KR101717896B1 - 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법 및 장치가 갯된다. 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법은, 타겟 건물의 외곽에 대한 2D 실사 이미지로부터 텍스처 이미지를 추출하는 단계와, 추출된 텍스처 이미지를 타겟 건물에서 실제로 부각되는 단일면의 모양(shape) 별로 잘라 분류하는 단계와, 모양 별로 분류된 텍스처 이미지 타겟 건물에 대한 3D BIM데이터의 외피에 매핑하는 단계와, 3D BIM 데이터에 매핑된 부분 텍스처 이미지를 보정하는 단계를 포함한다.

Description

데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법 및 장치{Building shape modeling method and apparatus considering optimization of data}

본 발명은 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 텍스처 이미지의 품질을 차등 적용하여 3D 건물 모델링을 할 수 있는 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법 및 장치에 관한 것이다.

건물 정보 모델링(BIM: Building Information Modeling)이란, 다차원 가상공간에 기획, 설계, 엔지니어링(구조, 설비, 전기 등), 시공 더 나아가 유지관리 및 폐기까지 가상으로 시설물을 모델링하는 과정을 말한다. BIM의 건물(Building)은 대상건물의 전 생명주기(설계, 시공, 운영 및 관리)를 의미하고, 정보(Information)는 대상건물의 전 생명주기에 포함된 모든 정보를 의미하고, 모델링(Modeling)은 전 생명주기에 포함된 모든 정보를 생산, 관리, 출판을 제공하는 통합 도구 및 플랫폼을 의미한다.

BIM 방식은 건물을 데이터화하여 수치데이터를 만들며, 3D 디스플레이 효과를 볼 수 있는 3D 기반의 설계 및 모델링 방식이다. 단순한 선, 면 작업이 아닌 선의 시작과 끝점을 잇는 길이의 데이터가 발생되고, 면은 닫힌 면의 기준으로 면적이 데이터화된다. 그리고 길이와 면적의 데이터를 결합하면 체적 데이터를 얻을 수 있다.

또한, BIM 방식은 객체의 형상정보, 속성정보, 관계(Relationship) 및 위상구조(Topology)에 대한 정보를 포함하고 있어 분석, 서비스 연계 및 사용성이 우수하다. 즉, BIM은 빌딩 객체들인 벽, 슬라브, 창, 문, 지붕, 계단 등이 각각의 속성을 표현하여 서로의 관계를 인지하고 건물의 변경요소들을 즉시 건물설계에 반영한다. 따라서, BIM을 이용함으로써, 설계할 건물이 정형이든 비정형이든 상관없이, 건물을 지을 때 발생되는 데이터에 대하여 프로젝트 별, 프로세스 별로 호환, 공유를 통해 모든 단계의 정보를 통합 관리 및 활용하는 것이 가능하다.

최근 추세에 따르면 3D 건물 모델을 이용한 활용분야가 다양해지면서, 건물 외부뿐만 아니라 건물 내부에 대한 실내공간정보의 필요성이 증대되고 있으며, 이를 만족시키기 위해 BIM 방식의 응용이 검토되고 있다. 그러나, BIM 방식은 객체에 대한 텍스처링을 지원하지 않으므로, BIM 방식만으로는 실감형 3D 모델의 구축이 어렵다.

특히, BIM 방식만으로는 건물의 내외부를 동시에 모델링할 수 있는 시스템 구축이 미비하므로, 건물의 내외부를 효과적으로 처리할 수 있는 해결책이 필요하다. 이는 건물과 관련된 대용량의 상세정보를 포함하고 있는 BIM 데이터를 서비스하는 곳이 거의 없을 뿐만 아니라, BIM 방식은 이미지 텍스처링을 할 수 없는 구조를 갖기 때문이다.

또한, 기존에 3D 건물 모델링 서비스를 제공하는 시스템은 단순히 건물을 촬영한 2D 이미지를 보여주는 것에 그치므로 3D 모델링과 같이 실감나는 모델링 서비스를 제공하지 못한다.

국내 등록특허 제10-1546705호(2015.08.18. 등록)

전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, BIM 데이터로부터 건물의 형상정보를 추출한 후 건물 외부와 실사 이미지 매핑을 통해 타겟 건물과 거의 동일하게 표현함으로써 사실감을 제공할 수 있는 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법 및 장치를 제시하는 데 있다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, BIM 데이터의 표현정도(예를 들어, LOD: Level Of Detail)에 따라 텍스처 이미지의 품질을 조정함으로써 데이터 경량화를 이룰 수 있는 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법 및 장치를 제시하는 데 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법은, (A) 타겟 건물의 외곽에 대한 2D 실사 이미지로부터 텍스처 이미지를 추출하는 단계; (B) 상기 추출된 텍스처 이미지를 상기 타겟 건물에서 실제로 부각되는 단일면의 모양(shape) 별로 잘라 분류하는 단계; (C) 상기 모양 별로 잘려 분류된 텍스처 이미지(이하, '부분 텍스처 이미지'라 함)를 상기 타겟 건물에 대한 3D BIM(Building Information Modeling) 데이터의 외피에 매핑하는 단계; 및 (D) 상기 3D BIM 데이터에 매핑된 상기 부분 텍스처 이미지를 보정하는 단계;를 포함한다.

상기 (B)단계에서, 상기 모양은 상기 타겟 건물의 현장촬영에 의해 획득된 실사 이미지, 상기 타겟 건물의 2D 도면 및 실제 현장확인결과를 조합하여 판단된 후 분류된다.

상기 모양은 상기 타겟 건물의 표면의 음각 및 양각에 따라 부각되어 단일 면적을 가지는 단일면의 형태이며, 상기 (B) 단계는, 상기 단일면의 형태의 유사도가 사전에 설정된 임계값보다 큰 모양들은 동일한 모양으로 분류한다.

상기 (B) 단계 이후, (E) 상기 타겟 건물에 대한 3D BIM 데이터의 표현정도에 따라 이미지 해상도 및 폴리곤 수를 차등 적용하는 단계;를 더 포함하며, 상기 (C) 단계는, 상기 이미지 해상도 및 폴리곤 수가 차등 적용된 부분 텍스처 이미지를 상기 3D BIM 데이터에 매핑한다.

상기 (E) 단계는, (E1) 상기 타겟 건물에 대한 3D BIM 데이터의 표현정도가 설정되는 단계; (E2) 상기 설정된 3D BIM 데이터의 표현정도에 따라 다르게 매핑저장된 이미지 해상도 및 폴리곤 수를 매핑 테이블로부터 확인하는 단계; 및 (E3) 상기 확인된 이미지 해상도 및 폴리곤 수에 기초하여 상기 부분 텍스처 이미지의 해상도 및 폴리곤 수를 조정하는 단계;를 포함

상기 텍스처 이미지는 상기 3D BIM 데이터의 외피에 실제로 붙일 수 있는 이미지로서, 상기 타겟 건물의 실사 대비 왜곡된 부분이 추가로 보정된 이미지이다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 장치는, 타겟 건물의 외곽에 대한 2D 실사 이미지로부터 텍스처 이미지를 추출하는 텍스처 이미지 추출부; 상기 추출된 텍스처 이미지를 상기 타겟 건물에서 실제로 부각되는 면의 모양(shape) 별로 잘라 분류하는 모양 분류부; 상기 모양 별로 잘려 분류된 텍스처 이미지(이하, '부분 텍스처 이미지'라 함)를 상기 타겟 건물에 대한 3D BIM(Building Information Modeling) 데이터의 외피에 매핑하는 외피 매핑부; 및 상기 3D BIM 데이터에 매핑된 상기 부분 텍스처 이미지를 보정하는 매핑 이미지 보정부;를 포함한다.

상기 모양 분류부는, 상기 타겟 건물의 현장촬영에 의해 획득된 실사 이미지, 상기 타겟 건물의 2D 도면 및 실제 현장확인결과를 조합하여 상기 모양을 판단한 후 분류한다.

상기 타겟 건물에 대한 3D BIM 데이터의 표현정도에 따라 이미지 해상도 및 폴리곤 수를 차등 적용하는 이미지 처리부;를 더 포함하며, 상기 외피 매핑부는, 상기 이미지 해상도 및 폴리곤 수가 차등 적용된 부분 텍스처 이미지를 상기 3D BIM 데이터의 외피에 매핑한다.

상기 3D BIM 데이터의 표현정도에 따라 다르게 매핑된 이미지 해상도 및 폴리곤 수를 저장하는 매핑 테이블 저장부;를 더 포함하며, 상기 이미지 처리부는, 상기 타겟 건물에 대한 3D BIM 데이터의 표현정도가 설정되면, 상기 설정된 3D BIM 데이터의 표현정도에 매핑된 이미지 해상도 및 폴리곤 수를 상기 매핑 테이블 저장부로부터 확인하고, 상기 확인된 이미지 해상도 및 폴리곤 수에 기초하여 상기 부분 텍스처 이미지의 해상도 및 폴리곤 수를 조정한다.

본 발명에 따르면, 건물의 실내외 정보가 연계된 통합서비스를 제공함으로써, BIM 방식 기반의 건물 내외부 형상정보를 추출하여 건물 외부에 대해서는 실사 이미지 매핑을 통해 사실감을 제공하고, 이로써 건물에 대한 보다 증강된 실내외 가시화 및 상세정보를 제공하고, 결과적으로 보다 실감나는 3D 모델을 구축할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 텍스처 이미지를 단일면의 형태, 즉, 모양대로 잘라서 편집/분류한 후, 3D BIM 데이터의 외피 중 해당하는 단일면의 위치에 매핑시킴으로써, 보다 정밀하고 세밀한 3D 모델링 서비스를 제공하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면, BIM 데이터의 표현정도(예를 들어, LOD: Level Of Detail)에 따라 텍스처 이미지의 품질을 조정함으로써 BIM 데이터와 텍스처 이미지의 연계 시 데이터 경량화를 이루고, 결과적으로 데이터 처리 속도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 2는 타겟 건물의 촬영 원본 이미지, 즉, 실사 이미지와 텍스처 이미지의 일 예를 보여주는 도면,
도 3은 S130단계에서 동일한 또는 유사한 모양으로 잘려 분류된 모양의 예를 보여주는 도면,
도 4는 도 1의 S150단계를 구체화한 도면,
도 5는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법을 개략적으로 보여주는 도면, 그리고,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도, 그 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템은 그 프로그램 또는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, 어떤 엘리먼트(또는 구성요소)가 구현됨에 있어서 특별한 언급이 없다면, 그 엘리먼트(또는 구성요소)는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어 어떤 형태로도 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시 예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 내용 이해에 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않는다.

이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법 및 장치는 실사 이미지의 텍스처 매핑 기법을 적용한 건물 외곽 모델링과 BIM 데이터를 보다 실감나게 연계하기 위하여, 타겟 건물의 텍스처 이미지를 모양 별로 잘라서 분류(즉, 편집)하고, 분류된 모양에 해당하는 2D 텍스처 이미지들을 3D BIM 데이터 중 해당 위치에 조각으로 이어붙이기 하듯 매핑할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법을 설명하기 위한 흐름도, 도 2는 타겟 건물의 촬영 원본 이미지, 즉, 실사 이미지와 텍스처 이미지의 일 예를 보여주는 도면, 도 3은 S130단계에서 동일한 또는 유사한 모양으로 잘려 분류된 모양의 예를 보여주는 도면, 그리고, 도 4는 도 1의 S150단계를 구체화한 도면이다.

도 1에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법은, 건물 외곽 모델링 장치에 의해 수행될 수 있다. 건물 외곽 모델링 장치는 도 6에 도시된 건물 외곽 모델링 장치(600)일 수 있으며, 이는 도 6을 참조하여 후술한다.

도 1을 참조하면, 건물 외곽 모델링 장치는 타겟 건물에 대해 촬영된 실사 이미지들의 질감, 색체 등을 수정하고, 실사 이미지 중 실제 타겟 건물에 비해 왜곡된 부분을 보정한다(S110). 예를 들어, 실제로는 반 타원 형태의 베란다가 삼각형으로 표시된 경우, S110단계에서 베란다의 일부는 곡선 형태로 보정된다.

건물 외곽 모델링 장치는 실사 이미지로부터 텍스처 이미지를 추출한다(S120). S120단계에서, 텍스처 이미지는 이미지 수정 및 왜곡 보정된 이미지로서, 타겟 건물의 면 단위로 추출될 수 있으며, 정면, 후면, 측면, 상면 각각에 대해 추출될 수 있다.

도 2는 타겟 건물의 촬영 원본 이미지, 즉, 실사 이미지(210)와 텍스처 이미지(220, 230)의 일 예를 보여주는 도면이다.

도 2를 참조하면, 실사 이미지(210) 중 건물의 정면에 대한 텍스처 이미지(220)와 건물의 측면에 대한 텍스처 이미지(230)가 추출되어 있다. 실사 이미지(210)를 참조하면 타겟 건물의 측면의 경우, 각 층마다 마련된 기다란 창문들이 하나의 면을 이루고 있으므로, 건물 외곽 모델링 장치는 타겟 건물의 측면을 창문 별로 세분화하지 않고 하나의 텍스처 이미지(230)로 추출한다. 또한, 건물 외곽 모델링 장치는 타겟 건물의 정면을 상부의 창문과 하부의 창문으로 세분화하여 다수 개의 텍스처 이미지(220)로 추출할 수도 있다.

다시 도 1을 참조하면, 건물 외곽 모델링 장치는 S120단계에서 추출된 텍스처 이미지들 각각을 타겟 건물에서 실제로 부각되는 단일면의 모양(shape) 별로 잘라 편집할 수 있다(S130).

S130단계에서 편집되는 모양은 타겟 건물의 표면의 음각 및 양각에 따라 부각되어 단일 면적을 가지는 단일면의 형태를 의미한다. 따라서, 텍스처 이미지는 복수 개의 단일면들의 조합으로 이루어지며, 단일면의 형태, 즉, 모양은, 다각형, 원, 반원, 타원 등 다양할 수 있다. 이러한 단일면의 모양은 폴리곤들에 의해 구현되며, 폴리곤 수가 많을수록 실사와 유사하게 구현된다.

이러한 모양은 타겟 건물의 현장촬영에 의해 획득된 실사 이미지, 타겟 건물의 2D 도면 및 설계자가 실제 현장을 확인한 결과를 조합하여 판단된 후 분류된다.

또한, 건물 외곽 모델링 장치는 단일면의 형태의 유사도가 임계값보다 큰 모양들은 동일한 모양으로 분류할 수 있다. 즉, 건물 외곽 모델링 장치는 단일면들 간의 형태를 비교하여 유사도를 산출하고, 산출된 유사도가 사전에 설정된 임계값보다 큰 경우, 비교된 단일면들의 형태는 동일한 모양인 것으로 판단하고, 텍스처 이미지에서 해당하는 단일면(또는 해당하는 모양)을 잘라서 동일한 모양끼리 분류한다.

도 3은 S130단계에서 동일한 또는 유사한 모양으로 잘려 분류된 모양의 예를 보여주는 도면이다.

도 3을 참조하면,타겟 건물의 벽면 중 동일한 형태의 창문들은 동일한(또는 유사한) 모양으로, 동일한 형태의 벽면은 동일한(또는 유사한) 모양으로, 동일한 형태의 테라스는 동일한(또는 유사한) 모양으로 분류된 것을 알 수 있다.

건물 외곽 모델링 장치는 S130단계에서 모양 별로 편집된(즉, 모양 별로 잘려 분류된) 텍스처 이미지(이하, '부분 텍스처 이미지'라 함)를 저장한다(S140).

텍스처 이미지의 모양 별 분류가 완료되어 저장되면, 건물 외곽 모델링 장치는 타겟 건물에 대한 3D BIM 데이터의 표현정도에 따라 이미지 해상도 및 폴리곤 수를 차등 적용할 수 있다(S150). 즉, 건물 외곽 모델링 장치는 각 부분 텍스처 이미지의 해상도와 폴리곤 수를 3D BIM 데이터의 표현정도를 고려하여 조정한다. 3D BIM 데이터의 표현정도는 LOD(Level Of Detail)일 수 있다.

도 4는 도 1의 S150단계를 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 건물 외곽 모델링 장치는 설계자에 의해 타겟 건물에 대한 3D BIM 데이터의 표현정도를 입력받아 설정한다(S152).

그리고, 건물 외곽 모델링 장치는 S152단계에서 설정된 3D BIM 데이터의 표현정도에 따라 다르게 매핑저장된 이미지 해상도 및 폴리곤 수를 매핑 테이블로부터 확인한다(S154).

3D BIM 데이터의 표현정도에 따라 이미지 해상도 및 폴리곤 수를 다르게 매핑하는 이유는, 거리에 따라 타겟 건물을 어떻게 보일 것인가를 정한 기준을 제공하기 위함이다. 예를 들어, 타겟 건물의 창문이 실제로는 타원형이지만 먼 거리에서는 사각형으로 보이므로 폴리곤 수를 줄여 타원형이 아닌 사각형으로 구현되도록 할 수 있다.

즉, 타겟 건물을 바라본다고 가정할 때, 가까이에서 보는 경우 해상도와 폴리곤 수를 높여 효과적인 가시화를 제공하고, 멀리서 보는 경우 타겟 건물의 정확한 굴곡을 표현할 필요가 없으므로, 해상도와 폴리곤 수를 낮추는 데이터 경량화를 통해 데이터 처리 속도를 높일 수 있게 한다.

따라서, 건물 외곽 모델링 장치는 S154단계에서 확인된 이미지 해상도 및 폴리곤 수에 기초하여 부분 텍스처 이미지의 해상도 및 폴리곤 수를 조정할 수 있다(S156).

이로써, S152단계에서 설정된 3D BIM 데이터의 표현정도가 높을수록 이미지 해상도는 고해상도가 되고 폴리곤 수도 증가하므로, 보다 세밀하고 실사와 거의 동일한 3D 모델을 완성할 수 있게 된다. 또한, S152단계에서 설정된 3D BIM 데이터의 표현정도가 낮을수록 이미지 해상도는 저해상도가 되고 폴리곤 수도 감소한다.

다시 도 1을 참조하면, S150단계 이후, 건물 외곽 모델링 장치는 이미지 해상도와 폴리곤 수가 조정된 부분 텍스처 이미지들을 3D BIM 데이터의 외피 중 해당하는 위치에 매핑한 후 보정한다(S160).

예를 들어, S160단계에서, 건물 외곽 모델링 장치는 각 부분 텍스처 이미지의 좌표와 3D BIM 데이터의 좌표를 비교하여 해당하는 단일면의 위치에 부분 텍스처 이미지를 매핑하거나, 설계자가 수동으로 직접 해당하는 위치에 매핑시킬 수 있다. 즉, 3D BIM 데이터를 모델링한 화면 중 동일한 좌표에 해당하는 단일면에 부분 텍스처 이미지가 매핑된다.

또는, 건물 외곽 모델링 장치는 3D BIM 데이터에 2D로 추출된 부분 텍스처 이미지를 3D MAX의 unwrap 기능을 사용하여 매핑할 수 있다. 이 때, 주면 사물에 의한 타겟 건물의 왜곡 현상은 주변 사진을 통해 수작업으로 편집될 수 있다.

그리고, 건물 외곽 모델링 장치는 타겟 건물의 높이, 형태 등이 정확하게 매핑되었는지, 정확도를 검수하고, 이미지 해상도 및 폴리곤 수의 적정수를 검토하여 3D BIM 데이터에 매핑된 부분 텍스처 이미지의 보정 작업을 진행한 후, 최종 파일을 BIM/GIS(Geographic Information System) 플랫폼에서 사용가능한 형태로 변환하여 저장할 수 있다.

S160단계 이후, 건물 외곽 모델링 장치는 3D BIM 데이터에 매핑된 부분 텍스처 이미지를 보정할 수 있다.

도 5는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법은 타겟 건물의 3D BIM 데이터로부터 형상 정보를 추출하여 모델링하고(S510), 추출된 부분 텍스처 이미지를 3D BIM 데이터의 외피에 매핑시킨다(S520). S520단계에서 모양 별로 분류된 부분 텍스처 이미지를 조각으로 이어붙이듯이 해당 위치의 3D BIM 데이터에 매핑시킴으로써 3D 모델링이 완성된다(S530). S530에서 완성된 3D 모델은 설계자가 지정한 거리에 따라 해상도와 폴리곤 수가 바뀌므로 데이터 처리 속도를 조절하는 것이 가능하다. 특히, 설계자가 원거리를 설정하는 경우, S530단계에서보여지는 3D 모델은 개략적으로 표시될 것이며, 근 거리를 설정하는 경우 S530단계에서보여지는 3D 모델은 보다 디테일한 질감, 색, 모양으로 표시될 것이다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 장치(600)를 설명하기 위한 블록도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 장치(600)는 입력부(610), BIM 데이터 저장부(620), 매핑 테이블 저장부(630), 실사 이미지 보정부(640), 텍스처 이미지 추출부(650), 모양 분류부(660), 텍스처 이미지 저장부(670), 이미지 처리부(680), 외피 매핑부(690) 및 매핑 이미지 보정부(695)를 포함한다.

건물 외곽 모델링 장치(600)는 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법을 위한 장치일 수 있으므로, 건물 외곽 모델링 장치(600)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

입력부(610)는 3D BIM 데이터와 텍스처 이미지를 매핑시켜 3D 모델을 만들기 위한 설계자로부터 다양한 명령을 입력받는다. 예를 들어, 입력부(610)는 3D BIM 데이터의 표현정도를 입력받을 수 있다. 이하에서는 3D BIM 데이터의 표현정도로서 LOD를 예로 들어 설명한다.

BIM 데이터 저장부(620)에는 LOD가 지정되지 않은 타겟 건물의 3D BIM 데이터가 저장된다. 따라서, BIM 데이터 저장부(620)에는 데이터가 축소되지 않은 원본이 저장될 수 있다.

매핑 테이블 저장부(630)에는 3D BIM 데이터의 LOD에 따라 다르게 매핑된 이미지 해상도 및 폴리곤 수가 매핑 테이블 형태로 저장된다. LOD가 높을수록 높은 이미지 해상도와 많은 폴리곤 수가 매핑저장되며, LOD가 낮을수록 낮은 이미지 해상도와 적은 폴리곤 수가 매핑저장된다.

실사 이미지 보정부(640)는 타겟 건물의 외곽을 촬영하여 획득한 2D 실사 이미지들의 질감, 색체 등을 수정하고, 실사 이미지 중 실제 타겟 건물에 비해 왜곡된 부분을 보정한다.

텍스처 이미지 추출부(650)는 보정된 타겟 건물의 실사 이미지로부터 텍스처 이미지를 추출한다.

모양 분류부(660)는 추출된 텍스처 이미지를 타겟 건물에서 실제로 부각되는 면의 모양(shape) 별로 잘라 분류할 수 있다. 모양 분류부(660)는, 타겟 건물의 현장촬영에 의해 획득된 실사 이미지, 상기 타겟 건물의 2D 도면 및 실제 현장확인결과를 조합하여 모양을 판단한 후 분류할 수 있다.

텍스처 이미지 저장부(670)는 모양 별로 잘려져 분류된 텍스처 이미지(이하, '부분 텍스처 이미지'라 함)를 저장한다.

이미지 처리부(680)는 타겟 건물에 대한 3D BIM 데이터의 LOD에 따라 이미지 해상도 및 폴리곤 수를 차등 적용한다.

자세히 설명하면, 이미지 처리부(680)는 3D BIM 데이터의 LOD가 설정되면, 설정된 LOD에 매핑된 이미지 해상도 및 폴리곤 수를 매핑 테이블 저장부(630)로부터 확인하고, 확인된 이미지 해상도 및 폴리곤 수에 기초하여 부분 텍스처 이미지의 해상도 및 폴리곤 수를 조정한다.

외피 매핑부(690)는 모양 별로 분류된 부분 텍스처 이미지를 타겟 건물에 대한 3D BIM 데이터의 외피 중 해당하는 단일면에 매핑한다. 외피 매핑부(690)는 이미지 해상도 및 폴리곤 수가 차등 적용된 부분 텍스처 이미지를 3D BIM 데이터의 외피에 매핑하여 3D 모델을 완성할 수 있다.

매핑 이미지 보정부(695)는 3D BIM 데이터에 매핑된 부분 텍스처 이미지를 보정한다. 예를 들어, 매핑 이미지 보정부(695)는 타겟 건물의 높이와 동일하게 3D 모델이 만들어졌는지, 형태는 동일한지 등을 살펴보고 동일하지 않은 부분은 설계자의 명령에 따라 보정한다.

이로써, 상술한 본 발명의 실시 예에 의하면, 3D BIM 데이터의 LOD가 높을수록 이미지 해상도는 고해상도가 되고 폴리곤 수도 증가하므로, 보다 세밀하고 실사와 거의 동일한 3D 모델을 완성할 수 있게 된다. 이는, LOD가 높을수록 현재 설계자가 근처에서 타겟 건물을 응시하는 것과 동일한 상태를 의미하므로, 건물 외곽 모델링 장치는 부분 텍스처 이미지를 BIM 데이터에 매핑하여 모델링하는데 있어서, 타겟 건물의 굴곡을 보다 정확히 표현할 필요가 있기 때문이다.

또한, 설정된 3D BIM 데이터의 LOD가 낮을수록 이미지 해상도는 저해상도가 되고 폴리곤 수도 감소하므로, 보다 적은 양의 데이터 및 빠른 속도로 3D 모델링을 수행할 수 있다. 이는, 3D BIM 데이터의 LOD가 낮을수록 현재 설계자가 먼 거리에서 타겟 건물을 응시하는 것과 동일한 상태를 의미하므로, 타겟 건물의 굴곡을 정확히 표현할 필요가 없기 때문이다. 이로써, 건물 외곽 모델링 장치는 부분 텍스처 이미지를 BIM 데이터에 매핑하여 모델링하는데 사용되는 데이터를 경량화하고, 데이터 처리 속도를 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 텍스처 이미지를 단일면의 형태, 즉, 모양대로 잘라서 편집/분류한 후, 3D BIM 데이터 중 해당하는 위치에 매핑시킴으로써, 보다 정밀하고 세밀한 3D 모델링 서비스를 제공하는 것이 가능하다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법은 이를 구현하기 위한 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현됨으로써, 컴퓨터를 통해 판독될 수 있는 기록매체에 포함되어 제공될 수도 있음은 통상의 기술자가 쉽게 이해할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 장치의 외곽 텍스처 시각화 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 형태로 구현되어, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있으며, 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에는 하드 디스크와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리, USB 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.

따라서, 본 발명은 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법을 구현하기 위하여 상기 건물 외곽 모델링 장치를 제어하는 컴퓨터 상에서 수행되는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램을 함께 제공한다.

600: 건물 외곽 모델링 장치 610: 입력부
620: BIM 데이터 저장부 630: 매핑 테이블 저장부
640: 실사 이미지 보정부 650: 텍스처 이미지 추출부
660: 모양 분류부 670: 텍스처 이미지 저장부
680: 이미지 처리부 690: 외피 매핑부
695: 매핑 이미지 보정부

Claims (11)

1. (A) 타겟 건물을 촬영한 2D 실사 이미지들의 질감 및 색채를 수정하고, 상기 질감 및 색채가 수정된 2D 실사 이미지들 중 상기 타겟 건물의 실사에 비해 왜곡된 부분을 보정하는 단계;
   (B) 상기 보정된 실사 이미지들로부터 텍스처 이미지들을 추출하되, 상기 타겟 건물의 면 단위로 텍스처 이미지를 추출하는 단계;
   (C) 상기 추출된 텍스처 이미지들 각각을 상기 타겟 건물에서 실제로 부각되는 단일면의 모양(shape) 별로 잘라 분류하는 단계;
   (D) 상기 모양 별로 분류된 텍스처 이미지(이하, '부분 텍스처 이미지'라 함)들을 저장하는 단계;
   (E) 상기 타겟 건물에 대한 3D BIM 데이터의 LOD(Level Of Detail)를 입력받아 설정하는 단계;
   (F) 상기 설정된 3D BIM 데이터의 LOD에 매핑된 해상도 및 폴리곤 수를 매핑테이블에서 확인하는 단계;
   (G) 상기 확인된 3D BIM 데이터의 LOD에 매핑된 해상도 및 폴리곤 수에 기초하여 상기 부분 텍스처 이미지들의 해상도 및 폴리곤 수를 조정하는 단계; 및
   (H) 상기 해상도와 폴리곤 수가 조정된 부분 텍스처 이미지들의 좌표와 상기 3D BIM 데이터를 모델링한 외피의 좌표를 비교하여 상기 3D BIM 데이터의 외피 중 동일한 좌표에 해당하는 단일면에 상기 조정된 부분 텍스처 이미지들을 매핑한 후 보정하는 단계;를 포함하며,
   상기 (B) 단계에서, 상기 텍스처 이미지가 추출되는 면 단위는 상기 타겟 건물의 정면, 후면, 측면 및 상면을 포함하며,
   상기 (C) 단계에서, 상기 단일면의 모양은 상기 타겟 건물의 표면의 음각 및 양각에 따라 부각되어 단일 면적을 가지는 단일면의 형태로서, 다각형, 원, 반원 및 타원 형태를 포함하며,
   상기 (F) 단계에서, 상기 매핑테이블에는 상기 3D BIM 데이터의 LOD 별로 해상도와 폴리곤 수가 다르게 매핑되어 있으며,
   상기 LOD에 따라 해상도와 폴리곤 수가 조정된 부분 텍스처 이미지들을 통해 상기 타겟 건물의 외부 정보를 제공하고, 상기 3D BIM 데이터를 통해 상기 타겟 건물의 내부 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 (C)단계에서,
   상기 모양은 상기 타겟 건물의 현장촬영에 의해 획득된 실사 이미지, 상기 타겟 건물의 2D 도면 및 실제 현장확인결과를 조합하여 판단된 후 분류되는 것을 특징으로 하는 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 (C) 단계는, 상기 단일면의 형태의 유사도가 사전에 설정된 임계값보다 큰 모양들은 동일한 모양으로 분류하는 것을 특징으로 하는 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 방법.
6. 삭제
7. 타겟 건물을 촬영한 2D 실사 이미지들의 질감 및 색채를 수정하고, 상기 질감 및 색채가 수정된 2D 실사 이미지들 중 상기 타겟 건물의 실사에 비해 왜곡된 부분을 보정하는 실사 이미지 보정부(640);
   상기 보정된 실사 이미지들로부터 텍스처 이미지들을 추출하되, 상기 타겟 건물의 면 단위로 텍스처 이미지를 추출하는 텍스처 이미지 추출부(650);
   상기 추출된 텍스처 이미지들 각각을 상기 타겟 건물에서 실제로 부각되는 단일면의 모양(shape) 별로 잘라 분류하는 모양 분류부(660);
   상기 모양 별로 분류된 텍스처 이미지(이하, '부분 텍스처 이미지'라 함)들을 저장하는 텍스처 이미지 저장부(670);
   상기 타겟 건물에 대한 3D BIM 데이터의 LOD(Level Of Detail)를 입력받는 입력부(610);
   상기 설정된 3D BIM 데이터의 LOD에 매핑된 해상도 및 폴리곤 수를 매핑테이블에서 확인하고, 상기 확인된 3D BIM 데이터의 LOD에 매핑된 해상도 및 폴리곤 수에 기초하여 상기 부분 텍스처 이미지들의 해상도 및 폴리곤 수를 조정하는 이미지 처리부(680);
   상기 해상도와 폴리곤 수가 조정된 부분 텍스처 이미지들의 좌표와 상기 3D BIM 데이터를 모델링한 외피 좌표를 비교하여 상기 3D BIM 데이터의 외피 중 동일한 좌표에 해당하는 단일면에 상기 조정된 부분 텍스처 이미지들을 매핑하는 외피 매핑부(690); 및
   상기 3D BIM 데이터의 외피에 매핑된 부분 텍스처 이미지를 보정하는 매핑 이미지 보정부(695);를 포함하며,
   상기 텍스처 이미지 추출부(650)에서 추출되는 면 단위는 상기 타겟 건물의 정면, 후면, 측면 및 상면을 포함하며,
   상기 모양 분류부(660)에서 분류되는 상기 단일면의 모양은 상기 타겟 건물의 표면의 음각 및 양각에 따라 부각되어 단일 면적을 가지는 단일면의 형태로서, 다각형, 원, 반원 및 타원 형태를 포함하며,
   상기 매핑테이블에는 상기 3D BIM 데이터의 LOD 별로 해상도와 폴리곤 수가 다르게 매핑되어 있으며,
   상기 LOD에 따라 해상도와 폴리곤 수가 조정된 부분 텍스처 이미지들을 통해 상기 타겟 건물의 외부 정보가 제공되고, 상기 3D BIM 데이터를 통해 상기 타겟 건물의 내부 정보가 제공되는 것을 특징으로 하는 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제7항에 있어서,
    상기 모양 분류부(660)는,
    상기 타겟 건물의 현장촬영에 의해 획득된 실사 이미지, 상기 타겟 건물의 2D 도면 및 실제 현장확인결과를 조합하여 상기 모양을 판단한 후 분류하는 것을 특징으로 하는 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 모양 분류부(660)는, 상기 단일면의 형태의 유사도가 사전에 설정된 임계값보다 큰 모양들은 동일한 모양으로 분류하는 것을 특징으로 하는 데이터 경량화를 고려한 건물 외곽 모델링 장치.

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