KR100569670B1

KR100569670B1 - 중첩 점, 중첩 선분을 갖는 다각형의 데이터 처리 방법

Info

Publication number: KR100569670B1
Application number: KR1020040088070A
Authority: KR
Inventors: 원태영; 윤석인
Original assignee: (주)사나이시스템
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2006-04-10

Abstract

본 발명은 컴퓨터 그래픽스 기술에 관한 것으로, 특히, 중첩 점 또는 중첩 선분을 갖는 다각형을 중첩 점 또는 중첩 선분을 갖지 않는 새로운 다각형으로 변환하기 위한 데이터 처리 기술에 관한 것이다.

본 발명은 중첩 점 및 중첩 선분을 갖는 다각형의 각 선분들로부터 교점 및 중첩 점을 찾은 후, 교점 및 중첩 점을 중심으로 선분 리스트를 생성하고, 불필요한 선분 리스트를 제거한다. 그 결과, 제거되지 않은 선분 리스트를 연결하여 중첩 점 또는 중첩 선분을 갖지 않는 새로운 다각형을 형성하여, 컴퓨터 그래픽스 처리 알고리즘에 따른 오류를 방지할 수 있으며, 다각형의 부울리안 연산을 효과적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.

컴퓨터 그래픽스, 부울리안 연산, 다각형 분할

Description

중첩 점, 중첩 선분을 갖는 다각형의 데이터 처리 방법{METHOD FOR MANAGEMENT OF POLYGON DATA HAVING OVERLAPPED NODE AND OVERLAPPED EDGE}

도1a 내지 도1b는 중첩 점, 중첩 선분을 갖는 다각형 데이터의 예를 나타낸 도면.

도2는 중첩 점이나 중첩 선분을 갖는 또 다른 예를 나타낸 도면.

도3은 본 발명에 따른 다각형 데이터 처리 방법의 흐름도.

도4는 본 발명에 따른 다각형 데이터 처리 방법 중 제거되지 않은 선분 리스트를 서로 연결하여 다각형 데이터를 생성하기 위한 양호한 실시예를 나타낸 도면.

도5a 내지 도5g는 본 발명에 따른 다각형 데이터 처리 방법의 일 실시예를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

310 : 원본 선분 데이터

320 : 교점에 의해 분할 된 선분 데이터

330 : 선분 리스트 데이터

본 발명은 컴퓨터 그래픽스 기술에 관한 것으로, 특히, 중첩 점 또는 중첩 선분을 갖는 다각형의 데이터를 처리하기 위한 기술에 관한 것이다.

컴퓨터 그래픽스를 이용한 CAD 설계 및 응용 분야는 기계, 전자, 건축, 정보통신 등 넓은 영역에 걸쳐서 사용되고 있다. CAD 설계 및 응용 분야에서 사용되는 데이터는 2차원 또는 3차원의 좌표 정보를 포함하고 있는 점 데이터(node data), 두 점의 연결 정보를 포함하고 있는 선분 데이터(edge data), 3개 이상의 선분 혹은 점들의 연결 정보를 포함하고 있는 다각형 데이터(polygon data) 등으로 구성되는 좌표 정보 데이터(coordinate information data)와 이들을 제어하기 위한 제어 데이터(control data)들로 구성된다.

특히, 컴퓨터 그래픽스에 형상을 재현하기 위한 기본 단위는 점 데이터이며, 다수개의 점 데이터 집합으로 선분 또는 다각형을 구성하게 된다. 이 때, 다각형을 구성하는 점 데이터는 일정한 방향을 갖는 연결 리스트(linked list)로 구성된다. 즉, 다각형의 면에 수직한 방향에서 보았을 경우, 점 데이터의 연결이 시계 방향 또는 반시계 방향을 향하게 된다.

한편, 다각형을 생성하기 위한 점 데이터는 사용자로부터 텍스트 입력 방식 또는 마우스를 이용한 그래픽 입력 방식을 통해서 얻거나, 다각형의 부울리안 연산(boolean operation)을 통해 얻을 수 있다. 그런데, 사용자의 잘못된 입력 또는 다각형들의 부울리안 연산의 결과로 다각형 중첩 점(overlapped node) 또는 중첩 선분(overlapped edge)을 갖는 데이터가 생성되는 경우가 발생하게 된다. 여기서, 중첩 점이란 다각형을 구성하는 점 데이터가 다른 점 데이터와 동일한 좌표를 갖는 것을 말한다. 또한, 중첩 선분이란 다각형을 구성하는 임의의 두 선분이 전체 혹은 선분의 일부가 겹치는 것을 말한다.

도1a 내지 도1b에 중첩 점, 중첩 선분을 갖는 다각형 데이터의 일 예를 도시하였다. 도1a는 다각형 데이터가 중첩 점을 갖는 경우로, 도1a를 참조하면, 다각형 A(10)는 점 P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8 순의 8개 점 데이터로 구성된다. 이 때, 다각형 A(10)의 점 P2와 P6은 좌표가 같은 중첩 점이 되며, 점 P1, P2, P6, P8 순으로 구성되는 다각형 A1(11)과 점 P3, P4, P5, P6 순으로 구성되는 다각형 A2(12)로 분리되는 것이 바람직하다.

도1b는 다각형 데이터의 선분 일부 또는 선분 전체가 중첩하는 경우를 나타낸 도면이다. 도1b를 참조하면, 다각형 B(20)는 점 P1, P2, P3, P4, P5 순으로 구성되며, 점 P2와 P3을 양끝점으로 하는 선분의 일부와 점 P3과 P4를 양끝점으로 하는 선분이 중첩된 다각형이며, 중첩된 부분을 제거한 점 P1, P2, P4, P5 순으로 구성되는 다각형 B1(21)과 같이 정정되어야 한다. 또한, 다각형 C(30)는 점 P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P13 순으로 구성되며, 점 P6과 P7을 양끝점으로 하는 선분과 점 P10과 P11을 끝점으로 하는 선분이 중첩된 다각형이다. 다각형 B(20)의 경우와 마찬가지로 다각형 C(30)는 중첩된 선분을 제거하고, 점 P6, P11, P12, P13 순으로 구성되는 다각형 C1(31)과 점 P10, P7, P8, P9 순으로 구성되는 다각형 C2(32)로 분리되어야 한다.

도2는 중첩 점이나 중첩 선분을 갖는 또 다른 예를 나타낸 것으로, 도2를 참조하면, 다각형 D(40)는 점 P1 ~ P10 순으로 구성된 다각형으로 점 P5와 점 P9가 중첩된 다각형이다. 마찬가지로, 다각형 E(50)는 점 P11 ~ P24 순으로 구성된 다각형으로 점 P14와 P15를 양끝점으로 하는 선분과 점 P18과 P19를 양끝점으로 하는 선분이 점 P22와 P23을 양끝점으로 하는 선분에 중첩된 경우의 다각형이다.

도1a 내지 도1b에서 도시한 다각형 A(10), B(20), C(30)의 데이터는 그 자체로 오류를 포함하고 있는 다각형 데이터이며, 도2에서 도시한 다각형 D(40), E(50)의 데이터는 그 자체는 오류를 포함하고 있지는 않지만, 향후 다각형의 부울리안 연산(boolean operation) 수행 시 오류를 발생시킬 우려가 있다. 이러한, 오류를 방지하기 위해서는 다각형 D(40)는 점 P1, P2, P3, P4, P5, P10으로 구성되는 외부 다각형 D1(41)과 점 P5, P6, P7, P8로 구성되는 내부 다각형 D2(42)로 구성되는 새로운 다각형으로 변환되어야 한다. 마찬가지로, 다각형 E(50)는 점 P11, P12, P13, P14, P24로 구성되는 외부 다각형 E1(51)과 점 P15, P16, P17, P18로 구성되는 내부 다각형 E2(52)와 점 P19, P20, P21, P22로 구성되는 내부 다각형 E3(53)으로 구성되는 새로운 다각형으로 변환되어야 한다.

전술한 바와 같이 중첩 점, 중첩 선분을 갖는 다각형 데이터는 컴퓨터 그래픽스 운영에 오류를 발생시키거나, 오류를 유발하는 원인이 된다. 따라서, 중첩 점 또는 중첩 선분을 갖는 다각형 데이터는 중첩 선분을 제거하고, 중첩 점이 발생하지 않는 새로운 다각형 데이터로 변환하는 방법이 반드시 필요하다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 중첩 점 또는 중첩 선분을 갖는 다각형 데이터에서 중첩 점 또는 중첩 선분을 제거하는 데이터 처리 방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 제2 목적은 상기 제1 목적에 부가하여 중첩 점 또는 중첩 선분을 갖는 다각형 데이터에서 중첩 점 또는 중첩 선분을 갖지 않는 다각형 데이터로 변환하는 데이터 처리 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 중첩 점 또는 중첩 선분을 갖는 다각형 데이터를 중첩 점 또는 중첩 선분을 갖지 않는 다각형 데이터로 정정하기 위한 처리 방법에 있어서, 다각형을 구성하는 각 선분들 사이의 교점을 찾은 단계; 상기 교점을 이용하여 교점이 발생한 선분을 분리하는 단계; 상기 분리된 선분의 시작점과 끝점 데이터를 비교하여 교점 또는 중첩 점이 아니면서 좌표가 같은 선분들을 연결하여 선분 리스트를 구성하는 단계; 상기 선분 리스트들 가운데서 하나의 선분으로 구성된 선분 리스트 중 임의이 두 개(선분 리스트 A, 선분 리스트 B라 칭함)를 선택하여 선분 리스트 A의 시작점과 선분 리스트 B의 끝점, 선분 리스트 A의 끝점과 선분 리스트 B의 시작점 좌표가 각각 동일한 선분 리스트 쌍을 제거하는 단계; 상기 선분 리스트들 가운데서 두 개의 선분으로 구성된 선분 리스트 중 시작점과 끝점의 좌표가 동일한 선분 리스트를 제거하는 단계; 및 상기 선분 리스트들 가운데서 제거되지 않은 선분 리스트를 서로 연결하여 새로운 다각형 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 다각형 데이터 변환 방법을 제공하는데 있다.

이하 첨부 도면 도3 내지 도5를 참조하여 본 발명에 따른 중첩 점 또는 중첩 선분을 갖는 다각형 데이터 처리 방법을 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 다각형 데이터 처리 방법의 흐름도이다. 도3을 참조 하면, 본 발명은 다각형을 구성하는 선분들 사이의 교점을 찾은 후(단계 S100) 찾은 교점을 이용하여 선분을 분리한다(단계 S110). 이어서, 교점 또는 중첩 점이 아니면서 좌표가 같은 점들을 포함하는 선분들을 연결하여 선분 리스트를 구성한다(단계 S120). 또한, 선분 리스트들 가운데서 하나의 선분으로 구성된 선분 리스트 중 두 개(선분 리스트 A, 선분 리스트 B)를 선택하여 선분 리스트 A의 시작점과 선분 리스트 B의 끝점, 선분 리스트 A의 끝점과 선분 리스트 B의 시작점 좌표가 각각 동일한 선분 리스트 쌍을 제거하고(단계 S130), 이어서, 두 개의 선분으로 구성된 선분 리스트 중 시작점과 끝점의 좌표가 동일한 선분 리스트를 제거한다(단계 S140). 이후, 제거되지 않은 선분 리스트를 서로 연결하여 새로운 다각형 데이터를 생성한다(단계 S150). 또한, 새로운 다각형 데이터는 단계 S100부터 단계 S150까지 추가의 새로운 다각형 데이터가 발생하지 않을 때까지 반복한다.

도4는 본 발명에 따른 다각형 데이터 처리 방법 중 제거되지 않은 선분 리스트를 서로 연결하여 다각형 데이터를 생성하기 위한 양호한 실시예를 나타낸 도면이다. 도4를 참조하면, 제거되지 않은 선분 리스트 중 시작점과 끝점의 좌표가 동일한 선분 리스트들을 다각형 데이터로 변환하고 제거한다(단계 S200). 또한, 제거되지 않은 선분 리스트 중 임의의 두 개(선분 리스트 A, 선분 리스트 B)를 선택하고(단계 S210), 선분 리스트 A의 시작점과 선분 리스트 B의 끝점 또는 선분 리스트 A의 끝점과 선분 리스트 B의 시작점 좌표를 비교한다(단계 S220).

이 때, 비교 결과 동일하지 않은 경우, 단계 S210과 단계 S220을 반복하고, 비교 결과 동일한 경우, 선분 리스트 A와 선분 리스트 B를 새로운 하나의 선분 리 스트로 병합한다(단계 S230). 이어서, 병합된 선분 리스트의 시작점과 끝점의 좌표가 동일하면 다각형 데이터로 변환하고 제거한다(단계 S240). 또한, 선분 리스트가 모두 제거 될 때까지 단계 S200부터 단계 S240까지 반복한다.

도5a 내지 도5g는 본 발명에 따른 다각형 데이터 처리 방법의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도5a를 참조하면, 다각형 G(300)는 점 P1 ~ P20 순으로 구성된 다각형으로 20개의 선분 데이터(선분 E1 ~ E20, 310)를 갖는다.

도5b를 참조하면, 다각형 G(300)는 점 P5와 점 P10이 좌표가 같은 중첩 점(점 N3)이며, 점 P13과 점 P17이 좌표가 같은 중첩 점(점 N5)이다. 또한, 선분 E3와 E19가 선분 E18에 중첩되는 중첩 선분이며, 선분 E5가 선분 E9에 중첩되는 중첩 선분으로, 선분의 중첩으로부터 교점 N1, N2, N4, N6을 찾을 수 있다.

도5c는 교점 N1, N2, N4, N6을 교점이 발생한 선분에 삽입하여 분리한 선분 데이터(320)와 원본 선분 데이터(310)를 나타낸 도면으로, 도5c를 참조하면, 선분 E9는 선분 F1과 F2로 분리되었으며, 선분 E18은 선분 F3, F4, F5, F6으로 분리되었다. 이어서, 분리된 선분 데이터(320)로부터 교점 또는 중첩 점이 아닌 점을 연결하여 선분 리스트를 구성하게 된다.

도5d는 교점 또는 중첩 점이 아니면서 좌표가 같은 점들을 포함하는 선분들을 연결하여 선분 리스트를 구성하는 단계 S120의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도5d를 참조하면, 구성된 선분 리스트 데이터(330)의 한 예로 선분 리스트 L7(331)은 교점도 중첩 점도 아닌 점 P11(332) 과 점 P12(333)로 연결된 선분 E10, E11, E12로 구성되어 있다. 다른 선분 리스트 L1 ~ L12까지도 마찬가지 방식으로 교점 도 중첩 점도 아닌 점 데이터를 이용하여 구성됨을 특징으로 한다.

도5e는 선분 리스트들 가운데서 하나의 선분으로 구성된 선분 리스트 중 두 개(선분 리스트 A, 선분 리스트 B)를 선택하여 선분 리스트 A의 시작점과 선분 리스트 B의 끝점, 선분 리스트 A의 끝점과 선분 리스트 B의 시작점 좌표가 각각 동일한 선분 리스트 쌍을 제거하는 단계 S130의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도5e를 참조하면, 선분 리스트 L2의 시작점과 선분 리스트 L10의 끝점, 선분 리스트 L2의 끝점과 선분 리스트 L10의 시작점이 각각 N1, N2로 좌표가 동일하기 때문에 삭제된다. 또한, 마찬가지로 선분 리스트 L4와 L6도 삭제된다.

도5f는 두 개의 선분으로 구성된 선분 리스트 중 시작점과 끝점의 좌표가 동일한 선분 리스트를 제거하는 단계 S140의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도5f를 참조하면, 두 개의 선분(선분 F6, 선분 E19)으로 구성되었으면서 시작점과 끝점이 점 N6으로 동일한 좌표인 선분 리스트 L12가 삭제된다.

도5g는 제거되지 않은 선분 리스트를 서로 연결하여 새로운 다각형 데이터를 생성하는 단계 S150의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도5g를 참조하면, 시작점과 끝점이 점 N4로 같은 선분 리스트 L4가 내부 다각형 G3(303)으로 변환되고 제거된다. 이어서, 시작점과 끝점이 점 N5로 같은 선분 리스트 L8이 다각형 G4(304)로 변환되고 제거된다. 또한, 두 개의 선분 리스트를 연결하여 선분 리스트 L1과 L11이 다각형 G1(301)로 변환되고 제거되고, 선분 리스트 L3, L7, L9가 연결되어 외부 다각형 G2(302)로 변환되고 제거된다. 생성된 다각형 G1, G2, G3, G4는 각각 포함관계를 테스트하여 다각형 G1, G4와 내부 다각형 G3을 포함하는 다각형 G2가 최종 적으로 생성된다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허 청구 범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허 청구 범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다

이상과 같이, 본 발명은 중첩 점 또는 중첩 선분을 갖는 다각형에 대하여, 중첩 점 또는 중첩 선분을 제거하고, 중첩 점 또는 중첩 선분이 포함되지 않는 새로운 다각형 데이터를 생성할 수 있는 방법을 제공하게 된다.

그 결과, 본 발명에 따른 데이터 처리에 의한 다각형 데이터를 사용하면, 컴퓨터 그래픽스 처리 알고리즘에 따른 오류를 방지할 수 있으며, 다각형의 부울리안 연산을 효과적으로 수행할 수 있다.

Claims

중첩 점 또는 중첩 선분을 갖는 다각형 데이터를 중첩 점 또는 중첩 선분이 제거된 새로운 다각형 데이터로 변환하는 방법에 있어서,

(1) 다각형을 구성하는 각 선분들 사이의 교점을 찾은 단계;

(2) 상기 교점을 이용하여 교점이 발생한 선분을 분리하는 단계;

(3) 상기 분리된 선분의 시작점과 끝점 데이터를 비교하여 교점 또는 중첩 점이 아니면서 좌표가 같은 선분들을 연결하여 선분 리스트를 구성하는 단계;

(4) 상기 선분 리스트들 가운데서 하나의 선분으로 구성된 선분 리스트 중 임의이 두 개(선분 리스트 A, 선분 리스트 B라 칭함)를 선택하여 선분 리스트 A의 시작점과 선분 리스트 B의 끝점, 선분 리스트 A의 끝점과 선분 리스트 B의 시작점 좌표가 각각 동일한 선분 리스트 쌍을 제거하는 단계;

(5) 상기 선분 리스트들 가운데서 두 개의 선분으로 구성된 선분 리스트 중 시작점과 끝점의 좌표가 동일한 선분 리스트를 제거하는 단계; 및

(6) 상기 선분 리스트들 가운데서 제거되지 않은 선분 리스트를 서로 연결하여 새로운 다각형 데이터를 생성하는 단계

를 포함하는 다각형 데이터 변환 방법.
제1항에 있어서, 단계 (6)에서 생성된 새로운 다각형에 대해 단계 (1)부터 단계 (6)까지를 추가의 새로운 다각형 데이터가 발생하지 않을 때까지 반복하는 단 계를 더 포함하는 다각형 데이터 변환 방법.
제1항에 있어서, 단계 (6) 상기 선분 리스트들 가운데서 제거되지 않은 선분 리스트를 서로 연결하여 새로운 다각형 데이터를 생성하는 단계는

(a) 상기 선분 리스트 가운데서 제거되지 않은 선분 리스트 중 시작점과 끝점의 좌표가 동일한 선분 리스트들을 다각형 데이터로 변환하고 선분 리스트를 제거하는 단계;

(b) 상기 선분 리스트 가운데서 제거되지 않은 선분 리스트 중 임의의 두 개(선분 리스트 A, 선분 리스트 B)를 선택하고, 선분 리스트 A의 시작점과 선분 리스트 B의 끝점 또는 선분 리스트 A의 끝점과 선분 리스트 B의 시작점 좌표를 비교하는 단계;

(c) 단계 (b)의 비교 결과 동일하지 않을 경우, 단계 (b)의 비교 결과가 동일한 경우가 발생할 때까지 반복하는 단계;

(d) 단계 (b)의 비교 결과 동일한 경우, 선분 리스트 A와 선분 리스트 B를 새로운 하나의 선분 리스트로 병합하는 단계;

(e) 상기 병합된 선분 리스트의 시작점과 끝점의 좌표가 동일하면 다각형 데이터로 변환하고 제거하는 단계; 및

(f) 상기 제거되지 않은 선분 리스트가 모두 제거 될 때까지 단계 (b)부터 단계 (e)까지 반복하는 단계

를 더 포함하는 다각형 데이터 변환 방법.