KR101527775B1 - System and method for high-speed processing of IFC file - Google Patents

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Abstract

본 발명은 IFC 파일 고속 처리 시스템 및 IFC 파일 고속 처리 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 IFC 파일 고속 처리 시스템은 IFC 파일이 저장된 데이터베이스와, 데이터베이스에 저장된 IFC 파일을 읽어서 씬(scene) 그래프 형태의 데이터 구조체를 생성하는 메인 프로세서와, 메인 프로세서에서 생성된 데이터 구조체를 이용하여 복수의 엔티티들을 병렬로 처리하는 복수의 작업 프로세서를 포함함으로써, 대용량의 IFC 파일을 고속으로 시각화할 수 있다.The present invention relates to an IFC file high speed processing system and an IFC file high speed processing method. The IFC file high speed processing system according to the present invention comprises: a database storing an IFC file; and an IFC file stored in a database, A large number of IFC files can be visualized at a high speed by including a main processor for generating a structure and a plurality of job processors for processing a plurality of entities in parallel using a data structure generated by the main processor.

Description

IFC 파일 고속 처리 시스템 및 방법{System and method for high-speed processing of IFC file}[0001] IFC FILE PROCESSING SYSTEM AND METHOD [0002]

본 발명은 IFC 파일 고속 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 병렬 처리를 통해 대용량의 IFC 파일을 고속으로 처리하는 IFC 파일 고속 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high speed IFC file processing system and method, and more particularly, to a high speed IFC file processing system and method for processing a large capacity IFC file at high speed through parallel processing.

건설 산업에서 이용되는 응용 도구들 간의 정보 공유 및 교환은 관련 종사자들의 오랜 숙원이었다. 이러한 정보 공유 및 교환의 실현은 응용 도구들인 하드웨어 및 소프트웨어에 종속되지 않아야만 가능하다. The sharing and exchange of information among the application tools used in the construction industry was a long - standing wish of the related workers. The realization of such information sharing and exchange is only possible without being dependent on hardware and software, which are application tools.

국제산업표준연맹(IAI)은 건설 산업에서 이용되는 응용 도구들 간의 데이터 호환성을 촉진하기 위해 설립된 국제 조직으로, 건설 산업에서의 정보 공유를 위해 IFC(Industry Foundation Classes) 모델을 제정하였다.The International Association of Industrial Standards (IAI) is an international organization established to facilitate data interoperability among the application tools used in the construction industry and has established the IFC (Industry Foundation Classes) model for information sharing in the construction industry.

IFC 모델은 건설 정보 호환을 위한 표준 통합 모델로서, 기획에서부터 디자인, 시공, 운영, 유지 관리 등 생명 주기에 걸쳐 건설 프로젝트에 참여하는 여러 조직체들이 사용하는 응용 도구들 간에 정보의 원활한 유통 및 업무들 간의 상호 관계를 유기적으로 관리한다.The IFC model is a standard integrated model for construction information compatibility. It is a model of the integration of information between the application tools used by various organizations participating in construction projects throughout planning, design, construction, operation and maintenance. Organically manage interrelationships.

따라서 IFC 파일은 건설 요소에 관계된 엔티티들이 상호 연관 관계에 의해 연결되어 있다. 이 IFC 파일에는 건축물의 정보를 담기 위해 시멘틱 정보, 규약 정보 및 비정형 객체 정보로 표현된 다양한 정보들이 저장된다. 따라서 고층 건물의 건물 정보를 다 표현하면, IFC 파일은 대용량이 된다.Therefore, the IFC file is associated with entities related to the construction element by mutual relation. In this IFC file, various information represented by semantic information, protocol information, and unstructured object information are stored in order to store building information. Therefore, if the building information of a high-rise building is represented, the IFC file becomes large capacity.

그러나 IFC 파일이 대용량이 되면, IFC 파일에서 정보를 추출하고 시각화할 경우 처리 속도가 느리고, 또한 특정 정보에 접근하고자 하는 경우에도 IFC 파일이 분류되어 있지 않기 때문에 오랜 시간이 소요된다.However, when the IFC file becomes large, the processing speed is slow when the information is extracted and visualized from the IFC file, and it takes a long time because the IFC file is not classified even when it is desired to access specific information.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 씬 그래프 형태의 데이터 구조체를 생성하고, 생성된 데이터 구조체를 병렬 처리하는 IFC 파일 고속 처리 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-described problems, the present invention aims to provide a system and method for high-speed IFC file processing that generates a data structure in the form of a scene graph and processes the generated data structure in parallel.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 IFC 파일 고속 처리 시스템은 IFC 파일이 저장된 데이터베이스와, 상기 데이터베이스에 저장된 IFC 파일을 읽어서 씬(scene) 그래프 형태의 데이터 구조체를 생성하는 메인 프로세서와, 상기 메인 프로세서에서 생성된 데이터 구조체를 이용하여 복수의 엔티티들을 병렬로 처리하는 복수의 작업 프로세서를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an IFC file processing system comprising: a database storing an IFC file; and a main processing unit for reading an IFC file stored in the database to generate a data structure in the form of a scene graph A plurality of work processors for processing a plurality of entities in parallel using a processor and a data structure generated by the main processor.

상기 메인 프로세서는 상위 노드 영역에 공간 구조 요소가 배치되고 하위 노드 영역에 건물 요소가 배치된 상기 데이터 구조체를 생성하는 것이 바람직하다.The main processor preferably generates the data structure in which a spatial structure element is arranged in an upper node region and a building element is arranged in a lower node region.

상기 메인 프로세서는 읽어온 IFC 파일의 관계 엔티티의 정보로부터 각 엔티티의 연관 관계를 파악하여 상기 데이터 구조체에 배치하는 것이 바람직하다.It is preferable that the main processor grasps the associations of the entities from the information of the relational entities of the read IFC file and places them in the data structure.

상기 메인 프로세서는 상기 데이터 구조체의 최상위 엔티티에서 최하위 엔티티까지 연결된 경로에 있는 각각의 개별 씬 그래프 연결 노드들의 정보를 획득하고, 설정된 해당 작업 프로세서에 획득된 각각의 개별 씬 그래프 연결 노드들의 정보를 전송하는 것이 바람직하다.The main processor obtains information of each individual scene graph connection node in a path from the highest entity to the lowest entity of the data structure and transmits information of each individual scene graph connection node obtained in the set corresponding task processor .

상기 복수의 작업 프로세서의 각각은 상기 데이터 구조체의 엔티티의 행렬 정보를 이용하여 각 엔티티를 이동 및 회전하여 출력할 수 있다.Each of the plurality of work processors may move and rotate each entity using the matrix information of the entity of the data structure and output it.

상기 메인 프로세서는 상기 복수의 작업 프로세서의 각각에서 처리되어 출력된 복수의 엔티티들을 조합하여 건물을 3차원으로 시각화할 수 있다.The main processor can visualize the building in three dimensions by combining a plurality of entities processed and output in each of the plurality of work processors.

상기 메인 프로세서는 CPU이고, 상기 복수의 작업 프로세서는 GPU에 구현된 멀티 코어일 수 있다.The main processor is a CPU, and the plurality of work processors may be multicore implemented in a GPU.

상기 메인 프로세서는 및 복수의 작업 프로세서는 고속의 네트워크를 통해 연결된 컴퓨터들일 수 있다.The main processor and the plurality of work processors may be computers connected through a high-speed network.

본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 IFC 파일 고속 처리 방법은 데이터베이스에 저장된 IFC 파일을 읽어오는 단계와, 읽어온 IFC 파일의 관계 엔티티의 정보로부터 각 엔티티의 연관 관계를 파악하여 데이터 구조체를 생성하는 단계와, 생성된 데이터 구조체를 이용하여 복수의 엔티티들을 병렬로 처리하는 단계를 제공함으로써, 상술한 목적을 달성할 수 있다.The IFC file processing method according to another embodiment of the present invention includes the steps of reading an IFC file stored in a database and generating a data structure by grasping an association relationship between the entities from the information of a related entity of the read IFC file And a step of processing a plurality of entities in parallel using the generated data structure, thereby achieving the above object.

상술한 구성에 의해, 본 발명은 씬 그래프 형태의 데이터 구조체를 통해 특정 정보에 접근할 수 있으며, 또한 병렬 처리로 처리 속도가 빨라 건물 등을 시각화하는 시간을 감소시킬 수 있다. According to the above-described configuration, the present invention can access specific information through a data structure of a scene graph type, and can speed up the processing speed by parallel processing, thereby reducing the time for visualizing a building or the like.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 IFC 파일 고속 처리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1에서 생성된 씬 그래프 형태의 데이터 구조체를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 IFC 파일 고속 처리 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 도 3에 도시된 IFC 파일 고속 처리 방법을 도식적으로 표현한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 IFC 파일 고속 처리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
1 is a block diagram schematically illustrating an IFC file high-speed processing system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a data structure in the form of a scene graph generated in FIG.
3 is a flowchart illustrating an IFC file fast processing method according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating the IFC file fast processing method shown in FIG.
5 is a block diagram schematically illustrating an IFC file high-speed processing system according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 IFC 파일 고속 처리 시스템 및 방법을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a system and method for fast IFC file processing according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

IFC는 건설 정보 호환을 위한 표준 통합 모델로서, 건축물의 구성 요소들이나 건설 업무 단계들을 표현하는 데이터 요소를 정의하는 건물 정보 모델이다. IFC is a standard integrated model for construction information compatibility, which is a building information model that defines data elements that represent components of buildings or phases of construction work.

IFC 파일은 건축 요소에 관계된 엔티티들(Entiyies)이 상호 연관 관계에 의해 연결되어 있다. 그러나 이러한 엔티티들은 생성되는 순서에 따라 별도의 분류와 체계에 의해서 생성되지 않는다.The IFC file is linked by entity entities related to the architectural elements. However, these entities are not created by separate classification and system according to the order in which they are created.

IFC 파일에는 공간 구조 정보의 IFC 공간 구조 요소로, 층 단위의 공간적인 위계니 그룹 단위의 복합 요소를 구성할 목적으로 IfcSite, IfcBuilding, IfcStorey 등의 엔티티들이 정의되어 있다.The IFC file is an IFC spatial structure element of spatial structure information. Entities such as IfcSite, IfcBuilding, and IfcStorey are defined for the purpose of composing a spatial hierarchical hierarchical group group unit element of each layer.

IFC 파일에는, 또한 건축 형상 정보의 IFC 건물 요소로, IfcBeam, IfcColumn, IfcMember, IfcPlate, IfcWall, IfcSlab, IfcRamp, IfcStair, IfcRoof, IfcStairFlight, IfcRampFlight, IfcCurtainWall, IfcRailing, IfcWindow, IfcDoor 및 IfcBuildingElementproxy 등의 엔티티들이 정의되어 있다. 이들 엔티티들에 대한 개요는 표 1과 같다.The IFC file also defines entities such as IfcBeam, IfcColumn, IfcMember, IfcPlate, IfcWall, IfcSlab, IfcRair, IfcRoof, IfcRampFlight, IfcRampFlight, IfcCurtainWall, IfcRailing, IfcWindow, IfcDoor and IfcBuildingElementproxy of the building shape information. . An overview of these entities is shown in Table 1.

엔티티 이름Entity Name 건축적 요소Architectural element 건물부재 종류Type of building member IfcBeamIfcBeam Bo 수평에 가까운 부재Near-horizontal member IfcColumnIfcColumn 기둥Pillar 수직에 가까운 부재Near-vertical member IfcMemberIfcMember 선형부재Linear member 임의 방향의 선부재A line member in an arbitrary direction IfcPlateIfcPlate 면부재Face member 임의 방향의 면부재A surface member in an arbitrary direction IfcWallIfcWall 벽체Wall 수직에 가까운 면요소Near-vertical surface element IfcSlabIfcSlab 슬래브Slab 수평에 가까운 면요소Near-horizontal surface element IfcRampIfcRamp 경사로runway 층간 이동을 위한 계단 없는 통행로Stairless passage for interlayer movement IfcStairIfcStair 계단stairs 층간 이동을 위한 계단Stairs for interlayer movement IfcRoofIfcRoof 지붕을 위한 복합 요소Composite for roof 건물의 상부를 이루는 구조체Structure of upper part of building IfcStairFlightIfcStairFlight 계단의 경사 부분Slope part of the stairs 계단 부분Stair part IfcRampFlightIfcRampFlight 경사로의 경사 부분Slope part of ramp 경사로의 구성요소로 사용Used as a component of a ramp IfcCurtainWallIfcCurtainWall 커튼월Curtain wall 건물 외부면을 감싸는 하중을 받지 않는 벽Non-load-bearing walls surrounding the exterior of the building IfcRailingIfcRailing 난간, 통행보호시설Railings, traffic protection facilities 통행이나 안전을 위한 보조 시설Auxiliary facilities for traffic or safety IfcWindowIfcWindow 창문window 벽체에 포함되는 창문 또는 천창Window or skylight included in the wall IfcDoorIfcDoor door 개구부를 열고 닫는 부재An opening and closing member IfcBuildingElementProxyIfcBuildingElementProxy 범용 건물 요소Universal building elements 특별히 분류되지 않는 건물 요소로 IFC에서 다루지 않는 건물 요소에 관한 정보를 교환하기 위하여 사용됨Particularly unclassified building elements used to exchange information about building elements not covered by IFC

그리고 공간 구조를 정의하는 엔티티들 간의 관계, 즉 IFC 공간 구조 요소가 어떤 공간적 구성 요소에 포함되는지 등의 관계는 IfcRel 엔티티들에 정의되어 있다.And the relationship between the entities that define the spatial structure, ie, which spatial component the IFC spatial structure element is included in is defined in the IfcRel entities.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 IFC 파일 고속 처리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1에서 생성된 씬 그래프 형태의 데이터 구조체를 도시하는 도면이다.FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating an IFC file fast processing system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a data structure in the form of a scene graph generated in FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, IFC 파일 고속 처리 시스템은 컴퓨터(100)와 디스플레이 장치(200)를 포함한다. 그리고 컴퓨터(100)는 데이터베이스(110), 메모리부(120), CPU(Central Processing Unit)(130) 및 GPU(Graphic Processing Unit)(140)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the IFC file high-speed processing system includes a computer 100 and a display device 200. The computer 100 includes a database 110, a memory unit 120, a CPU (Central Processing Unit) 130, and a GPU (Graphic Processing Unit) 140.

데이터베이스(110)는 IFC 파일을 저장하는 저장매체이다. 가장 일반적인 저장매체는, HDD(Hard Disk Drive)로 액세스 시간에 따라 속도가 좌우된다. 그에 비해, 최근에 대중화되고 있는 SSD(Solid State Relay)는 물리적 액세스 기반이 아니라 전기적 신호에 의해 읽기/쓰기가 가능하기 때문에, 디스크 읽기 속도를 향상시킬 수 있다.The database 110 is a storage medium for storing IFC files. The most common storage medium is a hard disk drive (HDD), and the speed depends on the access time. On the other hand, the SSD (Solid State Relay), which has become popular recently, can be read / written by an electric signal instead of a physical access base, thereby improving the disk read speed.

메모리부(120)는 적어도 하나 이상의 RAM(Random Access Memory)으로 이루어질 수 있다. 컴퓨터(100)가 데이터를 처리하기 위해 데이터를 CPU(130)로 전달하게 되는데, 이 경우 모든 데이터는 CPU(130)에 도착하기 전에 반드시 메모리를 거쳐 CPU(130)로 전달된다. 그러므로, 메모리는 고속 처리를 위해 고속의 메모리인 것이 바람직하다. 또한 한번에 많은 데이터를 메모리로 읽어올수록, 처리 속도를 향상시킬 수 있기 때문에, 메모리부(120)는 대용량의 메모리로 이루어지는 것이 바람직하다. The memory unit 120 may include at least one RAM (Random Access Memory). The computer 100 transmits data to the CPU 130 in order to process the data. In this case, all the data is transmitted to the CPU 130 through the memory before arriving at the CPU 130. Therefore, the memory is preferably a high-speed memory for high-speed processing. Also, since the processing speed can be improved as more data is read into the memory at one time, it is preferable that the memory unit 120 is made of a large-capacity memory.

CPU(130)는 컴퓨터(100)의 전체적인 처리를 담당하는 유닛이다. 특히 CPU(130)는 데이터베이스(110)에 저장된 IFC 파일을 읽어서 씬(scene) 그래프 형태의 데이터 구조체를 생성한다. 이를 위해 CPU(130)는 읽어온 IFC 파일의 각 엔티티들의 연결 관계를 파악하여 각 엔티티의 상위 엔티티와 하위 엔티티들의 연결 관계에 따라서 부모 노드와 자식 노드의 씬 그래프를 구성한다.The CPU 130 is a unit that performs overall processing of the computer 100. [ In particular, the CPU 130 reads an IFC file stored in the database 110 to generate a data structure in the form of a scene graph. To this end, the CPU 130 grasps the connection relationship between the entities of the read IFC file and constructs a scene graph of the parent node and the child node according to the connection relationship between the parent entity and the child entity of each entity.

또한 CPU(130)는 GPU(140)에서 병렬 처리된 복수의 엔티티들을 통합하여 디스플레이 장치(200)에 건물을 3차원으로 시각화하도록 처리할 수 있다. 한편, CPU(130)에서 생성된 씬 그래프 형태의 데이터 구조체는 메모리부(120)에 저장되거나 다시 데이터베이스(110)에 저장될 수 있다.In addition, the CPU 130 may integrate a plurality of entities in parallel processing in the GPU 140 and process the display device 200 to visualize the building in three dimensions. Meanwhile, the scene graph data structure generated by the CPU 130 may be stored in the memory unit 120 or may be stored in the database 110 again.

GPU(140)는 CPU(130)에서 생성된 데이터 구조체를 이용하여 복수의 엔티티들을 병렬로 처리한다. 이를 위해, GPU(140)는 병렬로 처리가능한 복수의 프로세서를 포함한다. 그리고 CPU(130)는 생성된 데이터 구조체에 따라 복수의 프로세서의 각각에 엔티티를 동시에 공급할 수 있다. 복수의 프로세서의 각각은 스레드를 이용하여 각각의 엔티티에 대한 연산을 병렬로 수행하여 빠른 형상 정보의 표현이 가능해진다.The GPU 140 processes a plurality of entities in parallel using the data structure generated by the CPU 130. To this end, the GPU 140 includes a plurality of processors that can be processed in parallel. The CPU 130 may simultaneously supply the entities to each of the plurality of processors according to the generated data structure. Each of the plurality of processors can perform operations on each entity in parallel using a thread, thereby enabling rapid representation of shape information.

본 발명은 GPU(140)에서 지원하는 복수의 프로세서를 기반으로 구성될 수 있다. GPU(140)는 멀티 프로세서를 위한 멀티 코어를 구비한다. 이 멀티 프로세서의 각각의 코어는 병렬로 스레드를 입력받아 연산을 수행하고 처리한다. 또한, 본 발명은 더 빠른 처리를 위해 GPU(140)가 복수의 GPU로 구성될 수 있다. The present invention can be configured based on a plurality of processors supported by the GPU 140. [ The GPU 140 includes a multicore for a multiprocessor. Each core of the multiprocessor receives threads in parallel and performs operations and processes them. In addition, the present invention can be configured with a plurality of GPUs 140 for faster processing.

CPU(130)에서 생성된 씬 그래프 형태의 데이터 구조체가 도 2에 도시되어 있다. A data structure in the form of a scene graph generated by the CPU 130 is shown in Fig.

씬 그래프는 효율적인 렌더링을 위해 공간 데이터를 체계화하기 위한 계층적인 트리 형태의 데이터 구조이다. 씬 그래프는 최상위 노드인 루트 노드로부터 시작되며, 그 루트 노드 아래에는 그룹 노드들이 기하 요소와 그 외양을 제어하기 위한 렌더링 상태를 조직화하기 위해 사용된다. 루트 노드와 그룹 노드들은 임의 개수의 자식 노드들을 가질 수 있다.The scene graph is a hierarchical tree-like data structure for organizing spatial data for efficient rendering. The scene graph starts from the root node, the root node underneath which the group nodes are used to organize the rendering state to control the geometry and its appearance. The root node and group nodes may have any number of child nodes.

이러한 그룹 노드로는 그 자식 노드를 가능 또는 불가능하게 전환하는 스위치 노드, 시점으로부터 거리에 따라 자식 노드를 선택하는 LOD(Level Of Detail) 노드, 자식 노드 가하의 변환 상태를 수정하는 변환 노드 등이 있다. 씬 그래프의 끝에 붙은 가지 노드들은 씬 그래프 내의 객체들을 구성하는 실제 기하 요소를 포함한다.Such a group node includes a switch node for switching the child node to be possible or impossible, an LOD (Level Of Detail) node for selecting a child node according to the distance from the viewpoint, and a conversion node for modifying the conversion state of the child node . The branch nodes at the end of the scene graph contain the actual geometry elements that make up the objects in the scene graph.

도 2에 도시된 바와 같이, 데이터 구조체는 상위 노드 영역에 공간 구조 요소가 배치되고 하위 노드 영역에 건물 요소가 배치된다.As shown in FIG. 2, the data structure includes a spatial structure element in an upper node region and a building element in a lower node region.

최상위인 제1 노드에는 "Project" 엔티티가 배치되고, 이어서 공간 구조 요소들이 배치되는데, 제2 노드에는 "Site" 엔티티, 제3 노드에는 "Building" 엔티티, 제4 노드에는 "Storey" 엔티티들이 배치된다. 이어서 건물 요소들이 배치되는데, 제5 노드에는 "Wall", "Slab", "Column" … "Stair" 등의 엔티티들, 제6 노드에는 "Opening", 제7 노드에는 "Door", "Window" 등의 엔티티들이 배치된다. Quot; Site "entity in the second node, a" Building "entity in the third node, and" Storey "entities in the fourth node are arranged do. Building elements are then placed, and the fifth node contains "Wall", "Slab", "Column" ... Entities such as "Stair "," Opening "at the sixth node, and" Door "and " Window"

이와 같이 생성된 데이터 구조체는 최상위 노드를 시작으로 하위 노드들이 서로 연결된 모양을 이루며, 최상위 노드에서부터 최하위 노드까지 연결된 노드의 각각에 대하여 스레드(thread) 작업을 수행하게 된다. 이때 수행되는 스레드는 데이터의 크기와 범위에 따라 다양하게 적용 가능하다. 예를 들어 특정 층에 다수의 벽체가 있을 경우 모든 벽체를 한 개의 스레드에서 처리할 수도 있고, 별개의 스레드에서 각각의 벽체를 처리할 수도 있다. 이와 같이 스레드를 이용하면, GPU(140)에서 병렬 처리가 가능하여 고속으로 시각화가 가능해진다. 즉, 각 엔티티들의 형상 정보를 표현하기 위해서는 최상위 엔티티에서부터 최하위 엔티티까지 가로지르면서 각 엔티티의 행렬 정보에 대한 연산을 병렬로 수행하면, 건물의 형상 정보를 얻을 수 있으며, GPU(140)의 멀티 코어는 스레드 작업을 통하여 이러한 병렬 연산을 가능하게 한다.The data structure generated in this way is formed by connecting the lower nodes starting with the highest node and performing thread work for each node connected from the highest node to the lowest node. The thread to be executed at this time can be variously applied according to the size and the range of the data. For example, if there are multiple walls in a particular floor, all walls can be processed in one thread, or each wall in a separate thread. If threads are used in this manner, parallel processing is possible in the GPU 140, enabling high-speed visualization. In other words, in order to express the shape information of each entity, the shape information of the building can be obtained by performing parallel operation on the matrix information of each entity while traversing from the highest entity to the lowest entity, Enables such parallel operations through threading operations.

도 2에 도시된 데이터 구조체의 각 엔티티들은 위치 정보와 회전 정보를 갖게 된다. 이러한 위치 정보와 회전 정보는 좌표계로 표시되는데, 상대 또는 절대 좌표계로 표시될 수 있다. 2차원 또는 3차원 공간에서 형상을 표현하기 위해서 각 형상을 표현하는 면(face)의 좌표를 구해야 한다. 이 형상의 면들은 2차원 또는 3차원 공간에서 이동하고 회전하여 특정 공간에 위치하게 된다. 따라서 그래프의 노드인 엔티티들은 각각 좌표 변환을 위한 행렬 정보를 가지고 있다.Each entity of the data structure shown in FIG. 2 has location information and rotation information. The position information and the rotation information are displayed in a coordinate system, which can be displayed in a relative or absolute coordinate system. In order to express a shape in a two-dimensional or three-dimensional space, coordinates of a face representing each shape should be obtained. The faces of this shape move in a two-dimensional or three-dimensional space and rotate to be located in a specific space. Therefore, entities that are nodes of the graph each have matrix information for coordinate transformation.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 IFC 파일 고속 처리 방법을 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating an IFC file fast processing method according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 IFC 파일 고속 처리 방법을 도시한 흐름도이고, 도 4는 도 3에 도시된 IFC 파일 고속 처리 방법을 도식적으로 표현한 도면이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a high-speed IFC file processing method according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating a high-speed IFC file processing method shown in FIG.

CPU(130)는 데이터베이스(110)에 저장된 IFC 파일을 읽기 시작한다(S302). CPU(130)가 데이터베이스(110)에 저장된 IFC 파일을 읽기 시작하면, 데이터베이스(110)에 저장된 IFC 파일의 엔티티들의 일부가 읽어져 메모리부(120)에 기록된다. CPU(130)는 메모리부(120)에 기록된 IFC 파일의 엔티티들을 읽는다.The CPU 130 starts reading the IFC file stored in the database 110 (S302). When the CPU 130 starts to read the IFC file stored in the database 110, some of the entities of the IFC file stored in the database 110 are read and written to the memory unit 120. The CPU 130 reads the entities of the IFC file recorded in the memory unit 120. [

CPU(130)는 읽어온 엔티티가 관계 엔티티 IfcRel이면, 그 정보로부터 관련된 엔티티들의 연관 관계를 파악하고(S304), 파악된 연관 관계에 따라 도 2에 도시된 씬 그래프 형태의 데이터 구조체에 배치한다(S306). 도 4에 도시된 연관 관계 분석은 이러한 처리를 보여준다.If the read entity is the relationship entity IfcRel, the CPU 130 grasps the association relationship of related entities from the information (S304), and places it in the data structure of the scene graph type shown in Fig. 2 according to the identified association ( S306). The affinity analysis shown in Fig. 4 shows this processing.

CPU(130)는 데이터베이스(110)에 저장된 IFC 파일을 계속 읽어와서 씬 그래프 형태의 데이터 구조체를 완성한다(S308).The CPU 130 continuously reads the IFC file stored in the database 110 to complete the scene graph data structure (S308).

CPU(130)는 생성된 데이터 구조체의 최상위 엔티티에서 최하위 엔티티까지 연결된 경로에 있는 각각의 개별 씬 그래프 연결 노드들의 정보를 획득한다(S310).The CPU 130 obtains information of each individual scene graph connection node in the path from the highest level entity to the lowest level entity in the generated data structure (S310).

CPU(130)는 설정된 해당 프로세서에 획득된 각각의 개별 씬 그래프 연결 노드들의 정보를 송신한다(S312). 이때, CPU(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 예를 들어 IfcSlab, IfcWall, IfcBeam, IfcColumn, IfcRamp 및 IfcStair로 구분하여 전송할 수 있다. 한편, GPU(140)는 수신한 스레드들이 아직 처리되지 않아 더 이상 받을 수 없는 경우 CPU(130)에 풀 신호를 출력할 수 있다.The CPU 130 transmits information of each individual scene graph connection node acquired to the set processor (S312). At this time, as shown in FIG. 4, the CPU 130 may divide it into, for example, IfcSlab, IfcWall, IfcBeam, IfcColumn, IfcRamp, and IfcStair. On the other hand, the GPU 140 can output a full signal to the CPU 130 when the received threads can not be received because they have not been processed yet.

GPU(140)의 멀티 코어는 CPU(130)에서 송신된 병렬로 각각의 개별 씬 그래프 연결 노드들의 정보를 근거로 복수의 스레드 작업을 병렬로 수행한다(S314). 즉, 복수의 프로세서의 각각은 각 엔티티들의 행렬 정보를 이용하여 좌표를 구하고 엔티티들을 이동 및 회전시킨다. 이와 같이 스레드를 이용하여 GPU(140)에서 병렬 처리를 하여도 원하는 시각화가 가능해진다. 즉, 각 엔티티들의 형상 정보를 표현하기 위해서는 최상위 엔티티에서부터 최하위 엔티티까지 가로지르면서 각 엔티티의 행렬 정보에 대한 연산을 병렬로 수행하면, 빠른 건물의 형상 정보의 획득이 가능한데, 스레드는 이를 가능하게 한다.The multicore of the GPU 140 performs a plurality of thread tasks in parallel based on the information of each individual scene graph connection node transmitted in parallel by the CPU 130 (S314). That is, each of the plurality of processors uses the matrix information of each entity to obtain coordinates and move and rotate entities. As described above, even if parallel processing is performed in the GPU 140 using a thread, a desired visualization is possible. That is, in order to express the shape information of each entity, it is possible to acquire the shape information of the building quickly when the operation is performed in parallel on the matrix information of each entity while traversing from the highest entity to the lowest entity. .

CPU(130)는 GPU(140)에서 각각 처리되어 출력된 복수의 엔티티들을 조합하여 건물을 3차원으로 시각화하여 디스플레이 장치(200)에 표시한다(S316). 도 4의 오른쪽에는 이러한 시각화가 도시되어 있다.The CPU 130 combines the plurality of entities processed and output by the GPU 140 to visualize the building in three dimensions and display it on the display device 200 (S316). This visualization is shown on the right of FIG.

병렬 처리시 순차적인 부분 비율과 병렬 부분 비율, 그리고 프로세스 개수로 처리 효과 수치인 성능 향상도 값을 산출할 수 있다. 하지만, 어디까지나 이론적인 수치로서 실제 통신 부하라든지 디스크 접근 시간 등으로 인해 이론적 성능 향상도 보다는 다소 향상 수치가 낮지만 순차 부분을 얼마만큼 병렬화함에 따라 기대 이상으로 좋은 결과를 얻을 수 있다.In the parallel processing, it is possible to calculate the performance improvement value which is the processing effect value by the sequential part ratio, the parallel part ratio, and the number of processes. However, the theoretical numerical value is slightly lower than the theoretical performance improvement due to the actual communication load or the disk access time. However, parallelization of the sequential part gives better results than expected.

일반적으로 한 개의 프로세스만으로 처리하는 경우 순차적으로 계산 처리되므로, 병렬 처리보다 시간이 느릴 수밖에 없다. 순차적인 부분을 병렬화함으로써 여러개의 프로세스가 동시에 작업을 수행하므로 고속으로 원하는 결과를 얻을 수 있다. 병렬화 시 순차적인 부분을 얼마나 줄이느냐에 따라 처리 효과의 차이가 나타날 수 있다. Generally, when only one process is processed, the processing time is slower than the parallel processing. Parallelizing sequential parts allows multiple processes to perform tasks at the same time, resulting in faster results. There may be a difference in the processing effect depending on how many sequential parts are lost in parallelization.

본 발명에서는 씬 그래프 형태의 데이터 구조체에서 최상위 노드에서 연결된 하위 노드들을 가로질러 최하위 노드까지의 연산을 병렬로 수행함으로써, 높은 성능 향상을 기대할 수 있다.In the present invention, a high performance improvement can be expected by performing operations in parallel from the top node to the bottom node across the lower nodes connected to the scene graph type data structure.

도 5는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 IFC 파일 고속 처리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.5 is a block diagram schematically illustrating an IFC file high-speed processing system according to another embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, IFC 파일 고속 처리 시스템은 메인 프로세서(510)와 복수의 작업 프로세서(510, 520, 530)를 포함한다. 메인 프로세서(510)와 복수의 작업 프로세서(510, 520, 530)의 각각은 네트워크를 통해 연결된다. 도 5에 도시된 메인 프로세서와 각 작업 프로세서는 동일한 프로세서일 수 있다. 또한, 메인 프로세서와 각 작업 프로세서는 컴퓨터일 수 있다. As shown in FIG. 5, the IFC file high speed processing system includes a main processor 510 and a plurality of work processors 510, 520, and 530. The main processor 510 and each of the plurality of work processors 510, 520, and 530 are connected through a network. The main processor and each work processor shown in Fig. 5 may be the same processor. In addition, the main processor and each work processor may be computers.

도 5에 도시된 구성들로 이루어진 메인 컴퓨터(510)와 각 작업 컴퓨터(510, 520, 530)는 네트워크를 통해 연결된다. 일반적으로 컴퓨터 처리 속도보다 네트워크 전송 속도가 느리면, 네트워크에서 병목 현상이 발생하게 된다. 따라서 본 발명에서는 기가 이더넷을 사용하여 빠른 네트워크 전송 속도를 확보하는 것이 바람직하다.The main computer 510 and the work computers 510, 520, and 530 having the configurations shown in FIG. 5 are connected through a network. Generally, if the network transmission speed is slower than the computer processing speed, the bottleneck will occur in the network. Therefore, in the present invention, it is desirable to use a Gigabit Ethernet to secure a fast network transmission rate.

도 5에 도시된 메인 프로세서(510)는 도 1에 도시된 CPU의 기능을 수행하고, 도 5에 도시된 복수의 작업 프로세서(510, 520, 530)는 GPU내에 구비된 복수의 프로세서. 즉 멀티 코어가 수행하는 기능을 수행한다.The main processor 510 shown in FIG. 5 performs the functions of the CPU shown in FIG. 1, and the plurality of work processors 510, 520, and 530 shown in FIG. 5 are included in the GPU. In other words, it performs functions performed by multicore.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 컴퓨터 110: 데이터베이스
120: 메모리부 130: CPU
140: GPU 200: 디스플레이 장치
510: 메인 프로세서 520: 작업 프로세서 1
530: 작업 프로세서 2 540: 작업 프로세서 3
100: computer 110: database
120: memory unit 130: CPU
140: GPU 200: display device
510: main processor 520: work processor 1
530: Work Processor 2 540: Work Processor 3

Claims (10)

IFC 파일이 저장된 데이터베이스와,
상기 데이터베이스에 저장된 IFC 파일을 읽어서 씬(scene) 그래프 형태의 데이터 구조체를 생성하는 메인 프로세서와,
상기 메인 프로세서에서 생성된 데이터 구조체를 이용하여 복수의 엔티티들을 병렬로 처리하는 복수의 작업 프로세서를 포함하고,
상기 메인 프로세서는 상위 노드 영역에 공간 구조 요소가 배치되고 하위 노드 영역에 건물 요소가 배치된 상기 데이터 구조체를 생성하고,
상기 메인 프로세서는 읽어온 IFC 파일의 관계 엔티티의 정보로부터 각 엔티티의 연관 관계를 파악하여 상기 데이터 구조체에 배치하고,
상기 메인 프로세서는 상기 데이터 구조체의 최상위 엔티티에서 최하위 엔티티까지 연결된 경로에 있는 각각의 개별 씬 그래프 연결 노드들의 정보를 획득하고, 설정된 해당 작업 프로세서에 획득된 각각의 개별 씬 그래프 연결 노드들의 정보를 전송하고,
상기 복수의 작업 프로세서의 각각은 상기 데이터 구조체의 엔티티의 행렬 정보를 이용하여 각 엔티티를 이동 및 회전하여 출력하고,
상기 메인 프로세서는 상기 복수의 작업 프로세서의 각각에서 처리되어 출력된 복수의 엔티티들을 조합하여 건물을 3차원으로 시각화하는 것을 특징으로 하는 IFC 파일 고속 처리 시스템.
A database in which IFC files are stored,
A main processor for reading the IFC file stored in the database to generate a data structure in the form of a scene graph,
And a plurality of job processors for processing a plurality of entities in parallel using the data structure generated in the main processor,
Wherein the main processor generates the data structure in which a spatial structure element is arranged in an upper node region and a building element is arranged in a lower node region,
The main processor grasps the associations of the entities from the information of the related entities of the read IFC file, places the entities in the data structure,
The main processor obtains information of each individual scene graph connection node in a path from the highest entity to the lowest entity of the data structure and transmits information of each individual scene graph connection node obtained in the corresponding task processor ,
Wherein each of the plurality of work processors moves and rotates each entity using matrix information of the entity of the data structure,
Wherein the main processor visualizes the building in three dimensions by combining a plurality of entities processed and output in each of the plurality of work processors.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 메인 프로세서는 CPU이고,
상기 복수의 작업 프로세서는 GPU에 구현된 멀티 코어인 것을 특징으로 하는 IFC 파일 고속 처리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the main processor is a CPU,
Wherein the plurality of job processors are multi-cores implemented in a GPU.
제1항에 있어서,
상기 메인 프로세서 및 복수의 작업 프로세서는 고속의 네트워크를 통해 연결된 컴퓨터들인 것을 특징으로 하는 IFC 파일 고속 처리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the main processor and the plurality of work processors are computers connected through a high-speed network.
데이터베이스에 저장된 IFC 파일을 읽어오는 단계와,
메인 프로세서에서, 읽어온 IFC 파일의 관계 엔티티의 정보로부터 각 엔티티의 연관 관계를 파악하여 데이터 구조체를 생성하는 단계로서, 상기 메인 프로세서는 상위 노드 영역에 공간 구조 요소가 배치되고 하위 노드 영역에 건물 요소가 배치된 상기 데이터 구조체를 생성하고 그리고 읽어온 IFC 파일의 관계 엔티티의 정보로부터 각 엔티티의 연관 관계를 파악하여 상기 데이터 구조체에 배치하는 단계와,
상기 메인 프로세서에서 상기 데이터 구조체의 최상위 엔티티에서 최하위 엔티티까지 연결된 경로에 있는 각각의 개별 씬 그래프 연결 노드들의 정보를 획득하고, 설정된 해당 작업 프로세서에 획득된 각각의 개별 씬 그래프 연결 노드들의 정보를 전송하는 단계와,
복수의 작업 프로세서에서, 생성된 데이터 구조체를 이용하여 복수의 엔티티들을 병렬로 처리하는 단계로서, 상기 복수의 작업 프로세서의 각각에서 상기 데이터 구조체의 엔티티의 행렬 정보를 이용하여 각 엔티티를 이동하고 회전하여 출력하는 단계와,
상기 메인 프로세서에서, 상기 복수의 작업 프로세서의 각각에서 처리되어 출력된 복수의 엔티티들을 조합하여 건물을 3차원으로 시각화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IFC 파일 고속 처리 방법.
Reading an IFC file stored in a database,
The main processor recognizing an association relation of each entity from the information of a relation entity of the read IFC file to generate a data structure, wherein the main processor has a spatial structure element in an upper node region, Generating the data structure in which the IFC file is located, identifying an association relation of each entity from the information of a related entity of the read IFC file, and arranging the data structure in the data structure,
The main processor obtains information of each individual scene graph connection node in the path from the highest entity to the lowest entity of the data structure and transmits the information of each individual scene graph connection node acquired in the set corresponding task processor Step,
In a plurality of work processors, processing a plurality of entities in parallel using a generated data structure, wherein each entity is moved and rotated using matrix information of an entity of the data structure in each of the plurality of work processors Outputting,
And in the main processor, visualizing the building in three dimensions by combining a plurality of entities processed and output in each of the plurality of work processors.
삭제delete
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