KR100776303B1 - 유물의 실측도 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유물의 실측도 제작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 스캐너를 이용하여 측정유물의 위치정보를 나타내는 점군 데이터(Point Cloud Data)를 획득하는 단계; 상기 점군 데이터를 바탕으로 상기 측정유물의 깊이 및 모양정보를 최적으로 표현할 수 있는 메쉬(Mesh)를 구성하고 이로부터 3차원 입체형상을 제작하는 단계; 상기 3차원 입체형상의 바닥에 수평면을 만듦과 동시에 상기 3차원 입체형상의 최대직격과 최대높이로 이루어진 직육면체를 형성하고 단면도를 위한 기준선을 설정하는 단계; 상기 기준선을 중심으로 좌우 상관없이 90°로 이동시킨 절단(슬라이스)명령을 실행하여 단면선을 작성하는 단계; 상기 3차원 입체형상의 투창의 외곽을 따라 투창선을 작성하는 단계; 상기 단면선과 상기 투창선이 CAD파일로 전송되는 단계; CAD상에서 상기 단면선의 중심에 중심선을 그리고 상기 중심선을 중심으로 한 쪽 부분의 단면선 중 외곽선만을 남겨두고 지우는 단계; 및 상기 외곽선만이 남겨진 부분에 입면선을 표시하고 투창선을 이용하여 투창을 그린 후 문양과 정면의 흔적을 삽입한 후 선굵기를 조절하는 단계;를 포함하고 있다.

유물, 실측, 3차원, 3D, 스캐너

Description

유물의 실측도 제작방법 {The Method of Making Reality Measurement Plan}

도 1은 본 발명의 전체적인 흐름을 나타낸 플로우차트,

도 2는 본 발명에 측정유물의 점군데이터를 획득하는 과정을 나타낸 플로우차트,

도 3은 본 발명에 따른 유물의 실측도를 작성하기 위한 구성을 나타낸 도면,

도 4는 본 발명에 따른 측정데이터를 저장하는 메모리 장치를 나타낸 도면,

도 5는 본 발명에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면,

도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 측정유물의 3차원 입체형상을 제작하는 과정을 타나낸 도면,

도 9 내지 도 17은 본 발명에 따른 측정유물의 실측도를 작성하는 과정을 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 측정유물 11: 측정유물의 제1 단면사진

13: 측정유물의 제 2 단면사진 15: 결합된 폴리곤

20: 테이블 30: 레이저 스캐너

40: 메모리 장치 100: 가상선

200: 수평면 210: 가로수평준선

230: 세로수평기준선 300: 기준선

400: 단면선 500: 투창

510: 투창선 600: 중심선

700: 외곽선 800: 입면선

본 발명은 유물의 실측도를 제작하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 스캐너를 이용하여 3차원 입체모델을 구축하고 이를 기반으로 유물의 실측도를 작성하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 문화유적의 조사과정에서 파악된 내용들을 기록하기 위하여 보고서를 작성하는데, 보고서의 내용은 조사목적과 경과, 유적입지와 환경, 조사개요, 유구와 출토유물에 대한 기술, 조사 성과의 정리 등으로 구성되고, 이 가운데 중요한 부분은 출토유물에 대한 실측도를 작성하는 것이다.

출토유물의 실측에 의하면 유물이 가지는 형태적 특징 예컨대, 바닥이나 내부의 형태, 크기 및 방향 등을 하나의 도면에 표현할 수 있는 장점이 있으며, 나아가 형태적인 속성뿐만 아니라 기술적인 속성까지도 파악할 수 있다. 즉, 유물의 실측도는 유물의 정확한 형태와 세부적인 특징을 가장 잘 표현한 것이며, 이를 통하여 제작기술의 복원이나 연대 설정 그리고 산지추정 등 유물이 가지고 있는 많은 내용을 파악할 수 있으므로 출토유물에 대한 실측도를 작성하는 방법은 반드시 객 관적이고 절대적인 정확성을 지니고 있어야 한다.

그러나, 현재 일반적으로 사용되고 있는 바디와 디바이더에 의한 실측방법은 몇 가지 문제점을 가지고 있다. 그것은 토기의 문양이나 정면수법 등을 도면상에 모두 실측하기에 어려움이 있으며, 대각부에 뚫려있는 투창(유물의 표면에 장식되거나 뚫려있는 다양한 형태의 모습)의 경우 회전체의 표면상에 있어서 원주율에 의한 길이를 디바이더에 의하여 도면에 그 위치를 정하고 있으므로 실제 토기 표면의 위치와 어느 정도 차이가 있고, 특히 투창의 경우 사람이 수작업으로 표현하기 힘든 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 출토유물의 형태적 특징을 정확하게 표현하기 위한 유물의 실측도 제작방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 출토유물의 투창(유물의 표면에 장식되어 있거나 뚫려있는 다양한 형태의 모습)을 정확히 실측하여 실측도에 반영하는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 레이저 스캐너를 이용하여 측정유물의 위치정보를 나타내는 점군 데이터(Point Cloud Data)를 획득하는 단계; 상기 점군 데이터를 바탕으로 상기 측정유물의 깊이 및 모양정보를 최적으로 표현할 수 있는 메쉬(Mesh)를 구성하고 이로부터 3차원 입체형상을 제작하는 단계; 상기 3차원 입체형상의 바닥에 수평면을 만듦과 동시에 상기 3차원 입체형상의 최대직격과 최대높이로 이루어진 직육면체를 형성하고 단면도를 위한 기준선을 설정하는 단계; 상기 기준선을 중심으로 좌우 상관없이 90°로 이동시킨 절단(슬라이스)명령을 실행하여 단면선을 작성하는 단계; 상기 3차원 입체형상의 투창의 외곽을 따라 투창선을 작성하는 단계; 상기 단면선과 상기 투창선이 CAD파일로 전송되는 단계; CAD상에서 상기 단면선의 중심에 중심선을 그리고 상기 중심선을 중심으로 한 쪽 부분의 단면선 중 외곽선만을 남겨두고 지우는 단계; 및 상기 외곽선만이 남겨진 부분에 입면선을 표시하고 투창선을 이용하여 투창을 그린 후 문양과 정면의 흔적을 삽입한 후 선굵기를 조절하는 단계;를 포함하여 상기 측정유물의 실측도를 작성하는 것을 특징으로 한다.

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이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 살펴보고자 한다.

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도 1 은 본 발명에 따른 유물의 실측도를 작성하는 방법을 나타낸 개략적인 흐름도로서, 이를 참조하여 본 발명의 제반 동작과정을 살펴보면 아래와 같다.

레이저 스캐너(30)를 이용하여 상기 측정유물(10)의 위치정보를 나타내는 점군데이터(Point Cloud Data)를 획득하여(S1), 상기 점군데이터를 바탕으로 측정유물(10)의 깊이 및 모양정보를 최적으로 표현할 수 있는 메쉬(Mesh)를 구성하고 이로부터 3차원 입체형상을 제작한 후(S2), 상기 3차원 입체형상을 이용하여 상기 측정유물(10)의 실측도를 작성(S3)하게 된다.

여기서, 상기 점군데이터는 점(Point)들이 모여 있는 데이터로서 많은 점들이 모여서 구름처럼 보여서 점군(Point Cloud)이라 하고 상기 메쉬는 그물망이라는 뜻으로 점, 선, 면을 이용해 하나의 입면체를 완전히 세웠을 때 무수히 많은 삼각면으로 구성된 기하학적인 형태를 말한다.

도 2는 상기 점군데이터를 획득하는 과정을 나타낸 개략적인 흐름도로서, 이를 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면, 우선 상기 측정유물(10)을 도 3에 나타난 바와 같이 테이블(20) 상에 올려놓은 후 레이저 스캐너(30)와 스캐닝할 측정유물(10) 사이의 거리 및 스캐닝 범위를 조정하고 대상물의 표면에 레이저를 조사한다(s11). 이어서 상기 레이저 스캐너(30)의 빔(Beam)이 진행하는 방향에 대한 평면방정식(X,Y)과 CCD(charge-coupled device) 카메라 이미지 픽셀의 직선방정식(Z)의 교점을 구하여 높이 형상을 측정해낸 측정데이터를 생성하고(S12), 도 4에 나타난 바와 같이 상기 측정데이터를 플레쉬메모리 등과 같은 메모리 장치(40)에 저장한다(S13).

이때, 상기 테이블(20)은 측정유물(10)의 자동스캐닝을 위해 회전 가능하고, 상기 테이블(20)의 바닥에는 상기 레이저 스캐너(30)가 형상을 인식하지 못하는 검은색 천이나 고무판 등이 깔려 있으며, 상기 레이저 스캐너(30)는 도 5에 나타난 바와 같이 별도의 화면으로 디스플레이 할 수 있다.

그리고, 상기 3차원 입체형상을 제작하는 과정을 도 6을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면, 상기 메모리 장치(40)에 저장된 상기 측정데이터에서 측정오차에 의해 부적절한 위치에 만들어진 포인트를 필터링하여 삭제한 후 부분 폴리곤(3차원 영상을 구성하는 기본단위)들을 작성한다(S21). 그리고 상기 측정데이터를 통해 생성된 각각의 상기 부분 폴리곤들은 도 7과 같이 측정유물의 제 1 단면사 진(11)과 측정유물의 제 2 단면사진(13)이 도 8에 나타난 바와 같이 서로 비교하고 공통되는 부분을 결합하는 과정을 거쳐 도 9의 결합된 폴리곤(15)으로 작성된다(S22).

여기서 가상선(100)은 측정유물(10)의 외곽선을 정육면체의 선으로 나타낸 임의의 선에 불과하며, 레이저 조사 프로그램에 의해 자동 생성되는 임의의 선이다.

상기 결합된 폴리곤(15)은 커브 추출, 면의 생성 과정 그리고 오브젝트에 재질(Material)이나 이미지를 입히는 일련의 과정인 텍스처매핑(Texture mapping) 과정을 통하여 최종적인 3차원 형상으로 완성된다(S23).

도 10은 상기 3차원 입체형상을 이용하여 상기 측정유물의 실측도를 작성하는 과정을 나타낸 흐름도로서 그 구체적인 과정을 살펴보면 다음과 같다.

우선 도 11과 도 12에 보이는 바와 같이 상기 3차원 입체형상의 바닥에 수평면(200) 및 가로수평기준선(210), 세로수평기준선(230)을 만듦과 동시에 상기 3차원 모델의 최대직격과 최대높이로 이루어진 직육면체를 이루는 가상선(100)을 형성하고 단면도를 위한 기준선(300)을 설정한 후(S31), 상기 기준선(300)을 중심으로 좌우 상관없이 90°로 이동시킨 후 절단(슬라이스)명령을 실행하여 도 13과 같이 단면선(400)을 작성(S32)하는데, 이때 투창이 지나는 부분은 단면선이 그려지지 않으므로 투창이 없는 부분을 절단하여 덧붙인다.

이어서, 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 3차원 입체형상의 투창(500)을 따라 투창선(510)을 작성하고(S33) 상기 단면선(400)과 함께 CAD 파일형태로 전송(S34)되면, 도 15와 같이 CAD상에서 중심선(600)을 기준으로 실측도의 왼쪽 1/2는 외형적인 특징을 나타내는 입면도, 오른쪽 1/2는 내면의 부분적인 특징을 나타내는 단면도가 되어야 하므로, 왼쪽은 외곽선(700)만 남겨두고 모두 삭제한다(S35).

이때 상기 투창선(510)을 작성하는 과정에서 상기 측정유물(10)의 문양 및 정면의 흔적들도 그려지게 된다.

한편, 도 16과 같이 상기 외곽선(700)만이 남겨진 부분에 입면선(800)을 표시하고 오른쪽 대각 단면에 투창선(510)을 그은 후, 도 17과 같이 투창선(510)을 수평이동하여 측정유물(10)의 중심선(600)에 표시하고 투창(500)을 측정유물(10)의 중심선(600)과 표시된 투창선(510)에 맞춰 합성한 다음 도 18과 같이 투창(500) 및 문양과 정면의 흔적 등도 중심선(600)에 맞춰 넣는다. 이어서, 선굵기를 조절하여 도 19과 같은 실측도면을 완성한다(S36).

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 레이저 스캐너를 이용하여 유물의 3차원 입체모델을 구축하고 이를 기반으로 상기 유물의 실측도를 작성함으로써, 출토유물의 형태적 특징 즉, 바닥이나 내부의 형태, 크기, 방향 및 유물의 투창(유물의 표면에 장식되거나 뚫려있는 다양한 형태의 모습) 등을 정확하게 표현할 수 있는 작용ㆍ효과가 있다

Claims (7)

1. 레이저 스캐너를 이용하여 측정유물의 위치정보를 나타내는 점군 데이터(Point Cloud Data)를 획득하는 단계;

   상기 점군 데이터를 바탕으로 상기 측정유물의 깊이 및 모양정보를 최적으로 표현할 수 있는 메쉬(Mesh)를 구성하고 이로부터 3차원 입체형상을 제작하는 단계;

   상기 3차원 입체형상의 바닥에 수평면을 만듦과 동시에 상기 3차원 입체형상의 최대직격과 최대높이로 이루어진 직육면체를 형성하고 단면도를 위한 기준선을 설정하는 단계;

   상기 기준선을 중심으로 좌우 상관없이 90°로 이동시킨 절단(슬라이스)명령을 실행하여 단면선을 작성하는 단계;

   상기 3차원 입체형상의 투창의 외곽을 따라 투창선을 작성하는 단계; 상기 단면선과 상기 투창선이 CAD파일로 전송되는 단계;

   CAD상에서 상기 단면선의 중심에 중심선을 그리고 상기 중심선을 중심으로 한 쪽 부분의 단면선 중 외곽선만을 남겨두고 지우는 단계; 및

   상기 외곽선만이 남겨진 부분에 입면선을 표시하고 투창선을 이용하여 투창을 그린 후 문양과 정면의 흔적을 삽입한 후 선굵기를 조절하는 단계;를 포함하여 상기 측정유물의 실측도를 작성하는 것을 특징으로 하는 유물의 실측도 제작방법.
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