、形状修正の判断結果、形状修正の要請がある場合に、ＣＡＤ直接インターフェースにより、読み取り単位を選択して修正された形状情報を読み取る段階と、読み取ったパート認識番号と既存に貯蔵されているパート認識番号とを比較する段階と、両認識番号が同じ場合に形状情報だけを置換する段階とを含むことを特徴とするレンダリング方法。
- ＣＡＤ直接インターフェースにより、ＣＡＤシステムに連結して連結されたＣＡＤシステムからＣＡＤデータを読み取り、読み取ったＣＡＤデータに基づいてレンダリングシステムのデータベース構造に合うように製品形状情報とその他の関連情報とに区分変換する直接インターフェース段階と、前記データベースに貯蔵された形状情報に基づいた場面を場面編集モジュールにより前記関連情報を利用して編集する場面編集段階と、前記関連情報で場面編集のための環境情報の場面編集情報だけをデータベースの別途のファイルに貯蔵する段階とを含むことを特徴とするレンダリング方法。
- 請求項７ないし請求項１２のうちいずれか１項のレンダリング方法を実行するためのプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体。
Applications Claiming Priority (2)
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