KR101566167B1 - 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법 - Google Patents

3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3차원 지리공간시스템에서 생성 객체와 지형 데이터를 분할한 지형 타일 이미지를 결합하여 융합 이미지를 생성하고, 이를 이용하여 객체를 렌더링하도록 함으로써, 객체에 대한 표현 정밀도와 안정적인 렌더링 속도를 보장해 줄 수 있도록 해 주는 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법은 지형 정보를 포함하여 이루어지는 3차원 공간정보를 지형 타일로 구획하고 각 구획된 지형 타일에 대해 저장된 지형 이미지를 이용하여 렌더링을 수행하는 객체 렌더링 방법에 있어서, 사용자에 의해 제공되는 생성 객체 좌표를 근거로 해당 생성 객체에 대한 정점 데이터를 획득하고, 이 정점 데이터를 이용하여 객체 영역을 설정하는 단계와, 객체 영역을 포함하는 지형 영역에서 객체 이미지를 획득하는 단계, 객체 이미지가 위치하는 지형 영역에 대해 객체 이미지와 지형 영역에 대한 교차 판정을 수행하여 해당 지형 영역을 구획하는 지형 타일 중 객체 이미지가 포함되는 지형 타일을 추출하는 단계, 객체 이미지가 포함된 지형타일에서 객체 이미지를 분할하는 단계, 해당 지형 타일에 대해 분할된 객체 이미지와 해당 지형 타일에 대해 기 저장된 지형 이미지가 오버레이 융합된 지형 타일 형태의 융합 이미지를 생성하는 단계 및, 상기 융합 이미지를 해당 지형 타일에 대응되는 지형 데이터로 추가 저장하고, 융합 이미지가 저장된 지형 타일에 대해서는 3차원 공간정보에 대한 렌더링처리시 해당 융합 이미지를 적용하여 렌더링처리를 수행하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법{Method for Rendering of Object using Geomorphic data in 3D space information }
본 발명은 객체 이미지와 지형 이미지를 결합하여 융합 이미지를 생성하고, 이를 이용하여 객체를 렌더링함으로써, 객체에 대한 표현 정밀도와 안정적인 렌더링 속도를 보장해 줄 수 있도록 해 주는 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법에 관한 것이다.
3차원 지리정보시스템(GIS)은 지형이나 지세를 수치상으로 표현하는 디지털 엘리베이션 모델(DEM)이나 디지털 테러인 모델(DTM) 자료에 실제의 지상 시설물과 지하 매설물을 동시에 표현하고 이에 대한 정보를 데이터베이스로 저장할 수 있어 지상 시설물이나 지하 매설물의 위치 정보를 지속적으로 관리할 수 있도록 한다.
3차원 GIS 기술은 현실 세계가 궁극적으로 3차원이라는 전제하에 최근 지상 시설물이나 지하 매설물의 위치 검색, 수정 뿐만 아니라 도시 경관 계획, 재해 관리 시스템, 네비게이션, SNS 서비스, 빅데이터 분석 등의 일반 영역에 이르기까지 그 적용 대상이 점차 확대되고 있다.
최근 들어, 가상 현실 시스템, 컴퓨터 게임 등이 급속하게 발달됨으로써 컴퓨터 시스템을 이용하여 실제 세계의 객체(object) 및 지형(terrain) 등으로 이루어지는 공간정보를 3차원으로 표현하기 위한 기술이 연구 및 개발되고 있다. 실제 세계를 컴퓨터상에서 3차원 이미지로 표현하기 위한 대표적인 기법으로 메쉬 모델(mesh model)이 있다.
메쉬 모델은 상호 연결된 다수의 삼각형, 사각형 또는 다각형의 집합으로 구성되어 객체 또는 지형 등과 같은 3차원표면을 표현하는 기법이다. 메쉬 모델을 이용하여 대규모 지형과 같은 방대한 규모의 데이터를 컴퓨터 시스템에서 3차원적으로 표현하기 위해서는 컴퓨터 시스템의 한정된 그래픽 자원을 효과적으로 사용하기 위한 적절한 지형 생성, 관리 및 표현 기술이 요구된다.
이를 위해, 종래에는 PM(Progressive Mesh) 기반의 기술, DEM(Digital Elevation Model: 수치 표고 모델) 및 ROAM(Real-time Optimally Adaptive Meshes) 기술 등이 제공되고 있다. 특히, DEM 기술을 이용한 폴리곤 기반의 렌더링 방식은실제 세계의 객체 및 지형 등을 삼각형을 이용하여 3차원으로 표현할 수 있다.
종래의 폴리곤 기반의 렌더링 기술은 새로운 객체를 생성하기 위해 정점 데이터를 기반으로 객체를 생성 표현한다. 즉, 객체 생성은 한 개 이상의 정점으로 구성되어 있으며, 이러한 정점 데이터가 모여 하나의 폴리곤을 형성한다. 폴리곤 구성은 {P1(x1,y1,z1), P2(x2,y2,z2), P3(x3,y3,z3), …, Pn(xn,yn,zn)이며, 이 데이터를 기반으로 객체를 표현한다. 이때, 종래 렌더링 방식은 상기한 객체 데이터를 시스템 메모리에 가지고 있어야 하고, 이 데이터를 표현하기 위해 지속적인 시스템 자원을 소모한다. 따라서, 객체 수가 증가하는 경우 객체 수에 비례하여 시스템 자원이 지속적으로 소모되게 됨으로 인해 프로세서의 부하량이 커져 렌더링 속도 저하 및 안정적인 렌더링 보장이 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 많은 계산량이 필요로 하므로 대용량의 메모리가 필요하며, 빠른 연산 처리를 위해 고사양의 장비가 사용되어야 한다는 문제점이 있다.
또한, 상기한 폴리곤 기반의 렌더링 기술은 3차원 공간에서 두 개의 폴리곤이 동일한 위치에 겹쳐 있거나 서로 인접해 있는 경우 각각의 폴리곤이 유사 깊이 값을 가지게 되는데, 이때 노이즈가 발생한 것처럼 깜빡거리는 "Z-Fighting" 현상이 발생할 수 있으며, 지형 높낮이에 따른 객체 일부에 대한 표현이 이루어지지 않게 되는 문제가 발생될 수 있다.
1. 한국공개특허 제0738095호 (발명의 명칭: 3차원 객체의 효율적 렌더링 방법 및 장치)
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 객체 이미지와 지형 이미지를 결합하여 융합 이미지를 생성하고, 이를 이용하여 객체를 렌더링함으로써, 객체에 대한 표현 정밀도와 안정적인 렌더링 속도를 보장해 줄 수 있도록 해 주는 3차원 지리정보시스템에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법을 제공함에 그 기술적 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 의하면 지형 정보를 포함하여 이루어지는 3차원 공간정보를 지형 타일로 구획하고 각 구획된 지형 타일에 대해 저장된 지형 이미지를 이용하여 렌더링을 수행하는 객체 렌더링 방법에 있어서, 사용자에 의해 제공되는 생성 객체 좌표를 근거로 해당 생성 객체에 대한 정점 데이터를 획득하고, 이 정점 데이터를 이용하여 객체 영역을 설정하는 단계와, 객체 영역을 포함하는 지형 영역에서 객체 이미지를 획득하는 단계, 객체 이미지가 위치하는 지형 영역에 대해 객체 이미지와 지형 영역에 대한 교차 판정을 수행하여 해당 지형 영역을 구획하는 지형 타일 중 객체 이미지가 포함되는 지형 타일을 추출하는 단계, 객체 이미지가 포함된 지형타일에서 객체 이미지를 분할하는 단계, 해당 지형 타일에 대해 분할된 객체 이미지와 해당 지형 타일에 대해 기 저장된 지형 이미지가 오버레이 융합된 지형 타일 형태의 융합 이미지를 생성하는 단계 및, 상기 융합 이미지를 해당 지형 타일에 대응되는 지형 데이터로 추가 저장하고, 융합 이미지가 저장된 지형 타일에 대해서는 3차원 공간정보에 대한 렌더링처리시 해당 융합 이미지를 적용하여 렌더링처리를 수행하는 단계를 포함하여 구성되고, 상기 객체 이미지를 획득하는 단계는, 상기 객체 영역과 이 객체 영역을 포함하는 지형 영역을 반환하고, 반환된 지형 영역에서 하기 수학식에 따른 비율 조건을 만족하도록 객체 이미지를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법이 제공된다.
Figure 112015072027693-pat00001
여기서, Object 는 객체 정점, Terrain 은 반환된 지형 영역, Image 는 객체 생성 이미지(Pixel), X,Y 는 이미지 생성시 구성되는 픽셀 좌표.
삭제
또한, 상기 객체 이미지를 분할하는 단계는, 상기 객체 이미지가 위치하는 지형 영역에 대응되는 지형 타일을 분석하여 행과 열의 타일 개수를 획득하고, 객체 이미지의 정점 데이터와 지형 타일 영역을 하기의 교차 판별식을 통해 분석하여 객체 이미지가 교차하는 지형 타일에 대해서만 객체이미지 분할 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법이 제공된다.
Figure 112015061561919-pat00002
여기서, 상기 Xs는 지형 타일의 직선 시작점이고, Xe는 지형 타일의 직선 끝점, Ps는 객체 직선 시작점, Pe는 객체 직선 끝점. 이때, 상기 수학식2에서 0≤t≤1 일때, 두 선을 교차하는 것으로 판단함.
또한, 상기 렌더링 처리를 수행하는 단계는, 지형 렌더링 요구에 대해 지형 타일에 대해 저장된 지형 이미지를 획득하고, 객체 생성을 위해 반환된 지형 타일에 대한 융합 이미지 존재 유무를 확인하여, 융합 이미지가 존재하는 지형 타일에 대해서는 기 획득된 지형 이미지를 초기화하여 융합 이미지를 적용한 후 이를 출력하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면 객체 렌더링시 객체 표현에 사용되는 시스템 자원을 객체 생성 초기 한 번만 사용함으로써, 객체 렌더링에 따른 지속적인 자원 소모를 방지함은 물론, 객체 수 증가에 따른 속도 저하 문제를 해결할 수 있다.
또한, 폴리곤 렌더링 방식에서 폴리곤이 겹쳐지는 부분에서 발생되는 Z-Fighting 현상 발생 및, 지형 높이값보다 낮은 객체 부분은 눈으로 볼 수 없는 문제점을 해결할 수 있게 된다.
즉, 본 발명은 객체에 대한 표현 정밀도와 안정적인 렌더링 속도를 보장해 줄 수 있도록 해 주는 객체 렌더링 처리가 가능하게 된다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 장치의 내부구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법을 설명하는 순서도.
도3은 생성 객체와 지형 타일을 이용하여 객체 이미지를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도4는 지형 영역을 이용하여 객체 이미지의 분할 과정을 설명하기 위한 도면.
도5는 지형 타일별 객체 이미지와 지형 이미지를 융합하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도6은 지형 타일별 지형 정보 저장상태를 설명하기 위한 도면.
도7은 종래 객체 폴리곤 렌더링 방법과 본 발명에 따른 객체 이미지 렌더링 방식에 따른 자원 효율성을 비교하기 위한 도면.
도8은 종래 폴리곤 렌더링 방식이 갖는 문제점 및 이를 해결한 본 발명에 따른 이미지 렌더링 방식을 설명하기 위한 도면.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 장치의 내부구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 렌더링 처리 장치(100)는 객체 이미지 생성모듈(110)과, 융합 이미지 생성모듈(120), 렌더링 모듈(130), 제어 모듈(140) 및 저장 모듈(150)을 포함한다.
객체 이미지 생성모듈(110)은 사용자에 의해 제공되는 정점 데이터를 근거로 객체 영역을 구성하고, 이 객체 영역을 포함하는 지형 영역을 반환하며, 반환된 지형 영역 중 객체 영역이 포함되는 지형 타일로부터 객체 이미지를 획득한다.
융합 이미지 생성모듈(120)은 상기 객체 이미지와 기 저장된 지형 이미지가 융합된 타일 이미지로 구성되는 융합 이미지를 생성한다. 상기 융합 이미지는 지형 타일별 지형 이미지와 객체 이미지가 융합된 형태로 이루어진다.
렌더링 모듈(130)은 지형 타일에 대한 지형 이미지 또는 융합 이미지를 이용하여 해당 3차원 공간정보에 대한 렌더링처리를 수행한다.
제어모듈(140)은 상기 객체 이미지 생성모듈(110)과 융합 이미지 생성모듈(120) 및 렌더링 모듈(130)의 동작을 제어한다.
저장모듈(150)은 공간정보를 형성하는 지형 타일별 지형 데이터와 지형 이미지 및 지형 이미지와 객체이미지가 융합된 형태의 융합 이미지를 저장한다. 이때, 상기 정보는 지형 타일 식별정보에 대응하여 저장되고, 상기 융합 이미지는 객체 이미지가 존재하는 지형 타일에 대해서만 저장되어진다.
여기서, 상기 각 모듈(110~150)은 하드웨어 또는 소프트웨어 형태로 설계될 수 있고, 하드웨어와 소프트웨어를 통합하여 설계될 수 있다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법을 설명하는 순서도이고, 도3은 생성 객체와 지형 타일을 이용하여 객체 이미지를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면, 도4는 지형 영역을 이용하여 객체 이미지를 분할 과정을 설명하기 위한 도면. 도5는 지형 타일별 객체 이미지와 지형 이미지를 융합하는 과정을 설명하기 위한 도면, 도6은 지형 타일별 지형 정보 저장상태를 설명하기 위한 도면이다.
도2 내지 도6을 참고하면, 먼저 렌더링 처리 장치(100)는 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법은, 먼저 사용자의 입력 데이터에 따라 가시화 대상 영역의 지형 자료를 획득하고, 3차원 지형을 지형 타일로 구획하여 각 구획된 지형 타일로 이루어지 지형 메시 데이터를 구축한다. 이때, 3차원 지형을 구성하는 타일 수와 타일 크기는 사용자에 의해 설정될 수 있다. 또한, 상기한 지형 메시 데이터는 각 지형 타일별 좌표값으로 이루어지는 지형 데이터와, 지형 이미지를 포함하여 구성되며, 이는 저장 모듈(150)에 저장된다.
상기한 상태에서, 사용자로부터 생성 객체에 대한 좌표 정보가 입력되면, 렌더링 처리 장치(100)는 이를 근거로 객체 생성을 위한 정점 데이터를 포함하는 객체 생성정보를 획득한다(ST1). 즉, 상기 렌더링 처리 장치(100)는 해당 생성 객체에 대한 점, 선, 면으로 이루어지는 객체 타입과 다수의 정점 좌표를 획득한다. 예컨대, 객체는 3개의 정점이 모여서 만들어진 삼각형으로 구성될 수 있다.
상기 렌더링 처리 장치(100)는 상기 다수의 정점 데이터를 근거로 객체 영역을 획득한다(ST2). 이때, 렌더링 처리 장치(100)는 생성 이미지 픽셀(with, height) 크기를 설정하고, 상기 정점 데이터를 기반으로 Min, Max에 대한 객체 영역을 획득한다. 이때, 상기 생성 이미지 픽셀 크기는 사용자에 의해 설정될 수 있다. 또한, 도2에서 정점 데이터(P1,P2,P3)를 기준으로 삼각형의 객체 이미지(O)가 포함되는 객체 영역(OA)를 획득한다.
렌더링 처리 장치(100)는 상기 ST2 단계에서 획득된 객체 영역(OA)을 포함하는 지형 영역에서 해당 지형 영역과 객체 영역을 근거로 이미지 생성 비율을 설정함으로써, 객체 이미지를 획득한다(ST3). 이때, 렌더링 처리 장치(100)는 객체 영역(OA)을 포함하는 지형 영역에서 타일 데이터를 획득한 후, 이를 근거로 Min, Max에 대한 지형 영역을 설정한다. 즉 객체 이미지를 포함하는 지형 영역을 반환받고, 반환된 지형 영역과 객체 영역을 근거로 하기 수학식1과 같은 비율 조건식을 만족하도록 이미지 생성 비율을 설정함으로써, 객체 이미지를 획득하게 된다. 이때, 상기 이미지 생성 비율은 해당 객체의 정점 수 만큼 연산처리하며, 상기 반환 된 지형 영역은 객체 영역이 포함되는 최소 개의 타일들을 포함하도록 설정된다.
Figure 112015038952872-pat00003
상기 수학식1에서 Object 는 객체 정점, Terrain 은 반환된 지형 영역, Image 는 객체 생성 이미지(Pixel), X,Y 는 이미지 생성시 구성되는 픽셀 좌표이다.
즉, 도2에서와 같이 (A) 형태의 객체 정보는 (B) 형태의 객체 이미지로 변환 된다. 이때, (A)는 지도 좌표계가 적용되어 지고, (B)는 이미지 좌표계가 적용되는 것으로, 이들 좌표계는 서로 Y축이 역방향으로 설정되는 바, 이미지 픽셀 좌표 변환시 전체 이미지 높이 값을 차감하여 객체 이미지를 생성한다. 또한, 도2 (B)에서 객체 이미지의 크기 즉, Image.width 와 Image.heigth 는 사용자에 의해 미리 설정된다.
렌더링 처리 장치(100)는 상기 ST3에서 생성된 객체 이미지를 포함하는 지형 영역에서 각 지형 타일에 대해 교차 판정을 수행하여, 객체 이미지가 포함되는 지형 타일에서 객체 이미지를 분할한다(ST4). 즉, 상기 렌더링 처리 장치(100)는 도4에 도시된 바와 같이, 상기 ST3 단계에서 획득한 객체 이미지를 포함하는 지형 영역에서 지형 타일 데이터를 분석하여 영역을 구성하는 행과 열의 타일 개수를 획득하고, 객체 이미지의 정점 데이터와 지형 타일을 구성하는 Min, Max 영역을 하기 수학식 2와 같은 교차 판별식에 적용하여 객체 이미지가 존재하지 않는 지형 타일을 제외한다.
Figure 112015038952872-pat00004
상기 수학식2에서 Xs는 지형 타일의 직선 시작점이고, Xe는 지형 타일의 직선 끝점, Ps는 객체 직선 시작점, Pe는 객체 직선 끝점이다. 이때, 상기 수학식2에서 0≤t≤1 일때, 두 선을 교차하는 것으로 판단한다. 즉, 도3에서 지형 타일을 구성하는 직선(T1T2, T2T3, T3T4, T4T1)과 객체를 구성하는 직선(P1P2, P2P3, P3P1)을 생성하고, 이들 직선 데이터간의 교차 판정을 통해 각 지형 타일(T)에 대한 이미지 분할 여부를 판단한다. 수학식 2에 의해 직선 데이터가 교차하는 영역에 위치하는 지형 타일(T)을 이미지 분할 지형 타일(회색 지형 타일)로 설정한다. 즉, 도5에서 이미지 분할 지형 타일은 (0,0),(0,1),(0,2),(0,3),(1,1),(1,2),(2,1),(2,2) 위치의 지형 타일(T)이 된다.
렌더링 처리 장치(100)는 각 이미지 분할 지형 타일(T)에서 객체 이미지를 분할한다(ST5). 이때, 지형 타일(T)에서의 이미지 분할 조건식은 하기 수학식3과 같다.
Figure 112015038952872-pat00005
여기서, 상기 Image는 객체 이미지(Pixel)이고, Tile 은 반환된 지형 영역의 타일 수이다. 즉, 상기 수학식3에 의해 산출된 X_size, Y_size 픽셀값을 근거로 해당 지형 타일(T)에서 객체 이미지를 분할한다.
렌더링 처리 장치(100)는 상기 지형 타일(T)에서 분할된 객체이미지와 해당 지형 타일(T)에 대응되는 지형 이미지를 융합하여 융합 이미지를 생성한다(ST6). 이때, 저장 모듈(150)에는 해당 3차원 공간정보에 대한 지형 타일(T)별 지형 데이터파일과 지형 이미지정보가 저장될 수 있는 바, 상기 렌더링 처리 장치(100)는 저장 모듈(150)에 기 저장된 해당 지형 타일 식별번호에 대응되는 지형 이미지를 독출하여 이 지형 이미지와 객체 이미지를 오버레이 형태로 융합하고(예컨대, 도6의 "융합이미지"), 이 융합 이미지를 저장모듈(150)의 해당 지형 타일 식별번호에 대응되는 위치에 저장한다. 즉, 저장모듈(150)에 저장되는 객체 이미지를 포함하는 지형 타일 식별번호에 대해서는 도6에 도시된 바와 같이 지형 데이터 파일과, 지형 이미지 파일 및, 융합 이미지 파일이 저장된다. 도6에는 도5에서 (0,0) 위치의 지형타일(T)에 대한 지형 정보가 상세히 도시되어 있다.
이후, 렌더링 처리 장치(100)는 상기 저장모듈(150)에 저장된 지형 타일(T)별 이미지정보를 이용하여 3차원 공간정보에 대한 렌더링처리를 수행한다(ST7). 즉, 상기 렌더링 처리 장치(100)는 공간정보 렌더링시 저장모듈(150)에서 각 지형 타일 데이터를 획득하고, 반환된 각 지형 타일(T)에 대응되는 각 타일 이미지를 설정한다. 이때, 융합 이미지가 저장되어 있는지를 확인하여 융합 이미지가 저장되어 있는 지형 타일(T)에 대해서는 융합 이미지를 적용하여 해당 공간정보를 출력한다.
도7 및 도8은 본 발명에 따른 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법에 따른 자원 관리와 이에 대한 가시화 출력 결과를 나타낸 도면이다.
도7은 종래 객체 폴리곤 렌더링 방법과 본 발명에 따른 객체 이미지 렌더링 방식에 따른 자원 효율성을 비교하기 위한 도면으로, 이는 Iphone5에서 테스트한 결과이다. 도7a는 메모리 사용량, 도7b는 CPU 사용량, 도7c는 렌더링 구성 시간에 대한 비교 결과이다. 도7a 내지 도7c에 의하면 본 발명에 따른 객체 이미지 렌더링 방법은 초기 융합 이미지를 생성한 후 추가적인 객체 렌더링 작업을 수행하지 않기 때문에 객체 수가 증가되더라도 시스템 자원 및 렌더링 소요시간을 일정하게 유지됨을 알 수 있다.
또한, 도8은 종래 폴리곤 렌더링 방식이 갖는 문제점 및 이를 해결한 본 발명에 따른 이미지 렌더링 방식을 설명하기 위한 도면으로, 도8a는 폴리곤 렌더링 방식과 이미지 렌더링 방식에 따른 지형 높이 값에 따른 표시 계층 상태를 나타낸 것이고, 도8b는 도8a에 대응되는 공간정보의 출력이미지를 예시한 것이다. 즉, 도8a 및 도8b에 의하면 종래 폴리곤 렌더링 방식은 폴리곤이 결쳐지는 부분에는 Z-Fighting 현상이 나타남은 물론, 지형 높이값보다 낮은 객체 부분은 눈으로 볼 수 없는 문제점이 있는데 반하여, 본 발명은 Z-Fighting 현상 및 지형 높이에 따라 미표시 영역이 발생하지 않게 되는 효과가 있음을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 객체 렌더링 처리장치, 110 : 이미지 생성모듈,
120 : 융합 이미지 생성모듈, 130 : 렌더링 모듈,
140 : 제어 모듈, 150 : 저장 모듈.

Claims (4)

  1. 지형 정보를 포함하여 이루어지는 3차원 공간정보를 지형 타일로 구획하고 각 구획된 지형 타일에 대해 저장된 지형 이미지를 이용하여 렌더링을 수행하는 객체 렌더링 방법에 있어서,
    사용자에 의해 제공되는 생성 객체 좌표를 근거로 해당 생성 객체에 대한 정점 데이터를 획득하고, 이 정점 데이터를 이용하여 객체 영역을 설정하는 단계와,
    객체 영역을 포함하는 지형 영역에서 객체 이미지를 획득하는 단계,
    객체 이미지가 위치하는 지형 영역에 대해 객체 이미지와 지형 영역에 대한 교차 판정을 수행하여 해당 지형 영역을 구획하는 지형 타일 중 객체 이미지가 포함되는 지형 타일을 추출하는 단계,
    객체 이미지가 포함된 지형타일에서 객체 이미지를 분할하는 단계,
    해당 지형 타일에 대해 분할된 객체 이미지와 해당 지형 타일에 대해 기 저장된 지형 이미지가 오버레이 융합된 지형 타일 형태의 융합 이미지를 생성하는 단계 및,
    상기 융합 이미지를 해당 지형 타일에 대응되는 지형 데이터로 추가 저장하고, 융합 이미지가 저장된 지형 타일에 대해서는 3차원 공간정보에 대한 렌더링처리시 해당 융합 이미지를 적용하여 렌더링처리를 수행하는 단계를 포함하여 구성되고,
    상기 객체 이미지를 획득하는 단계는,
    상기 객체 영역과 이 객체 영역을 포함하는 지형 영역을 반환하고, 반환된 지형 영역에서 하기 수학식에 따른 비율 조건을 만족하도록 객체 이미지를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법.
    Figure 112015072027693-pat00019

    여기서, Object 는 객체 정점, Terrain 은 반환된 지형 영역, Image 는 객체 생성 이미지(Pixel), X,Y 는 이미지 생성시 구성되는 픽셀 좌표.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 객체 이미지를 분할하는 단계는,
    상기 객체 이미지가 위치하는 지형 영역에 대응되는 지형 타일을 분석하여 행과 열의 타일 개수를 획득하고, 객체 이미지의 정점 데이터와 지형 타일 영역을 하기의 교차 판별식을 통해 분석하여 객체 이미지가 교차하는 지형 타일에 대해서만 객체이미지 분할 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법.
    Figure 112015061561919-pat00007

    여기서, 상기 Xs는 지형 타일의 직선 시작점이고, Xe는 지형 타일의 직선 끝점, Ps는 객체 직선 시작점, Pe는 객체 직선 끝점. 이때, 상기 수학식2에서 0≤t≤1 일때, 두 선을 교차하는 것으로 판단함.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 렌더링 처리를 수행하는 단계는,
    지형 렌더링 요구에 대해 지형 타일에 대해 저장된 지형 이미지를 획득하고, 객체 생성을 위해 반환된 지형 타일에 대한 융합 이미지 존재 유무를 확인하여, 융합 이미지가 존재하는 지형 타일에 대해서는 기 획득된 지형 이미지를 초기화하여 융합 이미지를 적용한 후 이를 출력하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법.
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