KR101846746B1

KR101846746B1 - 경계 표현 기반 3차원 모델 단순화 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101846746B1
Application number: KR1020160170443A
Authority: KR
Inventors: 문두환; 권순조; 한순흥; 김병철
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2018-04-09
Anticipated expiration: 2036-12-14

Abstract

본 발명은 경계 표현 기반 3차원 모델 단순화 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델 단순화 장치는 경계 표현 기반으로 작성된 3차원 모델을 전처리하는 전처리부; 및 상기 3차원 모델의 전처리로 얻은 데이터를 기반으로 상기 3차원 모델을 단순화하는 단순화부를 포함할 수 있다.

Description

경계 표현 기반 3차원 모델 단순화 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SIMPLIFYING BOUNDARY REPRESENTATION BASED 3D MODEL}

본 발명은 경계 표현 기반 3차원 모델 단순화 장치 및 방법에 관한 것이다.

CAD(Computer Aided Design)와 같은 컴퓨터 자동 설계 시스템을 사용하여 생성된 제품의 모델, 예컨대 3차원 형상 모델은 제품의 설계뿐만 아니라 구조 해석, 동역학 시뮬레이션, 가상 현실 환경 구축 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다.

한편, 3차원 CAD 시스템을 통해 생성된 모델은 그 활용 목적에 따라 모델의 상세도 및 요구되는 모델의 특성이 달라진다. 즉, 동일한 모델이라도 사용 목적에 따라 다양한 상세도를 가질 수 있어야 한다. 이에 따라 3차원 모델의 상세도를 자동으로 조절하는 모델 단순화 기술이 필요하다.

경계 표현(Boundary representation) 모델은 대부분의 상용 3D CAD 시스템에서 지원하는 3차원 모델의 가장 일반적인 표현 방법이다. 하지만, 경계 표현 모델의 단순화는 모델의 위상 정보에서 특정 패턴만을 찾아 제거하기 때문에 모델의 단순화 정도에 한계가 있다.

본 발명의 실시예는 경계 표현 기반 3차원 모델의 상세도를 효과적으로 조절할 수 있는 3차원 모델 단순화 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예는 경계 표현 기반 3차원 모델의 단순화 과정에서 단순화된 3차원 모델에 대한 사용자의 요구가 반영될 수 있는 3차원 모델 단순화 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델 단순화 장치는 경계 표현 기반으로 작성된 3차원 모델을 전처리하는 전처리부; 및 상기 3차원 모델의 전처리로 얻은 데이터를 기반으로 상기 3차원 모델을 단순화하는 단순화부를 포함할 수 있다.

상기 전처리부는: 상기 3차원 모델에서 무조건 보존할 부분 및 무조건 제거할 부분 중 적어도 하나를 설정하는 무조건 부분 설정부; 상기 3차원 모델의 내부에 위치하는 내부 부분을 검출하는 내부 부분 검출부; 및 상기 3차원 모델에서 기 설정된 형상의 요소를 검출하는 형상 요소 검출부를 포함할 수 있다.

상기 무조건 부분 설정부는: 상기 3차원 모델에서 기 설정된 부분 및 사용자에 의해 지정된 부분 중 적어도 하나를 상기 무조건 보존할 부분 또는 상기 무조건 제거할 부분으로 설정할 수 있다.

상기 내부 부분 검출부는: 상기 3차원 모델의 바깥에서 보이지 않는 부분을 상기 내부 부분으로 결정할 수 있다.

상기 형상 요소 검출부는: 상기 3차원 모델을 구성하는 요소들 중에서 필렛(fillet) 요소, 라운드(round) 요소 및 챔퍼(chamfer) 요소 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.

상기 형상 요소 검출부는: 상기 3차원 모델에서 구멍 및 파인 공간 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.

상기 형상 요소 검출부는: 상기 3차원 모델의 적어도 일부를 기 설정된 단위 형상으로 분할하는 단위 형상 분할부를 더 포함할 수 있다.

상기 단순화부는: 상기 3차원 모델의 단순화 과정에서 상기 무조건 보존할 부분을 상기 3차원 모델에 유지시키고, 상기 무조건 제거할 부분을 상기 3차원 모델로부터 제거할 수 있다.

상기 단순화부는: 상기 3차원 모델로부터 상기 내부 부분을 제거할 수 있다.

상기 단순화부는: 상기 3차원 모델로부터 상기 필렛 요소, 상기 라운드 요소 및 상기 챔퍼 요소 중 적어도 하나를 제거할 수 있다.

상기 단순화부는: 상기 3차원 모델에서 상기 구멍 및 상기 파인 공간 중 적어도 하나를 채울 수 있다.

상기 단순화부는: 사용자로부터 상기 3차원 모델에 포함된 부분의 부분 상세도를 입력받아 해당 부분을 상기 부분 상세도로 단순화하는 사용자 정의 단순화부를 더 포함할 수 있다.

상기 사용자 정의 단순화부는: 사용자로부터 상기 3차원 모델에 포함된 조립품 또는 단품을 선택받고, 해당 조립품 또는 해당 단품의 상기 부분 상세도를 입력받고, 상기 해당 조립품 또는 상기 해당 단품의 상세도를 계산하고, 상기 해당 조립품 또는 상기 해당 단품의 상세도가 상기 부분 상세도에 도달할 때까지 상기 해당 조립품으로부터 단품 또는 요소를 제거하거나 상기 해당 단품으로부터 요소를 제거할 수 있다.

상기 사용자 정의 단순화부는: 상기 해당 조립품을 구성하는 하위 조립품 및 하위 단품 중 적어도 하나의 상세도를 합한 뒤, 상기 하위 조립품과 상기 하위 단품의 개수로 나누어 상기 해당 조립품의 상세도를 계산하고, 상기 해당 단품으로부터 제거된 요소의 개수를 상기 해당 단품을 구성하는 요소들의 전체 개수로 나눈 뒤, 1에서 나누어 얻은 값을 빼 100을 곱하여 상기 해당 단품의 상세도를 계산할 수 있다.

상기 사용자 정의 단순화부는: 사용자로부터 상기 3차원 모델에 포함된 부분의 상세도를 고정시키는 입력을 받아 해당 부분에 대한 단순화를 건너뛸 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델 단순화 방법은 경계 표현 기반으로 작성된 3차원 모델을 전처리하는 단계; 및 상기 3차원 모델의 전처리로 얻은 데이터를 기반으로 상기 3차원 모델을 단순화하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 3차원 모델을 전처리하는 단계는: 상기 3차원 모델에서 무조건 보존할 부분 및 무조건 제거할 부분 중 적어도 하나를 설정하는 단계; 상기 3차원 모델의 내부에 위치하는 내부 부분을 검출하는 단계; 및 상기 3차원 모델에서 기 설정된 형상의 요소를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 3차원 모델을 단순화하는 단계는: 사용자로부터 상기 3차원 모델에 포함된 부분의 부분 상세도를 입력받아 해당 부분을 상기 부분 상세도로 단순화하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 3차원 모델을 단순화하는 단계는: 사용자로부터 상기 3차원 모델에 포함된 부분의 상세도를 고정시키는 입력을 받아 해당 부분에 대한 단순화를 건너뛰는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 3차원 모델 단순화 방법은 컴퓨터로 실행될 수 있는 프로그램으로 구현되어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 기록될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 경계 표현 기반 3차원 모델의 상세도를 효과적으로 조절할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 경계 표현 기반 3차원 모델의 단순화 과정에서 단순화된 3차원 모델에 대한 사용자의 요구가 반영될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델 단순화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 모델에서 검출된 필렛 요소, 라운드 요소 및 챔퍼 요소를 보여주는 예시적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 모델에서 검출된 구멍 및 파인 공간을 보여주는 예시적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 모델에서 검출된 단위 형상을 보여주는 예시적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델 단순화 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 경계 표현 기반 3차원 모델을 전처리하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 모델의 전처리로 얻은 데이터를 기반으로 3차원 모델을 단순화하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자로부터 3차원 모델에 포함된 부분의 부분 상세도를 입력받아 해당 부분을 부분 상세도로 단순화하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.

한편, 본 명세서 전체에서 사용되는 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.

따라서, 일 예로서 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 더 분리될 수 있다.

이하, 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델 단순화 장치(10)의 예시적인 블록도이다.

도 1을 참조하면, 상기 3차원 모델 단순화 장치(10)는 처리부(100), 입력부(200), 저장부(300) 및 출력부(400)를 포함한다.

상기 처리부(100)는 3차원 모델을 간략화하기 위한 프로그램을 불러와 실행하는 프로세서로서, 예컨대 CPU, GPU 등을 포함할 수 있다. 상기 입력부(200)는 사용자로부터 데이터를 입력받을 수 있는 입력 장치로서, 예컨대 키보드, 마우스 등을 포함할 수 있다. 상기 저장부(300)는 데이터를 저장하는 저장 장치로서, 예컨대 HDD, SSD, RAM, ROM, 레지스터, 캐시 등을 포함할 수 있다. 상기 출력부(400)는 데이터를 출력하는 출력 장치로서, 예컨대 3차원 모델을 화면에 표시할 수 있는 LCD 등을 포함할 수 있다.

또한, 상기 3차원 모델 단순화 장치(10)는 전처리부(110) 및 단순화부(120)를 포함한다. 상기 전처리부(110)는 경계 표현 기반으로 작성된 3차원 모델을 전처리한다. 상기 단순화부(120)는 상기 3차원 모델의 전처리로 얻은 데이터를 기반으로 상기 3차원 모델을 단순화한다.

경계 표현(Boundary representation)은 3차원 컴퓨터 그래픽스 표현법의 하나로서, 입체를 면의 집합으로 표현하고 면과 그 면을 둘러싸는 선의 데이터, 선 양쪽 끝의 좌표 등의 정보에 따라 모델의 3차원 형상을 컴퓨터에서 표현하는 기법이다. 본 발명은 이러한 경계 표현 방식으로 구현된 3차원 모델을 단순화하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전처리부(110)는 무조건 부분 설정부(111), 내부 부분 검출부(112) 및 형상 요소 검출부(113)를 포함한다.

상기 무조건 부분 설정부(111)는 3차원 모델에서 무조건 보존할 부분 및 무조건 제거할 부분 중 적어도 하나를 설정한다. 상기 내부 부분 검출부(112)는 3차원 모델의 내부에 위치하는 내부 부분을 검출한다. 상기 형상 요소 검출부(113)는 3차원 모델에서 기 설정된 형상의 요소를 검출한다.

구체적으로, 상기 무조건 부분 설정부(111)는 3차원 모델에서 기 설정된 부분 및 사용자에 의해 지정된 부분 중 적어도 하나를 무조건 보존할 부분 또는 무조건 제거할 부분으로 설정할 수 있다. 여기서, 부분은 3차원 모델을 구성하는 단품 또는 부분 조립품을 의미한다.

일 예로, 플랜트에 사용될 배관 관련 3차원 모델에서 배관과 배관을 연결하는 포트 부분은 해당 3차원 모델에서 필수적인 부분이므로, 상기 무조건 부분 설정부(111)는 상기 포트 부분을 무조건 보존할 부분으로 설정할 수 있다.

다른 예로, 사용자가 용도와 관련하여 3차원 모델에서 의미적으로 중요한 부분 또는 부피를 고려하여 3차원 모델에서 수치적으로 중요한 부분을 상기 입력부(200)를 통해 지정하는 경우, 상기 무조건 부분 설정부(111)는 해당 부분을 무조건 보존할 부분으로 설정할 수 있다.

마찬가지로, 3차원 모델의 단순화 과정에서 반드시 제거해야 할 부분을 사용자가 상기 입력부(200)를 통해 지정하는 경우, 상기 무조건 부분 설정부(111)는 해당 부분을 무조건 제거할 부분으로 설정할 수 있다.

이와 같이 설정된 무조건 보존할 부분은 후술하는 3차원 모델 단순화 과정에서 제거되지 않고 반드시 보존되고, 무조건 제거할 부분은 3차원 모델 단순화 과정에서 우선적으로 제거된다.

또한, 상기 내부 부분 검출부(112)는 3차원 모델의 바깥에서 보이지 않는 부분을 내부 부분으로 결정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 내부 부분 검출부(112)는 3차원 모델을 둘러싸는 경계 박스를 생성하고, 경계 박스의 외부에서 다수의 시점으로부터 경계 박스를 향해 각 시점 당 지정된 개수의 가상 광선을 발사하고, 모든 가상 광선에 한 번도 맞지 않은 부분을 내부 부분으로 결정할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 내부 부분 검출부(112)는 3차원 모델을 구성하는 각 부분에 대하여 각 부분을 둘러싸는 경계 박스를 생성하고, 경계 박스 상의 다수의 시점으로부터 바깥쪽을 향해 각 시점 당 지정된 개수의 가상 광선을 발사하고, 모든 가상 광선이 3차원 모델의 다른 부분에 맞은 부분을 내부 부분으로 결정할 수 있다.

또한, 상기 형상 요소 검출부(113)는 3차원 모델을 구성하는 요소들 중에서 필렛(fillet) 요소, 라운드(round) 요소 및 챔퍼(chamfer) 요소 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 모델(20)에서 검출된 필렛 요소, 라운드 요소 및 챔퍼 요소를 보여주는 예시적인 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 형상 요소 검출부(113)는 3차원 모델(20)에서 필렛 요소, 라운드 요소 및 챔퍼 요소를 검출하는 연산을 수행하고, 필렛 요소, 라운드 요소 및 챔퍼 요소의 분해를 적용하기 전(20)과 후(201)의 3차원 형상 차이를 이용해 3차원 모델(20)로부터 필렛 요소(202), 라운드 요소(203) 및 챔퍼 요소의 형상을 분해할 수 있다.

나아가, 상기 형상 요소 검출부(113)는 3차원 모델에서 구멍 및 파인 공간 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 모델(30)에서 검출된 구멍 및 파인 공간을 보여주는 예시적인 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 형상 요소 검출부(113)는 3차원 모델(30)에서 구멍 및 파인 공간을 찾아 채워주는 연산을 수행하고, 해당 연산을 적용하기 전(30)과 후(301)의 3차원 형상 차이를 이용해 3차원 모델(30)로부터 구멍 및 파인 공간(302)의 형상을 분해할 수 있다.

더 나아가, 상기 형상 요소 검출부(113)는 3차원 모델의 적어도 일부를 기 설정된 단위 형상으로 분할하는 단위 형상 분할부를 더 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 모델(40)에서 검출된 단위 형상을 보여주는 예시적인 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단위 형상 분할부는 3차원 모델(40)에 볼륨 분할(volume split) 연산을 적용하여 해당 3차원 모델을 단위 형상(401, 402)으로 분할할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 상기 전처리부(110)가 3차원 모델을 전처리하면, 상기 단순화부(120)는 3차원 모델의 전처리로 얻은 데이터를 기반으로 모델의 단순화를 수행한다.

구체적으로, 상기 단순화부(120)는 3차원 모델의 단순화 과정에서 상기 무조건 보존할 부분을 3차원 모델에 유지시키고, 상기 무조건 제거할 부분을 3차원 모델로부터 제거한다. 즉, 앞서 상기 무조건 부분 설정부(111)에 의해 설정된 무조건 보존할 부분은 모델의 단순화 과정에서 제거되지 않고 모델에 반드시 남아 있게 되고, 무조건 제거할 부분은 모델로부터 우선적으로 제거된다.

또한, 상기 단순화부(120)는 3차원 모델로부터 상기 내부 부분을 제거한다. 상기 무조건 제거할 부분과 마찬가지로, 3차원 모델의 내부에 위치하여 바깥에서 보이지 않는 부분은 모델의 단순화 과정에서 제거된다.

또한, 상기 단순화부(120)는 3차원 모델로부터 필렛 요소, 라운드 요소 및 챔퍼 요소 중 적어도 하나를 제거한다. 그리고, 상기 단순화부(120)는 3차원 모델에서 구멍 및 파인 공간 중 적어도 하나를 채운다.

나아가, 상기 단순화부(120)는 사용자로부터 3차원 모델에 포함된 부분의 부분 상세도를 입력받아 해당 부분을 상기 부분 상세도로 단순화하는 사용자 정의 단순화부(121)를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 사용자 정의 단순화부(121)는 사용자로부터 3차원 모델에 포함된 조립품 또는 단품을 선택받고, 해당 조립품 또는 해당 단품의 부분 상세도를 입력받고, 해당 조립품 또는 해당 단품의 상세도를 계산하고, 해당 조립품 또는 해당 단품의 상세도가 상기 부분 상세도에 도달할 때까지 해당 조립품으로부터 단품 또는 요소를 제거하거나 해당 단품으로부터 요소를 제거할 수 있다.

구체적으로, 상기 사용자 정의 단순화부(121)는 상기 입력부(200)를 통해 사용자로부터 부분 단순화를 수행할 3차원 모델의 조립품 또는 단품을 선택받고, 선택된 조립품 또는 단품의 부분 상세도, 예컨대 LOD(Level of Detail)를 입력받을 수 있다.

그 뒤, 상기 사용자 정의 단순화부(121)는 상기 선택된 조립품 또는 단품의 상세도를 계산한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 사용자 정의 단순화부(121)는 조립품에 대하여, 해당 조립품을 구성하는 하위 조립품 및 하위 단품 중 적어도 하나의 상세도를 합한 뒤, 하위 조립품과 하위 단품의 개수로 나누어 해당 조립품의 상세도를 계산할 수 있다. 이와 같이 조립품의 상세도를 계산하는 방법은 아래의 수학식으로 나타낼 수 있다.

[수학식 1]

조립품의 상세도 = 1/n × Σ하위 컴포넌트의 상세도

(n: 하위 컴포넌트의 개수, 컴포넌트는 조립품 또는 단품)

또한, 상기 사용자 정의 단순화부(121)는 단품에 대하여, 해당 단품으로부터 제거된 요소의 개수를 해당 단품을 구성하는 요소들의 전체 개수로 나눈 뒤, 1에서 나누어 얻은 값을 빼 100을 곱하여 해당 단품의 상세도를 계산할 수 있다. 단품의 상세도를 계산하는 방법은 아래의 수학식으로 나타낼 수 있다.

[수학식 2]

단품의 상세도 = [1 - (제거된 요소의 개수/전체 요소의 개수)] × 100

그러고 나서, 상기 사용자 정의 단순화부(121)는 조립품 또는 단품의 상세도가 사용자로부터 입력받은 부분 상세도에 도달할 때까지 조립품으로부터 단품 또는 요소를 제거하거나 단품으로부터 요소를 제거하는 과정을 반복할 수 있다.

이 과정에서 상기 사용자 정의 단순화부(121)는 사용자로부터 선택받은 조립품을 구성하는 단품 또는 요소의 부피를 계산하고, 상기 계산된 부피의 오름차순으로 해당 조립품으로부터 단품 또는 요소를 제거할 수 있다.

또한, 상기 사용자 정의 단순화부(121)는 사용자로부터 선택받은 단품을 구성하는 요소의 부피를 계산하고, 상기 계산된 부피의 오름차순으로 해당 단품으로부터 요소를 제거할 수 있다.

더 나아가, 상기 사용자 정의 단순화부(121)는 사용자로부터 3차원 모델에 포함된 부분의 상세도를 고정시키는 입력을 받아 해당 부분에 대한 단순화를 건너뛸 수도 있다. 다시 말해, 사용자는 3차원 모델에서 단순화를 수행하지 않을 조립품 또는 단품을 선택하여 3차원 모델의 단순화 과정에서 해당 조립품 또는 해당 단품에 대한 단순화를 생략할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델 단순화 방법(1000)의 예시적인 흐름도이다.

상기 3차원 모델 단순화 방법(1000)은 앞서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 3차원 모델 단순화 장치(10)에 의해 실행될 수 있다. 상기 3차원 모델 단순화 방법(1000)은 컴퓨터로 실행될 수 있는 프로그램으로 구현되어 상기 저장부(300)에 저장될 수 있다. 상기 처리부(100)는 상기 저장부(300)로부터 프로그램을 불러와 실행하여 후술하는 3차원 모델 단순화 방법(1000)을 수행할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 3차원 모델 단순화 방법(1000)은 경계 표현 기반으로 작성된 3차원 모델을 전처리하는 단계(S1100), 및 상기 3차원 모델의 전처리로 얻은 데이터를 기반으로 상기 3차원 모델을 단순화하는 단계(S1200)를 포함한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 경계 표현 기반 3차원 모델을 전처리하는 과정(S1100)을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 상기 3차원 모델을 전처리하는 단계(S1100)는 3차원 모델에서 무조건 보존할 부분 및 무조건 제거할 부분 중 적어도 하나를 설정하는 단계(S1110), 3차원 모델의 내부에 위치하는 내부 부분을 검출하는 단계(S1120), 및 3차원 모델에서 기 설정된 형상의 요소를 검출하는 단계(S1130)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 3차원 모델에서 무조건 보존할 부분 및 무조건 제거할 부분 중 적어도 하나를 설정하는 단계(S1110)는, 3차원 모델에서 기 설정된 부분 및 사용자에 의해 지정된 부분 중 적어도 하나를 무조건 보존할 부분 또는 무조건 제거할 부분으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 3차원 모델의 내부에 위치하는 내부 부분을 검출하는 단계(S1120)는, 3차원 모델의 바깥에서 보이지 않는 부분을 내부 부분으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 3차원 모델에서 기 설정된 형상의 요소를 검출하는 단계(S1130)는, 3차원 모델을 구성하는 요소들 중에서 필렛 요소, 라운드 요소 및 챔퍼 요소 중 적어도 하나를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.

나아가, 상기 3차원 모델에서 기 설정된 형상의 요소를 검출하는 단계(S1130)는, 3차원 모델에서 구멍 및 파인 공간 중 적어도 하나를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.

더 나아가, 상기 3차원 모델에서 기 설정된 형상의 요소를 검출하는 단계(S1130)는, 3차원 모델의 적어도 일부를 기 설정된 단위 형상으로 분할하는 단계를 더 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 모델의 전처리로 얻은 데이터를 기반으로 3차원 모델을 단순화하는 과정(S1200)을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 상기 3차원 모델의 전처리로 얻은 데이터를 기반으로 3차원 모델을 단순화하는 단계(S1200)는, 3차원 모델의 단순화 과정에서 무조건 보존할 부분을 3차원 모델에 유지시키고, 무조건 제거할 부분을 3차원 모델로부터 제거하는 단계(S1210), 3차원 모델로부터 내부 부분을 제거하는 단계(S1220), 3차원 모델로부터 필렛 요소, 라운드 요소 및 챔퍼 요소 중 적어도 하나를 제거하는 단계(S1230), 및 3차원 모델에서 구멍 및 파인 공간 중 적어도 하나를 채우는 단계(S1240)를 포함할 수 있다.

나아가, 상기 3차원 모델을 단순화하는 단계(S1200)는 사용자로부터 3차원 모델에 포함된 부분의 부분 상세도를 입력받아 해당 부분을 상기 부분 상세도로 단순화하는 단계(S1250)를 더 포함할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자로부터 3차원 모델에 포함된 부분의 부분 상세도를 입력받아 해당 부분을 부분 상세도로 단순화하는 과정(S1250)을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 상기 사용자로부터 3차원 모델에 포함된 부분의 부분 상세도를 입력받아 해당 부분을 부분 상세도로 단순화하는 단계(S1250)는, 사용자로부터 3차원 모델에 포함된 조립품 또는 단품을 선택받는 단계(S1251), 해당 조립품 또는 해당 단품의 부분 상세도를 입력받는 단계(S1252), 해당 조립품 또는 해당 단품의 상세도를 계산하는 단계(S1253), 및 해당 조립품 또는 해당 단품의 상세도가 부분 상세도에 도달할 때까지(S1254에서 예) 해당 조립품으로부터 단품 또는 요소를 제거하거나 해당 단품으로부터 요소를 제거하는 단계(S1255)를 포함할 수 있다.

이 실시예에서, 해당 조립품 또는 해당 단품의 상세도를 계산하는 단계(S1253)는, 해당 조립품을 구성하는 하위 조립품 및 하위 단품 중 적어도 하나의 상세도를 합한 뒤, 하위 조립품과 하위 단품의 개수로 나누어 해당 조립품의 상세도를 계산하는 단계, 및 해당 단품으로부터 제거된 요소의 개수를 해당 단품을 구성하는 요소들의 전체 개수로 나눈 뒤, 1에서 나누어 얻은 값을 빼 100을 곱하여 해당 단품의 상세도를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

더 나아가, 다시 도 7을 참조하면, 상기 3차원 모델을 단순화하는 단계(S1200)는, 사용자로부터 3차원 모델에 포함된 부분의 상세도를 고정시키는 입력을 받아 해당 부분에 대한 단순화를 건너뛰는 단계(S1260)를 더 포함할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 3차원 모델 단순화 방법(1000)은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 모델 단순화 방법(1000)은 컴퓨터와 결합되어 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.

이상에서 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자는 전술한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.

10: 3차원 모델 단순화 장치
100: 처리부
110: 전처리부
111: 무조건 부분 설정부
112: 내부 부분 검출부
113: 형상 요소 검출부
120: 단순화부
121: 사용자 정의 단순화부
200: 입력부
300: 저장부
400: 출력부

Claims

경계 표현 기반으로 작성된 3차원 모델을 전처리하는 전처리부; 및
상기 3차원 모델의 전처리로 얻은 데이터를 기반으로 상기 3차원 모델을 단순화하는 단순화부를 포함하되,
상기 전처리부는:
상기 3차원 모델에서 무조건 보존할 부분 및 무조건 제거할 부분 중 적어도 하나를 설정하는 무조건 부분 설정부;
상기 3차원 모델의 내부에 위치하는 내부 부분을 검출하는 내부 부분 검출부; 및
상기 3차원 모델에서 기 설정된 형상의 요소를 검출하는 형상 요소 검출부를 포함하고,
상기 형상 요소 검출부는:
상기 3차원 모델을 구성하는 요소들 중에서 필렛(fillet) 요소, 라운드(round) 요소 및 챔퍼(chamfer) 요소 중 적어도 하나를 검출하고,
상기 3차원 모델에서 구멍 및 파인 공간 중 적어도 하나를 검출하고,
상기 3차원 모델의 적어도 일부를 기 설정된 단위 형상으로 분할하는 단위 형상 분할부를 더 포함하고,
상기 단순화부는:
사용자로부터 상기 3차원 모델에 포함된 부분의 부분 상세도를 입력받아 해당 부분을 상기 부분 상세도로 단순화하는 사용자 정의 단순화부를 더 포함하고,
상기 사용자 정의 단순화부는:
사용자로부터 상기 3차원 모델에 포함된 부분의 상세도를 고정시키는 입력을 받아 해당 부분에 대한 단순화를 건너뛰는 3차원 모델 단순화 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 무조건 부분 설정부는:
상기 3차원 모델에서 기 설정된 부분 및 사용자에 의해 지정된 부분 중 적어도 하나를 상기 무조건 보존할 부분 또는 상기 무조건 제거할 부분으로 설정하는 3차원 모델 단순화 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 내부 부분 검출부는:
상기 3차원 모델의 바깥에서 보이지 않는 부분을 상기 내부 부분으로 결정하는 3차원 모델 단순화 장치.
삭제
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 단순화부는:
상기 3차원 모델의 단순화 과정에서 상기 무조건 보존할 부분을 상기 3차원 모델에 유지시키고, 상기 무조건 제거할 부분을 상기 3차원 모델로부터 제거하는 3차원 모델 단순화 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 단순화부는:
상기 3차원 모델로부터 상기 내부 부분을 제거하는 3차원 모델 단순화 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 단순화부는:
상기 3차원 모델로부터 상기 필렛 요소, 상기 라운드 요소 및 상기 챔퍼 요소 중 적어도 하나를 제거하는 3차원 모델 단순화 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 단순화부는:
상기 3차원 모델에서 상기 구멍 및 상기 파인 공간 중 적어도 하나를 채우는 3차원 모델 단순화 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 사용자 정의 단순화부는:
사용자로부터 상기 3차원 모델에 포함된 조립품 또는 단품을 선택받고,
해당 조립품 또는 해당 단품의 상기 부분 상세도를 입력받고,
상기 해당 조립품 또는 상기 해당 단품의 상세도를 계산하고,
상기 해당 조립품 또는 상기 해당 단품의 상세도가 상기 부분 상세도에 도달할 때까지 상기 해당 조립품으로부터 단품 또는 요소를 제거하거나 상기 해당 단품으로부터 요소를 제거하는 3차원 모델 단순화 장치.
청구항 13에 있어서,
상기 사용자 정의 단순화부는:
상기 해당 조립품을 구성하는 하위 조립품 및 하위 단품 중 적어도 하나의 상세도를 합한 뒤, 상기 하위 조립품과 상기 하위 단품의 개수로 나누어 상기 해당 조립품의 상세도를 계산하고,
상기 해당 단품으로부터 제거된 요소의 개수를 상기 해당 단품을 구성하는 요소들의 전체 개수로 나눈 뒤, 1에서 나누어 얻은 값을 빼 100을 곱하여 상기 해당 단품의 상세도를 계산하는 3차원 모델 단순화 장치.
삭제
경계 표현 기반으로 작성된 3차원 모델을 전처리하는 단계; 및
상기 3차원 모델의 전처리로 얻은 데이터를 기반으로 상기 3차원 모델을 단순화하는 단계를 포함하되,
상기 3차원 모델을 단순화하는 단계는:
사용자로부터 상기 3차원 모델에 포함된 부분의 부분 상세도를 입력받아 해당 부분을 상기 부분 상세도로 단순화하는 단계와,
사용자로부터 상기 3차원 모델에 포함된 부분의 상세도를 고정시키는 입력을 받아 해당 부분에 대한 단순화를 건너뛰는 단계를 포함하는 3차원 모델 단순화 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 3차원 모델을 전처리하는 단계는:
상기 3차원 모델에서 무조건 보존할 부분 및 무조건 제거할 부분 중 적어도 하나를 설정하는 단계;
상기 3차원 모델의 내부에 위치하는 내부 부분을 검출하는 단계; 및
상기 3차원 모델에서 기 설정된 형상의 요소를 검출하는 단계를 포함하는 3차원 모델 단순화 방법.
삭제
삭제
컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 있어서,
청구항 16 및 17 중 어느 한 항에 따른 3차원 모델 단순화 방법을 컴퓨터로 실행하기 위한 프로그램이 기록된 기록 매체.