KR101263040B1 - 모델의 간략화된 표현을 결정하는 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 시스템, 방법, 및 컴퓨터 프로그램은, 복수의 표시 상태와 어셈블리 모델의 구성 설정을 설계 표현으로 저장하는 단계; 가시화 솔루션(visibility solution)을 이용하여 상기 설계 표현을 간략화된 표현으로 해석하는 단계; 및 상기 간략화된 표현과 상기 설계 표현을 어셈블리 다큐먼트에 저장하는 단계를 포함한다.

3D 모델링, CAD, visibility solution, OpenGL, Direct3D

Description

모델의 간략화된 표현을 결정하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD TO DETERMINE A SIMPLIFIED REPRESENTATION OF A MODEL}

본 출원서는 본 명세서에 참조로 포함되는 미국 가출원 제60/666.973호(2005년 3월 31일자)의 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 컴퓨터 그래픽에 관한 것으로서, 특히, 본 발명은 CAD 어셈블리의 간략화된 표현을 결정하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

컴퓨터는 기본적으로 CAD(Computer Aided Design and Drafting) 툴을 포함하여 모든 형태의 정보 관리에 크게 영향을 미쳤다. 몇몇의 더욱 간단한 기하학적 모델링 컴퓨터 프로그램 제품은 한번에 2차원의 모델링만을 행할 수 있는 반면, 더 복합적이고 강력한 컴퓨터 프로그램 제품은 3차원 편집 및 시각화 능력을 제공한다.

3차원 기하학적 모델링 프로그램은 하나 이상의 구성요소의 3D 고체 형태를 포함할 수 있는 복합화된 높은 수준의 어셈블리를 생성할 수 있다. 예를 들어, 테이블 어셈블리는 테이블의 각각의 다리의 고체 형태를 구비할 수 있는데, 평탄한 테이블 상면의 고체 형태뿐만 아니라 그 각각의 다리는 서로 동일한 설계로 배치된다. 그러나 오늘날 CAD 표현은 더욱 복잡해지고 있는데, 비행기, 자동차, 또는 심 지어 공장과 같은 최종 제품을 창출하기 위해서 통상 수많은 난해한 3D 도면을 결합시킨다. 특히, 제조와 재료 비용 정보와 개념적 설계를 비교하게 되는 경우, 추상화(abstraction)의 각 레벨은 다양한 입도(degree of granularity)를 필요로 한다. 마찬가지로, 그 전체를 3D 모델로 렌더링하는 경우, 컴퓨터는 예컨대 그 CPU 및/또는 RAM으로부터 방대한 리소스를 요구한다. 산업계에 있어서, 매우 복잡한 구조를 렌더링하기 위해 수시간에서 수일의 컴퓨팅 시간을 소모하는 것이 보통이다.

늘어난 렌더링 시간은 설계에서 개발까지 재빠른 진행을 원하는 컴퓨터 시스템과 조직에 부담을 가중시킨다. 그러므로, 높은 레벨의 구조의 3D 모델을 설계하는 경우, 제조 개체들은 전체 설계 개념의 설계 보전성(integrity)을 유지하는 한편, 더 높은 레벨의 어셈블리를 포함하는 개별 서브-어셈블리의 각각의 렌더링 시간을 줄일 필요가 있다.

더욱이, CAD 시스템 사용자들은 다양한 레벨의 제품 구조를 요구하는데, 한편으로는 상세한 설계 정보에 대한 필요가 있는 반면, 다른 한편으로는 간략한 표현을 필요로 한다. 즉, 그러한 사용자들은 일정한 제품 정의(definition)를 유지하는 한편 제품 설계 과정을 통해 간략한 표현과 설계 표현 사이에 용이하게 스위칭해야 한다. 그러한 사용자들은 제품 설계를 서로 이해하기 위해 충분히 자세히 잠재적인 지적 재산권을 누설하지 않도록 3D 모델의 간략화된 표현을 제3자에게 자유롭게 전달하는 능력에 조화를 꾀하고자 한다.

세부 정보에 대하여 다양한 요구가 있는 경우, 설계된 제품의 3D 표현을, 특 히, 다양한 레벨의 설계에서 효과적이고 효율적으로 간략화할 수 있는 솔루션에 대한 요구가 있다. 또한, 무심코 재산적 정보를 누설하지 않고, 향후의 고객과 클라이언트들에 대하여 제품의 상세의 몇몇 레벨을 전달하는 능력을 사용자에 제공할 수 있는 솔루션에 대한 요구가 있다.

상기한 바를 성취하기 위하여, 본 명세서에서 폭넓게 설명되고 있는 바와 같이, 본 바람직한 실시예의 목적에 따르면, 본 출원서에서는 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 방법으로서, 복수의 표시 상태와 어셈블리 모델의 구성 설정을 설계 표현으로 저장하는 단계; 가시화 솔루션을 이용하여 설계 표현을 간략화된 표현으로 해석하는 단계; 및 간략화된 표현과 설계 표현을 어셈블리 다큐먼트에 저장하는 단계를 포함하는 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 방법을 제공한다. 본 방법에서, 적어도 간략화된 표현과 설계 표현의 관계화의 보전성이 유지된다. 본 방법에서, 상기 가시화 솔루션을 이용하여 상기 설계 표현을 간략화된 표현으로 해석하는 단계는, 적어도 하나의 해당하는 표면 아이덴티티를 위해 인코딩된 적어도 하나의 컬러 값으로 복수의 파트를 갖는 모델을 렌더링하는 단계; 상기 적어도 하나의 해당하는 표면 아이덴티티에 기초하여 복수의 외부 파트와 복수의 내부 파트를 구별하는 단계; 및 복합 이미지에 복사되지 않은 상기 모델 내의 복수의 특징들을 식별하는 단계를 더 포함한다. 본 방법에서, 적어도 하나의 방위로부터 상기 복수의 파트들을 표시하는 단계를 더 포함한다. 본 방법에서, 상기 외부 파트들로 이루어지며 상기 복수의 특징은 없는 상기 복합 화면을 표시하는 단계를 더 포함한다. 본 방법에서, 렌더링 동작의 정확도를 향상시키도록 상기 모델을 준비하는 단계를 더 포함한다. 본 방법에서, 상기 렌더링의 분석 품질을 조절하도록 적어도 하나의 필터링 알고리즘을 구현하는 단계를 더 포함한다. 본 방법에서, 렌더링 동작의 정확도를 조절하도록 상기 모델을 준비하는 단계로서, 상기 정확도는 상기 모델을 구획화함으로써 조절되는 단계를 더 포함한다. 본 방법에서, 상기 렌더링하는 단계는, 복수의 표면들의 기하학적 표현의 구획화된 버전으로 상기 모델을 묘사하도록 동작한다.

본 바람직한 실시예의 장점은, 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 방법을 수행하기 위해 기계 판독가능 매체에 실체적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 복수의 표시 상태와 어셈블리 모델의 구성 설정을 설계 표현으로 저장하기 위한 명령어; 가시화 솔루션(visibility solution)을 이용하여 상기 설계 표현을 간략화된 표현으로 해석하는 명령어; 및 상기 간략화된 표현과 상기 설계 표현을 어셈블리 다큐먼트에 저장하는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공하는 것이다. 본 컴퓨터 프로그램 제품에서, 상기 적어도 상기 간략화된 표현과 상기 설계 표현의 관계화의 보전성이 유지된다. 본 컴퓨터 프로그램 제품에서, 상기 가시화 솔루션을 이용하여 상기 설계 표현을 간략화된 표현으로 해석하는 명령어는, 적어도 하나의 해당하는 표면 아이덴티티(identity)를 위해 인코딩된 적어도 하나의 컬러 값으로 복수의 파트를 갖는 모델을 렌더링하는 명령어; 상기 적어도 하나의 해당하는 표면 아이덴티티에 기초하여 복수의 외부 파트와 복수의 내부 파트를 구별하는 명령어; 및 복합 이미지에 복사되지 않은 상기 모델 내의 복수의 특징들을 식별하는 명령어를 더 포함한다. 본 컴퓨터 프로그램 제품에서, 적어도 하나의 방위로부터 상기 복수의 파트들을 표시하는 명령어를 더 포함한다. 본 컴퓨터 프로그램 제품에서, 상기 외부 파트들로 이루어지며 상기 복수의 특징은 없는 상기 복합 화면을 표시하는 명령어를 더 포함한다. 본 컴퓨터 프로그램 제품에서, 렌더링 동작의 정확도를 향상시키도록 상기 모델을 준비하는 명령어를 더 포함한다. 본 컴퓨터 프로그램 제품에서, 상기 렌더링의 분석 품질을 조절하도록 적어도 하나의 필터링 알고리즘을 구현하는 명령어를 더 포함한다. 본 컴퓨터 프로그램 제품에서, 렌더링 동작의 정확도를 조절하도록 상기 모델을 준비하는 명령어로서, 상기 정확도는 상기 모델을 구획화함으로써 조절되는 명령어를 더 포함한다. 본 컴퓨터 프로그램 제품에서, 상기 렌더링하는 명령어는 복수의 표면들의 기하학적 표현의 구획화된 버전으로 상기 모델을 묘사하도록 동작한다.

본 바람직한 실시예의 또 다른 장점은, 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 방법을 구현하도록 적어도 하나의 프로세서와 액세스 가능한 메모리를 갖는 데이터 처리 시스템으로서, 적어도 하나의 해당하는 표면 아이덴티티를 위해 인코딩된 적어도 하나의 컬러 값으로 복수의 파트들을 갖는 모델을 렌더링하는 수단; 상기 적어도 하나의 해당하는 표면 아이덴티티에 기초하여 복수의 내부 파트와 복수의 외부 파트를 구별하는 수단; 및 복합 이미지에 복사되지 않은 상기 모델의 복수의 특징을 식별하는 수단을 포함하는 데이터 처리 시스템을 제공하는 것이다.

본 바람직한 실시예의 또 다른 장점은, 어플리케이션과 연계하여 컴퓨터 상의 컴퓨터 판독가능 매체에 구체화된 어셈블리 모델의 간략화된 표현으로서, 복수의 외부 면들을 가지며, 상기 어셈블리 모델의 설계된 형태로부터 유도된 어셈블리 모델의 축소된 형태를 포함하며, 상기 외부 면들은 상기 설계 형태로부터의 복수의 컴포넌트들을 포함하며, 상기 축소된 형태는 상기 설계된 형태와 관계화되어 결합되며, 보통의 어셈블리 다큐먼트로부터 액세스 가능한 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 제공하는 것이다.

본 바람직한 실시예의 기타의 장점들은 이어서 나오는 설명부와 도면들에 일부 기재될 것이며, 일부는 본 발명의 실험에 의해 터득하게 될 것이다.

이하, 그 일부를 이루는 다음의 도면들을 참조하여 본 바람직한 실시예를 설명한다. 본 발명의 범주를 일탈하지 않고서, 다른 실시예들이 활용될 수 있으며, 변경예가 이루어질 수 있다는 것이 이해된다.

이하, 본 바람직한 실시예를 동일한 지정 부호가 동일한 요소를 지칭하는 첨부 도면들을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 바람직한 실시예가 실행될 수 있는 컴퓨터 환경의 블록도이다.

도 2는 2개의 기어 리듀서 어셈블리의 등척(isometric) 표현이다.

도 3은 본 바람직한 실시예의 논리 흐름도이다.

도 4는 본 바람직한 실시예의 시각화(visibility) 솔루션 알고리즘의 상세 논리 흐름도이다.

도 5는 기어 리듀서 어셈블리의 평행 투영 방향의 설계 표현이다.

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도 6은 단색으로 도시된 기어 리듀서 어셈블리를 도시하는 도면이다.

도 7은 개구를 갖는 기어 박스 어셈블리의 부분도이다.

도 8은 볼트의 확대도이다.

도 9는 기어 리듀서 어셈블리의 평행 투형 방향의 간략화된 표현이다.

도 10은 네트워크 통신 기기와 CPU 랙 어셈블리의 설계 표현이다.

도 11은 다수의 네트워크 통신 기기를 갖는 컴퓨터실의 일부이다.

본 출원서의 수많은 신규한 교시를 본 바람직한 실시예들을 특히 참조하여 설명한다. 그러나, 이러한 종류의 실시예들은 본 명세서의 신규한 교시의 많은 유익한 사용예들 중 일부만을 제공하는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 바람직한 실시예는 무엇보다도 CAD 어셈블리의 간략화된 표현을 결정하는 시스템 및 방법을 제공한다. 그러므로, 본 바람직한 실시예에 따르면, 운영 시스템이 범용 퍼스널 컴퓨터 등의 컴퓨터 상에서 실행된다. 도 1 및 이하의 논의에서는 본 바람직한 실시예가 구현될 수 있는 적합한 컴퓨팅 환경의 간략하고 일반적인 설명을 제공하고자 한다. 필요하지는 않지만, 본 바람직한 실시예는 퍼스널 컴퓨터에서 실행중인 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터 실행가능 명령어의 일반적인 맥락에서 설명될 것이다. 일반적으로 프로그램 모듈들은 특정 태스크 또는 구현이 특정한 추상 데이터 타입을 수행하는 루틴, 프로그램, 객체, 컴포넌트, 데이터 구조, 등을 포함하며, 본 바람직한 실시예는 공지된 다양한 컴퓨팅 환경들 중 임의의 것에서 수행될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 바람직한 실시예를 구현하는 일례의 시스템은 복수의 관련된 주변 장치(도시 생략)를 포함하여 데스크 톱 또는 랩톱 컴퓨터와 같은 컴퓨터(100)의 형태의 범용 컴퓨팅 장치를 포함한다. 컴퓨터(100)는 마이크로프로세서(105) 및 공지된 기법에 따라서 컴퓨터(100)의 복수의 컴포넌트들과 마이크로프로세서(105)와의 통신을 연결하고 가능하게 하도록 채용되는 버스(110)를 포함한다. 버스(110)는 다양한 버스 아키텍쳐들 중 임의의 것을 이용하는 메모리 버스 또는 메모리 컨트롤러, 주변장치 버스, 로컬 버스를 포함하는 몇몇 종류의 버스 구조들 중 임의의 것일 수 있다. 컴퓨터(100)는 보통 버스(110)를 통해 키보드(120), 마우스(125), 및/또는 기타의 인터페이스 장치(130) 등의 하나 이상의 인터페이스 장치들에 마이크로프로세서(105)를 연결하는 사용자 인터페이스 어댑터(115)를 포함하며, 이는 터치 감지 화면, 디지타이징된 펜 입력 패드, 등의 임의의 사용자 인터페이스 장치일 수 있다. 버스(110)는 또한 디스플레이 어댑터(140)를 통해 LCD 화면 또는 모니터 등의 표시 장치(135)를 마이크로프로세서(105)에 연결한다. 버스(110)는 또한 ROM, RAM, 등을 포함할 수 있는 메모리(145)에 마이크로프로세서(105)를 연결한다.

컴퓨터(100)는 적어도 하나의 저장 장치(155) 및/또는 적어도 하나의 광학 장치(160)를 버스에 결합시키는 구동 인터페이스(150)를 더 포함한다. 저장 장치(155)는 디스크에 판독 및 기입하기 위한 하드 디스크 드라이브(도시 생략), 탈착식 자기 디스크 드라이브에 판독 또 기입하기 위한 자기 디스크 드라이브(도시 생략)을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 광학 장치(160)는 CD-ROM 또는 기타의 광학 매체 등의 탈착식 광학 디스크에 판독 또는 기입하기 위한 광학 디스크 드라이브(도시 생략)을 포함할 수 있다. 전술한 드라이브와 관련 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어들, 데이터 구조들, 프로그램 모듈들, 및 기타 컴퓨터(100)의 데이터의 비휘발성 저장장치를 제공한다.

컴퓨터(100)는 통신 채널(165)을 통해 다른 컴퓨터들 또는 컴퓨터의 네트워크들과 통신할 수 있다. 컴퓨터(100)는 로컬 에리어 네트워크(LAN) 또는 광대역 네트워크(WAN) 내의 이러한 다른 컴퓨터들과 관계화될 수 있으며, 다른 컴퓨터와 클라이언트/서버 배치 등에서 클라이언트일 수 있다. 또한, 본 바람직한 실시예는 통신 네트워크를 통해 링크되는 원격 처리 장치들에 의해 태스크가 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 구현될 수도 있다. 분산 컴퓨팅 환경에 있어서, 프로그램 모듈들은 로컬 메모리 저장 장치 및 원격 메모리 저장 장치 모두에 위치될 수 있다. 적절한 통신 하드웨어 및 소프트웨어뿐만 아니라 이러한 구성 모두는 당업계에 공지되어 있다.

본 바람직한 실시예를 실시하는 소프트웨어 프로그래밍 코드는 통상 컴퓨터(100)의 메모리(145)에 저장된다. 클라이언트/서버 구성에 있어서, 이러한 소프트웨어 프로그래밍 코드는 서버와 관련된 메모리에 저장될 수도 있다. 소프트웨어 프로그래밍 코드는 하드 드라이브, 디스켓, 또는 CD-ROM 등의 각종 비휘발성 데이터 저장 장치 중 임의의 것에서 실시될 수도 있다. 코드는 이러한 매체에 분산되어 있을 수도 있으며, 또는 이러한 다른 시스템의 사용자들의 사용을 위해서 한 컴퓨터 시스템의 메모리에서 다른 컴퓨터 시스템으로 몇몇 형태의 네트워크를 통해 사용자들에 분산될 수도 있다. 물리적 매체 상에 소프트웨어 프로그램 코드를 실시하거나, 및/또는 네트워크를 통해 소프트웨어 코드를 분산시키는 기법과 방법들은 공지되어 있으며, 더 이상 여기서 논의하지는 않겠다.

본 출원서에서는 설계자라고 하는 사용자가 3D 어셈블리 모델의 설계 표현으로부터 간략화된 표현을 생성할 수 있도록 하기 위해서 UGS사의 SolidEdge? 등의 3D CAD 소프트웨어 어플리케이션 상에서 구현되는 신규한 간략화된 어셈블리 표현 솔루션을 기재하고 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 2개의 기어 리듀서 어셈블리의 등척(isometric) 표현으로서, 제1 기어 리듀서 어셈블리(200)는 간략화된 표현으로 되어 있고, 제2 기어 리듀서 어셈블리(205)는 설계 표현으로 되어 있으며, 여기서, 실제로는 양측 기어 리듀서 어셈블리의 설계 표현은 더 높은 레벨의 어셈블리에 위치되어 있으며, 장착 플레이트(210)에 상대적으로 배치되어 있다. 즉, 2개의 기어 리듀서 어셈블리(200 및 205)의 면들이 장착 플레이트(210)를 포함하는 더 높은 레벨의 어셈블리에 격납하여 위치하는데 사용된다. 또는, 다른 방법으로, 기어 리듀서 어셈블리들(200 및 205)의 바닥면들은 장착 플레이트에 격납되며, 복수의 볼트 개구들(도시 생략)이 축에 정렬되어 탑재 플레이트(210) 상에 2개의 기어 리듀서 어셈블리(200 및 205)를 위치시킨다. 사용자는 제1 기어 리듀서 어셈블리(200)를 설계 표현에서 간략화된 표현으로 변화시키는 한편, 제2 기어 리듀서 어셈블리(205)는 설계 표현 도면 그대로 유지시킨다.

본 바람직한 실시예의 논리 흐름도인 도 3을 참조하면, 3D CAD 소프트웨어 어플리케이션에서 3D 어셈블리 모델이 원본으로 작성되거나, 또는 3D 어셈블리 설 계의 업계에 공지된 다른 방법으로 3D 어셈블리 모델이 설계 및/또는 구성될 수 있다 (단계 300). 다음, 추후의 간략화된 표현 모드를 리콜하기 위해서, 설계 표현의 표시 상태와 구성 설정이 저장된다(단계 305). 간략화된 표현 모드에 이어서(단계 310), 미리 저장된 표시 상태와 구성 설정이 적용을 위해 리턴된다(단계 325). 간략화된 표현은 3D CAD 업계에 공지된 수단에 의해 설계 표현과 관계화된다(단계 330). 간략화된 표현과 설계 표현을 관계화함으로써, 본 바람직한 실시예는 최소한 설계 목적을 유지하고, 최대한 모델을 견고하게 제한한다. 양쪽 표현 모두는 CAD 어셈블리 다큐먼트에 저장되고(단계 335), 소프트웨어 어플리케이션이 추후의 적용을 위해 결과를 표시한다(단계 340).

다음, 간략화된 표현 모드를 시작하는 때에, 시각화 솔루션(단계 320)을 시작하기에 앞서서 3D 어셈블리 모델의 표시가 준비되며(단계 315), 3D 어셈블리 모델이 이전의 간략화된 표현 동작에서 간략화된 기하모형을 포함하고 있다면, 간략화된 기하모형이 간략화되지 않은 3D 어셈블리 모델의 다른 컴포넌트들과 함께 표시된다. 간략화된 기하모형(simplified gemetry)은 본 명세서에 개시된 방법과 교시에 따라서 간략화된 임의의 파트/컴포넌트를 식별하는 관용적 용어이다. 마찬가지로, 설계 표현 도면에 도시되지 않은 컴포넌트들은 간략화된 표현의 작성에 있어서 간략화된 표현 모드 중에 참여하지 않는다.

3D 어셈블리 모델의 표시를 준비하는 것에 더하여(단계 315), 전체적으로 균일하며, 초기에 모든 면들을 특성화하여 내부와 같이 간략화되도록, 3D 어셈블리 모델의 표시 컬러가 조절된다. 간략화된 표현 모드에서, 사용자는 파트들을 보이 게 하거나/숨기기 위해서, 파트들을 활성화/비활성화하기 위해서, 간략화/설계된 대로 파트들을 보이게 하기 위해서, 구성을 적용하기 위해서, 또는 공지된 기법을 사용하여 파트 스타일을 변경하기 위해서, 3D 소프트웨어 어플리케이션을 활용할 수 있다. "파트(parts)"라는 용어는 3D 어셈블리 모델의 임의의 구조적 요소를 지칭하는 것으로서, 예컨대, 육각 볼트의 면은 "파트"이며, 또는 전체 육각 볼트는 사용자에게 식별된 대로 "파트"일 수 있다는 것이 이해된다.

다음, 사용자는 본 바람직한 실시예에서 3D 어셈블리 모델의 어느 파트 및/또는 컴포넌트를 간략화된 표현의 작성에 있어서 무시할 것인지 슬라이더 값에 기초하여 작은 파트들은 무시하도록 그래픽 슬라이더를 이용하여 식별하며, 원한다면, 수동으로 무시할 파트들을 선택할 수 있다. 슬라이더 값은 예를 들어 표면을 포함하는 영역의 0.05% 크기의 개구는 배제하도록 조절될 수 있다. 백분율 크기는 사용자의 설계 목적에 따라서 쉽게는 0.05% 보다 크거나 작을 수 있으며, 0.05%는 예시를 목적으로 나타낸 임의의 값이라는 것이 이해된다. "무시하는" 것으로 사용자가 식별한 파트와 컴포넌트들은 결과의 간략화된 어셈블리 표현에 복사되지 않으며, 이러한 동일한 무시된 파트와 컴포넌트들은 내부면과 외부면을 구분하기 위하여 시각화 솔루선에 참여하지 않는다. 마찬가지로, 사용자가 어셈블리 및/또는 컴포넌트의 표면 영역에 비하여 작다는 정의를 변경시킬 수 없도록 "작다(small)"가 개시된 어플리케이션에 하드-코드 될 수 있다.

논의된 교시에 더하여, 사용자는 각 표면의 기하학적 표현의 정교하게 구획된 묘사로서 3D 어셈블리 모델의 각 표면을 렌더링하도록 선택함으로써 분석의 품 질을 조작할 수 있다. 구획화의 입도는 정교함으로부터 거침까지 변화될 수 있으며, 여기서, 거친 구획화(tessellation)는 삼각형, 사각형, 또는 육각형과 같은 더욱 큰 다각형을 형성하는 반면, 미세한 구획화는 더 작은 다각형을 형성한다. 3D 어셈블리 모델을 구획화 및 재구획화(re-tessellating)하는 것은 그렇지 않다면 가시적으로 간주되는 내부 면들을 무시함으로써 분석의 품질을 개선시킨다.

다음, 도 4는 더 상세하게 나타낸 가시화 솔루션의 논리 흐름도이다. 가시화 솔루션(visibility solution)은 입력으로 준비된 3D 어셈블리 모델을 수신한다(단계 400). 개시된 바람직한 실시예는 간략화된 표현 모드를 정교화하는데 포함되는 24개의 방위를 제공하지 않으며, 그러한 방위들은 직교하거나 및/또는 평행 투영적(axonometric)이다(단계 405). 사용자는 또한 준비된 3D 어셈블리 모델을 자유롭게 회전시키거나, 3D CAD 업계에 공지된 3D 설계 어플리케이션의 사용자에게 공통적으로 알려진 다른 수단을 이용하여 추가의 방위를 정의할 수 있다(단계 410). 원하는 방위의 수의 유일한 제한은 방위들을 처리하고 가시화 솔루션의 결과를 축적하는데 필요한 시간량이다.

다음, 가시화 솔루션은 선택된 방위를 적용한다(단계 415). 사용자는, 예를 들어, 모델 커버리지를 증가시키고, 깊이 버퍼 속성을 최적화하고, 보이는 표면 영역의 량을 감소시키도록 방위를 조절하도록 줌 스케일(zoom scale)을 최적화하는 등, 렌더링의 품질을 향상시키도록 준비된 3D 어셈블리 모델을 조작하기 위해 공지된 기법들을 더 이용할 수 있다. 사용자는 렌더링의 정확도에 영향을 주도록 렌더링 처리의 치수를 변경시킴으로써 분석의 품질을 더 조절할 수 있다. 예를 들어, 3D 어셈블리 모델의 폭과 높이는 정확도를 향상시키도록 증가될 수 있으며, 가시화 솔루션의 속도는 향상시키되 렌더링의 정확도는 감소시키도록 폭과 높이가 감소될 수 있다.

다음, 그 결과의 3D 어셈블리 모델의 렌더링 된 이미지는 3D 어셈블리 모델의 각 컴포넌트의 각각의 발생시의 각각의 가시적 표면의 본질을 결정하기 위해 사용되는 정보를 표시하며, 여기서, 표시된 정보는 외부의 처리 표면에 대하여는 단색으로 내부 표면에 대하여는 또 다른 색으로 식별된다(단계 420). 본 바람직한 실시예에서는, 내부 표면과 외부 표면을 구별하도록 고유 컬러를 할당하기 위해 OpenGL의 깊이 버퍼링 특징을 채용한다. OpenGL은 3D 및 2D 컴퓨터 그래픽을 생성하는 어플리케이션을 작성하기 위하여 크로스-랭귀지 크로스-플랫폼의 API를 정의하는 오픈 소오스 그래픽 라이브러리(open source graphics library)이다. 깊이 버퍼링은 프리미티브(primitive) 내의 각 픽셀이 레스터라이징됨에 따라서, 아이-포인트로부터의 거리(깊이 값)가 깊이 버퍼에 저장된 값들과 비교되도록, 모델 내의 어떠한 프리미티브가 다른 프리미티브에 의해 차단되는지를 결정하는 기법이다. 따라서, 픽셀의 깊이 값이 저장된 값보다 작다면, 픽셀의 깊이 값은 깊이 버퍼에 기입되며, 그 컬러가 컬러 버퍼에 기입된다.

다른 방법으로서, 깊이 버퍼링은 윈도우 상의 각 픽셀과 투상면(view plane)으로부터의 깊이 또는 거리를 관계화하여, 투상면으로부터의 거리가 계산된다. 깊이 버퍼링이 가능하도록 하여, 각 픽셀이 묘화되기 전에, 픽셀에 이미 저장된 깊이값과의 비교가 이루어진다. 새로운 픽셀이 기존의 것보다 더 가깝다면, 새로운 픽 셀의 컬러와 깊이 값은 픽셀에 현재 기입된 것들을 대체한다. 새로운 픽셀의 깊이가 현재의 것보다 더 크다면, 새로운 픽셀은 가리워져, 인입하는 픽셀의 컬러 및 깊이 정보는 폐기된다. 대체 실시예에 있어서, 개시된 바와 같은 CAD 소프트웨어에 대신하여 하드웨어를 통해 깊이 버퍼링이 발생할 수 있다. 깊이 버퍼링과 유사한 특징이 활용가능하다면, 임의의 비교가능한 그래픽 라이브러리가 사용될 수 있음이 이해된다. 마찬가지로, 별도의 그래픽 라이브러리가 사용되어야할 필요는 없지만, 그대신, CAD 소프트웨어에 일체화될 수 있다. 깊이 버퍼링에 이어서, 최종 렌더링된 이미지는 3D 어셈블리 모델 내의 그 위치에 렌더링된 표면으로부터, 식별된 바와 같은 각 표면에 인코딩된 컬러 값으로 방향 그대로 디코딩되어 다시 맵핑될 수 있는 컬러화 픽셀들을 포함한다. 이는 각종 컴포넌트의 외부로서 식별되는 처리된 면들을 단색(solid color)으로 변경함으로써 소프트웨어 어플리케이션이 사용자에 대하여 그래픽적인 피드백을 제공하는 결과를 가져온다.

다양한 렌더링 기법에 공통적인 렌더링 결점들을 제거하는 복수의 필터링 알고리즘을 결과의 이미지에 적용함으로써 렌더링의 품질이 더 세밀히 조사되고 제어된다(단계 425). 이러한 렌더링 결점 중 하나로서 소위 얼룩(speckle)이 있다. 시각화 솔루션은, 예컨대, 얼룩 제거 필터와 같은 보통의 얼룩 제거 도구를 적용함으로써 이러한 얼룩 이상을 무시할 수 있다. 얼룩 제거 필터는 얼룩이 렌더링된 이미지의 주변 영역에 영향을 주지 못하도록 하며, 이는 최종 렌더링된 이미지를 포함하는 표면의 수를 감소시킨다.

렌더링 결점을 제거하기 위해 필터를 적용하는 것에 이어서(단계 425), 가시 화 솔루션은 래스터라이징된 표면들을 추출하고(단계 430), 그 결과의 표면들을 복수의 가시화 솔루션(단계 440)으로 병합한다(단계 435), 사용자가 외부 표면과 내부 표면을 구별하기 위해 다수의 방위를 필요로 한다면, 가시화 솔루션은 완료되지 않고(단계 445), 가시화 솔루션은 다음 방위를 선택하도록 리턴된다(단계 405).

세부적인 설계의 최종 간략화된 표현을 작성함에 있어서, 가시화 솔루션 알고리즘이 내부/외부로서 무엇을 식별하였는지 검사하고, 그 특정 방위로부터 추가의 외부 면들을 선택하도록 알고리즘을 다시 실행시키기 위하여, 사용자는 회전, 줌 인/아웃, 등에 의해 중요치 않은 컴포넌트들을 식별하는 능력을 갖는다. 본 바람직한 실시예의 장점 중 하나로서, 작은 볼트와 같이 최종 간략화된 표현에서 배제되도록 선택된 컴포넌트들이 여전히 가시화 솔루션에 참여한다는 것이다.

모델 간략화 모드의 완료시, 어셈블리의 간략화된 표현이 작성되며, 여기서, 무시된 파트들은 복사된 면들을 포함하지 않으며, 내부 파트/면들은 복사되지 않을 것이며, 더 많은 외부 면들을 추가하기 위해 사용자에 의해 지정된 시계 방위(view orientation)는 추후의 사용을 위해 기억되며, 외부 면들은 그에 해당하는 원래의 파트 면 스타일과 함께 관계화되어 어셈블리에 복사되며, 간략화된 기하형태만이 모든 컴포넌트들이 숨겨진 채로 표시될 것이다. 리턴 시에, 3D 어셈블리 모델은 설계 표현으로 복귀하여, 간략화된 기하형태를 숨기며, 그 후, 앞서 저장된 표시 상태 및 구성 설정이 다시 적용된다(단계 450).

일례로서, 이에 한하지 않지만, 사용자는 설계 표현에서 기어 리듀서 어셈블리의 평행 투영 방위인, 도 5에서 시작하여, 본 바람직한 실시예를 시작함으로써 기어 리듀서 어셈블리(500)의 간략화된 표현을 작성하도록 결정하며, 이는 기어 리듀서 어셈블리로 하여금 각 파트가, 단색으로 도시된 기어 리듀서 어셈블리를 도시하는, 도 6에 도시된 바와 같이 내부로서 처음 식별되며, 단색의 컬러가 되도록 한다. 가시화 솔루션을 시작하기에 앞서, 사용자는 완료된 간략화된 표현에는 포함되지 않게 되는 기어 리듀서 어셈블리의 부분도인 도 7에 도시된 바와 같이 작은 개구(700)와 복수의 작은 볼트들(705)을 무시하도록 결정한다. 본 바람직한 실시예는 사용자가 처리 버튼을 표시함으로써 언제 가시화 솔루션을 시작할지를 결정하는 능력을 제공한다. 처리 중에 본 바람직한 실시예는 사용자에게 적절한 경우 가시화 솔루션을 취소 및 검토 또는 변경할 수 있는 능력을 제공한다.

도 8은 볼트의 확대도로서, 외부 면들은 백색으로, 내부 면들은 자홍색으로으로 나타내며, 대각선으로 도시되어 있다. 렌더링(단계 420)에 이어서, 사용자가 기어 리듀서 어셈블리를 보면, 가시화 솔루션이 외부 면들을 해석하여, 실제로 볼트 면(800)은 기어 리듀서 어셈블리(500)의 외부이지만 내부로서 계산하였다. 3D 소프트웨어 어플리케이션을 활용하여, 그 후, 사용자는 마우스 클릭 또는 기타의 공지된 선택 능력을 이용하여 기어 리듀서 어셈블리(500)를 포함하는 외부 면들의 멤버로서 볼트 면(800)을 선택한다. 도 9는 간략화된 표현에서 기어 리듀서 어셈블리의 평행 투영 방위를 나타내며, 사용자는 각각 900 및 905로 나타낸 바와 같이 존재하지 않은 작은 개구(700) 및 작은 개구(705)를 배제하였다.

상기 개시된 교시를 염두에 두고, CPU 랙 어셈블리와 네트워크 통신 기기의 설계 표현인 도 10 및 다수의 네트워크 통신 기기를 갖는 컴퓨터 룸의 일부인 도 11을 참조하면, 사용자는 CPU 랙 어셈블리를 네트워크 통신 시스템(1000)과 같은 상위 레벨의 어셈블리에 배치하도록 본 바람직한 실시예를 활용한다. CPU 랙 어셈블리(1005)의 설계 표현은 당업계에 공지된 방법들을 통해 네트워크 통신 시스템(1000)내로 격납된다. 마찬가지로, CPU 랙 어셈블리는 1010에 도시된 간략화된 파트들로 도시될 수 있으며, 그 후 사용을 위해 활용가능하다. 그 후, 네트워크 통신 시스템(1000)은 증식되어(multiply), 1100에 도시된 컴퓨터 룸 등의 내의 더 상위 레벨의 어셈블리에 배치된다. 간략화된 표현은 네트워크 통신 시스템(1000)과 같은 최상위 레벨 어셈블리뿐만 아니라 간략화된 CPU 랙 어셈블리(1010)와 같은 각각의 서브-어셈블리에서 발생할 수 있다. 상기의 간략화 모두는 전술한 바와 같은 방법으로 더 상위 레벨의 어셈블리인 컴퓨터 룸(1100)에 이익이 된다.

본 바람직한 실시예는 디지털 전자회로에서, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 결합에서 구현될 수 있다. 본 바람직한 실시예의 장치는 프로그래머블 프로세서에 의한 실행을 위해 기계 판독가능 저장 장치에서 실체적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램 제품에서 구현될 수 있으며, 본 바람직한 실시예의 방법 단계들은 입력 데이터 및 발생 출력을 동작시킴으로써 본 바람직한 실시예의 기능들을 수행하도록 명령어의 프로그램을 실행시키는 프로그래머블 프로세서에 의해 수행될 수 있다.

본 바람직한 실시예는 유익하게는 데이터 저장 시스템에 데이터와 명령어들을 수신하고, 데이터와 명령어들을 송신하도록 결합된 적어도 하나의 프로그래머블 프로세서, 적어도 하나의 입력 장치, 및 적어도 하나의 출력 장치를 포함하는 프로 그래머블 시스템 상에서 실행가능한 하나 이상의 컴퓨터 프로그램에서 구현될 수 있다. 어플리케이션 프로그램은 상위 레벨의 절차적 또는 객체 지향의 프로그래밍 언어에서 또는 원한다면 어셈블리어 또는 기계어에서 구현될 수 있으며, 어떤 경우에는, 언어는 컴파일된 언어 또는 인터프리트된 언어일 수 있다.

일반적으로, 프로세서는 ROM 및/또는 RAM으로부터 데이터와 명령어들을 수신할 것이다. 컴퓨터 프로그램 명령어들과 데이터를 실체적으로 구체화하기에 적합한 저장 장치는, 일례로서, EPROM, EEPROM, 및 플래쉬 메모리 장치와 같은 반도체 메모리 장치, 내부 하드 디스크 및 삭제가능 디스크와 같은 자기 디스크, 자기 광학 디스크, 및 CD-ROM 디스크를 포함하는 모든 형태의 비휘발성 메모리를 포함한다. 상기의 어느 것도 특수 설계된 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)에 의해 보완되거나 이에 포함될 수 있다.

많은 실시예들을 설명하였지만, 본 바람직한 실시예의 개념과 범주를 일탈하지 않고서 다양한 변형예들이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, Microsoft?의 Direct3D 라이브러리는 OpenGL 라이브러리를 대신하여 사용될 수 있다. 마찬가지로, 렌더링 후에, 빈약한 실루엣 에지가 발생한다면, 공지된 각종 필터링 구조를 이용하여 이러한 에지들이 더 정교화될 수 있다. 따라서, 다른 구현예들은 이하의 청구범위의 범주내에 있다.

Claims (20)

1. 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 방법으로서,

   어셈블리 모델의 복수의 표시 상태와 구성 설정을 설계 표현으로 저장하는 단계;

   가시화 솔루션(visibility solution)을 이용하여 상기 설계 표현을 간략화된 표현으로 해석하는(translating) 단계; 및

   상기 간략화된 표현과 상기 설계 표현을 어셈블리 다큐먼트에 저장하는 단계

   를 포함하고,

   상기 가시화 솔루션을 이용하여 상기 설계 표현을 간략화된 표현으로 해석하는 단계는,

   적어도 하나의 해당하는 표면 아이덴티티(identity)를 위해 인코딩된 적어도 하나의 컬러 값으로 복수의 파트를 갖는 모델을 렌더링하는 단계;

   상기 적어도 하나의 해당하는 표면 아이덴티티에 기초하여 복수의 외부 파트와 복수의 내부 파트를 구별하는 단계; 및

   복합 이미지에 복사되지 않은 상기 모델 내의 복수의 특징(feature)을 식별하는 단계

   를 더 포함하는, 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   적어도 상기 간략화된 표현과 상기 설계 표현의 관계화(association)의 보전성(integrity)이 유지되는, 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 방법.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   적어도 하나의 방위로부터 상기 복수의 파트를 표시하는 단계를 더 포함하는, 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 외부 파트들로 이루어지며 상기 복수의 특징이 없는 상기 복합 이미지를 표시하는 단계를 더 포함하는, 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 방법.
6. 제1항에 있어서,

   렌더링 동작의 정확도를 향상시키도록 상기 모델을 준비하는 단계를 더 포함하는, 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 렌더링의 분석 품질을 조절하도록 적어도 하나의 필터링 알고리즘을 구현하는 단계를 더 포함하는, 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 방법.
8. 제1항에 있어서,

   렌더링 동작의 정확도를 조절하도록 상기 모델을 준비하는 단계를 더 포함하고, 상기 정확도는 상기 모델을 구획화(tessellating)함으로써 조절되는, 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 방법.
9. 제1항에 있어서,

   상기 렌더링하는 단계는, 복수의 표면의 기하학적 표현의 구획화된 버전으로 상기 모델을 묘사하도록 동작하는, 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 방법.
10. 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록 매체로서,

    상기 컴퓨터 프로그램 제품은,

    어셈블리 모델의 복수의 표시 상태와 구성 설정을 설계 표현으로 저장하는 명령어;

    가시화 솔루션(visibility solution)을 이용하여 상기 설계 표현을 간략화된 표현으로 해석하는 명령어; 및

    상기 간략화된 표현과 상기 설계 표현을 어셈블리 다큐먼트에 저장하는 명령어

    를 포함하고,

    상기 가시화 솔루션을 이용하여 상기 설계 표현을 간략화된 표현으로 해석하는 명령어는,

    적어도 하나의 해당하는 표면 아이덴티티를 위해 인코딩된 적어도 하나의 컬러 값으로 복수의 파트를 갖는 모델을 렌더링하는 명령어;

    상기 적어도 하나의 해당하는 표면 아이덴티티에 기초하여 복수의 외부 파트와 복수의 내부 파트를 구별하는 명령어; 및

    복합 이미지에 복사되지 않은 상기 모델 내의 복수의 특징을 식별하는 명령어

    를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
11. 제10항에 있어서,

    적어도 상기 간략화된 표현과 상기 설계 표현의 관계화의 보전성이 유지되는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
12. 삭제
13. 제10항에 있어서

    상기 컴퓨터 프로그램 제품은 적어도 하나의 방위로부터 상기 복수의 파트를 표시하는 명령어를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
14. 제10항에 있어서,

    상기 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 외부 파트들로 이루어지며 상기 복수의 특징이 없는 상기 복합 이미지를 표시하는 명령어를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
15. 제10항에 있어서,

    상기 컴퓨터 프로그램 제품은 렌더링 동작의 정확도를 향상시키도록 상기 모델을 준비하는 명령어를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
16. 제10항에 있어서,

    상기 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 렌더링의 분석 품질을 조절하도록 적어도 하나의 필터링 알고리즘을 구현하는 명령어를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
17. 제10항에 있어서,

    상기 컴퓨터 프로그램 제품은 렌더링 동작의 정확도를 조절하도록 상기 모델을 준비하는 명령어를 더 포함하고, 상기 정확도는 상기 모델을 구획화함으로써 조절되는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
18. 제10항에 있어서,

    상기 렌더링하는 명령어는, 복수의 표면의 기하학적 표현의 구획화된 버전으로 상기 모델을 묘사하도록 동작하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
19. 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 방법을 구현하도록 적어도 하나의 프로세서와 액세스 가능한 메모리를 갖는 데이터 처리 시스템으로서,

    적어도 하나의 해당하는 표면 아이덴티티를 위해 인코딩된 적어도 하나의 컬러 값으로 복수의 파트를 갖는 모델을 렌더링하는 수단;

    상기 적어도 하나의 해당하는 표면 아이덴티티에 기초하여 복수의 외부 파트와 복수의 내부 파트를 구별하는 수단; 및

    복합 이미지에 복사되지 않은 상기 모델의 복수의 특징을 식별하는 수단

    을 포함하는 데이터 처리 시스템.
20. 제1항에 있어서,

    상기 어셈블리 모델의 간략화된 표현은 어플리케이션과 연계하여 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 저장되고,

    상기 간략화된 표현은,

    복수의 외부 면을 가지며, 상기 어셈블리 모델의 설계된 형태로부터 유도된 어셈블리 모델의 축소된 형태를 포함하며,

    상기 외부 면들은 상기 설계 형태로부터의 복수의 컴포넌트를 포함하며,

    상기 축소된 형태는 상기 설계된 형태와 관계화되어 결합되며, 보통의 어셈블리 다큐먼트로부터 액세스 가능한, 어셈블리 모델의 간략화된 표현을 결정하는 방법.

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