KR100848304B1 - 다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현장치 및 그 방법 - Google Patents

다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현장치 및 그 방법 Download PDF

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권정훈
채영호
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Abstract

본 발명이 개시하는 다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현 장치는, 사용자로부터 3차원공간상의 정점좌표인 NURBS 곡면을 기억공간에 로딩하는 NURBS 곡면 로딩수단; 다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현 장치에 있어서, 로딩된 NURBS 곡면을 이용한 U, V 방향의 벡터맵을 생성하는 UV-벡터맵 생성수단; 공간 곡면을 조각하기 위한 사용자 스트로크를 입력받는 스트로크 입력수단; 뉴턴 순환법을 이용하여 3차원 공간 스트로크를 대상 곡면에 투영하는 스트로크 투영수단; 투영된 스트로크를 이용하여 대상 곡면을 내부, 외부 및 경계영역으로 구분하는 노드 영역 분류수단; 내부영역에 속한 노드를 삭제하고 곡면과 사용자 스트로크의 경계에 속한 노드를 분할한 후 조각에 해당 영역을 조각 및 보간하는 곡면 트리밍 및 보간수단; 중첩된 사용자 스트로크에서 발생하는 필요없는 노드를 삭제하는 중첩된 사용자 스트로크 해결수단; 및 곡면 트리밍 결과에 의한 대상 곡면 조각 변형 효과를 표현하는 수단; 으로 구성된다.
스트로크, 트리밍, NURBS 곡면, UV-벡터맵

Description

다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현 장치 및 그 방법 {Apparatus for NURBS surface rendering of sculpting deformation effect using the multi-resolution curved surface trimming}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현 장치의 구성을 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현 방법을 나타내는 전체적인 흐름도,
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 NURBS 곡면을 나타내는 예시도,
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 UV-벡터맵을 나타내는 예시도,
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 사용자로부터 입력받은 스트로크를 나타내는 예시도,
도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 스트로크 나타내는 투영 예시도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 3개의 영역으로 분류된 쿼드트리 나타내는 예시도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 교차구간 삭제 전의 두 스트로크를 나타내는 예시도,
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 교차된 스트로크 1의 벡터맵을 나타내는 예시도,
도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 교차된 스트로크 2의 벡터맵을 나타내는 예시도,
도 8a는 본 발명의 일실시예에 따른 다해상도 곡면 3회 분할 형상을 나타내는 예시도,
도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 다해상도 곡면 5회 분할 형상을 나타내는 예시도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 교차구간 삭제 후의 두 스트로크를 나타내는 예시도,
도 10은 곡면 조각의 와이어 프레임을 나타내는 예시도,
도 11은 도 10의 렌더링을 나타내는 예시도,
도 12는 곡면 덧붙이기 효과(소조)의 와이어 프레임을 나타내는 예시도,
도 13은 도 12의 렌더링을 나타내는 예시도,
도 14는 구형태 곡면의 조각과 스트로크 중첩 효과를 나타내는 예시도,
도 15는 도 14의 렌더링을 나타내는 예시도,
도 16a, 16b, 16d, 16e는 하회탈 캐릭터의 얼굴형태 곡면의 덧붙이기 효과를 나타내는 예시도,
도 16c는 하회탈 캐릭터의 얼굴형태 곡면의 조각 효과를 나타내는 예시도,
도 16f는 하회탈 캐릭터의 얼굴 형태 곡면의 스트로크 중첩 효과를 나타내는 예시도,
도 17은 도 16의 렌더링을 나타내는 예시도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
110 : NURBS 곡면 로딩수단 120 : UV-벡터맵 생성수단
130 : 스트로크 입력수단 140 : 스트로크 투영수단
150 : 노드영역 분류수단 160 : 곡면 트리밍 및 보간수단
170 : 중첩 스트로크 해결수단 180 : 대상곡면 조각 변형수단
본 발명은 3차원 공간 입력을 기반으로 NURBS 곡면을 조각하듯 변형할 수 있는 곡면 조각 변형 효과 표현 장치에 관한 것으로서, 특히 다해상도 곡면 트리밍을 이용하여 대상 곡면의 제어점을 추가하거나 자르지 않고 대상 곡면의 조각 변형 효과를 표현할 수 있는 곡면 조각 변형 효과 표현 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 조각효과를 나타내는 방법에 여러 가지가 있는데, 먼저 자유 형태 변형 조각 방법을 살펴보면, 곡면 내에 변형을 수행할 부위에 격자를 적용시켜 형태를 변형시키는 방식으로써 곡면에 특정한 모양의 격자를 적용하여 변형을 수행할 구간을 선정한다. 즉, 격자의 각 정점은 곡면의 제어점과 같은 역할을 하게 되 는데, 격자의 각각 정점에 곡면의 해당 부위에 따른 가중치를 두어 정점이 이동한 만큼 곡면의 형태를 변형하는 방법이다. 그러나 상술한 자유 형태 변형 조각 방법은 일일이 격자의 형태를 지정해야하는 단점을 가지고 있었다.
또한 조각효과를 나타내는 방법에는 서브디비젼 곡면과 같이 다해상도가 가능한 타겟 곡면에 여러 방식으로 입력된 특정한 형태의 조각 효과를 자유롭게 복사하여 타겟 곡면에 조각과 같은 효과를 표현하는 방법이 있는데, 이와 같은 방법은 타겟 곡면에 부분적으로 해상도를 증가시켜 조각 효과를 복사하여 부분적인 형태를 변형하는 것이다. 하지만, 이와 같은 방법은 타겟 곡면을 따로 생성하여야 하며 직관적인 곡면 생성 인터페이스에 적합하지 않은 단점을 가진다.
한편, 곡선의 차수가 3차일 때 절점 벡터 U에 중복된 값 3개가 입력되는 경우 곡선이 제어점에 붙게 된다. 이 제어점을 기준으로 전체 곡선의 형태를 유지시키면서 곡선의 특정 구간을 수정할 수도 있는데, 이때 제어점을 고정점이라고 한다.
이처럼, 곡선에 고정점과 절점 벡터를 이용하면 날카로운 경계를 지닌 채 곡선의 부분적인 형태를 변형할 수 있다. 이를 이용하여 곡면의 경우엔 절점 벡터가 U, V 두 방향으로 가지게 되는데 NURBS 곡면의 고정점을 이용하여 조각효과를 표현할 수 있다. 그러나 곡면 전체에 영향을 주어 곡면 내에 부분적으로 변형된 형태나, 곡면의 U, V 방향과 어긋난 사선의 형태는 표현이 어려운 단점을 가진다.
본 발명은 전술한 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 3차원 공간상에서 NURBS 곡면을 조각형상으로 변형할 수 있는 다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현 장치에 있어서, 사용자로부터 3차원공간상의 정점좌표인 NURBS 곡면을 기억공간에 로딩하는 NURBS 곡면 로딩수단(110); 상기 로딩된 NURBS 곡면을 이용한 U, V 방향의 벡터맵을 생성하는 UV-벡터맵 생성수단(120); 공간 곡면을 조각하기 위한 사용자 스트로크를 입력받는 스트로크 입력수단(130); 뉴턴 순환법을 이용하여 3차원 공간 스트로크를 대상 곡면에 투영하는 스트로크 투영수단(140); 상기 투영된 스트로크를 이용하여 대상 곡면을 내부, 외부 및 경계영역으로 구분하는 노드 영역 분류수단(150); 상기 내부영역에 속한 노드를 삭제하고 곡면과 사용자 스트로크의 경계에 속한 노드를 분할한 후 조각에 해당 영역을 조각 및 보간하는 곡면 트리밍 및 보간수단(160); 중첩된 사용자 스트로크에서 발생하는 필요없는 노드를 삭제하는 중첩된 사용자 스트로크 해결수단(170); 및 곡면 트리밍 결과에 의한 대상 곡면 조각 변형 효과를 표현하는 수단(180); 을 포함한다.
이때, 상기 곡면 트리밍 및 보간수단(160)은, 4개의 노드로 반복적으로 필요한 만큼 분할하고, 다시 2차원 판별별식을 통해 3개의 영역으로 판별한 후, 트리밍을 실행하는 것을 특징으로 한다.
한편, 다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현 방법에 있 어서, 변형 대상 곡면의 UV-벡터맵을 생성하는 제 1과정; 곡면위에 조각을 수행할 사용자의 입력 스트로크를 뉴턴순환법을 이용하여 곡면에 투영하는 제 2과정; 조단 곡선정리를 이용하여 노드 영역을 대상 곡면을 내부, 외부 및 경계영역으로 구분하는 제 3과정; 교차된 영역이 경계 영역인 경우에 속한 노드를 세분화하여 트리밍을 실행하는 제 4과정; 중첩된 사용자 스트로크에서 필요없는 노드를 삭제하는 제 5과정; 및 곡면 트리밍 결과값에 의해 대상 곡면을 조각 변형하는 제 6과정; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 제 1과정은, 3차원공간상의 정점좌표인 NURBS 곡면을 기억공간에 로딩하는 NURBS 곡면 로딩 과정; 변형 대상 곡면의 기저함수와 제어점을 블랜딩하는 과정; 및 곡면 각 점의 정점좌표로 반환받는 과정; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게 상기 제 2과정은, 공간 곡면을 조각하기 위한 사용자 스트로크를 입력받는 과정; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게 상기 제 3과정은, 상기 대상곡면의 노드와 스트로크가 교차되는 부분이 발생하는 경우에 곡면의 각 노드들을 내부, 외부 및 경계영역으로 구분하는 과정; 및 내부영역에 속한 노드를 삭제하는 과정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 바람직하게 상기 제 4과정은, 곡면과 스트로크의 경계 영역을 4개의 영역으로 세분화하는 과정; 조각을 통하여 해당 영역을 파내는 트리밍 단계를 수행하는 과정; 및 조각난 부분을 직선으로 표현하기 위해 보간단계를 수행하는 과정; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.
먼저 도 1에 도시된 바와 같이 다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현 장치(이하, '곡면 조각 변형 효과 표현 장치'이라 함.)(100)는 3차원 공간 스트로크를 대상 곡면에 투영하고 투영된 스트로크에 의하여 곡면을 내부, 외부, 경계 영역으로 구분한 후, 다해상도 곡면 트리밍 기법을 이용하여 경계영역을 4분할함으로써, 변형대상인 3차원공간상의 정점좌표인 비정형 논리적 비선형을 의미하는 넙스 (이하, 'NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines)') 곡면을 기억공간에 로딩하는 NURBS 곡면 로딩수단(110)과, 상기 로딩된 NURBS 곡면을 이용하여 U, V 방향의 벡터맵을 생성하는 UV-벡터맵 생성수단(120)과, 사용자로부터 공간 곡면을 조각하기 위한 스트로크를 입력받는 스트로크 입력수단(130)과, 3차원 공간 스트로크를 대상 곡면에 투영하는 스트로크 투영수단(140)과, 투영된 스트로크를 이용하여 대상 곡면을 내부, 외부 및 경계영역으로 구분하는 노드 영역 분류수단(150)과, 내부영역에 속한 노드를 삭제하고 곡면과 사용자 스트로크의 경계에 속한 노드를 분할한 후 조각에 해당 영역을 조각 및 보간하는 곡면 트리밍 및 보간수단(160)과, 중첩된 사용자 스트로크를 해결하는 수단(170)과, 곡면 트리밍 결과에 의한 대상 곡면 조각 변형 효과를 표현하는 수단(180)을 포함한다.
구체적으로 살펴보면, 상기 UV-벡터맵 생성수단(120)은 변형 대상 곡면의 기저함수와 제어점을 블랜딩하여 곡면의 각 점의 정점 좌표로 반환받아 U, V 방향의 벡터맵을 생성한다.
한편, 상기 기억공간은 통상적인 메모리인 것이 바람직하다.
스크로크 투영수단(140)은 곡면위에 조각을 수행할 사용자의 입력 스트로크를 뉴턴 순환법을 이용하여 곡면에 투영한다.
이때, 투영된 2차원 UV 좌표로 저장하는 것이 바람직하다.
또한 노드 영역 분류수단(150)은 2차원 UV-벡터맵과 2차원 좌표로 투영된 스트로크 간의 교차된 영역을 삭제하기 위하여 조단 곡선정리(Jordan curve theorem)를 이용하여 판별하고 3가지 영역으로 구분한다.
즉, 각 노드와 스트로크가 교차되는 부분이 발생하면 교차된 영역을 삭제하기 위해서 곡면의 각 노드들을 3가지 영역으로 구분할 수 있다.
상세히 살펴보면, 상기 3개로 구분되는 노드 영역은 1) 내부영역(Interior), 2) 경계영역(Boundary) 및 3) 외부영역(exterior)으로 분리되는 바, 내부영역과 외부 영역에 속한 노드들은 세분화하여도 속한 영역이 변함없고 경계영역에 속한 노드들은 세분화하면 각각의 위치에 따라 3가지 영역으로 재분류되는 속성을 가진다.
그리고, 곡면 트리밍 및 보간수단(160)은 곡면과 스트로크의 경계에 속한 노 드를 4개의 노드로 반복적으로 필요한 만큼 분할하고, 다시 2차원 판별별식을 통해 3개의 영역으로 판별한 후, 트리밍을 실행한다. 이때, 본 실시예에 있어서 분할되는 노드를 4개로 설정하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
다시 말하면, 각 노드와 스트로크가 교차되는 부분에서 발생하는 필요없는 노드를 삭제하기 위하여 각 노드와 스트로크를 UV-벡터맵으로 변환하고 교차를 판별하여 3개 영역으로 판별하고 내부 영역을 삭제한다.
또한, 중첩된 사용자 스트로크 해결 수단은(170)은 중첩된 사용자 스트로크에서 발생하는 필요없는 중첩 노드를 삭제하기 위하여 중첩된 두 개의 스트로크를 UV-벡터맵으로 변환하고 교차를 판별하여 3개 영역으로 판별하고 내부 영역을 삭제한다.
그리고 곡면 트리밍 결과에 의한 대상 곡면 조각 변형 효과를 표현하는 수단(180)은 상기 각 과정을 거쳐 곡면이 트리밍이 된 후 대상 곡면의 조각 변형 효과를 표현하는 기능을 수행한다.
이하, 전술한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 도 1의 구성으로 이루어진 장치를 통해 다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현 방법에 관해 도 2 내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 실시예에서 NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines) 곡면은 3차원 좌표로 구성되어 있는데, 3차원 좌표 내에는 직접적인 형태 변형이 어려울 뿐만 아니라 제어점 개수의 제약 및 절점 벡터의 변경시 곡면의 형태 변화와 같은 문제점이 있기 때문에 본 발명에서는 NURBS 곡면을 2차원 좌표화하여 부분적으로 수정이 가능한 다해상도 곡면으로 정의하는 것이 바람직하다.
앞서 상술한 바와 같이, 도 2를 참고하여 살펴보면 UV-벡터맵 생성수단(120)이 변형 대상 곡면의 기저함수와 제어점을 블랜딩하여 곡면의 각 점의 정점 좌표로 반환받아 U, V 방향의 벡터맵을 생성한다(S10).
벡터맵을 생성하기 위해 상기 제 S10 단계를 구체적으로 살펴보면, NURBS 곡면 로딩수단(110)이 변형대상인 3차원 공간상의 정정좌표인 NURBS 곡면을 기억공간에 로딩하면(S10a), UV-벡터맵 생성수단(120)이 변형 대상 곡면의 기저함수와 제어점을 블랜딩하고(S10b), 곡면 각 점의 정점좌표로 반환받음으로써(S10c), U, V 방향의 벡터맵을 생성한다(S10d).
참고적으로 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, NURBS 곡면의 절점 벡터를 U, V 방향으로 0~1까지의 값으로 정의하고, U, V 두 개의 축을 가진 2차원 평면에 정의한다.
다시 말하면, NURBS 곡면을 실제로 시각화하기 위해서는 U, V값을 각각 0부터 1까지 격자 형태로 증가시키면서 삼각화(triangulation)를 수행한다.
이때 삼각화를 수행하는 각각의 격자를 노드라 부르고, 이것을 저장한 데이터를 UV-벡터맵(UV-map)이라 정의한다. 이처럼 사용자 입력으로 생성된 변형 대상 곡면은 모두 각각 1개의 UV-벡터맵을 갖게 된다. UV-벡터맵은 쿼드트리(Quad-tree)로 구성되어 있으며, 트리의 노드는 NURBS 곡면을 시각화하기 위해 쓰이는 격자 값에 의해 정의 된다. 이 노드들은 실제 렌더링시 NURBS 곡면의 렌더링 파 셋(rendering facet)에 해당하게 되는데, UV-벡터맵의 노드를 세분화 또는 병합하면 NURBS곡면의 렌더링 파셋이 증가 혹은 감소하게 된다. 이렇게 필요에 따라 곡면의 파셋을 증가, 감소시킬 수 있는 곡면을 다해상도 곡면(multi-resolution surface)이라 한다.
쿼드트리로 구성된 UV-벡터맵은 각 영역에 있는 노드들을 분류하고 병합하는 방식이 비교적 간단하며, 하위 노드들은 부모 노드의 정보를 갖고 있어 변형전의 형태로 복원이 가능하다.
다음으로, 스트로크 투영수단(140)이 곡면위에 조각을 수행할 사용자의 입력 스트로크를 뉴턴순환법을 이용하여 곡면에 투영한다(S20).
이때, 스트로크 입력수단(130)이 변형 대상곡면위에 조각 변형을 수행하기 위하여 사용자로부터 스트로크를 입력받는다(S20a).
즉, 도 4a와 같이 사용자로부터 스트로크를 입력받은 후, 도 4b와 같이 뉴턴 순환법을 이용하여 스트로크를 투영할 수 있다.
이때, 뉴턴순환법을 이용하여 특정 조각형태인 U, V 두 개의 축을 가진 2차원 평면 스트로크로 변환하여 투영한 후, 투영된 스트로크를 2차원 UV좌표로 저장한다.
다음으로, 노드 영역 분류수단(150)이 조단 곡선정리를 이용하여 대상 곡면의 노드 영역을 구분한다(S30).
참고적으로, UV-벡터맵과 2차원 좌표로 투영된 사용자 입력의 교차된 영역을 삭제하기 위해 조단 곡선정리를 이용하여 도 5에 도시된 바와 같이 3가지 영역으로 구분한다.
다시 말하면, 노드 영역 분류수단(150)이 투영된 스트로크에 의하여 곡면을 내부, 외부, 경계 영역으로 구분한다.
이는, 노드 영역 분류수단(150)이 각 노드와 스트로크가 교차되는 부분이 발생하는 경우에(S30a) 곡면의 각 노드들을 3가지 영역으로 구분한다(S30b).
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 두개의 사용자 스트로크가 교차되는 경우에 두개의 스트로크 벡터맵은 도 7a 및 도 7b와 같다.
상기 제 S30b를 통해서 3개의 영역으로 구분되는 단계를 상세히 살펴보면, 노드 영역은 내부영역, 경계영역 및 외부영역(exterior)으로 분리되는데, 내부영역과 외부 영역에 속한 노드들은 세분화하여도 속한 영역이 변함없고 경계영역에 속한 노드들은 세분화하면 각각의 위치에 따라 3가지 영역으로 재분류되는 속성을 가진다.
따라서, 노드 영역 분류수단(150)이 내부에 속한 노드를 삭제한다(S30c).
또한 상술한 바와 같이, 곡면 트리밍 및 보간수단(160)이 교차된 영역이 경계 영역인 경우에 속한 노드를 세분화하여 트리밍을 실행한다(S40).
트리밍을 실행하는 상기 제 S40 단계를 구체적으로 살펴보면, 곡면 트리밍 및 보간수단(160)이 곡면과 스트로크의 경계 영역을 4개의 영역으로 세분화한 후(S40a), 조각을 통하여 해당 영역을 파내는 트리밍(trimming)단계를 수행한다(S40b).
본 실시예에서 경계영역을 4개 영역으로 세분화하는 것으로 설정하였는데, 노드의 세분화를 반복할수록 보다 정교한 형태의 표현이 가능하지만, 본 발명에서는 작업 수행 중에는 시스템 처리 속도를 위하여 세분화에 일정한 제약을 두고 있으며, 최종 렌더링에서 자세한 세분화를 수행하게 된다.
참고적으로 UV-벡터맵을 이용하여 곡면을 다해상도 곡면화하게 되면, 다해상도 곡면을 3회 분할하는 경우 도 8a와 같이 표현되고, 5회 분할하는 경우 도 8b와 같이 표현된다.
즉, 곡면 중앙에 사용자의 입력이 있다고 가정하며 근처 영역들을 4개의 하위노드로 세분화하고, 도 8b와 같이 세분화를 수행할수록 스트로크의 경계에 근접하는 것을 알 수 있다.
다시 말하면, 곡면의 세분화가 진행될수록 스트로크의 경계면에 근접하며 대상곡면을 자르지 않고 경계를 찾아 내부를 제외하고 렌더링하고 그 위에 스트로크 곡면을 그려서 조각의 변형 효과 표현이 가능하다.
그리고, 곡면 트리밍 및 보간수단(160)이 트리밍 단계의 수행 이후에 조각난 부분을 직선으로 표현하기 위해 보간단계를 수행한다(S40c).
또한 중첩된 스트로크의 해결 수단(170)은 조각 변형 효과를 위한 사용자 스트로크들이 서로 중첩이 될 경우 중첩된 부분에서 발생하는 필요없는 노드들의 삭제를 위해 상기 노드영역 분리 수단(150)과 곡면 트리밍 및 보간수단(160)을 적용하여 중첩을 해결한다(S50).
참고적으로, 사용자 스트로크의 중첩은 먼저 구현된 스트로크의 곡면을 대상곡면으로 정하고 새로운 조각효과를 구현하는 스트로크 곡면을 추가 적용하고, 반 대방향으로 적용하여 공통영역을 판별하여 조각 교차구간을 삭제한다.
마지막으로, 대상곡면 조각 변형수단(180)이 곡면 트리밍 결과값에 의하여 대상 곡면의 조각 변형 효과를 표현한다(S60).
[실시예]
도 10은 곡면 위에 수행한 조각의 결과를 와이어 프레임으로 나타나는데, 단순한 형태의 곡면에 일정한 단면을 갖는 스트로크를 기준으로 조각의 형태를 표현하면, 일정한 형태를 유지하는 3개의 스트로크를 곡면 아래로 파여진 형태로 표현된다.
즉, 도 11은 도 10의 조각효과를 마야(Maya) 소프트웨어를 이용하여 렌더링한 결과를 나타낸다.
한편, 도 12는 NURBS 곡면위에 3개의 스트로크 덧붙이기를 수행한 결과를 나타내는데, 일반적인 조각과는 달리 가상공간에서 이루어지는 조각이기 때문에 덧붙이기 효과(소조)의 표현도 가능하다. 이와 같이, 도 13은 상기 도 12의 곡면을 마야 소프트웨어를 이용하여 렌더링한 결과를 나타낸다.
그리고, 도 14는 구형태를 가지고 있는 NURBS 곡면에서 두 개의 스트로크를 적용함으로써, 조각효과를 표현한 결과를 와이어 프레임 형태로 보여준다.
부연하여, 두 개의 스트로크는 서로 3개의 중첩구간을 가지고 있으며 실제 조각 효과와 유사하게 표현하기 위해 스트로크 간의 중첩 구간을 판별하고 트리밍단계를 수행함으로써, 획득할 수 있다. 도 15는 도 14를 마야 소프트웨어에서 렌더 링한 결과를 나타낸다.
예를 들면, 도 16(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f)을 참고하여 하회탈 캐릭터를 대상 곡면의 제어점을 추가하거나 자르지 않고 곡면 조각의 변형하여 표현하는 것을 살펴보면 다음과 같다.
우선, 도 16a, 도 16b, 도 16d 및 도 16e는 스트로크를 덧붙인 결과를 나타내고, 도 16c는 트리밍 단계를 수행하여 조각 효과를 표현한 결과를 나타낸다.
한편, 도 16f는 파여진 두 스트로크가 교차된 예로 중첩된 부위의 삭제하는 것을 표현한 결과이다. 이때, 도 17은 도 16의 결과물을 마야 소프트웨어에서 렌더링한 결과를 나타낸다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
상술한 본 발명에 따르면, 3차원 공간 입력을 기반으로 다해상도 곡면 트리밍을 이용하여 대상 곡면의 제어점을 추가하거나 자르지 않고 대상 곡면의 조각 변 형 효과를 표현할 수 있는 그 특유의 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현 장치에 있어서,
    사용자로부터 3차원공간상의 정점좌표인 NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines) 곡면을 기억공간에 로딩하는 NURBS 곡면 로딩수단(110);
    상기 로딩된 NURBS 곡면을 이용한 U, V 방향의 벡터맵을 생성하는 UV-벡터맵 생성수단(120);
    공간 곡면을 조각하기 위한 사용자 스트로크를 입력받는 스트로크 입력수단(130);
    뉴턴 순환법을 이용하여 3차원 공간 스트로크를 대상 곡면에 투영하는 스트로크 투영수단(140);
    상기 투영된 스트로크를 이용하여 대상 곡면을 내부, 외부 및 경계영역으로 구분하는 노드 영역 분류수단(150);
    상기 내부영역에 속한 노드를 삭제하고 곡면과 사용자 스트로크의 경계에 속한 노드를 분할한 후 조각에 해당 영역을 조각 및 보간하는 곡면 트리밍 및 보간수단(160);
    중첩된 사용자 스트로크에서 발생하는 필요없는 노드를 삭제하는 중첩된 사용자 스트로크 해결수단(170); 및
    곡면 트리밍 결과에 의한 대상 곡면 조각 변형 효과를 표현하는 수단(180); 을 포함하되,
    상기 곡면 트리밍 및 보간수단(160)은,
    4개의 노드로 반복적으로 필요한 만큼 분할하고, 다시 2차원 판별식을 통해 3개의 영역으로 판별한 후, 트리밍을 실행하는 것을 특징으로 하는 다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현 방법에 있어서,
    3차원공간상의 정점좌표인 NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines) 곡면을 기억공간에 로딩하고, 변형 대상 곡면의 기저함수와 제어점을 블랜딩하여 곡면 각 점의 정점좌표로 반환받아 상기 변형 대상 곡면의 UV-벡터맵을 생성하는 제 1과정;
    곡면위에 조각을 수행할 사용자의 입력 스트로크를 뉴턴순환법을 이용하여 곡면에 투영하는 제 2과정;
    조단 곡선정리를 이용하여 대상곡면의 노드와 스트로크가 교차되는 부분이 발생하는 경우에 곡면의 각 노드들을 내부, 외부 및 경계영역으로 구분하고, 내부영역에 속한 노드를 삭제하는 제 3과정;
    교차된 영역이 경계 영역인 경우에 속한 노드를 세분화하여 트리밍을 실행하는 제 4과정;
    중첩된 사용자 스트로크에서 필요없는 노드를 삭제하는 제 5과정; 및
    곡면 트리밍 결과값에 의해 대상 곡면을 조각 변형하는 제 6과정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 4과정은,
    곡면과 스트로크의 경계 영역을 4개의 영역으로 세분화하는 과정;
    조각을 통하여 해당 영역을 파내는 트리밍 단계를 수행하는 과정; 및
    조각난 부분을 직선으로 표현하기 위해 보간단계를 수행하는 과정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 다해상도 곡면 트리밍을 이용한 곡면 조각 변형 효과 표현 방법.
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