KR100346787B1 - Multiresolution polygon graphic model generation and saving method - Google Patents
Multiresolution polygon graphic model generation and saving method Download PDFInfo
- Publication number
- KR100346787B1 KR100346787B1 KR1019990022724A KR19990022724A KR100346787B1 KR 100346787 B1 KR100346787 B1 KR 100346787B1 KR 1019990022724 A KR1019990022724 A KR 1019990022724A KR 19990022724 A KR19990022724 A KR 19990022724A KR 100346787 B1 KR100346787 B1 KR 100346787B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- edges
- polygon
- gradation
- model
- edge
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
- G06T17/20—Finite element generation, e.g. wire-frame surface description, tesselation
- G06T17/205—Re-meshing
-
- G06T5/70—
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2219/00—Indexing scheme for manipulating 3D models or images for computer graphics
- G06T2219/20—Indexing scheme for editing of 3D models
- G06T2219/2008—Assembling, disassembling
Abstract
본 발명은 삼차원 그래픽 영상의 빠른 도시 및 저장을 위한 다계조 폴리곤 그래픽 모델 생성 및 저장방법에 관한 것으로서, 삼차원 그래픽 영상을 얻기 위해 사용되는 삼차원 그래픽 폴리곤 모델 데이터를 빠른 삼차원 영상 도시 및 저장 전송을 위한 해상도가 다른 상기 삼차원 그래픽 폴리곤 데이터들의 집합으로 나타내는 다계조 폴리곤 모델을 생성하기 위해, 상기 폴리곤 모델을 쿼드에지 저장형태로 변환하고, 간단화 작업에 의해 얻어지는 폴리곤들을 상기 쿼드에지 저장형태로 변환한 후 이들을 저장하기 위해 상기 쿼드에지들로 이루어진 계층을 리스트 형태로 관리하는 저장방법을 통하여 상기 다계조 폴리곤 모델을 생성함으로써, 효과적으로 가변 해상도의 폴리곤 데이터를 추출해낼 수 있는 효과를 가진다.The present invention relates to a method for generating and storing a multi-gradation polygonal graphic model for fast display and storage of a 3D graphic image. The present invention provides a resolution for fast 3D image display and storage transmission of 3D graphic polygon model data used to obtain a 3D graphic image. Converts the polygon model to quad-edge storage, converts the polygons obtained by the simplification operation into the quad-edge storage, and then creates them. By generating the multi-gradation polygonal model through a storage method of managing the layers of the quad edges in a list form for storage, polygon data having a variable resolution can be effectively extracted.
Description
본 발명은 삼차원 그래픽 영상의 빠른 도시 및 저장 전송을 위한 다계조 폴리곤 그래픽 모델 생성 및 저장방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로 말하면, 폴리곤으로 이루어진 삼차원 그래픽스 모델을 만들어 내는데 있어서 저장, 모델링, 렌더링 등에 사용하기 적합한 가변 해상도를 가진 폴리곤 모델을 동적으로 만들어 내기 용이한 형태의 다계조 폴리곤 모델 구축과 이의 응용에 관한 기술이다.The present invention relates to a method for generating and storing a multi-gradation polygonal graphic model for fast viewing and storing transmission of a three-dimensional graphic image. More specifically, the present invention relates to storing, modeling, rendering, etc. in generating a three-dimensional graphics model made of polygons. This paper is about the construction of multi-gradation polygon model and its application which is easy to dynamically generate polygon model with suitable variable resolution.
다계조 해상도를 가진 모델에 대한 기술로는 먼저 영상처리, 압축, 전송 분야에서 사용되는 다계조 영상기술을 들 수 있다.Techniques for models with multi-gradation resolution include multi-gradation imaging techniques used in the field of image processing, compression, and transmission.
이는 2차원 영상을 다른 해상도를 가지는 2차원 영상들의 집합으로 생성 유지하여, 영상처리 및 압축, 전송 등에 이용하는 기술이다.This is a technique for generating and maintaining a 2D image as a set of 2D images having different resolutions and using the image processing, compression, and transmission.
그러나 다계조 영상 기술은 2차원 영상을 대상으로 한다는 점에서 본 발명에서 사용하는 다계조 폴리곤 모델과는 다른 기술이다.However, the multi-gradation imaging technique is different from the multi-gradation polygon model used in the present invention in that it targets two-dimensional images.
한편 다계조 폴리곤 모델을 구성하기 위한 요구는, 기존의 컴퓨터 그래픽스 분야에서 뿐만 아니라 다양한 입력 데이타에서 삼차원 영상을 만들어내기 위해 폴리곤을 만들어 내는 과학적 시각화 및 의료 영상 시각화, 혹은 게임과 네트워크 기반 삼차원 그래픽스 소프트웨어에서도 있었다.On the other hand, the demand for constructing a multi-gradation polygon model is not only in the field of computer graphics but also in scientific and medical image visualization that generates polygons to generate three-dimensional images from various input data, or game and network-based three-dimensional graphics software. there was.
하지만 이들 기술분야에서는, 먼저 방대한 양으로 주어지는 폴리곤 데이터를 저장 및 다루기 용이한 수의 폴리곤으로 만들어내기 위해 간단화(simplification) 혹은 간소화(decimation)에 주안을 두고 있다.However, in these technical fields, the first focus is on simplification or decimation to produce a large amount of polygon data given in large quantities.
이는 폴리곤 모델의 꼭지점, 모서리, 면 등을 일정한 법칙에 따라 없애감으로써 모델의 형태를 최대한 유지하면서 적은 수의 폴리곤들로 이루어진 폴리곤 모델을 얻어내기 위한 기술이다.It is a technique to obtain a polygon model consisting of a small number of polygons while maintaining the shape of the model to the maximum by eliminating the vertices, edges, and faces of the polygon model according to a certain law.
따라서 이러한 기술은 본 발명과는 달리 입력 폴리곤 모델의 다계조 폴리곤 모델을 형성하고 유지하는 것보다는 해상도가 적은 폴리곤들로 이루어진 모델을 얻어내는데 초점을 맞춘 기술들이다.Therefore, unlike the present invention, these techniques focus on obtaining a model composed of polygons having a low resolution rather than forming and maintaining a multi-gradation polygon model of an input polygon model.
이러한 기술들 중에 몇몇 방법에서는 줄어든 폴리곤 모델을 파일과 같은 매체로 저장하기 위한 방법으로, 줄어드는 일련의 과정에 대한 정보와 가장 해상도가 낮은, 즉 마지막으로 얻어진 폴리곤 모델과 함께 저장하고, 역으로 이렇게 저장된 모델로부터 해상도가 높은 모델을 얻기 위해 줄어드는 과정의 역으로 저장된 정보를 이용하여 폴리곤을 구성해 냄으로써, 원하는 개수 혹은 원하는 정도의 형태 에러를 갖는 모델을 얻어내는 방법을 취하고 있다.Some of these techniques are methods for saving reduced polygonal models to media such as files, storing information about the reduced sequence of processes and the lowest resolution, ie, the last obtained polygonal model, and vice versa. In order to obtain a high resolution model from a model, a polygon is constructed using the stored information inversely, and a model having a desired number or a desired shape error is obtained.
이와 같은 방법은 일단 파일이라는 매체에 간단화와 같은 전처리 작업을 통해 정보를 기록한 후, 다시 이를 읽어내어 원하는 해상도의 폴리곤 모델을 만들어야 한다는 점에서 본 발명과 다르다.This method differs from the present invention in that the information is first recorded on a medium called a file through a preprocessing operation such as simplification, and then read out again to create a polygonal model having a desired resolution.
또한 이러한 방법으로 얻어진 폴리곤 모델을 다계조 형태의 모델로 유지하기 위해서는 각 간단화 단계별로 얻어지는 모든 폴리곤을 각기 다른 해상도 단계의 폴리곤들로 유지해야 하므로 각 단계마다 많은 수의 중복된 폴리곤들을 가지게 되는 문제점이 있다.In addition, in order to maintain the polygon model obtained by this method as a multi-gradation model, all polygons obtained in each simplification step must be maintained as polygons having different resolution levels, so that each step has a large number of overlapping polygons. There is this.
상기 언급된 바와 같이 기존의 폴리곤 모델 데이터 대신에 다계조 폴리곤 모델을 사용하는 것은 컴퓨터 그래픽스뿐만 아니라 가상현실, 과학적 시각화 등 여러 방면에서의 그 다양한 응용 가능성으로 인해 많은 주목을 받고 있다.As mentioned above, the use of multi-gradation polygon models in place of existing polygon model data has attracted much attention due to its various applications in various fields such as virtual reality and scientific visualization as well as computer graphics.
반면 다계조 폴리곤 모델은 모델의 "LOD(level of detail)"이라는 성질과 함께, 다계조 모델을 구성하는데 필요한 가능한 적은 양의 저장 용량 필요로 해야 한다는 점 및 모델을 구성하는 가변 해상도의 폴리곤들을 추출하기 위해 용이해야 한다는 점 등 공존하기 힘든 다양한 요구 사항을 가지고 있다.Multi-gradation polygon models, on the other hand, need to have as little storage capacity as possible to construct a multi-gradation model with the "level of detail" nature of the model, and extract the polygons of variable resolution that make up the model. It has a variety of requirements that are difficult to coexist, such as being easy to do.
도 1 은 기존의 그래픽스 분야에서의 관계와 위치 구성도로서, 삼차원 모델링 장치(11), 3차원 모델/거리 측정장치(12) 및 등곡면 구성 소프트웨어 장치(13)로 이루어진 삼차원 폴리곤 모델 데이터들(10), 상기 삼차원 폴리곤 모델 데이터들을 받아 형성한 폴리곤 모델(20), 상기 폴리곤 모델을 이용하여 형성한 다계조 폴리곤 모델(30), 상기 폴리곤 모델(20) 및 다계조 폴리곤 모델(30)을 수신받아 형성된 방대한 양의 폴리곤 데이터(40)로 구성된다.FIG. 1 is a relational and positional structure diagram in the conventional graphics field, and includes three-dimensional polygon model data consisting of a three-dimensional modeling device 11, a three-dimensional model / distance measuring device 12, and an isosceles surface configuration software device 13. 10) receiving a polygon model 20 formed by receiving the three-dimensional polygon model data, a multi-gradation polygon model 30 formed using the polygon model, the polygon model 20 and a multi-gradation polygon model 30 It is composed of a large amount of polygon data 40 received.
상기 삼차원 폴리곤 모델 데이터들(10)은 삼차원 모델링 장치(11), 3차원 모델/거리 측정장치(12) 혹은 등곡면 구성 알고리즘(13)과 같은 방법들에 의해 구성되게 된다.The three-dimensional polygon model data 10 is configured by methods such as a three-dimensional modeling device 11, a three-dimensional model / distance measuring device 12 or an isoscelesoidal composition algorithm (13).
이렇게 얻어진 폴리곤 모델들(20)은 기존의 컴퓨터 그래픽스 분야에 응용으로서 렌더링 장치(42), 에니메이션 장치(43), 저장/전송 장치(44)와 같은 장치들에 의해 삼차원 영상 혹은 데이터로서 이용되게 된다.The polygon models 20 thus obtained are used as three-dimensional images or data by devices such as the rendering device 42, the animation device 43, and the storage / transmission device 44 as applications in the existing computer graphics field. .
한편 상기 삼차원 모델링 장치(11), 3차원 모델/거리 측정장치(12) 및 등곡면 구성 소프트웨어 장치(13)들에 의해 발생하는 폴리곤 데이터들(10)은 삼차원 영상의 정밀도 등 측정 장비의 발달로 인해 방대한 양의 폴리곤 데이터가 생성되게 된다.Meanwhile, the polygon data 10 generated by the three-dimensional modeling device 11, the three-dimensional model / distance measuring device 12, and the isosceles surface configuration software device 13 may be developed due to the development of measurement equipment such as the accuracy of a three-dimensional image. This results in a large amount of polygon data.
이렇게 방대한 양의 폴리곤 데이터(10)는 응용으로의 그 적용을 어렵게 하며, 또한 그 이용을 제한하게 된다.This vast amount of polygon data 10 makes it difficult to apply to an application and also limits its use.
따라서 폴리곤 데이터를 가능한 가변적인 해상도를 갖는 폴리곤들의 집합으로 구성하고 필요에 따라 불필요한 부분을 처리하지 않을 수 있는 형태로 폴리곤모델(20)을 구성하기 위한 기술이 필요하게 된다.Therefore, there is a need for a technique for constructing the polygon model 20 in a form in which the polygon data is composed of a set of polygons having a variable resolution as much as possible and the unnecessary parts are not processed as necessary.
현재 다계조 모델을 구성하기 위한 방법으로, 단순히 일련의 간단화 과정을 통해 얻어지는 해상도가 다른 폴리곤을 각기 다른 LOD 단계로 구성하는 방법은, 각 단계간에 폴리곤들의 많은 중복으로 인해 상기 언급된 저장용량 및 가변 해상도의 폴리곤 모델을 추출하기 용이해야 한다는 점을 충족시키기에는 부족한 문제점이 있다.Currently, a method for constructing a multi-gradation model, a method of constructing polygons having different resolutions by different LOD stages obtained through a series of simplification processes, is characterized by the above-mentioned storage capacity and There is a problem that is insufficient to satisfy that the polygon model of variable resolution should be easy to extract.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 상기와 같은 복잡한 성질을 만족하는 다계조 모델을 생성하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a method for generating a multi-gradation model that satisfies the above complex properties.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 삼차원 그래픽 영상을 얻기 위해 사용되는 삼차원 그래픽 폴리곤 모델 데이터를 빠른 삼차원 영상 도시 및 저장 전송을 위한 해상도가 다른 상기 삼차원 그래픽 폴리곤 데이터들의 집합으로 나타내는 다계조 폴리곤 모델을 생성하기 위해, 상기 폴리곤 모델을 쿼드에지 저장형태로 변환하는 제 1 과정과, 간단화 작업에 의해 얻어지는 폴리곤들을 상기 쿼드에지 저장형태로 변환한 후 이들을 저장하기 위해 상기 쿼드에지들로 이루어진 계층을 리스트 형태로 관리하는 저장방법을 통하여 상기 다계조 폴리곤 모델을 생성해 내는 제 2 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a multi-gradation polygon model that represents three-dimensional graphic polygon model data used to obtain a three-dimensional graphic image as a set of the three-dimensional graphic polygon data having different resolution for fast three-dimensional image display and storage transmission. In order to generate, a first process of converting the polygon model into quad edge storage form, and converting the polygons obtained by the simplification operation into the quad edge storage form, list the hierarchy of the quad edges to store them And a second process of generating the multi-gradation polygonal model through a storage method managed in a form.
본 발명은 파일에 저장하고 다시 읽는 전처리 단계 없이 바로 폴리곤 모델에서 일련의 과정을 통해 메모리에 다계조 모델을 생성하고, 원하는 해상도의 모델을생성하기 위해 다계조 모델을 모델에 기록된 형태 에러 정보에 따라 모서리를 탐색하여 얻어낸다.The present invention generates a multi-gradation model in memory through a series of processes directly from a polygon model without preprocessing steps stored in a file and read it back, and multi-gradation model to the shape error information recorded in the model in order to generate a model of the desired resolution Along the edges to find them.
또한, 각기 다른 해상도의 폴리곤들이 겹치는 모서리에만 각기 다른 해상도의 폴리곤들의 정보를 유지함으로서, 해상도 단계마다 중복되어 폴리곤 정보를 유지하는 것을 피할 수 있도록 한다.In addition, by maintaining information of polygons having different resolutions only at edges where polygons of different resolutions overlap, it is possible to avoid overlapping polygons at each resolution step.
도 1은 기존의 그래픽스 분야에서의 관계와 위치 구성도,1 is a diagram showing the relationship between the position and position in the existing graphics field;
도 2는 본 발명에 따른 폴리곤 데이터의 모서리 형태 저장 구조인 쿼드에지의 메모리 저장 구조 및 관계 구성도,FIG. 2 is a diagram illustrating a memory storage structure and relational configuration of quad edges, which are edge shape storage structures of polygon data, according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 3은 본 발명에 따른 폴리곤 데이터의 모서리 형태 저장 구조인 쿼드에지간에 "Splice" 처리를 했을 때의 두 쿼드에지의 메모리 저장 구조의 변화 구조도,FIG. 3 is a structural change diagram of the memory storage structure of two quad edges when a "Splice" process is performed between quad edges, which are edge shape storage structures of polygon data, according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 폴리곤 데이터의 모서리 형태 저장 구조인 쿼드에지로 표현된 폴리곤들에 상기 도 3에서 정의된 "Splice"처리를 적용했을 때의 폴리곤 데이터들의 쿼드에지들의 메모리 저장 구조를 보여주는 한 예시도,FIG. 4 illustrates a memory storage structure of quad edges of polygon data when the "Splice" process defined in FIG. 3 is applied to polygons represented by quad edges, which are edge shape storage structures of polygon data, according to the present invention. One example,
도 5는 본 발명에 따른 다계조 폴리곤 그래픽 모델을 생성하기 위한 각 단계 흐름도,5 is a flowchart of each step for generating a multi-gradation polygonal graphic model according to the present invention;
도 6은 본 발명에서 따른 모서리 제거에 의한 폴리곤 간단화를 나타내기 위한 구성도,Figure 6 is a block diagram showing a polygon simplification by removing the edge in accordance with the present invention,
도 7은 본 발명이 적용되는 다계조 폴리곤 모델의 구성도,7 is a configuration diagram of a multi-gradation polygonal model to which the present invention is applied;
도 8은 본 발명에 따른 다계조 쿼드에지 모서리의 메모리 저장 구조도,8 is a memory storage structure diagram of a multi-gradation quad edge edge according to the present invention;
도 9는 본 발명에 따른 상기 도 5의 S3, S5, S6, S7 단계 상세 흐름도,9 is a detailed flowchart of steps S3, S5, S6, and S7 of FIG. 5 according to the present invention;
도 10은 본 발명에 따른 다계조 폴리곤 모델에서 얻어지는 가변 폴리곤 모델의 한 예시도.10 is an exemplary view of a variable polygon model obtained from a multi-gradation polygon model according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
110 : A와 B를 양꼭지점으로 하는 모서리 120 : 네 방향을 가진 모서리110: corner with A and B as vertices 120: corner with four directions
130 : 에지 140 : 쿼드에지130: edge 140: quad edge
210 : 분할된 쿼드에지의 내부 모서리 310 : 삼각형의 모델210: inner edge of the divided quad edge 310: triangle model
320 : 쿼드에지 폴리곤 모델상의 저장형태 및 연결성320: Storage Type and Connectivity on Quad Edge Polygon Model
410 : 모서리410 corner
520 : 새로 삽입된 모서리들을 둘러싼 모서리들의 계층520: layer of edges surrounding newly inserted edges
610 : 한 다계조 쿼드에지610: a multi-gradation quad edge
620 : 한 다계조 쿼드에지에 의한 저장형태620: Storage type by a multi-gradation quad edge
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 는 본 발명에 따른 폴리곤 데이터의 모서리 형태 저장 구조인 쿼드에지의 메모리 저장 구조 및 관계 구성도로서, 상기 도 1의 다계조 폴리곤 모델을 생성 하기 위한 방법과 이를 메모리에 저장하기 위한 방법에 관한 것이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a memory storage structure and a relational structure of quad edges, which are edge shape storage structures of polygon data, according to an embodiment of the present invention. will be.
한편, 입력으로 주어지는 폴리곤 모델들은 모델을 메모리에 유지하기 위한 형태에 따라 폴리곤에 꼭지점들의 주소를 기억하는 인덱스 된 폴리곤 모델, 혹은 모서리에 두 가지 방향을 정의하고 폴리곤에 자신을 구성하고 있는 모서리들의 주소를 기억하는 "Half-edge" 모델과 같은 형태를 주로 사용하고 있다.On the other hand, polygon models given as inputs are indexed polygon models that store the addresses of the vertices in the polygon, or two edges defining edges and constructing the polygons themselves, depending on the form for holding the model in memory. We use the same form as the "half-edge" model.
본 발명에서는 이들과 달리 폴리곤 모델을 한 모서리에 대해서 4개의 방향성을 가지는 모서리로 나타내며, 삼차원 공간상의 다양체 표면을 나타내기 적합한 "쿼드에지" 구조로 가정한다.In the present invention, the polygon model is represented by four directional edges with respect to one edge, and assumes a "quad edge" structure suitable for representing a manifold surface in three-dimensional space.
상기 도 2에는 이러한 쿼드에지를 구성하는 모서리들의 방향관계 및 이를 메모리에 저장하기 위한 방법을 나타내고 있다.2 illustrates a direction relationship between corners of the quad edge and a method for storing the quad edge.
상기 도 2에 나타낸 바와 같이 A와 B를 양꼭지점으로 하는 모서리(110)의 경우 "e1, e2, e3, e4"의 방향을 가진 모서리(120)로 나타내며, 이러한 한 모서리(130)는 꼭지점을 가르키는 주소와 모서리와 시계방향 혹은 시계 반대 방향으로 연결성을 갖는 이웃한 모서리와 연결시키기 위한 Next 주소(131)를 갖는다.As shown in FIG. 2, the corner 110 having A and B as vertices is represented by an edge 120 having a direction of “e1, e2, e3, e4”, and one corner 130 represents a vertex. The pointy has an address and a Next address 131 for connecting with a neighboring edge having connectivity in the clockwise or counterclockwise direction.
쿼드에지(140)의 경우는 상기 모서리들 4개를 저장할 수 있는 공간과 기타 다른 정보를 저장할 수 있는 공간을 가지고 있다.The quad edge 140 has a space for storing the four corners and a space for storing other information.
한편 이러한 쿼드에지(140)는 도 2의 141, 142, 143, 144와 같은 형태로 서로를 가리키도록 초기화된다.Meanwhile, the quad edge 140 is initialized to point to each other in the form of 141, 142, 143, and 144 of FIG. 2.
이러한 쿼드에지들은 도 3에 볼 수 있는 "Splice"로 표시되는 일련의 과정을 통해 상기 도 2의 QuadEdge(140)에서 초기화된 연결성을 도 3의 분할된 쿼드에지의 내부 모서리(210)와 같은 상태로 바꿔나가게 된다.These quad edges are connected with the internal edge 210 of the divided quad edge of FIG. 3 through the process of initializing the quadEdge 140 of FIG. 2 through a series of processes indicated as “Splice” as shown in FIG. 3. Will be replaced by.
상기 도 3은 그림과 같이 a 와 b 두개의 모서리가 "Splice"과정을 거치게 된후 쿼드에지 내부의 모서리들이 어떻게 연결되는가를 나타낸다.3 illustrates how the corners inside the quad edges are connected after the two edges a and b undergo a "splice" process as shown in the figure.
상기와 같은 과정을 입력되는 모든 폴리곤들에 대해서 적용하여 얻어지는 폴리곤 모델을 쿼드에지 폴리곤 모델이라 하며, 도 4는 이렇게 해서 얻어지는 쿼드에지 폴리곤 모델의 한 예를 보여 주고 있다.The polygon model obtained by applying the above process to all input polygons is called a quad edge polygon model, and FIG. 4 shows an example of the quad edge polygon model thus obtained.
삼각형의 모델(310)과 같은 구조의 삼각형들로 이루어진 모델의 경우 먼저 4개의 쿼드에지들, Eca, Eab, Ebc, Ebd에 대해서 상기 도 3의 "Splice"과정을 거친 후의 쿼드에지 폴리곤 모델의 메모리 상에 저장된 형태와 그들간에 서로의 연결성을 쿼드에지 폴리곤 모델상의 저장형태 및 연결성(320)에서 보여주고 있다.In the case of a model composed of triangles having the same structure as the triangular model 310, the memory of the quad-edge polygonal model after the “Splice” process of FIG. 3 for the four quad-edges, Eca, Eab, Ebc, and Ebd, is performed. The shapes stored on the disks and the connectivity between them are shown in Storage shapes and connectivity 320 on the quad edge polygon model.
이때 이러한 연결들은 한 모서리를 중심으로 주변의 꼭지점, 모서리, 면들을 쉽게 탐색해 갈 수 있는 방법을 제공하게 된다.These connections provide an easy way to navigate around the vertices, edges, and faces around a corner.
따라서 본 발명에서는 이와 같이 입력되는 쿼드에지 폴리곤 모델의 주변탐색의 용이함을 다계조 모델에서도 유지할 수 있도록 다계조 쿼드에지 구조를 이용하여 연결성을 유지하며, 서로 다른 해상도의 폴리곤 계층간에 연결성을 유지하도록 하고 있다.Therefore, the present invention maintains connectivity by using a multi-gradation quad-edge structure to maintain the ease of surrounding navigation of the input quad-edge polygon model in the multi-gradation model, and to maintain connectivity between polygon layers of different resolutions. have.
도 5는 상기에서 언급된 다계조 쿼드에지를 이용한 다계조 폴리곤 모델을 생성하기 위한 전체 흐름을 보여주고 있다.Figure 5 shows the overall flow for generating a multi-gradation polygonal model using the multi-gradation quad-edge mentioned above.
먼저 입력되는 폴리곤 모델은 주변탐색의 용이함을 이용하기 위해 상기 도 2, 3, 4에서 설명한 쿼드에지로 변환되며, 이러한 쿼드에지 폴리곤 모델은 모서리 제거에 의한 간단화 장치에 입력으로 사용되게 된다.The first polygon model to be input is converted to the quad edges described with reference to FIGS. 2, 3, and 4 in order to take advantage of the surrounding search, and the quad edge polygon model is used as an input to a device for simplifying edge removal.
상기 도 5의 흐름을 보면, 폴리곤 모델을 받아(S1) 쿼드에지로 변환한(S2) 후 모서리 제거 간단화를 수행한(S3) 다음 다계조 폴리곤 모델로 변환하는데(S4), 이때 상기 모서리 제거 간단화를 수행한 후 제거된 모서리 주변 폴리곤 제거 및 재생성을 하여(S5) 재생성 폴리곤과 기존 폴리곤과 겹치는 모서리에 다계조 모서리를 생성한(S6) 다음 새로 생성된 모서리들의 쿼드에지화 후 다계조 모서리를 구성한다(S7).Referring to the flow of FIG. 5, the polygon model is received (S1), converted into quad edges (S2), and the edge removal is simplified (S3), and then converted to a multi-gradation polygon model (S4). After simplifying, remove and regenerate polygons around removed edges (S5) to create multitone edges at edges that overlap regenerated polygons with existing polygons (S6), then multi-edge edges after quad-edgeing newly created edges. Configure (S7).
상기 모서리 제거에 의한 간단화(S3)는 도 6에 표시된 바와 같은 모서리(410)가 제거될 경우 제거되는 모서리를 대신하는 새로운 꼭지점과 제거된 모서리와 이웃하고 있는 모서리들과 새로운 꼭지점과 연결되는 새로운 모서리들을만들어 내게 된다.Simplification by removing the edge (S3) is a new vertex in place of the corner to be removed when the corner 410, as shown in Figure 6 is removed and a new corner connected to the new corner and the corner that is removed The corners are made.
도 7은 이러한 일련의 모서리 제거가 일어날 경우의 모서리 구조를 겹쳐서 보여 주고 있다.Figure 7 shows a superimposed corner structure when such a series of corner removal occurs.
이러한 모서리들은 구성하고자 하는 다계조 폴리곤들을 형성하게 되며, 본 발명에서는 이렇게 형성되는 다계조 폴리곤들을 저장하기 위해 도 7의 새로 삽입된 모서리들을 둘러싼 모서리들의 계층(520)과 같이 새로 삽입된 모서리들을 둘러싸는 모서리들에 계층을 만들어 저장하는 방법을 사용한다.These edges form the multi-gradation polygons to be constructed, and the present invention surrounds the newly inserted edges, such as the layer 520 of edges surrounding the newly inserted edges of FIG. 7 to store the multi-gradation polygons thus formed. Uses a hierarchy of corners to store them.
이를 위해 본 발명에서는 폴리곤 모델의 모델의 모든 모서리를 도 8과 같은 저장방법으로 저장하는 다계조 쿼드에지로 정의하고 이 내부에 모서리들간의 계층관계를 나타내기 위한 리스트 구조를 유지한다.To this end, in the present invention, all the edges of the model of the polygon model are defined as multi-gradation quad edges stored in the storage method as shown in FIG. 8, and the list structure is maintained to show the hierarchical relationship between the edges therein.
상기 도 7의 (530)에 해당하는 도 8의 (610)의 경우 굵은 선으로 표시된 한 다계조 쿼드에지에 대해서 본 발명에 의한 저장형태를 도 8의 (620)이 보여주고 있다.In case of 610 of FIG. 8 corresponding to 530 of FIG. 7, 620 of FIG. 8 shows a storage form according to the present invention for one multi-gradation quad edge indicated by a thick line.
여기서 각 쿼드에지들은 각자의 계층, 즉 해상도 단계에 해당하는 폴리곤들의 모서리와의 연결을 위한 에지들을 가지며, 현재의 다계조 쿼드에지에 포함된 쿼드에지들끼리는 리스트 형태로 연결되어 원하는 해상도 단계로 탐색해 나갈 때 사용되게 된다.Here, each quad edge has edges for connection with edges of polygons corresponding to a layer, that is, resolution level, and quad edges included in current multi-gradation quad edges are connected in a list form to search for a desired resolution level. It will be used as you go along.
한편 상기 언급한 바와 같이 각 해상도 단계의 폴리곤 모델간에 연결성을 유지하지 위해 본 발명에서는 도 5와 같이 마지막 단계에서 새로 생성된 모서리들을 상기 기술된 "Splice"처리를 통해 쿼드에지화 하게 된다.Meanwhile, in order to maintain connectivity between polygon models of each resolution step as mentioned above, in the present invention, edges newly created in the last step as shown in FIG. 5 are quad-edged through the "splice" process described above.
이는 생성되는 다계조 폴리곤 모델의 어느 해상도의 모서리를 탐색하든 원하는 주변 폴리곤, 모서리, 꼭지점 등을 원활히 탐색할 수 있게 해주며, 생성된 다계조 폴리곤 모델을 통해 가변 해상도의 폴리곤 모델을 추출한다든지 삼차원 도시장치를 통해 삼차원 영상을 도시 할 경우 가변 폴리곤 모델을 도시하게 함으로서, 도시 속도 향상과 같은 효과를 얻어내는데 중요하게 사용될 수 있기 때문이다.This makes it easy to explore the desired surrounding polygons, edges, vertices, etc., at any resolution edge of the generated multi-gradation polygon model, and extracts polygon models of variable resolution from the generated multi-gradation polygon model. This is because, when the three-dimensional image is shown through the device, by showing the variable polygon model, it can be used to achieve an effect such as urban speed improvement.
상기 도 5 에서 보듯이 상기 설명된 과정들은 종료 조건이 만족될 때까지 반복해서 수행되게 된다.As shown in FIG. 5, the processes described above are repeatedly performed until the termination condition is satisfied.
도 9는 위에 언급된 본 발명의 중요 부분인 모서리 제거와 쿼드에지화를 통한 다계조 폴리곤 모델 생성 과정을 단계별로 자세히 보여주는 흐름도이다.9 is a flowchart showing in detail a step-by-step process of generating a multi-gradation polygon model through edge removal and quad-edge, which are important parts of the present invention.
상기 도 6과 같은 모서리 제거를 통한 간단화를 하기 위해서, 먼저 초기화 단계인 한 다계조 쿼드에지(610)에서 모든 모서리에 대해서 자신이 제거될 경우 나타나는 형태 에러를 기존의 그래픽스 분야에서 많이 사용되고 있는 방법들에 의해 계산하여 저장하게 된다.In order to simplify the edge removal as shown in FIG. 6, first, a shape error that appears when oneself is removed for all edges in a multi-gradation quad edge 610, which is an initialization step, is widely used in the existing graphics field. To calculate and store them.
상기 도 9의 흐름을 보면, 폴리곤 모델의 모서리들이 제거될 때 발생되는 형태에러를 계산한(S8) 후 각 모서리에 에러를 저장하고(S9) 저장된 에러중 가장 큰 모서리를 선택하여(S10) 선택된 모서리의 쿼드에지 정보를 이용하여 모서리 및 면들에 대한 정보를 추출하고(S11) 새 꼭지점을 생성한(S12) 후 제거된 모서리 주변 모서리와 새 꼭지점을 잇는 모서리들을 생성한다(S13).Referring to the flow of FIG. 9, after calculating a shape error generated when edges of the polygon model are removed (S8), an error is stored at each edge (S9), and the largest edge among the stored errors is selected (S10). Information about edges and faces is extracted using quad edge information of the edges (S11), and new edges are generated (S12), and edges connecting the edges around the removed edges and the new edges are generated (S13).
상기 모서리 생성(S13) 후 남아있는 폴리곤 수가 원하는 폴리곤 수이거나 모서리들이 가지고 있는 에러가 임계치를 넘는지 판단하여(S14) 넘을 경우에는 다계조 모델 생성 과정을 종료하고, 넘지 않을 경우에는 재생성 폴리곤과 기존 폴리곤과 겹치는 모서리에 다계조 모서리를 생성하고(S15) 다계조 모서리를 구성하기 위해 새로 생성된 모서리들의 "Splice" 처리(S16)를 한 다음 새로 생긴 모서리들의 형태에러 계산 및 저장을 한다(S17).If the number of polygons remaining after the edge generation (S13) exceeds the determined number of polygons or the error of the edges exceeds the threshold (S14), the multi-gradation model generation process is terminated. Multi-graded edges are created at the edges overlapping polygons (S15), and the "Splice" processing (S16) of the newly created edges to form the multi-graded edges is performed, and then the shape errors of the new edges are calculated and stored (S17). .
한편 도 10은 본 발명에 의한 다계조 폴리곤 모델에서 얻어질 수 있는 가변 폴리곤 모델의 한 예로서 상기 도 7의 (530)과 같은 형태의 가변 폴리곤들이 생성되어 가는 과정을 삼차원 영상을 통해 도시하고 있다.Meanwhile, FIG. 10 illustrates a process of generating variable polygons of the form as shown in 530 of FIG. 7 as an example of the variable polygon model obtained from the multi-gradation polygon model according to the present invention through a three-dimensional image. .
상술한 바와 같이 본 발명으로 폴리곤 모델을 다계조 모델로 변환 할 경우 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, when the polygon model is converted into a multi-gradation model according to the present invention, the following effects can be obtained.
첫째, 삼차원 그래픽 영상을 얻기 위하여 많은 수의 폴리곤 모델 혹은 폴리곤 모델 자체에 많은 수의 폴리곤을 포함하고 있을 때 이를 기존의 삼차원 그래픽 도시장치를 통해 도시할 때 많은 시간이 걸리게 되는데, 본 발명으로 얻어지는 다계조 폴리곤 모델을 사용할 경우 삼차원 공간상에서 카메라의 위치 혹은 영상 스페이스에서 각 폴리곤이 차지하는 면적, 혹은 여타 이용 가능한 파라미터를 이용하여 다계조 모델에서 가변 해상도의 폴리곤을 추출하여 도시할 수 있으므로 기존의 삼차원 그래픽 도시장치를 통해 삼차원 영상을 얻는 시간을 크게 단축시킬 수 있다.First, when a large number of polygons are included in a large number of polygon models or the polygon model itself to obtain a three-dimensional graphic image, it takes a lot of time when it is shown through an existing three-dimensional graphic drawing device, which is obtained by the present invention. In the case of using a gray scale polygon model, polygons of variable resolution can be extracted and shown in a multi-gradation model using a camera position in three-dimensional space, an area occupied by each polygon in an image space, or other available parameters. The device can greatly reduce the time to obtain a three-dimensional image.
둘째, 본 발명으로 얻어지는 다계조 폴리곤 모델은 게임, 가상현실, 네트워크 기반 삼차원 그래픽 응용 등에서 필요로 하는 가변 해상도의 폴리곤 모델, 즉시각적으로 중요한 부분의 표면에는 해상도가 높은 폴리곤으로, 그렇지 않은 부분은 해상도가 낮은 폴리곤으로 이루어진 모델을 모델링 하는 해상도 모델러, 혹은 다계조 모델 편집 등에 유용하게 이용될 수 있다.Second, the multi-gradation polygon model obtained by the present invention is a polygon model of variable resolution required in games, virtual reality, network-based three-dimensional graphics applications, etc., which is a polygon with high resolution on the surface of an immediately important part, and the resolution is not This can be useful for resolution modelers for modeling low polygon models or for editing multi-gradation models.
셋째, 본 발명으로 얻어지는 다계조 폴리곤 모델은 기존의 단계별로 폴리곤을 중복해서 다계조 모델을 만들어 내는 방법에 비해 이를 사용하는 시스템의 메모리 자원을 덜 사용하여 이용될 수 있으며 여러 가지 가변 해상도를 얻어내는 처리를 적용할 수 있으며, 또한 이를 빠른 시간 안에 수행할 수 있다.Third, the multi-gradation polygon model obtained by the present invention can be used using less memory resources of the system using the multi-gradation model by overlapping polygons in the existing stages, and obtains various variable resolutions. Processing can be applied, and it can be done quickly.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990022724A KR100346787B1 (en) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | Multiresolution polygon graphic model generation and saving method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990022724A KR100346787B1 (en) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | Multiresolution polygon graphic model generation and saving method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010002759A KR20010002759A (en) | 2001-01-15 |
| KR100346787B1 true KR100346787B1 (en) | 2002-08-01 |
Family
ID=19593072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990022724A KR100346787B1 (en) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | Multiresolution polygon graphic model generation and saving method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100346787B1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04246779A (en) * | 1991-01-31 | 1992-09-02 | Daikin Ind Ltd | Method and device for setting curved surface in three-dimensional boundary adaptive mesh division |
| JPH0620013A (en) * | 1992-06-30 | 1994-01-28 | Daikin Ind Ltd | Method and device for generation of three-dimensional structure grating |
| JPH0771936A (en) * | 1993-06-29 | 1995-03-17 | Canon Inc | Device and method for processing image |
| JPH08138083A (en) * | 1994-11-09 | 1996-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Shape model generator |
| JPH09231401A (en) * | 1995-12-18 | 1997-09-05 | Sony Corp | Method and device for hierarchically approximating shape data with picture |
| JPH10172003A (en) * | 1996-12-13 | 1998-06-26 | Sony Corp | Method for approximating shape data and plotting device |
-
1999
- 1999-06-17 KR KR1019990022724A patent/KR100346787B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04246779A (en) * | 1991-01-31 | 1992-09-02 | Daikin Ind Ltd | Method and device for setting curved surface in three-dimensional boundary adaptive mesh division |
| JPH0620013A (en) * | 1992-06-30 | 1994-01-28 | Daikin Ind Ltd | Method and device for generation of three-dimensional structure grating |
| JPH0771936A (en) * | 1993-06-29 | 1995-03-17 | Canon Inc | Device and method for processing image |
| JPH08138083A (en) * | 1994-11-09 | 1996-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Shape model generator |
| JPH09231401A (en) * | 1995-12-18 | 1997-09-05 | Sony Corp | Method and device for hierarchically approximating shape data with picture |
| JPH10172003A (en) * | 1996-12-13 | 1998-06-26 | Sony Corp | Method for approximating shape data and plotting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010002759A (en) | 2001-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Labatut et al. | Robust and efficient surface reconstruction from range data | |
| Shen et al. | Fuzzy vector median-based surface smoothing | |
| Cohen et al. | Simplification envelopes | |
| US7561156B2 (en) | Adaptive quadtree-based scalable surface rendering | |
| US6999095B2 (en) | System and process for optimal texture map reconstruction from multiple views | |
| US20050128195A1 (en) | Method for converting explicitly represented geometric surfaces into accurate level sets | |
| CN111127633A (en) | Three-dimensional reconstruction method, apparatus, and computer-readable medium | |
| KR20050080650A (en) | Method and apparatus for high speed visualization of depth image-based 3d graphic data | |
| US7283133B2 (en) | Triangle management in triangular meshes based on a tri-edge structure | |
| Gerstner et al. | Multi-Resolutional Parallel Isosurface Extraction based on Tetrahedral Bisection | |
| Guan et al. | Voxel-based quadrilateral mesh generation from point cloud | |
| CN112200906B (en) | Entity extraction method and system for inclined three-dimensional model | |
| CN113761093A (en) | Method and device for determining space binary group, computer equipment and storage medium | |
| Čomić et al. | Repairing 3D binary images using the FCC grid | |
| KR100346787B1 (en) | Multiresolution polygon graphic model generation and saving method | |
| TW202312100A (en) | Grid generation method, electronic device and computer-readable storage medium | |
| KR100624455B1 (en) | Lightmap processing method in 3 dimensional graphics environment and apparatus therefor | |
| Shakaev et al. | View-Dependent Level of Detail for Real-Time Rendering of Large Isosurfaces | |
| US20070159484A1 (en) | Method for processing computer aided polygon model | |
| CN110335353B (en) | Method, device, equipment and storage medium for automatically subdividing blocks | |
| Lee et al. | Constant-time navigation in four-dimensional nested simplicial meshes | |
| Venkatesh et al. | 3D-visualization of power system data using triangulation and subdivision techniques | |
| Huang et al. | Adaptively represented complete distance fields | |
| JP3018151B2 (en) | Method and apparatus for processing three-dimensional graphic data | |
| Bærentzen et al. | Polygonal Meshes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100701 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |