KR101756209B1 - 객체 디자인용 사용자 인터페이스들과 관련된 개선방안 - Google Patents

객체 디자인용 사용자 인터페이스들과 관련된 개선방안 Download PDF

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Abstract

제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법이 개시된다. 상기 방법은 제1 사용자 단말에서, 디자인 표현의 상이한 면들과 관련하여 디자인 객체 변수 셋을 지정하는 단계; 제1 사용자 단말에서, 셋의 지정 객체 변수들 각각에 대한 제1 사용자 지정 값 범위를 포함하는, 디자인 객체 변수 셋에 대한 제한조건을 특정하는 단계; 제2 사용자 단말에서, 통신망을 통해 디자인 객체 변수 셋, 셋의 제한조건 및 디자인 표현을 수신하는 단계; 제2 사용자 단말에서, 제1 사용자에 의해 정해진 제한 값 범위 내의 지정 객체 값들 중 적어도 하나의 개별 값을 선택할 수 있도록 하는 것을 포함하여, 디자인 객체 표현의 조작권한을 부여하는 단계; 및 제2 사용자 선택에 의해 지정되는 대로, 제2 사용자 단말 상에 디자인 객체 표현의 그래픽 표현을 나타내는 단계를 포함한다.

Description

객체 디자인용 사용자 인터페이스들과 관련된 개선방안{IMPROVEMENTS RELATING TO USER INTERFACES FOR DESIGNING OBJECTS}
본 발명은 객체 지정을 위한 사용자 인터페이스들과 관련된 개선방안들에 관한 것이며, 특히, 산업적으로 제조되는 객체들의 공동 디자인을 위한 개선된 프로세스에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 산업적 디자인들을 변경하는 것과, 디자인된 항목의 기능을 보호하기 위하여 이러한 변경을 제어하는 것을 목적으로 하는 이미지 조작의 향상된 새로운 방법들에 관한 것이다.
현재 캐드(Computer-Aided Design, CAD) 소프트웨어는 2차원(2D) 벡터-기반 작성(drafting) 시스템으로부터 3차원(3D) 솔리드 및 표면 모델링 시스템들까지의 범위를 패키지로 묶는다. 종래의 3D CAD 패키지(AutoCAD 및 QCAD 등)는 제조업의 산업적 객체들을 디자인하는데 유용하다. 통상적으로, 이러한 패키지들에 익숙한 디자이너는 대량 생산을 위한 특정 산업 객체를 디자인하기 위하여 이들을 사용한다. 디자인 프로세스 동안 수정이 있을 수 있고, 이들은 CAD 패키지 내에서 종종 3차원 와이어 프레임(wireframe)으로서 시각화된다.
이러한 패키지들이 디자이너들 개개인에 의해 자체적으로 사용되거나, 또는 협업(collaboration)이 발생하는 경우라면, 이것은 쉬운 수준에 있으며,, 예컨대, 두 디자이너들은 기하구조(geometry) 모델의 수정 및 개선을 위하여 동일한 액세스권한을 가진다. 이에 따라, 한 디자이너가 다른 디자이너에 비해 보다 큰 제어 등급을 가질 능력이 없다. 또한 이에 대하여, 디자인 상황에서의 항목 수정을 표현하기 위하여, 두 디자이너들은 종래의 CAD 패키지들을 사용할 수 있는 정도의 비슷한 능력을 가질 것이 요구된다. 이는 필수적인 CAD 패키지 지식이 없는 수없이 많은 디자이너들을 배제시킬 수 있는, CAD 패키지의 작업 지식을 요구한다.
각 3D CAD 객체 표현은 일반적으로, 3D 다각형 메시(polygon mesh)로 지칭되는 다각형들을 생성하는 수많은 상호 연결된 꼭지점들을 포함한다. 이러한 꼭지점들 각각은 객체 디자인에서의 변화들을 일으키기 위하여 조작되어야 한다. 꼭지점들은 객체 표면의 형상 및 근원과 객체 표면 내의 특징들을 정의한다. 해당 객체의 모든 꼭지점들에 임의의 변형이 적용되므로, 이러한 표현들을 조작하기 위하여 요구되는 계산 능력이 매우 중요하다. 이러한 거대-능력 요구의 결과, 이미지 랜더링(rendering)에 엄청난 시간이 걸리게 되거나, 또는 보다 빠른 이미지 랜더링에 요구되는 컴퓨팅 하드웨어로 인해 비용이 엄청나게 증가하게 된다.
본 발명은 산업적 디자인 표현(representation)을 생성 및 조작하는 종래의 알려진 방법들과 관련하여, 적어도 전술한 몇 가지 한계들을 극복하기 위하여 필요하다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 산업적 디자인을 표현하는 디자이너가, 추가적인 공동 디자이너(co-designer)가 디자인을 완전히 자유롭게 바꾸는 것을 제한하는, 제한조건(constraints)을 해당 디자인에 적용할 수 있도록 하기 위한 방법 및 시스템이 제공된다. 즉, 본 발명은 둘 이상의 사람들이 객체의 디자인 표현을 수정하는 방법을 포함하며, 여기서, 한 사람이 다른 사람에 비해 더 많은 제어권한을 가진다. 이렇게 하여, 소위 전문적인 ＇원 디자이너(original designers)＇ 및 비전문적인 ＇공동 디자이너(co-designers)＇의, 두 가지 타입 사용자들이 존재할 수 있다. 원 디자이너는 또한, 원시(original) 모델의 창작자이며, ＇공동 디자이너＇가 디자인할 수 있는 한계들을 설정할 수 있다. 이에 따라, 공동 디자이너가 조작할 수 있도록, 디자인의 일부가 원 디자이너에 의해 ＇개방(opened up)＇될 수 있다. 디자인의 ＇개방되지 않은(unopened)＇ 다른 부분은 ＇잠금(locked)＇되어 공동 디자이너에 의해 변화될 수 없다. 공동 디자이너는, 원 디자이너에 의해 설정된 한계 내에서 ＇개방(open)＇으로 지정된, 원시 디자인의 일부를 자유롭게 조작 및/또는 수정한다.
특히, 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법이 제공되며, 상기 방법은, 제1 사용자 단말에서, 디자인 표현의 상이한 면들에 관하여 디자인 객체 변수 셋을 지정하는 단계; 상기 제1 사용자 단말에서, 상기 셋의 지정 객체 변수들 각각에 대한 제1 사용자 지정 값들의 범위를 포함하여, 상기 디자인 객체 변수 셋에 대한 제한조건을 특정하는 단계; 제2 사용자 단말에서, 통신망을 통해 상기 디자인 객체 변수 셋, 상기 셋에 대한 제한조건 및 상기 디자인 표현을 수신하는 단계; 상기 제2 사용자 단말에서, 제1 사용자에 의해 특정된 제한 값 범위에 속하는 지정 객체 값들 중 적어도 하나의 개별 값을 선택할 수 있도록 하는 것을 포함하여, 상기 디자인 객체 표현을 조작할 수 있도록 하는 단계; 및 제2 사용자 선택에 의해 특정되는 대로, 상기 제2 사용자 단말 상에 상기 디자인 객체 표현의 그래픽 표현을 구현하는 단계를 포함한다.
상기 방법의 장점들은 전술한 바 있다.
나아가, 상기 방법은, 상기 디자인 표현의 복수의 포인트들을 선택하고, 선택된 포인트들을 상기 디자인 표현의 기능 영역으로서 그룹화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 그룹화는 다각형 메시(polygonal mesh) 표현의 선택된 꼭지점들을 태깅(tagging)하는 프로세스에 의해 실행된다. 이러한 그룹화는, 상기 디자인의 상이한 영역들이 특정될 수 있고, 조작을 위한 변수 셋이 이 그룹에 대하여 특정될 수 있으므로, 매우 유리하다. 이러한 접근을 취하면, 전체를 디자인하는 경우와 비교하여 처리되어야 하는 데이터 포인트 숫자가 줄어들게 되므로, 계산 비용이 상당히 절감된다.
상기 선택 및 그룹화 단계는, 상기 디자인 객체 표현의 비인접 포인트 셋을 상기 기능 영역으로 선택 및 그룹화하는 것을 포함할 수 있다. 이는 공통의 제한조건 셋을 가지고 공간적으로 떨어져 있는 디자인 포인트들을 제어할 수 있는 장점을 가진다. 혹은, 상기 선택 및 그룹화 단계는, 상기 디자인 객체 표현의 인접 포인트 셋을 상기 기능 영역으로 선택 및 그룹화하는 단계를 포함한다.
상기 선택 및 그룹화 단계는 상기 디자인 표현의 복수의 기능 영역들을 생성하기 위하여 반복될 수 있고, 상기 방법은 제2 사용자에 의해 상기 디자인의 일부가 임의로 조작되는 것을 막기 위하여 상기 기능 영역들 중 하나를 잠그는 단계를 더 포함할 수 있다. 디자인의 일부 영역을 정의하고 잠그는 이러한 능력은 제1 사용자가 제2 공동 디자이너에 의해 허용될 조작항목 이상의 높은 제어 등급을 가질 수 있도록 한다.
상기 방법은, 상기 선택된 기능 영역에, 상기 선택된 기능 영역에 대한 임의의 제2 사용자 조작의 영향을 상기 디자인 표현의 다른 영역들에 단계적으로 반영하는(graduating), 감소 가중치 기능(fall-off weighting function)을 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 감소 가중치 기능은, 구조상 고정되어 있는 영역들과 제2 사용자가 상당히 변화시킬 수 있는 다른 영역들 사이의 부드러운 천이가 가능하도록 하는 역할을 한다.
상기 방법은, 상기 디자인 표현에, 상기 디자인 표현의 질감을 살린 스킨 효과를 만들기 위하여, 다른 기하구조를 불러들여 그룹 내의 각 꼭지점에 태깅할 수 있도록 하는, 동적 스킨 기능(dynamic skin function)을 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 디자인 표현에, 소정의 기하구조가 상기 디자인 표현의 선택된 포인트에 첨부될 수 있도록 하는, 조립 기능(assembly function)을 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 디자인 표현에, 사용자 정의 제한조건이 상기 디자인 표현의 특정 영역에 적용될 수 있도록 하는, 그룹 폴리 기능(group poly function)을 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제한조건 특정 단계는, 상기 제2 사용자 단말에서의 조작권한 부여 단계에 의한 임의의 변화를 막기 위하여, 제1 사용자 단말에서, 상기 디자인 객체 변수 셋의 적어도 하나의 변수를 잠그는 것을 포함할 수 있다.
상기 디자인 객체 표현은 다각형 메시(polygon mesh)로 표현되는, 객체의 3차원 모델일 수 있고, 상기 방법은 상기 제1 사용자 단말에서 상기 객체의 디자인 표현을 가져오는 단계를 더 포함할 수 있으며; 여기서, 상기 지정 단계는 상기 다각형 메시 내에 포함된 하나 이상의 다각형 꼭지점들을 선택함으로써 상기 디자인 객체 변수 셋을 지정하는 것을 포함할 수 있고; 상기 특정 단계는 상기 하나 이상의 선택된 다각형 꼭지점들 각각에 대한 좌표 값 범위를 특정하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제한조건 특정 및 상기 디자인 객체 변수 지정 단계의 결과들을 제한조건 파일로 컴파일하여 상기 제2 사용자 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제2 사용자 단말에서의 상기 조작권한 부여 단계의 결과를 최종 디자인 파일로 컴파일하여 중앙의 데이터 저장 장비로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 나아가, 상기 방법은, 상기 최종 디자인 파일을 상기 중앙 위치에서 수신하여 중앙 데이터 저장소에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 최종 디자인 파일을, 상기 최종 디자인 파일에 따라 3차원 객체를 제조하기 위해 마련되는, 3차원 프린터로 보내는 단계를 더 포함할 수 있다. 이렇게 하여, 제2 사용자용으로 개인화된 디자인이 빠르고 저렴하게 제품으로 제조될 수 있다.
상기 방법은, 상기 제1 사용자 단말 상에서 상기 디자인 객체 표현의 그래픽 표현을 그래픽 사용자 인터페이스로 표시하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 여기서, 상기 그래픽 사용자 인터페이스는 상기 제한조건 특정 및 디자인 객체 변수 지정 단계를 실행하기 위한 도구들을 제공한다. 이렇게 하여, 제1 사용자는 제한조건을 유리하게 조작하여, 실제의 특정 값들에 반영하기 전에 디자인 상에서 그 영향을 볼 수 있다.
상기 구현 단계는, 상기 디자인 객체 표현의 그래픽 표현을 구현하기 위하여, 상기 제2 사용자 단말 상의 그래픽 사용자 인터페이스를 이용하는 것을 포함할 수 있고, 상기 방법은 상기 그래픽 사용자 인터페이스에서 상기 조작권한 부여 단계를 실행하기 위한 도구들을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 그래픽 사용자 인터페이스의 도구들은 슬라이더 아이콘 셋을 포함할 수 있으며, 여기서, 각 슬라이더는 하나의 디자인 객체 변수와 관련되고, 상기 슬라이더의 이동 가능 량은 상기 연관된 디자인 객체 변수의 가변 가능 범위를 표현한다.
각 슬라이더 아이콘은 상기 연관된 디자인 객체 변수의 가변 범위를 제한하기 위하여, 제1 사용자에 의해 조절 가능한 가변 한계를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법은 상기 슬라이더 아이콘들 중 적어도 하나에 대하여, 제1 사용자를 위하여 상기 디자인 객체 변수의 값을 특정 량으로 잠그는 방법을 제공하는, 로컬 체크 박스를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 디자인을 위하여, 제1 사용자가 상기 디자인의 적어도 일면에 표면 배향(surface orientation)과 같은 글로벌 기능을 적용하기 위한 방법을 제공하는, 글로벌 체크 박스를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 물리 모듈을 이용해 상기 디자인의 기능성을 유지하기 위하여 요구되는 디자인 변수 수정 제한조건들의 글로벌 셋을 자동 결정하는 단계, 및 상기 디자인이 요구된 기능을 수행할 수 없도록 수정되는 것을 막기 위하여, 이러한 글로벌 수정 제한조건들을 디자인 객체 변수 셋에 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 디자인 변수 수정 제한조건들의 글로벌 셋을 결정하는 단계는, 특정 기하구조를 가지고 객체의 행동을 시뮬레이트하고, 상기 특정 기하구조가 환경 내에서 안정할 것인지 여부를 결정할 수 있는, 물리적 엔진을 이용하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 디자인을 위한 객체의 자동화된 기계적 생성을 방해할 수 있는 임의의 논리적 모순을 결정하기 위하여, 제1 사용자 결정에 따라 주어진 디자인 표현에 대한, 디자인 객체 변수 셋과 상기 셋에 대한 제한조건을 분석하거나, 제2 사용자 특정에 따라 주어진 디자인 표현의 지정 객체 변수들의 개별 선택 값들을 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 협업으로 생성하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은, 디자인 표현의 상이한 면들과 관련된 디자인 객체 변수 셋의 결정을 가능하게 하기 위하여, 제1 사용자 단말에서 제공되는, 지정 모듈; 제1 사용자가, 상기 셋의 지정 객체 변수들 각각에 대한 제1 사용자 지정 값 범위를 포함하는, 디자인 객체 변수 셋에 대한 제한조건을 특정할 수 있도록 하기 위하여, 상기 제1 사용자 단말에서 제공되는 특정 모듈; 통신망을 통해 상기 디자인 객체 변수 셋, 상기 셋에 대한 제한조건 및 상기 디자인 표현을 수신하기 위하여 마련되어 있는, 제2 사용자 단말에서 제공되는 수신기; 제1 사용자에 의해 특정된 제한 값 범위 내에서 상기 지정 객체 변수들 중 적어도 하나의 개별 값을 선택할 수 있도록 함으로써, 상기 디자인 객체 표현의 조작을 가능하도록 하기 위하여 마련되어 있는, 상기 제2 사용자 모듈에서 제공되는 조작 모듈; 및 제2 사용자 선택에 의해 특정되는 대로, 상기 디자인 객체 표현의 그래픽 표현을 구현하기 위하여 마련되어 있는, 상기 제2 사용자 단말에서 제공되는 그래픽 사용자 인터페이스를 포함한다.
상기 시스템은, 상기 제1 및 제2 사용자 단말들과 통신하는 중앙 서버를 더 포함할 수 있으며, 여기서, 상기 제1 단말은 상기 중앙 서버로부터 상기 지정 및 특정 모듈을 다운로드하기 위하여 마련되고, 상기 제2 단말은 확정되는 제2 사용자 디자인에 따라 상기 지정 객체 변수들 중 적어도 하나의 개별 값의 선택을 상기 중앙 서버에 업로드하기 위하여 마련된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 두 상이한 사용자들이 협업하여 하나의 디자인 객체 표현을 조작할 수 있도록 하는 협업 디자인 시스템이 제공되며, 상기 시스템은, 제1 사용자 작동용으로 마련된 제1 사용자 단말; 제2 사용자 작동용으로 마련된 제2 사용자 단말; 및 제1 및 제2 사용자 단말들 사이에서 디자인 객체 데이터를 전송할 수 있도록 하기 위하여 마련된 통신망을 포함하되; 여기서, 상기 제1 사용자 단말은 제1 사용자가 상기 디자인 객체 표현과 관련하여 디자인 객체 변수 셋을 지정하고, 상기 셋의 지정 객체 변수들 각각에 대한 제1 사용자 지정 값 범위를 특정할 수 있도록 하기 위하여 마련되며; 그리고 상기 제2 사용자 단말은 제1 사용자 지정 디자인 객체 변수 셋을 상기 통신망을 통해 수신할 수 있도록 하기 위하여 마련되고, 나아가 상기 제2 사용자 단말은 제1 사용자에 의해 특정된 지정 값 범위 내에서 상기 지정 객체 변수들 중의 적어도 하나의 개별 값을 선택함으로써, 제2 사용자가 상기 디자인 객체 표현을 조작할 수 있도록 하기 위하여 마련된다.
상기 디자인 객체 표현은, 다각형 메시로 표현되는, 객체의 3차원 모델일 수 있고, 상기 제1 사용자 단말은 다각형 메시 내에 포함된 하나 이상의 다각형 꼭지점들을 선택함으로써 디자인 객체 변수 셋을 지정하고; 하나 이상의 선택된 다각형 꼭지점들 각각에 대한 좌표 값들의 범위를 특정함으로써 제1 사용자 지정 값들의 범위를 특정하기 위하여 마련될 수 있다.
상기 시스템은, 제2 디자인 객체 표현을 생성하기 위하여, 적어도 하나의 지정 객체 변수의 제2 사용자 선택 값을 상기 디자인 객체 표현과 조합하기 위하여 마련된 조합 수단을 더 포함할 수 있으며; 여기서, 상기 제2 디자인 객체 표현은 제2 사용자가 선택한 객체 변수 값들을 포함하는 디자인 객체의 3차원 다각형 메시를 표현한다.
상기 시스템은, 3차원 프린터를 더 포함할 수 있으며, 여기서, 상기 시스템은, 상기 제2 디자인 객체 표현을, 제2 디자인 객체 표현에 따라 3차원 객체를 제조하기 위하여 마련된, 상기 3차원 프린터에 전달하기 위하여 마련된다. 이러한 측면에서, 상기 시스템은 제2 사용자가 조작한 디자인 객체 표현을 상기 3차원 프린터에 의해 실행 가능한 명령어 셋으로 변환하기 위한, 변환 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 시스템은, 통신망을 통해 제1 및 제2 사용자 단말 양측과 통신하기 위하여 마련된, 제1 및 제2 사용자 단말 양측의 원격에 위치한 공유 데이터 저장소를 더 포함할 수 있으며; 여기서, 상기 제2 사용자 단말은 상기 디자인 객체 표현, 상기 디자인 객체 변수 셋, 및 상기 지정 값들의 특정된 범위에 액세스하기 위하여 마련되며, 이들은 통신망을 통해 상기 공유 데이터 저장소에 저장된다.
상기 공유 데이터 저장소는, 상기 제2 사용자 단말로부터 적어도 하나의 지정 객체 값의 제2 사용자 선택 값을 수신하여 이를 상기 공유 데이터 저장소에 저장하기 위하여 마련될 수 있다.
상기 시스템은, 상기 수신된 지정 객체 변수 값과 상기 저장된 객체 디자인 표현을 기초로 상기 제2 사용자 디자인 객체 값을 생성하기 위한 생성 수단을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 시스템은, 상기 제2 사용자 디자인 객체 표현을 3차원 프린터를 위한 실행 가능한 인쇄 명령어들로 변환하기 위한, 변환 수단을 더 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 3차원 프린터는, 레이저 신터링 프로세스(laser sintering process)에 따라서 상기 객체를 제조하도록 마련된다.
상기 디자인 객체는, CAD(computer-aided design) 수단의 일부를 이용해 상기 제1 사용자 단말로 생성되는 CAD일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 협업 디자인 시스템의 두 상이한 사용자들이 디자인 객체 표현을 협업하여 조작할 수 있도록 하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, 제1 사용자 단말에서 상기 디자인 객체 표현과 관련된 디자인 객체 변수 셋을 지정하는 단계; 상기 제1 사용자 단말에서 상기 셋의 지정 객체 변수들 각각에 대하여 제1 사용자 지정 값 범위를 특정하는 단계; 제2 사용자 단말에서, 통신망을 통해 디자인 객체 변수들의 제1 사용자 지정 셋과 상기 디자인 객체 표현을 수신하는 단계; 제1 사용자에 의해 특정된 지정 값 범위 내에서 상기 지정 객체 변수들 중 적어도 하나의 개별 값을 선택하는 단계를 포함하는, 상기 제2 사용자 단말에서 상기 디자인 객체 표현을 조작하는 단계; 및 제2 사용자에 의해 특정되는 대로, 상기 디자인 객체 표현의 그래픽 표현을 상기 제2 사용자 단말 상에 구현하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 객체 디자인 표현을 수정하는데 사용하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스가 제공되며, 상기 그래픽 사용자 인터페이스는 상기 객체 디자인 표현을 보기 위한 보기(viewing) 윈도우, 사용자가 상기 디자인 표현과 연관된 복수의 상이한 변수들을 가변할 수 있도록 하기 위한 제어 패널을 포함하며, 여기서, 각 상이한 변수는 관련된 사용자 동작 그래픽 장치를 가지며, 각 상이한 변수의 조작은, 상기 디자인 표현상에 상기 디자인 변수 값이 변화하는데 따른 영향을 보여주는 상기 표시된 디자인 표현이 변할 수 있게 한다.
바람직하게는, 상기 그래픽 장치들 각각은 상기 디자인 변수의 가변 범위를 설정하기 위하여, 사용자가 조절 가능한 특징들을 가진다. 상기 사용자 그래픽 인터페이스는, 사용자가 상기 선택된 디자인 변수의 값을 잠글 수 있도록 하기 위하여 마련된다. 상기 사용자 그래픽 인터페이스는, 사용자가, 전체 디자인 중 서브그룹을 형성하고 상기 제어 패널을 이용해 사용자 조작이 실행될 수 있는 상기 디자인 표현의 포인트들을 선택할 수 있도록 하기 위하여 마련된다. 상기 사용자 그래픽 인터페이스는 복수의 서브그룹들을 선택할 수 있도록 하고, 사용자가 임의의 추가 변화로부터 서브그룹들의 적어도 일부를 잠글 수 있도록 하기 위하여 마련된다. 상기 제어 패널은 슬라이드 가능 범위의 극값을 고정하는 능력을 가진 슬라이더 제어항목을 더 포함할 수 있다. 혹은, 상기 제어 패널은, 상기 선택된 변화 각도가 상기 디자인 변수의 변화를 결정하는, 레이더 그래픽 장치를 더 포함할 수 있다. 디자인의 일부를 잠그는 능력은 원 디자이너가 상기 객체의 기능성을 보유하고, 상기 객체의 미학성을 보유하는 것을 유리하게 할 수 있다. 이에 따라, 상기 객체가 그 기능을 수행할 수 있도록 하는데 필수적인 특징들은 공동 디자이너에 의한 변화를 막는데 매우 유리하다. 마찬가지로, 원 디자이너는 또한, 임의의 독특한 디자인 특징들을 보호하기 위하여, 상기 객체의 미학적 표현이 수정될 정도를 제어할 수 있다.
이에 따라, 제품의 컬러 및 재료뿐만 아니라, 그들이 구입하는 제품의 형태에서도, 더 큰 선택의 자유에 대한 고객의 요구가 수용될 수 있다(그들이 공동 디자이너로 행동함으로써). 디자이너 및 브랜드는 상기 디자인의 일부 특징을 잠금으로써, 또는 다른 부분들의 변화 량을 한정함으로써, 그들의 디자인의 제어권한을 유지할 수 있으나, 동시에 공동 디자이너들이 개인 취향에 맞게 상기 디자인의 비-필수적인 면들을 변경 가능하도록 허용할 수 있다.
이러한 종류의 협업은 해당 산업 내에서 종래에 유용하고 잘 알려진, 상이한 도구 셋을 요구하며, 일 측면에 따른 본 발명은 이러한 신규 도구들을 기능적으로 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 그래픽 사용자 인터페이스 제어항목, 예컨대, 조절 시 상기 디자인의 특정 구성요소들을 변화시키는 슬라이더들과 관련된다.
또 다른 측면에 따른 본 발명은 3차원 그래픽 이미지들을, 종래 기술에 비해 훨씬 적은 계산을 요구하는 효율적인 방법으로 조작하는 메커니즘을 제공한다. 이는 관심 영역들(소위 인접 또는 비인접될 수 있는 특정 꼭지점들로 이루어진 그룹들)에 대해 태깅(tagging)하고, 전체적인 객체 자체보다는 태깅된 그룹들에 변형을 적용하는 프로세스에 의해 이루어진다.
3D 객체 표현이 확정되고 나면, 이것이 상기 CAD 표현의 세부항목들에 따라 실제 3D 객체들을 생성(인쇄)할 수 있는, 산업적인 인쇄 프로세스로 보내질 수 있다. 이 인쇄 프로세스는, 상기 표현된 객체를 층별로 순차적으로 제조하는 단계와, 상기 실제 객체가 생성될 때까지 고 전력 레이저를 사용해 상기 층들을 섞는 단계를 포함하는, 레이저 소결(sintering) 프로세스이다. 이후, 이것이 사용을 위해 공동 디자이너에게 보내질 수 있다. 이러한 접근의 주요 장점은 종래의 시험 제작 관련 고비용 없이 소량의 독특한 객체들을 생성할 수 있는 능력을 가지는 것이다.
원 디자이너에 의해 가능한 수정항목들이 많으며, 비틀기(twisting), 구부리기(bending), 늘리기(stretching) 또는 객체 표면 수정 등의 객체 표현을 위한 임의의 수정항목을 포함할 수 있다. 디자인이 만족스러운 경우, 이후 원 디자이너는 제품 디자인을 공동 디자이너가 액세스할 수 있는 원격 서버로 보낼 수 있다. 이후, 공동 디자이너는 해당 서버가 관할(host)하는 UCODO.com과 같은, 고속 제조 웹사이트를 돌아다님으로써, 인터넷 브라우저 어플리케이션을 통해 디자인 객체를 액세스 및 수정할 수 있다. 공동 디자이너는 원 디자이너에 의해 지정된 창작 자유의 등급 내에서 해당 디자인을 자유롭게 수정할 수 있다.
공동 디자이너(고객)는 아래 사항들을 할 수 있다.:
1. 3D 환경 내에서 이러한 제품들을 온라인으로 보기;
2. 형태(form), 표면 마감(surface finish) 및 컬러(colour) 등을 포함하는 수정항목들을 실시간으로 제품에 반영하기;
3. 다양한 종류의 배송 처리 기술 결정하기; 및
4. 고유 디자인으로 만들어진 하나 이상의 각 객체를 온라인으로 운송 주문하기
공동 디자이너에 대한 본 발명의 접근은 제품의 디자이너 및 사용자/고객의 전통적인 역할에 정면으로 도전한다. 본 발명의 시스템 및 방법은 사용자들에게 전문적인 제품 디자이너와 함께 제품들을 공동-창작하고, 공동-디자인한다는 옵션을 제공한다. 이에 의해, 사용자는 원 디자이너에 의해 설정된 제한조건 내에서 개인적인 취향에 따라 기존 디자인을 "비틀기(tweak)"할 수 있다. 이러한 산업적 프로세스에 의해 생산된 제품을 마주대하게 되면, 사용자는 이제 이전에 가져본 적 없는 의문을 맞닥뜨리게 된다.: 내가 제품을 디자인한 대로 구입할 수 있는가, 또는 그 제품을 변형할 수 있는가? 그리고 디자이너는 이제 스스로 이 질문을 하여야 한다.: 이것은 언제부터 더 이상 내 디자인이 아닌 것이 되는가?
본 발명은 대량 주문 제작이 실현될 수 있도록 한다. 이에 의해, 일반 대중은 온라인 라이브러리 또는 영업처를 통해 전문적인 제품 디자이너들과 함께 제품들을 공동-창작 및 공동-디자인할 수 있다. 3D 환경에서, 마우스의 단순 움직임만으로, 제품들이 실시간으로 수정-늘림(stretched), 비틀림(twisted), 양각(embossed), 조립(assembled)-될 수 있다. 주도적으로(On top), 사용자들은 형태를 조절하고, 컬러 및 재료를 고치고, 디자인들을 온라인 라이브러리로 저장하고, 2주 이내에 주문될 수도 있고, 배달 준비가 되었을 때 구입할 수 있다. 공동 디자이너는 펜(pen)과 같은 제품의 기능성을 결코 망가뜨릴 수 없다. 마찬가지로, 기능적 및 구조적 완전성을 유지하기 위하여 지정 제한조건이 적어도 일부 선택될 것이기 때문에, 공동 디자이너는 차 주전자(teapot)의 균형이나 안정성을 망가뜨릴 수 없다.
이제 본 발명의 실시예들이 첨부되어 있는 도면들을 참조로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 제조 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2a는 공동 디자이너를 위한 ODO 디자인 파일을 만드는 과정에서, 도 1의 시스템과 원 디자이너의 상호작용을 나타낸 흐름도이다.
도 2b는 원 디자이너가 만든 디자인 파일을 CODO 파일로 마무리하는 과정에서도 1의 시스템과 공동 디자이너와의 상호작용을 나타낸 흐름도이다.
도 3a는 도 1의 ODO 파일 일례의 주요 구성요소들을 나타낸 목록이다.
도 3b는 도 1에 나타난 고속 제조 서버의 주요 구성요소들을 나타낸 블록도이다.
도 4는 달걀 홀더(달걀 컵)의 디자인 표현을 나타낸, 도 1의 고속 제조 시스템에 의해 생성된 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface, GUI)의 스크린 샷이다.
도 5는 꼭지점 메시를 나타낸, 도 4의 GUI의 스크린 샷이다.
도 6은 보다 세부적인 꼭지점 메시를 나타낸, 도 5의 GUI의 스크린 샷이다.
도 7은 디자이너가 GUI를 이용해 선택한 꼭지점 그룹을 나타낸, 도 6의 GUI의 스크린 샷이다.
도 8은 도 7에서 선택된 영역에 마련되는 그룹 폴리 도구를 나타낸, 도 7의 GUI의 스크린 샷이다.
도 9는 제한조건 설정을 위한 슬라이더 셋과, 선택 영역 소프트 바운더리가 6번째 조작에 의해 바닥 슬라이더로부터 Z 방향을 따라 줄어드는 방법을 나타낸, 도 7의 GUI의 소프트 샷이다.
도 10a 및 도 10b는 동일하게 정의된 객체 영역이, 슬라이더 제어항목들의 조작에 의해 영향을 받게 되는 두 가지 상이한 방법들을 나타낸, 도 9의 GUI의 스크릿 샷들이다.
도 11은 슬라이더 제어항목들을 보다 세부적으로 나타낸, 도 9의 GUI의 줌-인 스크린 샷이다.
도 12는 원 디자이너가 슬라이더 제어항목들을 이용해 제한조건들을 설정하는 방법을 나타낸, 도 9의 GUI의 줌-인 스크린 샷이다.
도 13a, 도 13b 및 13c는 동일하게 정의된 객체 영역이, 원 디자이너에 의해 설정된 제한조건들 내에서 공동 디자이너에 의한 슬라이더 제어항목들의 조작에 의해 영향을 받게 되는 세 가지 상이한 방법들을 나타낸, 도 9의 GUI의 스크린 샷들이다.
도 14a 및 도 14c는 적용 이전 또는 이후 객체의 선택된 표면 특징들에 대한 방향전환(reorientation) 기능을 나타낸, 본 발명의 일 실시예에 따른 GUI의 스크릿 샷들이다.
도 15는 상이한 슬라이더 제어항목들에 고정 제한조건(fixed constraints)이 적용되고, 나머지들에 변수 제한조건(variable constraints)이 적용될 수 있는 방법을 나타낸, 도 14a의 GUI의 줌-인 뷰이다.
도 16은 슬라이더 제어항목들을 이용해 객체 기능을 왜곡하도록 비제한 객체가 공동 디자이너에 의해 조작되는 방법을 나타낸, 도 9의 GUI의 스크린 샷이다.
도 17a 및 도 17b는 객체 제한조건들의 조작을 위한 레이더 제어의 사용을 나타낸, 본 발명의 일 실시예에 따른 GUI의 스크릿 샷들이다.
본 발명의 실시예는 고속 제조 및 레이저 소결(sintering) 기술의 존재에 의해 가능해진다. 이 프로세스에는 두 단계가 필수적인데, 첫째는 요구된 객체의 3D 디자인의 생성이고, 둘째는 객체를 제조하여 소비자에게 제공함에 있어서의 디자인의 사용이다. 첫번째 단계는 원 디자이너가 미가공(raw) 디자인 데이터로부터 제한된 디자인을 생성하고, 이후 공동 디자이너에 의해 최종 디자인을 생성하는 것을 포함한다. 두 번째 단계는 레이어-기반 제조를 이용해, 플라스틱, 금속 또는 합금 타입을 이용해, 분말 형태로 최종 디자인의 프로세스를 인쇄하는 것이다. 이 타입의 모든 제조 시스템들은 컴퓨터 제어 하에서 레이어 제조를 실행하기 위하여 컴퓨터 CAD 시스템과 레이저 소결 장비(또는 3D 프린터)의 조합을 포함한다.
본 발명의 일 실시예는 웹-기반 서비스를 제공하는 고속 제조 시스템으로 구현된다. 도 1을 참조하면, 고속 제조 시스템(1)은 서비스의 동작을 제어하는 고속 제조 서버(2)(또는 플랫폼)를 포함한다. 고속 제조 서버(2)는 3D 객체 디자인 파일들의 라이브러리 및 그들 각각의 제한조건 파일들을 저장하는 데이터베이스(4)와, 레이저 소결 3D 프린터(6)에 연결된다. 나아가, 사용자들이 인터넷(8)을 통해 해당 서비스를 사용할 수 있도록 하기 위하여, 웹 서버가 또한 제조 서버(2)에 제공된다.
바람직한 실시예들에서, 원 디자이너 및 공동 디자이너는 둘 다, 고속 제조 서버(2)와 원격에 위치한 두 개의 상이한 사용자 단말들로부터, 본 시스템과 상호작용한다. 사용자 단말들은 로컬 프로세싱 능력을 가진 통상의 컴퓨터들과 연동할 수 있다. 혹은, 해당 단말들은 이러한 파일들을 보고 편집할 수 있는 능력을 가진 임의의 컴퓨팅 장치일 수 있다. 예를 들어, 공동 디자이너 단말은 인터넷 브라우저 능력을 가지는 모바일 폰, 태블릿 컴퓨터 또는 PDA(personal digital assistant) 등의 모바일 장치일 수 있다. 이 바람직한 실시예들의 이어지는 설명에서, 해당 단말들은 컴퓨터로 언급될 것이다.
또한, 도 1에 도시된 것처럼, 원 디자이너 컴퓨터(10)는 고속 제조 서버(2)에 연결되고, 공동 디자이너 컴퓨터(12)도 인터넷(8)이나 다른 통신 수단을 통해 고속 제조 서버(2)에 연결된다. 원 디자이너 컴퓨터(10)는, 현재 상업적으로 유효한 복수의 통상적인 CAD 제품들을 명명하는, AutoCAD® 또는 Autodesk 3ds Max®(이전의 3D StudioMax®)와 같은 통상의 CAD 어플리케이션을 이용해 생성된, 원시 미가공(raw) CAD 데이터 파일들의 데이터 저장소(13)를 가진다.
시스템(1)의 사용자들 각각은 사용자 단말에서 실행(run)되는 로컬 프로그램의 사용에 의해 상이한 방법들로 그 시스템(1)의 각 구성과 상호작용한다. 또한, 이 실시예에서, 원 디자이너 컴퓨터(10)는 원시 CAD 디자인에 제한조건 셋을 생성하기 위하여, 원 디자이너 컴퓨터(10) 상에 ODO(Original Design Object) 어플리케이션 프로그램(14)을 다운로드 완료하고, 공동 디자이너 컴퓨터는, 공동 디자이너 컴퓨터(12)의 웹 브라우저(도시되지 않음)가 임의의 3D CAD 파일을 읽고, 원 디자이너에 의해 그의 단말로부터 설정된 바 있는 제한범위 내에서 CAD 파일을 조작 및/또는 수정할 수 있도록 하기 위하여 제공되는, CODO(Co-Designer Object) 브라우저 플러그인(15)을 가진다. 이 제한조건들은 데이터베이스(4) 내의 제한된 디자인 라이브러리로의 저장을 위하여, ODO 데이터 파일(16)에 저장되어, 원시 CAD 미가공 데이터 파일(17)과 함께 고속 제조 서버(2)로 보내진다. 이에 따라, 사용 중에, 원 디자이너는 자신의 단말/컴퓨터(10)를 통해, ODO 파일들(16)을 생성할 수 있도록 하는 어플리케이션(14)을 획득할 필요가 있다. 예를 들어, 전술한 목적으로, ODO 어플리케이션 프로그램(14)으로 언급될, 이러한 어플리케이션이 고속 제조 서버(2)로부터 원 디자이너의 컴퓨터(14)로 다운로드될 수 있다. ODO 어플리케이션 프로그램(14)은 원시 CAD 디자인을 보유한 미가공 데이터 CAD 파일(17)을 그 입력으로서 획득하고, 원 디자이너가 CAD 객체를 제한할 수 있도록 한다. 이 프로세스는 후에 보다 자세히 설명된다.
마찬가지로, 공동 디자이너 컴퓨터(12)에는, 미가공 데이터 3D CAD 파일들을 읽어들일 뿐만 아니라, 원 디자이너가 생성한 ODO 파일(16)을 읽고 액세스하기 위한 수단이 설치될 필요가 있다. 이는 ODO 파일들(16)과 3D CAD 파일들(17)을 둘 다 읽어들일 수 있는 어플리케이션을 공동 디자이너의 컴퓨터(12)로 다운로드함으로써 이루어질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 공동 디자이너의 기존 웹 브라우저에, 웹 브라우저를 이용해 ODO 파일들(16) 및 미가공 데이터 3D CAD 파일들(17)을 둘 다 읽어들일 수 있도록 하는, 추가적인 기능성을 제공하는 플로그인이 다운로드된다. 플러그인(15)이 설치되고 나면, 공동 디자이너 컴퓨터(12) 상의 브라우저는 적정 포맷의 임의의 미가공 데이터 3D CAD 파일을 열어볼 수 있고, 공동 디자이너가 자신의 컴퓨터(12)를 이용해, 원 디자이너가 자신의 컴퓨터(10)에서 설정한 제한조건들 내에서, 이를 조작할 수 있다. 원 디자이너에 의해 생성된 제한조건 파일(ODO 데이터 파일)과 미가공 데이터 CAD 파일은 둘 다, 공동 디자이너의 컴퓨터(12)에 다운로드 되며, 공동 디자이너의 개인적인 최종 객체 디자인에 적용되는 최종적인 제한조건 셋을 정의하거나 선택하기 위하여 사용된다. 공동 디자이너의 선택은 원 디자이너에 의해 설정된 전체 제한조건 셋 이내로 한정되는데, 이는 다시 말해 디자인의 변경의 정도를 추가 한정한다는 것이다. 제한조건들을 정의함에 있어, 원 디자이너는 공동 디자이너에게 유효한 객체 디자인 자유도의 등급을 정의하고, 공동 디자이너는 이 제한조건들 내에서 디자인 작업을 마무리하는 것이 효율적이다. 이 프로세스도 후에 자세히 설명된다.
전술한 것처럼, 본 발명의 대안적인 실시예들은 클라우드 컴퓨팅의 사용을 포함할 수 있으며, 여기서, 요구되는 컴퓨터를 사용한 서비스들이 원격에 위치한 고속 제조 서버(2)에 의해 독점적으로, 혹은 원격에 위치한 복수의 서버들에 의해 제공된다. 이러한 일 실시예에서, 사용자 단말들(10, 12)는, 클라우드에 의해 제공되는 공유 리소스들(원격 컴퓨팅 리소스 그룹 도시되지 않음)과 상호작용하는 최소한의 프로세싱 능력을 가진 덤프(dump) 단말들이고, 모든 프로세싱 및 코드 실행은 클라우드에 의해 실행되는 것이 효율적이다. 마찬가지로, 모든 프로세싱 및 코드 실행 태스크들은 고속 제조 서버(2)에 의해 실행될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 원 디자이너 단말(10)과 공동 디자이너 단말(12)은 둘 다, 브라우저들과 플러그인들을 제공받는다. 이러한 실시예들에서, 고속 제조 서버(2)가 ODO 어플리케이션 프로그램의 기능성을 제공하거나, 혹은 클라우드가 이러한 기능성을 제공할 필요가 있을 것이다. 이러한 대안적인 실시예들에서, 통상적인 웹 브라우저 윈도우들에서 생성 가능한 GUI들이 각 사용자에 대하여 생성된다.
이제 도 2a 및 도 2b를 참조로 시스템(1)의 동작을 설명한다. 시스템의 동작은 시스템을 액세스하는 사용자의 타입에 따라 다르며, 이하의 설명에서는 시스템(1)과 원 디자이너의 상호작용 관점에서, 이어서 시스템(1)과 공동 디자이너의 상호작용 관점에서 설명될 것이다. 도 2a는 시스템과 원 디자이너의 상호작용을 도시한 것이고, 도 2b는 시스템과 고객이 될 공동 디자이너의 상호작용을 도시한 것이다. 도 2a 및 도 2b는 원 디자이너 단말(10) 및 공동 디자이너 단말(12)이 둘 다 통상의 퍼스널 컴퓨터들에 의해 제공되는 것과 같은 로컬 프로세싱 능력을 가지는 일 실시예에 관하여 설명한다.
먼저 도 2a를 참조하면, 프로세스(19)는, 원 디자이너가 CAD 어플리케이션에서 미리 생성된 디자인 객체 상의 제한조건들을 설정할 수 있도록, 단계 (20)에서 원 디자이너가 ODO 어플리케이션 프로그램(14)을 다운로드하는 것으로 시작된다. ODO 어플리케이션 프로그램(14)은 오프라인 동작 모드 및 온라인 동작 모드를 모두 지원할 수 있다. 오프라인 동작 모드에서, 원 디자이너는 원 디자이너 단말(10)을 이용해 요구된 디자인 객체 제한조건들을 지정하고, 지정된 것을 차후 고속 제조 서버(2)에 업로드될 ODO 어플리케이션 파일(16)에 저장한다. 온라인 동작 모드에서, 고속 제조 서버(2)와 직접 통신하는 동안, 원 디자이너는 원 디자이너 단말(10)을 이용해 디자인 객체 제한조건들을 지정한다. 지정 제한조건들은 선택되는 바에 따라 고속 제조 서버(2)에 업로드된다. 설명을 목적으로, 온라인 동작 모드에서의 이러한 지정 제한조건들은 ODO 파일(16)과 같은 것으로 간주된다.
원 디자이너는 임의의 요구된 CAD 패키지에서 미가공 3D 디자인을 생성할 수 있다. 전술한 것처럼, AutoCAD®또는 Autodesk 3ds Max® 상업적으로 유효한 CAD 어플리케이션들의 예시이다. 이후, 원 디자이너는 CAD 어플리케이션으로부터 기하구조를 STL 파일(단, 다른 파일 포맷도 가능함)로 내보내고, 도 1에 도시된 것처럼, 이는 로컬 데이터 저장소(4)에 미가공 데이터 CAD 파일(17)로서 저장된다. 숙련된 독자는 STL 파일들이 컬러, 텍스처 또는 다른 일반적인 CAD 모델 속성들 없이 3차원 객체의 표면 기하구조만을 기술함을 알 수 있을 것이다.
이후, 단계 (21)에서, 원 디자이너는 STL 파일에 구현된 미가공 3D 모델 디자인을 ODO 어플리케이션 프로그램(14)으로 가져온다. 도 4 내지 도 8은 바람직한 실시예들에 따른, ODO 어플리케이션 프로그램(14)의 GUI 표현들을 예시한 것이다. 전술한 도면들은 후에 보다 자세히 논의된다.
원 디자이너는 ODO 어플리케이션 프로그램(14) 내에서, 미가공 3D 객체 모델 내에서 관심 있는 임의의 꼭지점들을 선택할 수 있도록 하는 도구들(tools)을 제공받는다. 숙련된 독자는 미가공 3D 모델이, 요구된 객체의 3D 다각형 메시 모델인 것이 효율적임을 알 수 있을 것이다. 각 다각형은, 사용되는 다각형 타입에 따라 여러 꼭지점들을 포함한다. 예를 들어, 일반적으로 다각형으로 형상화된 삼각형 메시는 각 삼각형이 조작 및/또는 수정될 수 있는 3개의 상이한 꼭지점들과 연관되는 경우에 사용된다. 단계 (23)에서, 원 디자이너는 요구된 꼭지점들을 선택한다. 선택된 꼭지점들은 단계 (25)에서 태깅(tagging, 후에 자세히 설명됨) 프로세스에 의해 함께 그룹화된다. 그룹이 정의되고 나면, 단계 (27)에서 원 디자이너가 사용되는 그룹화된 꼭지점들의 제한조건들을 설정할 수 있도록 하는 GUI에 의해, 다른 수정 도구들이 제공된다. 태깅 기능은 공동 디자이너가 조작 및/또는 수정할 수 있는, 3D 객체의 토폴로지 영역을 정의한다. 원 디자이너는 이제 공동 디자이너에게 권한을 부여할 조작 및/또는 수정 타입을 정의하고, 더불어, 공동 디자이너가 지정된 조작항목 및/또는 수정항목을 얼만큼 적용할 수 있는지를 수량화한다.
이제 3D 객체 꼭지점들은 선택 그룹의 내부 또는 외부로 정의된다. 이 단계에서 3D 객체에 행해진 수정은 선택 그룹 내의 꼭지점들에만 영향을 미칠 것이다. 그러나, 감소 도구를 이용해 ＇감소치(fall-off)＇를 정의함으로써 3D 객체의 토폴로지 영역을 정의하는 추가적인 방법이 있다. 여기서, 꼭지점들이 수정에 의해 영향을 받는 대신, 이들이 지정 그룹 내에서 감소하는 경우에 한해, 감소치를 정의함으로써 꼭지점들이 자신들에게 적용되는 가중치에 정확히 비례하여 영향 받도록 할 수 있다. 감소치는 지정된 꼭지점에 인접한 꼭지점들이 조작될 양(amount) 또는 비율(proportion)을 정의하며, 지정 꼭지점에 대한 조작 및/또는 수정에 응답하여 조작 및/또는 수정이 이루어진다. 감소치를 정의하는 객체는 디자인 객체의 미학적 어필 유지를 돕기 위한 것이다. 정의된 감소치를 가지는 것은 공동 디자이너에게도 장점이 있다. 예를 들어, 공동 디자이너는 선택된 꼭지점과, 선택된 꼭지점의 조작에 비례하여 자동 조작되는 인접 꼭지점들을 조작할 수 있다 - 공동 디자이너는 개별적으로 인접 꼭지점들을 조작할 필요가 없다 -. 감소치는 단계 (26)에서 정의된다.
예를 들어, 감소치는 3D 객체 공간에 위치한 3차원 분배(예컨대 가우시안)와 관련될 수 있고, 그 영역 내에서 수정이 꼭지점에 영향을 미치는 양은 객체 공간 내 좌표에서의 분배 값에 의해 결정될 수 있다.
도 9는 감소치의 좋은 예이다. 원형의 영역(93)은 감소치가 정의된 영역에 관한 것이다. 꼭지점들 상의 분배 강도는 점점 희미해지는 셰이딩(shading)으로 도시되어 있다. 도시된 예시에서, 수정용으로 하이라이트된 꼭지점들(90)이 선택되어 있고, 나아가 감소치가 인접 꼭지점들(92)에 적용되어 있는 바, 공동 디자이너가 하이라이트된 꼭지점들(90)을 조작하고/하거나 수정하기로 결정한 경우, 인접 꼭지점들(90) 또한 적용된 감소치에 의해 결정되는 양만큼 수정될 것이다. 예를 들어, 도 10a 및 도 10b는 모두, 공동 디자이너가 하이라이트된 꼭지점들(90)을 조작하고/하거나 수정할 수 있는 방법을 예시하고 있다. 하이라이트된 영역(90)의 조작에 응답하여 인접 영역들이 조작되는 비율, 또는 양이, 적용된 감소치에 의해 정의된다.
감소 도구의 사용은 선택 가능하며, 감소치를 가지고 또는 감소치 없이 하나의 영역이 완전히 정의되고 나면, 단계 (27)에서 수정 도구가 이 영역에 적용될 수 있다. 이를 위하여, 수정 도구는 여러 상이한 면들을 가지며, 적용될 수 있는 수정 도구의 몇 가지 타입의 예시가 이하 간략히 요약된다.
동적 스킨 도구(Dynamic Skin tool, 29)는 또 다른 3D 기하구조를 가져와 첨부하거나, 선택 그룹 내에서 각 꼭지점들을 연결할 수 있도록 한다. 이는 객체에 질감을 살린(textured) 스킨 효과를 생성한다. 불려온 표면 기하구조는 임의의 요구된 각도로 배향(orientated)되어 적절한 크기로 축척(scaled)될 수 있다.
조립 도구(Assembly tool, 35)는 원 디자이너가 개별 꼭지점들을 선택하고, 그 영역에 연결될 수 있는 조립 기하구조들의 다중 옵션들을 할당할 수 있도록 한다. 예를 들어, 커피 컵 기하구조는, 공동 디자이너가 액세스하고 특정 꼭지점에 연결할 수 있는, 다중의 핸들들을 가질 수 있다.
그룹 폴리 도구(Group Poly tool, 33)에서, 감소치를 가진 영역이, 수정된다. 수정항목들은 해당 영역 자체의 기하구조에 위치한다. 이는 꼭지점들의 위치 (x,y,z), 각 (x,y,z)와 관련된 그들의 회전, 및 일반적으로 스케일링(scaling)으로 알려진, 그들이 각각으로부터 얼마나 떨어져 있는지 여부를 포함할 수 있다.
소프트 폴리 도구(Soft Poly tool, 31)는, 3D 객체의 상이한 영역들에서 정상적으로 몇 개의 꼭지점들이 선택되는 것을 제외하고는, 그룹 폴리 도구(33)와 매우 유사하다. 아니면, 이들의 조작이 그룹 폴리 도구(33)와 동일하다.
원 디자이너는 또한 GUI 윈도우 내의 메뉴로부터, 그/그녀가 3D 객체 제조에 적용할 수 있도록, 컬러와 후속 프로세싱 기술들[유광(glossy), 무광(matt), 물들임(dyed)]을 모두 선택할 수 있다. 이는 최종 선택을 할 때 공동 디자이너에게 유용할 수 있는 서브-선택을 생성한다(이는 후에 자세히 설명된다).
전술한 것처럼, 원 디자이너는 객체의 표면을 정의하는 꼭지점 그룹을 선택함으로써 하나의 영역을 생성한다. 각 영역은 여러 가지 방법으로, 그리고 공동 디자이너에 의해 정의되는 양만큼 조작될 수 있다. 그러므로, 원 디자이너의 업무는 수정 도구들[동적 스킨(29), 소프트 폴리(31), 그룹 폴리(33) 및 조립(35)]의 목록으로부터 선택하는 것과, 디자인의 선택된 영역에 대해 공동 디자이너가 그 범위 내에서 디자인하는 것이 허용될 수 있는, 정확한 한계치들과 자유도들을 정의하는 것이다. 하나의 영역에 대해 이 프로세스가 완료되고 나면, 다른 영역이 선택될 수 있고, 그 디자인 부분에 대하여 상이한 가변성을 생성하기 위하여 그 영역에 상이한 제한조건들이 적용될 수 있다. 원 디자이너가 정의할 수 있는 영역 수는 제한이 없다. 따라서, 단계 (23) 및 (25)는 원 디자이너가 원하는 만큼의 많은 상이한 영역들에 대하여 정의될 수 있다. 후술되는 바와 같이, 원 디자이너는 ODO 어플리케이션 프로그램(14) 내에서 승인된 수정항목들을 미가공 3D에 적용하는 효과를 시각화하는 옵션을 가진다. 바람직한 실시예에서, 이러한 수정은 GUI에 실시간으로 표시되어, 원 디자이너가 현재 디자인에 현재 제한조건들을 적용한 효과를 볼 수 있도록 한다. 단계 (37)에서, 원 디자이너는 지정된 꼭지점 영역들을 위해, 적용 가능한 제한조건들을 정의한다.
원 디자이너가 제한조건들을 정의하는 것을 완료하고 나면, 그는 단계 (41)에서 .odo 파일(16)(도 1에 도시됨)을 호출하는 제한조건 파일을 저장한다. 이 .odo 파일은 원 디자이너에 의해 선택된 제한조건들 모두를 완전하게 정의한다. 이 파일은 또한, 원 디자이너에 의해 공동 디자이너가 사용 가능하게 된, 컬러 및 후속-프로세싱 기술들을 포함한다.
원 디자이너의 프로세스가 완료되고 나면, 단계 (43)에서 객체 디자인의 기하구조(STL 파일)와 제한조건들[ODO 파일(16)]이 고속 제조 서버(2)로 업로드된다. ODO 파일(16)(예컨대, 제한조건 파일)은 원시 미가공 데이터 CAD 파일(STL 파일)과 함께, 디자인 객체가 공동 디자이너에 의해 어떻게 수정될 수 있는지 여부에 대한 파라미터들을 완전히 정의한다. 이제 원 디자이너는, 공동 디자이너에 의해 공동 디자이너를 위한 최종적인 개인 디자인 객체로 조작될 수 있는, ＇개방 디자인 제품＇을 생성 완료한다.
이제 도 2b를 참조로, 공동 디자이너 단말이 로컬 프로세싱 능력을 가지는 통상의 컴퓨터인 바람직한 실시예에 대하여, 공동 디자이너와 고속 제조 서버(2)의 상호작용이 설명된다. 이 프로세스는 단계 (50)에서 공동 디자이너가, 공동 디자이너 단말이 브라우저 어플리케이션 프로그램 내에서 디자인 객체의 개방 부분들을 보고, 조작하고/하거나, 수정할 수 있도록 하는, 플러그인[도 1에 도시된 CODO 플러그인(16)]을 다운로드하는 것에 의해 시작된다. 이 플러그인은 어도브 플래시(Adobe Flash®와 마이크로소프트 실버라이트(Microsoft Sliverlight® 등을 위한 플러그인과 매우 유사하며, 한 번 설치되고 나면, 브라우저는 적정 파일 포맷이 주어질 때마다 이를 사용할 것이다.
단계 (52)에서, 공동 디자이너는 한 명 이상의 상이한 원 디자이너들에 의해 생성된, 구성 디자인들의 온라인 라이브러리로부터 제품과 관련될 수 있는 객체 디자인을 검색하는 바, 이 온라인 라이브러리는 중앙 데이터베이스(4)에 저장되며, 고속 제조 서버(2)를 통해 액세스 가능하다. 단계 (52)에서, 공동 디자이너는 요구되는 디자인 객체를 선택한다. 선택 시에, STL 파일과, 이에 상응하는 선택 객체 디자인에 연관된 ODO 파일(16)(제한조건 파일)이 모두, 공동 디자이너들 컴퓨터(12)로 스트리밍되어 RAM에 임시로 저장된다. STL 파일 및 연관된 ODO 파일(16)을 둘 다 RAM에 저장하는 것은 선택 가능한 특징이며, 원 디자이너가 인증되지 않은 재생성 및/또는 사용으로부터 해당 디자인을 보호하기를 원하는 실시예에서는, 저장하는 것이 바람직할 것이다. 공동 디자이너에게, 유효한 컬러들, 후속-프로세싱 기술들과, 승인된 제한 조작항목들의 목록 및/또는 디자인 객체에 적용될 수정항목들과 함께, 브라우저 윈도우(GUI) 내에 디자인 객체의 기하학적 구조가 나타난다. 공동 디자이너가 후속-프로세싱 기술들의 무효 컬러들을 볼 수 없고, 원 디자이너가 얼마나 많은 객체를 제한했는지 인식할 수 없음을 주목하라. 공동 디자이너는 단지 원 디자이너가 선택한 제한조건들 내에서 조작 가능한 복수의 조작 도구들을 제공받으며, 이 제한조건들은 ODO 파일(16)의 범위 내에서 정의된다.
단계 (56)에서, 공동 디자이너는 원 디자이너가 선택한 제한조건들에 의해 유효해진 조작 도구들을 사용하며, 이 조작 도구들은 디자인의 상이한 객체 변수들을 변화시키기 위하여 GUI 내에 아이콘으로서 존재한다. 도 11 내지 17은 본 발명의 일 실시예에 따른, 공동 디자이너 GUI의 예시들을 나타낸다. 도시된 실시예들에서, 조작 도구들은 가변될 수 있는 객체 디자인 변수들 각각에 관련된 각 슬라이더를 가진, 단순한 슬라이더들로 나타난다(도 11 내지 17b 참조). 이 단순하고, 사용이 쉬운 방법에서, 변수들을 가변하는 효과는, 3D 디자인 객체의 표시된 기하학적 표현의 조작항목들 및/또는 수정항목들에 따라, 공동 디자이너에게 실시간으로 보여질 수 있다. 이 실시간 보기 특징은 오직, 조작항목들 및/또는 수정항목들이 미리 정의된(예컨대, 원 디자이너에 의해) 전체 디자인 객체 표현의 서브셋들(예컨대, 태깅된 꼭지점들)에 적용되기 때문에 가능하다.
공동 디자이너가 요구된 컬러와, 후속-프로세싱 기술들 및 조작되고/되거나, ODO 파일(16)에 의해 정의된 것과 같은 제한조건들 범위 내에서 수정된 디자인 객체의 토폴로지를 선택하고 나면, 공동 디자이너 선택들이 단계 (58)에서 저장된다. 여기서, CODO 파일(18)(최종 맞춤형 파일)이 공동 디자이너가 선택한 수정항목들 모두를 가지고 생성된다. 단계 (60)에서, 이 파일은 고속 제조 서버(2)로 업로드되고, 임의의 시간이 찍힌, 이름이 주어진다. CODO 파일(18)의 헤더가 읽어들여지고, 공동-디자인된 객체의 바운딩 박스가 결정된다. 이는 공동-디자이너를 위해, 조작 및/또는 수정된 객체 디자인에 맞춰 차후 제작되는 제품의 최종 가격을 결정 및 표시하기 위하여, 룩-업 테이블(도시되지 않음) 내의 변수로서 사용될 수 있다.
지불금액을 받고 나면[페이팔(Paypal)과 같은 통상의 웹-서비스 지불 채널들을 통해 가능], CODO 파일(18)은 고속 제조 서버(2)로 보내진다. CODO 파일은 서버가 공동 디자이너의 구입을 고유하게 식별하도록 생성한, 18 자리 숫자와 함께 저장된다. 독자는 CODO 파일(18)이, 원 디자이너가 지정한 유효한 제한범위들 내에서 그로부터 공동 디자이너에 의해 선택된 임의의 토폴로지적 조작항목들뿐만 아니라, 컬러와, 텍스처를 포함하여, 공동 디자이너가 선택한 조작항목들 및/또는 수정항목들을 완전하게 설명함을 알 수 있을 것이다. 이 18 자리 숫자는 3D 태그(의류 태그들과 유사함)로 변환될 수 있으며, 새로이 공동-디자인된 3D 객체 모델에 상응하여 제조된, 객체의 물리적 기하구조에 첨부된다. 즉, 18자리 숫자는 공동 디자이너가 조작하고/하거나 수정한 3D CAD 디자인 객체에 상응하여 제조된 물리적 객체에 통합된다. 18 자리 숫자는 물리적 제품이 3D 프린터로부터 나올 때, 이를 식별하기 위한 방법으로서 제공된다. 고속 제조 서버(2)는 CODO 파일(18)을 획득하고, 이를 원시 STL 파일(예컨대, 미가공 데이터 3D 객체 모듈, 또한 일반적으로 3D CAD 파일로서 언급됨)과 연관하며, 공동 디자이너가 선택한 조작 및/또는 수정과 3D 태그를 하나의 일관된 STL 파일로 통합한, 새로운 수정 STL 파일을 생성한다. 이후, 이 파일은 3D 프린터로 보내지고, 해당 객체/제품은 인쇄되어 공동 디자이너에게 운송될 수 있다.
다른 실시예에서, 3D 프린터는 고속 제조 서버에 첨부되지 않고, 제3의 조직에 의해 웹-기반 인쇄 서비스(인쇄 사무실)의 일부로서 제공된다. 이러한 실시예에서, 첨부된 3D 태그를 가진 수정 STL 파일은 3D 인쇄 사무실이 볼 수 있는 디렉토리에 위치한다. 이후, 사무실은 자신의 웹 포털(web portal)을 통해, 이 새로운 기하구조를 다운로드하여 3D 인쇄용으로 보낼 수 있다. 또한, 사무실은, 이를 인쇄 출력하여 택배 서비스로부터 픽업하기 위해 소포에 부착할 수 있는, 공동-디자이너의 운송 주소를 가질 수 있다.
이하에서, 업로드된 미가공 데이터 3D 디자인 객체 파일로부터 제한된 디자인 객체 파일을 생성하는, 원 디자이너의 프로세스들; 공동 디자이너가 최종 디자인 객체 파일을 생성하기 위하여 3D 객체 디자인의 개방 부분들을 선택, 그리고 조작 및/또는 수정하는 것; 및 공동 디자이너가 선택한 디자인에 맞는 물리적 객체를 일반 인쇄하는 것을 설명하고, 나아가 최종 디자인에 맞는 3D 디자인 객체 제조에 관하여 보다 상세히 설명한다.
숙련된 독자는 공동 디자이너가 선택한 최종 디자인 파일[예컨대, CODO 파일(18)] 및 원시 STL 파일이 함께 얻어질 때 공동 디자이너가 조작 및/또는 수정한 객체의 3D CAD 표현(최종 맞춤형 디자인)이 효과적임을 이해할 수 있을 것이다. 전술한 것처럼, STL 파일 및 CODO 파일(18)은 3D 프린터에 의해 실행될 수 있는, 갱신된 STL 파일을 생성하기 위하여 통합된다. 3D 프린터가 레이저 소결 프로세스를 채용하는 바람직한 일 실시예에서, 3D 레이저 소결 프린터에서의 사용을 위해 최종 STL 파일이 적용될 필요가 있다. 이러한 적용은 수정되고/되거나 조작된 3D CAD 표현을 임의 두께, 통상 0.1 내지 0.25㎜의 단면층으로 잘게 자르는 것(slicing)을 포함한다. 2차원(2D) 단면 프로파일들은 STL 파일에 삼각불규칙망(triangulate)(모자이크식; tessellated) 포맷으로 저장된다. 이후, 고속 제조 서버(2)는 이 적용된 STL 데이터를, 3D 프린터(6)가 실행할 수 있는 기계 데이터로 변환할 수 있다. 혹은, 해당 적용 프로세스가 인쇄 전에, 3D 프린터 자체에 의해 직접 실행될 수 있다. 레이저 소결 3D 프린터(6)가 특정 제조 프로세스를 이용해 디자인 객체의 각 층을 순차적으로 인쇄할 수 있도록, 2D 단면층들이 요구된다.
이 프로세스는 잘게 잘린 3D 객체 표현의 각 층에 대하여 반복되어, 디자인 객체의 인쇄가 층 단위로 일어날 수 있게 된다. 소결 장비 내에서 레이저는 여러 시간에 걸쳐 솔리드 객체(또는 객체 그룹)를 가열하고, 녹이고, 점차 ＇성장(growing)＇시킴으로써, 분말 물질로 이루어진 새로운, 인접 층들을 함께 섞는다. 일단 제거되고 나면, 그 객체는 고객의 사양에 맞게 세정 및 후속 처리된, 초과 표면 입자들을 제거하기 위하여 사라지게(blasted) 된다.
본 발명의 디자인 프로세스 대상이 될 수 있는 객체들을 예시하는 비제한적 목록은 하드웨어(hardware), 보석류(jewellery), 전자제품(electronics), 유리제품(giftware) 및 개인용품(personal ware)이다.
이어서, 완성된 객체는 우편(post)과 같은 통상적인 수단을 이용하여 공동 디자이너(고객)에게 보내질 수 있다.
도 3a는 ODO 파일(16)의 예를 제공하고, 제한조건 파일에 포함될 수 있는 정보 타입을 설명하기 위하여 제공된다. 여기서 다음을 알 수 있다.: 용량(volume), 컬러 및 표면 특징들이 WEBHEADER 섹션(70)에 목록화됨; 3D CAD 미가공 데이터 파일(72)(제한조건들이 적용되는 STL 파일)이 HEADER 섹션에서 식별됨; 꼭지점 그룹(꼭지점목록 0, 꼭지점목록 1, 꼭지점목록 2) 각각이 VERTEX GROUPS 섹션(74)에서 특정됨; 적용된 도구에 의해 정의되는 바에 따라 수정자(modifier) 제한조건들 각각이 MODIFIER CONTRAINTS 섹션(76) 하에서 특정됨. 이 후반부에서, 2개의 상이한 도구들이 3개의 꼭지점 그룹들, 즉, 그룹 0에 대한 다이나믹 스킨(DYNAMIC SKIN), 그리고 그룹 1 및 2에 대한 소프트 폴리(SOFT POLY)에 적용됨을 알 수 있다. 또한, 각 도구 내에서 각 파라미터에 주어지는 특정 값들이 제공된다. 수정자 제한조건들(MODIFIER CONSTRAINTS)은 원 디자이너가 지정한 수정항목들 및/또는 조작항목들의 타입을 정의하고, 계속해서 공동 디자이너가 선택하게 되는 조작항목들 및/또는 수정항목들의 타입을 정의한다. 예를 들어, 공동 디자이너는 하나 이상의 다이나믹 스킨(29)과, 미가공 3D 객체 모듈의 정의된 꼭지점 그룹을 위한 소프트 폴리 도구(31)를 적용할 수 있다. 나아가, 원 디자이너는 적용 가능한 수정항목들 및/또는 조작항목들 각각을 위한 극값(extremum values)을 설정 완료한다. 극값은 지정된 각 도구가 공동 디자이너에 의해 미가공 3D 디자인 객체에 사용될 수 있는 만큼의 수치적인 양을 정의한다. 즉, 공동 디자이너는, 원 디자이너가 지정한 극값 범위 내의 단위 량에 의해, 하나 이상의 지정 도구들을 자유롭게 사용할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 제조 서버(2)의 도면이다. 고속 제조 서버(2)는 요구되는 기능성을 제공하는, 복수 개의 모듈들을 포함한다. 서버의 적어도 2개의 주요 기능들이 있다.: 1) 원 디자이너와의 상호작용을 통해 제한 데이터 파일들[예컨대, ODO 파일들(16)]을 생성하는 기능을 제공하기 위한 것; 및 2) 공동 디자이너와의 상호작용을 통해 최종 맞춤형 디자인 파일[예컨대, CODO 파일(18)]을 생성하는 기능을 제공하기 위한 것. 이러한 기능은 원 디자이너/공동 디자이너 상호작용 제어 모듈(80)에 의해 제공된다.
인쇄 제어 모듈(82)은 3D 프린터(6)와 통신하기 위한 인터페이스를 제공하고, 갱신된 STL 파일의 생성을 제어한다. 전술한 것처럼, 이는 3D 객체 데이터 파일의 수정된 토폴로지를, 전술한 적층 프로세스를 이용해, 3D 프린터(6)가 그에 상응하는 물리적 객체를 구성하는데 사용하는, 2D 단면층들로 나타내는 것을 요구한다. 데이터베이스 상호작용 파일 관리 모듈(84)은 3D 디자인 객체 데이터베이스(4) 내에서, 미가공 3D CAD 데이터 파일들(17), ODO 파일들(16) 및 CODO 파일들(18)의 저장을 제어한다. 또한, 이 모듈은, 공동 디자이너가 수정 및/또는 조작을 위한 3D 객체 디자인을 선택하는데 필요한, 라이브러리 기능을 제공한다.
4개의 추가적으로 선택 가능한 모듈들, 즉, 꼭지점 선택 및 태깅 도구(86), 수정 도구(88), 감소 설정 도구(90) 및 원 디자이너/공동 디자이너 특징 설정 모듈(92)이 나타나 있다. 이러한 모듈들은 전술한 ODO 어플리케이션 프로그램(14)과 CODO 플러그인(15)의 기능성을 제공한다. 특히, 이러한 선택 가능한 모듈들은, ODO 어플리케이션 프로그램(14)이 원 디자이너의 단말(10)에 로컬로 저장되지 않고, 원 디자이너들 및 공동 디자이너들 양측에 의한 고속 제조 서버(2)와의 모든 상호작용이 전술한 플러그인(15)을 구비한 브라우저들을 통해 이루어지는, 본 발명의 실시예들을 위하여 제공된다. 이러한 실시예들에서, ODO 어플리케이션(14)의 기능성은 고속 제조 서버(2)에 의해 제공된다.
숙련된 독자는, 원 디자이너 단말(10)이 로컬로 저장되고 액세스 가능한 ODO 어플리케이션 프로세싱 모듈과 함께 제공되는 대안적인 실시예들에서, 전술한 추가 가능한 모듈들 - 즉, 꼭지점 선택 및 태깅 도구(86), 수정 도구(88), 감소 설정 도구(90) 및 원 디자이너/공동 디자이너 특징 설정 모듈(92) 이 반드시 고속 제조 서버(2)에서 제공되어야 할 필요는 없음을 이해할 수 있을 것이다.
공동 디자이너가 ODO 파일(16)에서 지정된 바와 같은 원 디자이너 제한조건들에 상응하여 미가공 3D 디자인 객체를 수정하고/하거나 조작할 수 있도록 하기 위하여, CODO 플러그인(15)은 수정 도구(88) 및 특징 설정 모듈(92)에 의해 제공 가능한 일부 기능을 제공한다.
태깅(Tagging)
도 4는 해당 실시예에 따른, ODO 어플리케이션 GUI(100)의 예시를 나타낸다. ODO 어플리케이션(14)이, 요구된 3D 객체 디자인 조작항목들 및/또는 수정항목들을 지정하기 위해 필요한, 공동 디자이너가 차후 CODO 플러그인(15)을 통해 사용하게 될, 기능성을 원 디자이너에게 제공하는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도시된 GUI(100)는 전술한 수정자 도구를 제공하는, "수정자(Modifiers)"(101) 로 명명된 드롭-다운(drop-down) 파일 메뉴를 포함한다. 디자이너는 3D 기하구조(102) [미가공 디자인 파일(17)]를 ODO 어플리케이션(14)으로 가져온다. 전술한 것처럼, ODO 어플리케이션(14)은 원 디자이너의 단말(10)에서 로컬로 실행되거나, 혹은 고속 제조 서버(2)에서 원격으로 실행될 수 있으며, 여기서, 원 디자이너는, 예컨대, 적절한 ODO 플러그인(도시되지 않음)이 설치되어 있는 웹 브라우저를 이용해 원격 실행되는 어플리케이션과 상호작용한다. 설명을 목적으로, 전술한 제1 및 제2 실시예들이 이하에서 설명된다.
ODO 어플리케이션 GUI(100)를 이용하여, 원 디자이너는 정의된 객체 조작 및/또는 수정 제한조건들을 지정 및 저장한, 3D 디자인 객체 기하구조(102)를 가져올 수 있다. 불려온 3D 디자인 객체는 하이라이트된 꼭지점들을 가지는 와이어프레임으로서, 또는 단순히 솔리드 객체로서 보여질 수 있다. "보기(View)" 메뉴 탭(103)은 원 디자이너가 요구된 3D 디자인 객체 보기 타입을 선택할 수 있도록 한다. 원 디자이너는, 소프트 폴리(31), 그룹 폴리(33), 동적 스킨(29) 및 수정자 탭(101)으로부터의 조립(35) 도구들과 같은, 현재 유효한 모든 수정자 도구들에 액세스한다. 전술한 수정자 도구들은 설명을 목적으로 할 뿐, 본 발명을 제한하지는 않는다. 숙련된 독자는, 임의의 3D 디자인 수정자 도구가 ODO 어플리케이션(14)으로 통합될 수 있고, 이러한 대안들이 본 발명의 범위 내에서 예상되고, 일어날 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
디자인 제한조건들을 지정하기 전에, 원 디자이너는 공동 디자이너에게 주어질, 3D 객체 디자인 조작항목 및/또는 수정항목을 예측할 수 있다. 예를 들어, 원 디자이너는, 공동 디자이너가 정의된 제한조건들 내에서 사용하게 될, 지정 조작항목 및/또는 수정항목의 모든 상이한 조합들에 대하여 수동으로 시각적 검증(visual verification)을 실시할 수 있다. 혹은, 보다 정교한 실시예들은 ODO 어플리케이션(14) 내에 시뮬레이션 도구 모듈(도시되지 않음)을 추가적으로 포함할 수 있으며, 이는 원 디자이너에게, 공동 디자이너가 지정된 제한조건들 이내에서 선택하게 될, 3D 객체 디자인 조작 및/또는 수정의 가능한 모든 조합들을 자동으로 시각화하여 보여준다. 마찬가지로, 시뮬레이션 모듈은 ODO 어플리케이션 GUI(100) 내에서 허용 가능한 3D 객체 디자인 조작항목들 및/또는 수정항목들의 선택을 시뮬레이트하여 시각적으로 도시할 수 있으며, ODO 어플리케이션 GUI(100) 내에서 시각적으로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 시뮬레이션 모듈은 정의된 제한조건들 내에서 3D 객체 디자인의 조작항목들 및/또는 수정항목들의 무작위적인 선택을 도시할 수 있다. 이 시뮬레이션 모듈은, 원 디자이너가, 공동-디자이너에게 허용할 조작 범위의 설정이 해당 디자인에 미치는 영향을 인식하는데 매우 유용할 수 있다.
원 디자이너가 공동 디자이너에게 허용할 3D 객체 조작항목들 및/또는 수정항목들을 결정하고 나면, 3D 객체 기하구조가 태그된다. 태깅은, 공동 디자이너가 3D 디자인 객체를 조작 및/또는 수정할 수 있는 방식을 정의한다.
태깅은 3D 디자인 객체를 정의하는 3D 다각형 표면 메시 상에서 꼭지점들을 선택하는 것을 포함한다. 이후, 선택된 꼭지점들이 그룹화되고, 명명된다. 바람직한 실시예들에서, 꼭지점들의 선택은, 디자이너가 단순히 좌측 마우스 버튼을 누르고, 요구된 꼭지점들로 드래그하는 것에 의해 이루어질 수 있다. 이후, 이러한 방법으로 선택된 꼭지점들은 GUI 내에서 컬러 하이라이트될 수 있다. 이후, 선택된 꼭지점들은 차후 쉽게 참조 가능하도록 명명될 수 있다. 예를 들어, 선택된 꼭지점들은 제어 키를 누른 상태에서 0-9 중 임의의 숫자를 선택하는 것에 의해 번호 매겨질 수 있다. 상이한 선택 꼭지점 그룹이 인식된다면, 대안적인 명명 방법들이 예상되며, 사용되는 상기의 기술된 방법이 본 발명에 중요한 것은 아니다.
도 5는 도 4의 3D 디자인 객체가 ODO 어플리케이션 GUI(100) 내에서 보여질 수 있도록 하는 대안적인 방법을 나타낸다. 3D 디자인 객체는 도 4의 3D 객체의 3D 다각형 표면 메시(106)로서 표현되어 있다. 3D 다각형 메시는 3D 객체의 표면을 정의한다. 3D 디자인 객체의 이러한 시각적 표현에서 꼭지점들이 손쉽게 인식될 수 있으므로, 꼭지점들을 선택/태깅 및 그룹화할 때, 3D 다각형 메시 보기가 바람직할 것이다.
도 6은 도 5의 3D 디자인 객체를 나타낸 3D 다각형 표면 메시(108)의 확대 보기이다. 이 표면 메시는 꼭지점들로 불리는 모서리들(corners)을 가지는 삼각형들(또는 다각형들)로 구성된다. 원형 영역(110)은 전술한 다각형들 및 꼭지점들의 예시를 나타낸다. 이러한 꼭지점들은 전술한 방식으로 선택 및 태깅될 수 있다.
도 7은 현재 기술한 목적을 위하여 형상화되는, 원 디자이너에 의해 선택된 꼭지점 그룹(112)을 나타낸다. 이러한 꼭지점들은 함께 그룹화되어 영역(region)으로 알려진다. 각 영역의 그룹은, 후속적인 태깅을 적용하기 위하여 꼭지점들을 정의한다.
각 영역은 공동 디자이너가 객체의 영역과 상호작용할 있도록 하는 방법을 정의하기 위하여 할당된 도구를 가질 수 있다.
바람직한 실시예에서, 꼭지점 그룹의 태깅에 의해 생성되고, 이 꼭지점들에 적용되는 수정자 도구를 가지는, ODO 데이터 파일의 구조는 다음과 같다.:
Figure 112012044472390-pct00001
도 3a는 전술한 바 있는 ODO 데이터 파일의 실시예를 나타낸다.
도 8은 셰이드된(shaded) 영역(115)에 할당된 ＇그룹 폴리＇ 도구의 일례를 나타낸다. 그룹 폴리 도구(33)는 수정자 탭 메뉴(101)로부터 선택된다.
그룹 폴리 도구(33)가 수정자 메뉴(101)로부터 선택되어 선택 영역(115)에 적용되고 나면, 그룹 폴리 도구(33)를 조작할 수 있도록 하는, 복수 개의 슬라이더들 형태의 수정자 도구(117)가 나타난다. 슬라이더들(117a)은 도 9의 GUI의 좌측면에 나타나 있다. 각 슬라이더는 선택된 수정자 도구 - 현재 도시된 실시예에서는, 그룹 폴리 도구(33) - 와 연관된 하나의 상이한 변수에 상응한다. 슬라이더들(117a)의 변경은, 사용자가 그룹 폴리 도구(33)를 3D 디자인 객체의 선택 영역에 적용하는 방법을 조작 및/또는 수정할 수 있도록 한다. 즉, 슬라이더들(117)의 변경은, 사용자가 선택된 수정자 도구(117)를 3D 디자인 객체의 선택 영역 또는 꼭지점들에 적용하는 방법을 수정 또는 제어할 수 있도록 한다. 각 슬라이더(117a)는 각기 다른 그룹 폴리 도구(33) 조작 타입과 연관되며, 이에 따라 상이한 방법으로 선택 영역을 수정할 것이다. 이와 유사하게, 각각의 상이한 선택 가능한 수정자(117) 도구는 선택되는 경우 유사 슬라이더들(117a)의 셋을 불러온다.
각 상이한 슬라이더는 선택된 수정자 도구가 다른 방식으로 조작되고/되거나 수정될 수 있도록 한다. 예를 들어, 그룹 폴리 수정자가 선택되는 도 9를 참조하면, 상부 3개의 ＇움직이는(moving)＇ 슬라이더들(119) 중 임의의 것을 선택하여, 선택 영역의 꼭지점들의 위치가 x-, y-, 및/또는 z-축 중 어느 것을 따라 놓여지도록 할 수 있다. 이어지는 3개의 ＇스케일링(scaling)＇ 슬라이더들(121) 중 임의의 것을 선택하여, x-, y-, 및/또는 z-축 중 어느 것을 따르는 선택 영역 내에서 꼭지점 좌표들의 축척이 수정 및/또는 조작되도록 할 수 있다. 이어지는 3개의 ＇회전(rotation)＇ 슬라이더들(123)을 선택하여, x-, y-, 및/또는 z-축 중 어느 것을 따르는 선택 영역 내에서 꼭지점들이 회전하도록 할 수 있다. 다음의 슬라이더(125)를 선택하면, 3D 디자인 객체의 선택 영역이 팽창한다. 하부 6개의 슬라이더들(127)을 선택하여, 선택된 수정 도구에 의해 영향을 받게 될, 3D 디자인 객체의 확장 영역이 정의되도록 할 수 있다. 이는 점차 희미해지는(faded) 셰이딩 영역(92)에 도시되어 있다. 셰이딩은 선택 영역(90)으로부터 멀어지면서 희미해진다. 슬라이더들(127)의 장점은 선택된 수정 도구가 선택된 일부 영역(90)에 적용될 수 있고, 인접 꼭지점들이 가중치에 따라 수정될 수 있어, 적용된 수정자 도구의 효과가 멀리 떨어진 꼭지점들일수록 점차 감소된다는 것이다. 이는 디자인 객체의 미학성을 유지하고, 사용자(예컨대, 원 디자이너 및/또는 공동 디자이너)가 수정자 도구의 어플리케이션으로 인해 수정 및/또는 조작될 수 있는, 모든 꼭지점을 선택 및 정의할 필요가 없다는 것을 확실하게 하는데 도움이 된다. 예를 들어, 하부로부터의 6개의 슬라이더들(129)을 고르는 것은, z-축 방향에서, 선택된 영역의 소프트 바운더리를 수정 가능하게 하는 방법에 영향을 미친다.
도 10a 및 도 10b는 모두, ＇움직이는＇ 슬라이더들(119), ＇스케일링＇ 슬라이더들(121), 및 ＇회전＇ 슬라이더들(123) 중 하나 이상을 선택함으로써, 도 9에 도시된 3D 디자인 객체의 동일 선택 영역이 다른 방식으로 조작 및/또는 수정될 수 있도록 하는 방법의 예시를 나타낸다. 각 슬라이더와 연관된 수정항목들은, 슬라이더들(127)을 이용해 수정할 수 있는, 선택된 꼭지점들과, 가중치에 따른 임의의 인접 꼭지점들에 적용된다. 두 경우 모두, 수정이 개별적인 꼭지점들에 영향을 주는 정도는 그 포인트에서의 수정자의 강도에 비례한다(셰이딩에 의해 도시된 것처럼).
제한조건들의 설정(Setting constraints)
전술한 것처럼, ODO 파일(16)(제한된 디자인 파일)을 생성하기 위하여, 원 디자이너는 3D 디자인 객체와 연관된 디자인 제한조건들을 정의할 필요가 있다. 즉, 원 디자이너는, 공동 디자이너가 그 범위 내에서 3D 디자인 객체를 조작 및/또는 수정할 수 있도록 하는, 제한조건들을 정의하여야 한다.
원 디자이너가, 공동 디자이너가 사용할 수 있는 조작 및/또는 수정의 타입들을 설정하고 나면, 원 디자이너는 허용 가능한 디자인 제한조건들을 정의한다. 정확히 말해, 원 디자이너가 공동 디자이너에게 유효한 수정자 도구들을 선택하고 나면, 각 수정자 도구에 대해 디자인 제한조건들이 정의된다. 제한조건들의 설정은, 각 지정된 수정자 도구에 연관된 각 슬라이더가 가변될 수 있는 양을 선택하는 것을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 좌측에서 우측으로 움직일 수 있는 하나의 버튼을 가지는 대신, 3개의 버튼을 가진다.
도 11은 이 바람직한 실시예의 예시를 나타낸다. 노랑 버튼 슬라이더들(131)은 현재 시각화되어 있는 수정항목의 위치를 정의한다. 이 버튼 슬라이더(131)를 좌측에서 우측으로 움직이는 것은, 객체의 기하구조를 실시간으로, 시각적으로 수정한다.
좌측의 주황 버튼 슬라이더들(133)과 우측의 노랑 버튼 슬라이더들(131)은, 공동 디자이너가 그 안에서 자신의 객체를 수정할 수 있도록 하는, 한계범위를 설정한다. 이들은 디자인 제한조건들을 나타낸다.
도 12는 노랑 및 주황 버튼 슬라이더들(131, 133)을 나타낸다. 제1 슬라이더(135)에서 30 및 70의 값들 내에서만 움직이도록 제한된 노랑 버튼 슬라이더(131)를 보임으로써, 원 디자이너에 의해 설정된 제한조건이 공동 디자이너에게 영향을 미치는 방식을 나타낸 예시이다. 정의된 제한조건들은 선택된 수정자 도구가 가질 수 있는 값을 한정한다.
바람직한 실시예들에서, 제한조건들의 숫자 값들은 공동 디자이너에게 보이지 않고, 슬라이더 축척이 정상화되며(normalised), 주황 버튼 슬라이더들(137)이 모두 함께 제거 완료됨에 따라, 공동 디자이너는 자신이 30 및 70의 값들 사이에서 제한되어 있음을 인식할 필요가 없다.
도 13a, 도 13b 및 13c는 원 디자이너에 의해 설정된 제한범위들 내에서 공동 디자이너에 의해 만들어지는, 원 디자인(139)의 상이한 수정항목들을 나타낸다. 객체(달걀 컵)의 수정이 제한되더라도, 여전히 공동 디자이너에 의해 자유롭게 창작될 수 있는 상당한 여지가 있음을 알 수 있다.
수정항목들의 잠금(Locking modifications)
대안적인 실시예들에서, 체크 박스들이 정보를 하이라이트하는 방법으로 사용될 수 있다. 이들은 도구가 사용되는 방법을 바꾸거나, 일부 상호작용들을 잠그는데 사용될 수 있다. 다음의 예시는 전술한 실시예와 유사한 본 발명의 실시예를 설명하며, 그 차이점은 후술한다.
이 실시예에서, 도시된 예시는 일 방향 배치로부터 대신 자리잡은 표면에 수직하게 배치하도록 표면 특징을 재 배향하기 위하여 체크 박스(140)를 사용할 수 있는 방식 중 하나를 나타낸다. 도 14a는 체크 박스(140)가 선택되기 전의 상호작용을 도시한 것이고, 도 14b는 체크 박스(140)가 객체 표현(142)의 이러한 선택된 표면 특징들을 재배향하는데 사용될 수 있는 방법을 나타낸다. 이것이 일어날 수 있도록 하는 특정한 표면 재배향 기능이 제공된다. 일반적으로, 표면 재배향 기능은 꼭지점의 지향(orientation)을 읽고, 꼭지점에 첨부된 객체에 동일한 지향을 할당한다.
표면 특징들의 치수들은 여전히 동일한 방법으로 수정될 수 있고, 수정의 범위는 제한조건 슬라이더들을 사용함으로써 여전히 정상적인 방식으로 한정될 수 있다. 유일한 차이점은, 여기서 원 디자이너 및 공동 디자이너에 의해 지향이 결정된 다음, 공동 디자이너가 할당된 지향으로 수정한다는 것이다.
이 실시예에서 체크 박스들(140)이 사용되는 또 다른 방법은, 수정항목들을 완전히 잠그고, 그에 따라 선택된 수정자 도구와 연관된 특정 변수가 공동 디자이너에 의해 어떤 상호작용이 일어나지 않도록 하는 것이다. 원 디자이너는 제한조건들을 정의하는 대신, 그 슬라이더에 대한 특정 값을 골라서 제자리에 잠근다. 공동 디자이너는 이제 어떤 방식으로든 그 특징을 수정할 수 없다.
도 15를 참조로 체크 박스들이 사용되는 방법의 예시가 설명된다. 이 도면으로부터 알 수 있듯이, 처음의 3개 슬라이더들(141)은 정의된 제한조건들을 가지나, 슬라이더들(143, 145 및 147)은 대신에 점검되는 개별 체크 박스들(140)을 가진다.
제한 이유(Reasons for constraining)
공동 디자이너가 제품을 자유롭게 수정함에 있어 제한조건을 설정하는 3가지 이유가 있다.
1. 원 디자이너는 맞춤형 제품이 미학적인 어필과 제품의 원시 비젼과의 유사성을 유지하기를 원할 것이다. 그로부터 기하학적으로 너무 멀리 움직이게 되면, 형상에서 더 이상 어필하지 못하는 것과 비슷한 결과가 될 것이다.
2. 객체는 기능성을 유지하여야 한다. 만약 수정항목이 제한되지 않고 남아 있는다면, 객체의 기하학적 구조가 객체의 기능(function)과 성능(performance)에 악영향을 미칠 가능성이 크다.
3. 3D 프린터가 읽어들이는 파일은 매우 구체적이어야 하고, 그러므로 경험이 부족한 공동 디자이너에 의한 변화들에 매우 민감하다. 잘못된 수정항목들에 의해 일어날 개연성이 높은 문제로는, 뒤집힌 다각형들(polygons), 잘못된 모서리들(edges)과 구멍들(holes)이 포함된다. 이러한 오류들이 점검되지 않는다면, 인쇄 프로세스 동안 오류들을 일으킬 것이고, 결국 제품들이 손상될 것이다.
도 16은 객체의 디자인 표현을 위한 ＇비제한(unconstrained)＇ 수정의 예시를 나타낸다. 보이는 것처럼, 객체의 미학성이 망가지고, 더 이상 올바르게 기능하지 않으며(달걀 컵/달걀 홀더로서), 다중의 뒤집힌 꼭지점들을 가지게 되어, 결국 3D 프린터에 의해 실행할 수 없는 잘못된 데이터 파일이 생겨나게 된다.
사용자 인터페이스(User interface)
제한조건 내에서의 설정 및 작동의 상이한 방법들을 가지는 다른 실시예들에서와 같이, 원 디자이너와 공동 디자이너 사이의 연결이 슬라이더들의 사용으로 한정되는 것은 아니다. 도 17a 및 도 17b를 참조하여 다음에서 설명하는 추가적인 실시예는, 수정 도구들(117)이 슬라이더(117a)들의 셋이 아닌 ＇레이더(radar)＇인, CODO 어플리케이션 그래픽 사용자 인터페이스(150)이며, 여기서 GUI(150) 상의 레이더 그래픽 장치의 각 세그먼트(162)의 선택은 상이한 방식으로 객체 표현에 영향을 주지만, 원 디자이너의 제한조건에 의해 여전히 제한된다.
레이더 인터페이스는 슬라이더 인터페이스의 또 다른 효과적인 실시예이다. 슬라이더에서 슬라이더 버튼이 선택되어 좌우로 움직이는 반면, 레이더 그래픽 장치(160) 상의 버튼들은 그대로 있다. 단순히 이들을 선택함으로써, 이들이 하이라이트되고, 이후 디자이너의 마우스를 버튼의 위치로부터 떨어지도록 움직임으로써, 슬라이더를 좌우로 흔드는 것과 동일한 효과가 달성된다. 이는 미학적으로 매우 만족스러운 제어항목의 실시예이다. 특정한 레이더 그래픽 장치(160)에서, 구심원들은 외부 원으로부터 중심부로 향하는, ＇이동(move)＇, ＇회전(rotation)＇ 및 ＇축척(scale)＇의 기능들을 나타낸다.
대안적인 실시예들(Alternative Embodiments)
본 발명의 대안적인 실시예들은 물리 모듈을 포함할 수 있다. 물리 엔진 모듈은 고속 제조 서버(2)(도 1) 내에 속해있다. 미가공 3D 디자인 객체 CAD 파일이 3D 미가공 디자인 데이터베이스(4)로 불려오고 나면, 해당 물리 모듈은 3D 디자인 객체를 분석하고, 디자인 객체의 기능성을 유지하기 위하여 요구되는 디자인 변수 제한조건들의 셋을 결정한다. 예를 들어, 이는 3D 디자인 객체의 기하구조의 정역학(statics) 분석을 수행하는 것을 포함한다. 이러한 분석으로부터, 물리 모듈은 객체 모임(mass)의 중심을 결정할 수 있고, 이에 따라 기하학적 구조에 대한 일부 수정항목들이 객체의 안정성에 영향을 주는 방식을 결정할 수 있다. 이러한 분석을 기초로, 물리 모듈은 허용 가능한 수정항목들을 결정할 수 있고, 이는 객체가 기능성을 잃어버릴 정도로 모임의 중심(그리고 이에 따른 객체의 안정성)을 수정하지 않는다. 이 기능성은, 디자인 객체가 컵 또는 안정성 등급을 요구하는 다른 객체 등의 실용적인 용도를 제공하는데, 그리고, 수정항목들이 비-숙련된 공동 디자이너에 의해 무심코 디자인으로 제조된 객체의 실용적인 기능성을 줄일 수 있는 상황에서, 매우 중요하다.
물리 모듈은, 결정된 기하학적 특성을 가진 객체가 행동하는 방식을 시뮬레이트할 수 있는, 물리 엔진과 관련될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 애니메이션을 발전시키는 대부분의 어플리케이션들은, 중력장에 종속될 때 부피(mass)를 가지는 객체의 행동 등 가상 객체가 다양한 현실 설정에서 행동하는 방식을 시뮬레이트하는, 물리 엔진을 포함한다. 즉, 물리 엔진은 물리적 시스템의 시뮬레이션을 제공하고, 특히 강체 동역학 및 정역학을 시뮬레이트할 수 있다.
나아가, 물리 모듈의 사용은 또한 원 디자이너에 의한 디자인 제한조건들의 결정을 상당히 단순화시킬 수 있다. 객체 기능성 보호와 관련된 모든 디자인 제한조건들은 물리 모듈에 의해 처리된다. 원 디자이너는 단지 디자인의 미학적 어필을 보호하는 제한조건들을 고려하면 된다.
또한, FEA(Finite Element Analysis)가, 원 디자이너가 지정한 조작항목들 및/또는 수정항목들이 디자인으로 제조된 제품들의 정적 및 동적 균형을 유지할 수 있는지의 효과를 시뮬레이트하기 위하여 사용될 수 있다. 기존의 알고리즘들이 FEA를 구현하기 위하여 물리 모듈(도시되지 않음) 내에서 사용될 수 있다.
또 다른 추가적인 대안 실시예에서, 시스템(1)은 또한, 디자인 객체와 연관된 3D 다각형 메시에 존재하는 임의의 논리적 모순을 위해, 원 디자이너의 디자인과 공동 디자이너의 수정된 디자인을 둘 다 분석하는, 모듈로 제공될 수 있다. 최종 STL 파일에 존재하는 임의의 논리적인 모순은, 3D 프린터가 제품을 디자인으로 인쇄할 수 있도록 하는 것을 방해할 수 있다. 따라서, 최종 STL 파일이 생성되기 전에, 3D 다각형 메시에 존재하는 임의의 논리적 모순을 식별하는 것이 중요하다. 후속적으로 생성되는 최종 STL 파일 내에서, 잘못된 데이터, 궁극적으로는 사용할 수 없는 STL 파일들을 야기시킬 수 있는 디자인 객체의 3D 다각형 메시에 대하여 허용 가능한 조작항목들 및/또는 수정항목들을 식별하는 형태가 효과적이다.
3D 다각형 메시에서 논리적 모순의 예시들은 뒤집힌 다각형들, 구멍들, 및 잘못된 모서리들과 관련될 수 있다. 이러한 논리적 모순의 존재를 식별하는 것은 종종 원 디자이너 입장에서는 매우 어렵다. ＇논리적 모순＇ 모듈의 사용은 논리적 모순을 식별하는 작업을 자동화하고, 원 디자이너 및 공동 디자이너 양측의 사용자 경험을 상당히 향상시킨다.
원 디자이너가 디자인 제한조건들을 선택하고 나면, 논리적 모순 모듈이 3D 다각형 메시에서 무심코 이러한 논리적 모순의 존재를 야기시킬 수 있는, 임의의 허용 가능한 디자인 수정항목 및/또는 조작항목을 식별하기 위하여, 지정된 제한조건들 내에서 허용 가능한 수정항목들의 선택을 시뮬레이트할 수 있다. 임의의 식별된 문제의 조작항목들 및/또는 수정항목들은 원 디자이너에게 하이라이트되어, 공동 디자이너의 수정된 디자인이 이러한 모순을 가질 위험을 막기 위하여, 디자이너가 지정된 디자인 제한조건들을 개정할 기회를 제공할 수 있다. 마찬가지로, 허용 가능한 디자인 수정항목들의 서브셋만을 시뮬레이트하기 보다는, 논리적 모순 모듈이 허용 가능한 디자인 조작 및 수정의 모든 조합 및 치환을 분석하고, 시뮬레이트할 수 있다. 이 분석 및 시뮬레이션에 이어, 3D 다각형 메시에서 논리적 모순을 일으킬 수 있는, 임의의 조작 및/또는 수정이 하이라이트된다. 마찬가지로, 해당 모듈은 논리적 모순을 일으킬 수 있는 임의의 디자인 수정항목들 및/또는 조작항목들을 배제하기 위하여 원 디자이너가 정의한 제한조건들을 자동 개정하도록 적응할 수 있다.
매직스(Magics®)는 CAD 파일을 후속적으로 3D 프린터에 의해 읽히는 STL 파일로 변환하는, 상업적으로 유효한 고속 프로토 타입 어플리케이션의 예시이다. 어떤 논리적 모순이 존재하는지 여부를 결정하기 위하여, 변환 프로세스 동안, 해당 어플리케이션이 CAD 파일과 연관된 3D 폴리곤 메시를 분석한다. 매직스(Magics®)가 본 발명과 함께 사용될 수 있으나, 원 디자이너가 어플리케이션(14)을 가지고 허용 가능한 수정항목들의 모든 조합을 수동으로 시뮬레이트해야 하는 것을 피하기 위하여, 허용 가능한 수정항목들을 시뮬레이트하기 위한 약간의 추가 기능성이 요구된다.
바람직한 실시예에서는, 허용 가능한 디자인 제한조건들의 시뮬레이션, 식별, 및 개정이 논리적 모순 모듈(도시되지 않음)에 의해 자동화된다. 모듈 자체는 시스템(1) 내, 고속 제조 서버(2) 내, 또는 원 디자이너 단말(10) 및/또는 공동 디자이너 단말(12)의 어디든 포함될 수 있다.
본 발명의 구체적인 바람직한 실시예들이 설명된 바, 논의된 실시예들은 예시적인 것일 뿐이며, 적절한 지식 및 기술을 지닌 자들은 첨부된 청구범위에서 제시되는 것과 같은 본 발명의 기술사상 및 범위로부터 벗어나지 않는 변형 및 수정 등이 가해질 수 있음을 인식할 것이다.

Claims (28)

  1. 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법으로서,
    제1 사용자 단말에서, 디자인 표현의 상이한 면들에 관하여 디자인 객체 변수 셋을 지정하는 단계;
    상기 제1 사용자 단말에서, 상기 셋의 지정 객체 변수들 각각에 대한 제1 사용자 지정 값들의 범위를 포함하여, 상기 디자인 객체 변수 셋에 대한 제한조건을 특정하는 단계;
    제2 사용자 단말에서, 통신망을 통해 상기 디자인 객체 변수 셋, 상기 셋에 대한 제한조건 및 상기 객체 디자인 표현을 수신하는 단계;
    상기 제2 사용자 단말에서, 제1 사용자에 의해 특정된 제한 값 범위에 속하는 지정 객체 값들 중 적어도 하나의 개별 값을 선택할 수 있도록 하는 것을 포함하여, 상기 객체 디자인 표현의 조작권한을 부여하는 단계; 및
    제2 사용자 선택에 의해 특정되는 대로, 상기 제2 사용자 단말 상에 상기 객체 디자인 표현의 그래픽 표현을 구현하는 단계를 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 객체 디자인 표현의 복수의 포인트들을 선택하고, 선택된 포인트들을 상기 객체 디자인 표현의 기능 영역으로서 그룹화하는 단계를 더 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 선택 및 그룹화 단계는,
    상기 객체 디자인 표현의 비인접 포인트 셋을 상기 기능 영역으로 선택 및 그룹화하는 것을 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 선택 및 그룹화 단계는,
    상기 객체 디자인 표현의 인접 포인트 셋을 상기 기능 영역으로 선택 및 그룹화하는 것을 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 객체 디자인 표현의 복수의 기능 영역들을 생성하기 위하여 상기 선택 및 그룹화 단계가 반복되고,
    상기 방법은 제2 사용자에 의해 상기 디자인의 일부가 임의로 조작되는 것을 막기 위하여 상기 기능 영역들 중 하나를 잠그는 단계를 더 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 선택된 기능 영역에, 상기 선택된 기능 영역에 대한 임의의 제2 사용자 조작의 영향을 상기 객체 디자인 표현의 다른 영역들에 단계적으로 반영하는, 감소 가중치 기능(fall-off weighting function)을 적용하는 단계를 더 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 객체 디자인 표현에 동적 스킨 기능(dynamic skin function)을 적용하는 단계를 더 포함하되,
    상기 동적 스킨 기능은 상기 객체 디자인 표현의 질감을 살린 스킨 효과를 만들기 위하여, 다른 기하구조를 불러들여 그룹 내의 각 꼭지점에 첨부할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 객체 디자인 표현에 조립 기능(assembly function)을 적용하는 단계를 더 포함하되,
    상기 조립 기능은 소정의 기하구조가 상기 객체 디자인 표현의 선택된 포인트에 첨부될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 객체 디자인 표현에 그룹 폴리 기능(group poly function)을 적용하는 단계를 더 포함하되,
    상기 그룹 폴리 기능은 사용자 정의 제한조건이 상기 객체 디자인 표현의 특정 영역에 적용될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제한조건 특정 단계는,
    상기 제2 사용자 단말에서의 조작권한 부여 단계에 의한 임의의 변화를 막기 위하여, 제1 사용자 단말에서, 상기 디자인 객체 변수 셋의 적어도 하나의 변수를 잠그는 것을 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 객체 디자인 표현은, 다각형 메시(polygon mesh)로 표현되는, 객체의 3차원 모델이고,
    상기 방법은 상기 제1 사용자 단말에서 상기 객체의 객체 디자인 표현을 가져오는 단계를 더 포함하되,
    여기서, 상기 지정 단계는 상기 다각형 메시 내에 포함된 하나 이상의 다각형 꼭지점들을 선택함으로써 상기 디자인 객체 변수 셋을 지정하는 것을 포함하고;
    상기 특정 단계는 상기 하나 이상의 선택된 다각형 꼭지점들 각각에 대한 좌표 값 범위를 특정하는 것을 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제한조건 특정 및 상기 디자인 객체 변수 지정 단계의 결과들을 제한조건 파일로 컴파일하여 상기 제2 사용자 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 사용자 단말에서의 상기 조작권한 부여 단계의 결과를 최종 디자인 파일로 컴파일하여 중앙의 데이터 저장 장비로 전송하는 단계를 더 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 최종 디자인 파일을 상기 중앙의 데이터 저장 장비에서 수신하여 중앙 데이터 저장소에 저장하는 단계를 더 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 최종 디자인 파일을, 상기 최종 디자인 파일에 따라 3차원 객체를 제조하기 위해 마련되는, 3차원 프린터로 보내는 단계를 더 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 사용자 단말 상에서 상기 객체 디자인 표현의 그래픽 표현을 그래픽 사용자 인터페이스로 표시하는 단계를 더 포함하되,
    상기 그래픽 사용자 인터페이스는 상기 제한조건 특정 및 디자인 객체 변수 지정 단계를 실행하기 위한 도구들을 제공하는 것을 특징으로 하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 구현 단계는, 상기 객체 디자인 표현의 그래픽 표현을 구현하기 위하여, 상기 제2 사용자 단말 상의 그래픽 사용자 인터페이스를 이용하는 것을 포함하되,
    상기 방법은 상기 그래픽 사용자 인터페이스에서 상기 조작권한 부여 단계를 실행하기 위한 도구들을 제공하는 단계를 더 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 그래픽 사용자 인터페이스의 도구들은 슬라이더 아이콘 셋을 포함하되,
    각 슬라이더는 하나의 디자인 객체 변수와 관련되고, 상기 슬라이더의 이동 가능 량은 관련된 디자인 객체 변수의 가변 가능 범위를 표현하는 것을 특징으로 하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    각 슬라이더 아이콘은 상기 관련된 디자인 객체 변수의 가변 범위를 제한하기 위하여, 제1 사용자에 의해 조절 가능한 가변 한계를 가지는 것을 특징으로 하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 슬라이더 아이콘들 중 적어도 하나에 대하여, 제1 사용자를 위하여 상기 디자인 객체 변수의 값을 특정 량으로 잠그는 방법을 제공하는, 로컬 체크 박스를 제공하는 단계를 더 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 디자인을 위하여, 제1 사용자가 상기 디자인의 적어도 일면에 표면 배향과 같은 글로벌 기능을 적용하기 위한 방법을 제공하는, 글로벌 체크 박스를 제공하는 단계를 더 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  22. 제1항에 있어서,
    물리 모듈을 이용해 상기 디자인의 기능성을 유지하기 위하여 요구되는 디자인 변수 수정 제한조건들의 글로벌 셋을 자동 결정하는 단계, 및
    상기 디자인이 요구된 기능을 수행할 수 없도록 수정되는 것을 막기 위하여, 이러한 글로벌 수정 제한조건들을 디자인 객체 변수 셋에 적용하는 단계를 더 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    디자인 변수 수정 제한조건들의 글로벌 셋을 결정하는 단계는, 환경 내 특정 기하구조를 가지고 객체의 행동을 시뮬레이트하고, 상기 특정 기하구조가 상기 환경 내에서 안정할 것인지 여부를 결정할 수 있는, 물리적 엔진을 이용하는 것을 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 디자인을 위한 객체의 자동화된 기계적 생성을 방해할 수 있는 임의의 논리적 모순을 결정하기 위하여, 제1 사용자 결정에 따라 주어진 객체 디자인 표현에 대한, 디자인 객체 변수 셋과 상기 셋에 대한 제한조건을 분석하거나, 제2 사용자 특정에 따라 주어진 객체 디자인 표현의 지정 객체 변수들의 개별 선택 값들을 분석하는 단계를 더 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 방법.
  25. 객체 디자인 표현의 상이한 면들과 관련된 디자인 객체 변수 셋의 결정을 가능하게 하기 위하여, 제1 사용자 단말에서 제공되는, 지정 모듈;
    제1 사용자가, 상기 셋의 지정 객체 변수들 각각에 대한 제1 사용자 지정 값 범위를 포함하는, 디자인 객체 변수 셋에 대한 제한조건을 특정할 수 있도록 하기 위하여, 상기 제1 사용자 단말에서 제공되는 특정 모듈;
    통신망을 통해 상기 디자인 객체 변수 셋, 상기 셋에 대한 제한조건 및 상기 객체 디자인 표현을 수신하기 위하여 마련되어 있는, 제2 사용자 단말에서 제공되는 수신기;
    제1 사용자에 의해 특정된 제한 값 범위 내에서 상기 지정 객체 변수들 중 적어도 하나의 개별 값을 선택할 수 있도록 함으로써, 상기 객체 디자인 표현의 조작을 가능하도록 하기 위하여 마련되어 있는, 상기 제2 사용자 단말에서 제공되는 조작 모듈; 및
    제2 사용자 선택에 의해 특정되는 대로, 상기 객체 디자인 표현의 그래픽 표현을 구현하기 위하여 마련되어 있는, 상기 제2 사용자 단말에서 제공되는 그래픽 사용자 인터페이스를 포함하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 사용자 단말들과 통신하는 중앙 서버를 더 포함하되,
    상기 제1 사용자 단말은 상기 중앙 서버로부터 상기 지정 및 특정 모듈을 다운로드하기 위하여 마련되고, 상기 제2 사용자 단말은 확정되는 제2 사용자 디자인에 따라 상기 지정 객체 변수들 중 적어도 하나의 개별 값의 선택을 상기 중앙 서버에 업로드하기 위하여 마련되는 것을 특징으로 하는, 제1 사용자와 제2 사용자 사이의 객체 디자인 표현을 생성하는 협업 시스템.
  27. 두 상이한 사용자들이 협업하여 하나의 객체 디자인 표현을 조작할 수 있도록 하는 협업 디자인 시스템에서,
    제1 사용자 작동용으로 마련된 제1 사용자 단말;
    제2 사용자 작동용으로 마련된 제2 사용자 단말; 및
    제1 및 제2 사용자 단말들 사이에서 디자인 객체 데이터를 전송할 수 있도록 하기 위하여 마련된 통신망을 포함하되,
    여기서, 상기 제1 사용자 단말은 제1 사용자가 상기 객체 디자인 표현과 관련하여 디자인 객체 변수 셋을 지정하고, 상기 셋의 지정 객체 변수들 각각에 대한 제1 사용자 지정 값 범위를 특정할 수 있도록 하기 위하여 마련되며;
    상기 제2 사용자 단말은 제1 사용자가 지정한 디자인 객체 변수 셋을 상기 통신망을 통해 수신할 수 있도록 하기 위하여 마련되고, 나아가 제1 사용자에 의해 특정된 지정 값 범위 내에서 상기 지정 객체 변수들 중의 적어도 하나의 개별 값을 선택함으로써, 제2 사용자가 상기 객체 디자인 표현을 조작할 수 있도록 하기 위하여 마련되는 것을 특징으로 하는, 협업 디자인 시스템.
  28. 협업 디자인 시스템의 두 상이한 사용자들이 객체 디자인 표현을 협업하여 조작할 수 있도록 하는 방법에서,
    제1 사용자 단말에서 상기 객체 디자인 표현과 관련된 디자인 객체 변수 셋을 지정하는 단계;
    상기 제1 사용자 단말에서 상기 셋의 지정 객체 변수들 각각에 대하여 제1 사용자 지정 값 범위를 특정하는 단계;
    제2 사용자 단말에서, 통신망을 통해 디자인 객체 변수들의 제1 사용자 지정 셋과 상기 객체 디자인 표현을 수신하는 단계;
    제1 사용자에 의해 특정된 지정 값 범위 내에서 상기 지정 객체 변수들 중 적어도 하나의 개별 값을 선택하는 것을 포함하도록, 상기 제2 사용자 단말에서 상기 객체 디자인 표현을 조작하는 단계; 및
    제2 사용자에 의해 특정되는 대로, 상기 객체 디자인 표현의 그래픽 표현을 상기 제2 사용자 단말 상에 구현하는 단계를 포함하는, 협업 조작 방법.
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