KR102063580B1 - Method of Creating Multi-resolution 3D Polygon Model Set for 3D Printing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3D 프린팅을 위한 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋 제작 방법에 관한 것으로서, 랜더링용 로우 폴리(low poly) 모델을 생성하는 단계; 제 1 서브디비전(subdivision) 노드를 상기 로우 폴리 모델의 좌표정보에 매칭하는 단계; 상기 로우 폴리 모델에 두께를 생성하는 단계; 두께가 생성된 상기 로우 폴리 모델의 새로운 좌표정보에 제 2 서브디비전 노드를 매칭하는 단계; 상기 제 2 서브디비전 노드를 활용하여 다중 해상도 모델을 획득하는 단계; 및wrap 노드를 통해 상기 제 1 서브디비전 노드가 매칭된 모델과 상기 획득된 다중 해상도 모델을 연결하여 상기 제 1 서브디비전 노드가 매칭된 모델로부터 상기 획득된 다중 해상도 모델로 변형 정보를 전이시키는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method for manufacturing a multi-resolution three-dimensional polygon model set for 3D printing, comprising: generating a low poly model for rendering; Matching a first subdivision node with coordinate information of the low poly model; Creating a thickness in the low poly model; Matching a second subdivision node to new coordinate information of the low poly model for which a thickness is generated; Obtaining a multi-resolution model by utilizing the second subdivision node; And connecting the first subdivision node with the matched model and the obtained multi-resolution model through a wrap node to transfer deformation information from the matched model to the obtained multi-resolution model. Include.
Description
본 발명은 3D 프린팅을 위한 다중 해상도에 기반한 3D 폴리곤(Polygon) 모델셋(Model Set)을 제작하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a 3D Polygon Model Set based on multiple resolutions for 3D printing.
영상 및 캐릭터 산업에서 3차원(3D) 출력 장치가 주목 받고 있는 현 시점에서 해외의 경우 유명 캐릭터를 3D 출력하여 판매하는 사업들이 등장하고 있고, 국내에서도 영화, 게임 및 애니메이션 등에 등장한 캐릭터 및 배경의 콘텐츠 요소를 3D 출력하여 사업화하려는 움직임이 나타나고 있다. At the moment when the 3D (3D) output device is attracting attention in the video and character industries, there are businesses that sell 3D outputs of famous characters overseas, and the contents of characters and backgrounds that appeared in movies, games, and animations in Korea as well. There is a movement to commercialize by outputting 3D elements.
현재는 적층식 3차원 출력 장치에서 피규어 출력물 제작을 위한 효과적인 3차원 그래픽 데이터처리에 관한 방법이 수행되고 있지만, 적층식 3D 프린터는 피규어 출력에 관해서만 고려하고 있기 때문에 동일한 외형의 데이터가 영상물에서도 활용될 수 있는 방안에 관해서는 고려되고 있지 않다.Currently, the method of effective three-dimensional graphic data processing for the production of the figure output in the stacked three-dimensional output device is performed, but the stacked three-dimensional printer is only considering the output of the figure, so the same external data is used in the image. There is no consideration as to what can be done.
또한, 영상 콘텐츠용 3D 모델들은 랜더링(Rendering) 시간의 절감과 데이터 관리 용이성의 요구를 만족하기 위해 랜더링에 최적화된 가벼운 데이터 구조를 갖고 있는데, 이러한 구조는 일반적으로 3D 출력을 위해 요구되는 모델링 조건을 만족하지 못하는 경우가 대부분이다.In addition, 3D models for video content have a lightweight data structure optimized for rendering in order to reduce the rendering time and ease of data management. Such a structure generally provides a modeling condition required for 3D output. Most of them are not satisfied.
따라서 영상 랜더링용으로 생성된 모델 데이터를 3D 출력하기 위해서는 전문 디자이너가 데이터를 대폭 수정하거나 동일한 외관을 가지면서 출력 요구조건을 만족하도록 다시 제작해야 한다. 3D 그래픽 데이터는 최초 제작에 많은 시간과 비용을 들이는 대신, 한번 만들어진 데이터는 언제든 재활용 가능하다는 것이 큰 장점인데, 랜더링용으로 제작한 3D 데이터를 출력하기 위해 다시 제작하거나 수정하면 이러한 장점이 없어지게 된다.Therefore, in order to 3D output the model data generated for image rendering, a professional designer must modify the data significantly or remake it to meet the output requirements with the same appearance. Instead of spending a lot of time and money on initial production, 3D graphic data can be reused at any time, which can be eliminated by recreating or modifying 3D data for rendering. do.
따라서 본 발명은 종래 영상 랜더링을 위해 제작된 3D 그래픽 데이터가 3D 출력에 적합하지 않은 형태를 취함으로써 발생하는 추가 비용과 시간의 소모를 해결하기 위하여, 동일한 외관의 3D 그래픽 데이터가 영상 콘텐츠 및 3D 출력에 모두 사용될 수 있도록 각각의 용도에 합목적성을 갖는 최적화된 구조의 다중 해상도 폴리곤 데이터 셋을 구성하는 방법을 제공하고자 한다.Therefore, in order to solve the additional cost and time consuming caused by 3D graphic data produced for conventional image rendering that is not suitable for 3D output, the 3D graphic data of the same appearance is outputted as image content and 3D output. It is intended to provide a method for constructing a multi-resolution polygon data set with an optimized structure suitable for each application so that all of them can be used.
이를 위해, 본 발명의 일 측면에 따른 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋 제작 방법은, 랜더링용 로우 폴리(low poly) 모델을 생성하는 단계; 제 1 서브디비전(subdivision) 노드를 상기 로우 폴리 모델의 좌표정보에 매칭하는 단계; 상기 로우 폴리 모델에 두께를 생성하는 단계; 두께가 생성된 상기 로우 폴리 모델의 새로운 좌표정보에 제 2 서브디비전 노드를 매칭하는 단계; 상기 제 2 서브디비전 노드를 활용하여 다중 해상도 모델을 획득하는 단계; 및 wrap 노드를 통해 상기 제 1 서브디비전 노드가 매칭된 모델과 상기 획득된 다중 해상도 모델을 연결하여 상기 제 1 서브디비전 노드가 매칭된 모델로부터 상기 획득된 다중 해상도 모델로 변형 정보를 전이시키는 단계를 포함한다.To this end, the multi-resolution three-dimensional polygon model set manufacturing method according to an aspect of the present invention, generating a low poly (low poly) model for rendering; Matching a first subdivision node with coordinate information of the low poly model; Creating a thickness in the low poly model; Matching a second subdivision node to new coordinate information of the low poly model for which a thickness is generated; Obtaining a multi-resolution model by utilizing the second subdivision node; And connecting the first subdivision node with the matched model and the obtained multi-resolution model through a wrap node to transfer deformation information from the matched model to the obtained multi-resolution model. Include.
본 발명은 동일한 외관의 3D 데이터에 대해 랜더링과 3D 출력에서 각각 요구하는 서로 상이한 요구조건을 동시에 고려하여 다중 해상도 모델셋을 구축함으로써 하나의 자동화된 파이프라인에서 두 가지 상이한 출력물 형태를 모두 처리할 수 있다. The present invention can process both different output types in one automated pipeline by building a multi-resolution model set that simultaneously considers the different requirements required for rendering and 3D output for 3D data of the same appearance. have.
또한 저해상도인 모바일 단말에서의 랜더링용 로우 폴리(low poly) 모델에 가역적인 서브디비전(subdivision) 노드를 부착함으로써 해상도의 레벨을 자유롭게 조절할 수 있어 서로 다른 데이터 해상도를 요구하는 다양한 출력 형태에 효과적으로 대응할 수 있다.In addition, by attaching a reversible subdivision node to a low poly model for rendering in a low resolution mobile terminal, the resolution level can be freely adjusted to effectively cope with various output types requiring different data resolutions. have.
또한 본 발명의 일 실시예에 따를 때 상대적으로 데이터가 가벼워 조작이 용이한 랜더링용 로우 폴리(low poly) 모델을 무겁고 조작성이 떨어지는 3D 출력용 하이 폴리(high poly)의 변형가이드로 활용함으로써, 영상물에서의 형태 변형을 그대로 반영할 수 있는 출력용 모델을 얻을 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, by using a low poly model for rendering that is relatively light and easy to operate as a deformation guide of a high poly for heavy and inferior 3D output, An output model can be obtained which can reflect the shape deformation of.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋 제작 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열린 객체와 닫힌 객체를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내면과 외면에 해당하는 부분을 면으로 구분지어 놓은 것의 예시를 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 wrap 노드를 통한 모델의 형태 변형을 설명하는 도면이다.1 is a view showing a multi-resolution three-dimensional polygon model set manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an open object and a closed object according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which portions corresponding to inner and outer surfaces are divided into planes according to an embodiment of the present invention.
4A to 4C are diagrams illustrating shape deformation of a model through a wrap node according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention may be variously modified and have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 단수 표현은, 달리 언급하지 않는 한 일반적으로 “하나 이상”을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
Also, the singular forms used in the specification and claims are to be construed as generally referring to “one or more” unless stated otherwise.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋 제작 방법을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a multi-resolution three-dimensional polygon model set manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 단계(S100)에서 랜더링용 로우 폴리 모델을 생성한다. Referring to FIG. 1, in operation S100, a low poly model for rendering is generated.
로우 폴리 모델은 모바일 단말에서 실시간으로 생성될 수 있다. 랜더링용 로우 폴리 모델은 형태 변형의 용이성과 랜더링 시간을 고려하여 랜더링 되지 않는 부분의 데이터를 생성하지 않는다. 또한, 랜더링용 로우 폴리 모델은 3D 출력을 고려하지 않으므로 두께를 생성하지 않는 단면으로 생성되며, 폴리곤을 구성하는 꼭지점(vertex)도 형태적 특성을 나타낼 수 있는 최소한의 개수만 갖는다.The low poly model may be generated in real time at the mobile terminal. The low-poly model for rendering does not generate data for non-rendered parts in consideration of the ease of shape deformation and the rendering time. In addition, since the low-poly model for rendering does not consider 3D output, it is generated with a cross section that does not generate thickness, and the vertices constituting the polygon have only a minimum number that can exhibit its morphological characteristics.
데이터가 움직임을 갖는 대상(예, 애니메이션의 캐릭터)일 경우 단계(S101)에서, 조인트 리깅(Joint Rigging)을 진행한다. If the data is a moving object (eg, a character of an animation), in step S101, joint rigging is performed.
조인트 리깅이란 3D 컴퓨터 애니메이션에서 캐릭터의 뼈대를 만들어 심거나 뼈대를 할당하여 캐릭터가 움직일 수 있는 상태로 만드는 것을 예로 들 수 있다. 데이터의 움직임이 없다면 단계(S101)을 생략할 수 있다.Joint rigging is an example of 3D computer animation in which a skeleton of a character is created and planted, or assigned a skeleton to make the character moveable. If there is no data movement, step S101 may be omitted.
단계(S102)에서 제 1 서브디비전(subdivision) 노드를 로우 폴리 모델에 연결한다. 제 1 서브디비전 노드를 로우 폴리 모델에 연결하는 방법은, 제 1 서브디비전 노드에 로우 폴리 모델에 존재하는 좌표정보를 매칭시킴으로써 가능하다.In step S102, the first subdivision node is connected to the low poly model. The method of connecting the first subdivision node to the low poly model is possible by matching coordinate information existing in the low poly model to the first subdivision node.
서브디비전 노드는 폴리 면(poly face)을 나눌 수 있는 작은 단위로, 서브디비전 노드의 레벨에 따라 얼마나 작은 단위로 폴리 면이 나뉠 수 있는지 결정할 수 있다.The subdivision node is a small unit capable of dividing the poly face, and determines how small the poly face can be divided according to the level of the subdivision node.
단계(S103)에서 제 1 서브디비전 노드를 통해 랜더링용 다중 해상도 모델이 생성된다. In step S103, a multi-resolution model for rendering is generated through the first subdivision node.
랜더링용 다중 해상도 모델은 두께없이 외형만으로 구성된 3차원 폴리곤 데이터로 표현이 가능하다. 또한, 랜더링용 다중 해상도 모델은 출력 단말에서 요구하는 해상도를 제 1 서브디비전 노드에서 레벨 조정을 통해 얻을 수 있다. 예를 들어 제 1 서브디비전 노드에서 레벨을 높여 단위를 작게 만든다면 해상도는 더 높아질 수 있다.The multi-resolution model for rendering can be represented as three-dimensional polygon data consisting of only appearance without thickness. In addition, the rendering multi-resolution model can obtain the resolution required by the output terminal through the level adjustment in the first subdivision node. For example, if the unit is made smaller by increasing the level at the first subdivision node, the resolution may be higher.
그 결과 단계(S104)에서 랜더링용 로우 폴리 모델은 랜더링용 미들 폴리(middle poly) 모델 또는 랜더링용 하이 폴리(high poly) 모델 등으로 변형될 수 있다. As a result, in step S104, the low poly model for rendering may be transformed into a middle poly model for rendering or a high poly model for rendering.
로우 폴리, 미들 폴리 및 하이 폴리의 기준은 일반적으로 통용되는 랜더링용 3D 데이터 제작 실시 관습을 따를 수 있다. 예를 들어 로우 폴리 데이터는 단순한 게임 데이터가 될 수 있으며, 하이 폴리 데이터는 고화질 동영상에 사용되는 데이터가 될 수 있다.The criteria for low poly, middle poly and high poly can follow the commonly used 3D data production practice for rendering. For example, low poly data may be simple game data, and high poly data may be data used for high quality video.
단계(S105)에서 단계(S101)에서 생성된 랜더링용 로우 폴리 모델에서 두께를 생성할 수 있다. In step S105, the thickness may be generated in the rendering low poly model generated in step S101.
초기에 랜더링용 로우 폴리 모델은 단면으로 구성된 열린 객체(open object)이다. 그러나 3D 출력을 위해서는 'watertight' 조건을 만족해야 한다. 'watertight'는 폴리서페이스(poly surface) 또는 닫힌 객체(closed object)로 데이터가 설계될 것을 요구하는 조건이다. 이를 위해, 열린 객체의 외면을 연장하여 내면을 생성함으로써 두께를 만들어 닫힌 객체(closed object)를 생성할 수 있다. 도 2에서 열린 객체와 닫힌 객체의 생성 과정을 자세히 설명하도록 한다.Initially, the low poly model for rendering is an open object composed of cross sections. However, for 3D output, the 'watertight' condition must be met. 'watertight' is a condition that requires data to be designed as a poly surface or a closed object. To this end, by creating an inner surface by extending the outer surface of an open object, a closed object may be created by making a thickness. In FIG. 2, a process of generating an open object and a closed object will be described in detail.
단계(S106)에서 두께가 생성된 닫힌 객체는 내면과 외면을 꼭지점(vertex) 또는 면(face)을 포함할 수 있고, 꼭지점과 면을 그룹으로 구분지어 구분할 수 있다. In operation S106, the closed object whose thickness is generated may include vertices or faces between the inner and outer surfaces, and the vertices and the faces may be divided into groups.
이 그룹 정보는 서브디비전을 내면과 외면에 다르게 적용할 때, 두께를 조절할 때 또는 형태 변형에 따른 자기 교차(self-intersection)를 체크할 때 사용될 수 있다. 이하, 도 3에서 내면과 외면에 해당하는 부분을 면(face)으로 구분지어 놓은 것을 살펴본다.This group information can be used to apply subdivisions differently to the inner and outer surfaces, to adjust the thickness, or to check self-intersection according to shape deformation. Hereinafter, in FIG. 3, the parts corresponding to the inner surface and the outer surface are divided into faces.
단계(S107)에서 3D 출력용 로우 폴리 모델이 생성된다. 상기 로우 폴리 모델은 두께를 가지면서 3D 출력에서 요구하는 'watertight'조건을 만족할 수 있다.In step S107, a low poly model for 3D output is generated. The low poly model has a thickness and can satisfy the 'watertight' condition required by the 3D output.
단계(S108)에서 3D 출력용 로우 폴리 모델에 제 2 서브디비전 노드를 연결한다. 제 2 서브디비전 노드를 연결하는 방법은 단계(S102)와 마찬가지로 두께를 가지는 로우 폴리 모델의 새로운 좌표정보에 제 2 서브디비전 노드를 매칭시킬 수 있다. 이는 단계(S102) 및 단계(S103)과 마찬가지로 3D 출력에서도 다중 해상도를 가지는 모델을 생성하기 위함이다.In step S108, the second subdivision node is connected to the low poly model for 3D output. The method of connecting the second subdivision node may match the second subdivision node with new coordinate information of the low poly model having a thickness as in step S102. This is to generate a model having multiple resolutions in the 3D output as in steps S102 and S103.
제 2 서브디비전 노드가 연결되면, 단계(S109)에서 3D 출력용 다중 해상도 모델을 생성할 수 있다. 즉, 제 2 서브디비전 노드의 레벨을 조정하면서 각 타입 별 3D 출력장치에서 요구하는 서로 다른 해상도를 가지는 모델을 생성할 수 있다.When the second subdivision node is connected, a multi-resolution model for 3D output may be generated in step S109. That is, while adjusting the level of the second subdivision node, a model having different resolutions required by each type of 3D output device may be generated.
랜더링용 모델이 리깅이 적용될 수 있는 움직이는 모델이라면, 단계(S110)에서 단계(S103)에서 얻어지는 랜더링용 다중 해상도 모델과 단계(S109)에서 얻어지는 3D 출력용 다중 해상도 모델을 wrap 노드를 통해 연결할 수 있다.If the rendering model is a moving model to which rigging can be applied, the rendering multi-resolution model obtained in step S103 and the multi-resolution model for 3D output obtained in step S109 in step S110 may be connected through a wrap node.
wrap 노드를 통해 연결되면, 랜더링용 모델이 3D 출력용 모델의 형태 변형을 가이드할 수 있다. wrap 노드를 통한 모델의 형태 변형에 관한 설명을 이하 도 4에서 자세히 설명하도록 한다.When connected via a wrap node, the rendering model can guide the shape transformation of the model for 3D output. A description of the shape deformation of the model through the wrap node will be described in detail with reference to FIG.
즉, 랜더링용 모델이 형태를 변형하면 3D 출력용 모델 역시 형태 변형이 가능하다. 이는 랜더링용 모델이 영상물 내에서 움직이고 있더라도 마찬가지이다. 이를 통해, 애니메이션에서 랜더링된 캐릭터의 특정 프레임에서의 특정 동작을 곧바로 3D로 출력할 수 있게 된다. 이때, 가이드로 사용되는 랜더링용 모델과 형태 변형을 계승하는 3D 출력용 모델 둘다 서브디비전 노드를 가지고 있어, 형태 변형 시 각각의 해상도를 비슷하게 조절함으로써 서로 다른 모델 간의 형태 변형 전이 시 발생할 수 있는 메시(mesh) 밀림 현상 또는 겹침 현상 등을 최소화할 수 있다.In other words, if the rendering model deforms the shape, the model for 3D output may also be deformed. This is true even if the rendering model is moving in the video object. Through this, a specific motion in a specific frame of the character rendered in the animation can be immediately output in 3D. At this time, both the rendering model used as a guide and the 3D output model inheriting the shape deformation have subdivision nodes, so that each resolution can be similarly adjusted to adjust the resolution of the shape deformation. ) Minimization of overlapping phenomenon or overlapping phenomenon can be minimized.
단계(S111)에서 형태 변형이 가능한 3D 출력용 다중 해상도 모델에 Smooth 노드를 연결할 수 있다. In step S111, a Smooth node may be connected to a multi-resolution model for 3D output that can be modified in shape.
Smooth 노드를 연결하면, 해상도나 형태 변형의 정도에 따라 발생하는 메시 꼬임 또는 자기교차 등을 체크하여 자동으로 보정할 수 있다. 메시 꼬임 또는 자기교차 등을 자동으로 보정하면 3D 출력을 위한 slicing 과정 시에 발생할 수 있는 오류를 최소화할 수 있다. slicing 과정은 3D 출력을 위해 객체를 수많은 단면으로 분할하여 출력에 적합한 코드로 변환하는 작업을 의미한다.If you connect a Smooth node, you can automatically correct it by checking for mesh kinks or magnetic crosses that occur depending on the resolution or degree of shape deformation. Automatic correction of mesh kinks or crossovers can be used to minimize errors during slicing for 3D output. The slicing process involves dividing an object into numerous sections for 3D output and converting it into code suitable for output.
단계(S112)에서 해상도 조절이 자유롭고, 형태 변형이 가능한 3D 출력용 다중 해상도 모델이 획득 가능하다. In step S112, a multi-resolution model for 3D output that is freely adjustable in shape and deformable is obtainable.
해상도 조절이 자유롭기 때문에 FDM(Fused deposition modeling) 3D 프린터, SLS(Selective Laser Sintering) 3D 프린터, SLA(Stereolithography Apparatus) 3D 프린터, LOM(Laminated Object Manufacturing), Inkjet 방식 등 서로 출력 정밀도가 상이한 프린터가 요구하는 해상도를 가진 모델을 형성할 수 있다.
Freely adjustable resolution allows printers with different output precisions, such as FDM (Fused deposition modeling) 3D printers, Selective Laser Sintering (SLS) 3D printers, Steoliolithography Apparatus (SLA) 3D printers, and Laminated Object Manufacturing (LOM) and Inkjet methods. Models with resolution can be formed.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열린 객체와 닫힌 객체를 설명하는 도면이다.2 is a diagram illustrating an open object and a closed object according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 도 2에서 예시로 든 열린 객체(200)는 5개의 면으로 구성되어 있으며 두께를 가지고 있지 않아 빈 공간(gap)이 존재하게 된다. 그러나 3D 출력 장치로 출력되는 출력물은 사용되는 소재와 출력물의 구조를 고려한 두께를 필요로 한다. 즉, 내부와 외부가 분명하게 구분되고 표면이 닫혀 있는 닫힌 객체(210)로 구성되어야 한다. 이에 따라 랜더링용 모델로부터 3D 출력용 모델을 생성하기 위해서는 열린 객체(200)를 닫힌 객체(210)로 변화시켜야 한다.Referring to FIG. 2, the
도 2의 아래를 보면 열린 객체를 닫힌 객체로 변화시키는 과정이 나타난다. 열린 객체의 외면을 연장하여 내면을 생성함으로써 두께를 만들어 닫힌 객체로 변화시킬 수 있다. 두께의 정도는 상기 서술한 바와 같이 서브디비전 노드의 레벨 변화로 변경할 수 있다.
2, a process of changing an open object into a closed object is shown. By creating an inner surface by extending the outer surface of an open object, you can create a thickness and turn it into a closed object. The degree of thickness can be changed by the level change of a subdivision node as mentioned above.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내면과 외면에 해당하는 부분을 면으로 구분지어 놓은 것의 예시를 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which portions corresponding to inner and outer surfaces are divided into planes according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 인체와 같은 복잡한 모델에서 3D 프린팅을 위한 두께 생성시 폴리곤 컴포넌트(polygon component) 중 면을 기준으로 내면과 외면에 해당하는 부분을 구분 지은 것을 나타낸다. 도 3에서는 파란 부분은 외면을, 노란 부분은 내면을 나타낸다. 도 3은 예시로써 폴리곤 컴포넌트 중 면을 선택한 것이나, 꼭지점이나 다른 컴포넌트를 선택할 수 있다. 컴포넌트를 그룹 지어 구분할 때, 어떤 컴포넌트를 기준으로 하더라도 파일 저장 시 해당 그룹에 속한 꼭지점과 면에 대한 정보를 모두 저장할 수 있다.
Referring to FIG. 3, when generating thickness for 3D printing in a complex model such as a human body, a portion corresponding to an inner surface and an outer surface is divided based on a surface of a polygonal component. In FIG. 3, the blue portion represents the outer surface and the yellow portion represents the inner surface. 3 illustrates an example of selecting a face among polygon components, or selecting a vertex or another component. When grouping components, it is possible to store all the information about the vertices and faces belonging to the group when saving the file, regardless of which component is based.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 wrap 노드를 통한 모델의 형태 변형을 설명하는 도면이다.4A to 4C are diagrams illustrating shape deformation of a model through a wrap node according to an embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, wrap 노드를 통해 3D 출력용 모델의 형태를 변형하는 것을 알 수 있다. 여기서 wrap 노드는 하나 혹은 여러 개의 폴리곤 혹스 넙스(Nurbs) 모델이 다른 하나 혹은 여러 개의 폴리곤 혹은 넙스 모델의 변형을 가이드하는 일종의 변형자(deformer)의 역할을 할 수 있다. 변형의 가이드(drive)가 되는 모델의 컴포넌트(면, 꼭지점 또는 엣지가 될 수 있다.)가 3D 공간상에 영향력을 행사할 수 있는 일정 크기의 부피를 가지게 되고, 해당 공간 안에 들어온 가이드 된 모델의 동종의 컴포넌트가 3D 공간 상에서 위치 이동을 하게 되는 방법으로 모델의 형태를 변형할 수 있다. 도 4a는 구(sphere)를 둘러싼 큐브가 wrap 노드로 구에 연결되어 가이드 역할을 하고 있는 것을 나타낸다. 도 4b를 참조하면, 큐브의 꼭지점 컴포넌트에 위치 이동이 생기면 해당 컴포넌트로부터 일정 영역(volume)안에 해당하는 구의 꼭지점 컴포넌트가 영향을 받아 위치 이동이 일어나는 것을 알 수 있다. 도 4c는 제 2 서브디비전 노드에서 해상도의 변형을 진행했을 경우 구와 큐브가 그대로 유지되는 것을 보여준다.
4A to 4C, it can be seen that the shape of the 3D output model is modified through the wrap node. Here, the wrap node can serve as a kind of deformer in which one or several polygon hocks models guide the transformation of one or more polygon or naughts models. The components of the model (which can be faces, vertices, or edges) that drive the deformation will have a certain amount of volume that can exert influence on the 3D space, and the homogeneity of the guided model within that space. The shape of the model can be modified in such a way that the component of the component moves in 3D space. Figure 4a shows that the cube surrounding the sphere (sphere) is connected to the sphere as a wrap node to serve as a guide. Referring to FIG. 4B, when a position movement occurs in a vertex component of the cube, it can be seen that the position movement occurs due to the vertex component of the sphere corresponding to a certain volume from the corresponding component. 4C shows that the sphere and the cube remain as they are when the resolution is modified in the second subdivision node.
본 발명의 실시예에 따른 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. Apparatus and method according to an embodiment of the present invention can be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means may be recorded on a computer readable medium. Computer-readable media may include, alone or in combination with the program instructions, data files, data structures, and the like.
컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 상술한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.The program instructions recorded on the computer readable medium may be those specially designed and constructed for the present invention, or may be known and available to those skilled in the computer software arts. Examples of computer readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks such as floppy disks. Hardware devices specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media and ROM, RAM, flash memory and the like. In addition, the above-described medium may be a transmission medium such as an optical or metal wire, a waveguide, or the like including a carrier wave for transmitting a signal specifying a program command, a data structure, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
So far, the present invention has been described with reference to the embodiments. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
Claims (10)
제 1 서브디비전(subdivision) 노드를 상기 로우 폴리 모델의 좌표정보에 매칭하여, 렌더링용 다중 해상도 모델을 생성하는 단계;
상기 렌더링용 로우 폴리 모델에 두께를 생성하여, 3D 출력용 로우 폴리 모델을 생성하는 단계;
상기 3D 출력용 로우 폴리 모델에 제2 서브디비전 노드를 매칭하여 3D 출력용 다중 해상도 모델을 생성하는 단계; 및
랩(Wrap) 노드를 통해 상기 렌더링용 다중 해상도 모델과 상기 3D 출력용 다중 해상도 모델을 연결하여, 해상도 조절 및 형태 변경이 가능한 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 3D 출력용 로우 폴리 모델을 생성하는 단계는,
열린 객체의 외면을 연장하여 내면을 생성함으로써 상기 두께를 생성하는 단계를 포함하는 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋 제작 방법.Generating a low poly model for rendering;
Generating a multi-resolution model for rendering by matching a first subdivision node with coordinate information of the low poly model;
Generating a thickness in the rendering low poly model to generate a low poly model for 3D output;
Generating a multi-resolution model for 3D output by matching a second subdivision node to the low poly model for 3D output; And
Connecting a multi-resolution model for rendering and a multi-resolution model for 3D output through a wrap node to generate a multi-resolution 3D polygon model set capable of adjusting and changing a shape;
Generating the low poly model for the 3D output,
And generating the thickness by extending the outer surface of the open object to create an inner surface.
상기 렌더링용 다중 해상도 모델을 생성하는 단계는,
상기 렌더링용 로우 폴리 모델에 상응하는 데이터가 움직임을 갖는 대상에 대한 데이터인 경우, 상기 대상에 뼈대를 할당하여 조인트 리깅을 수행하는 것을 특징으로 하는 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋 제작 방법.The method of claim 1,
Generating the multi-resolution model for rendering,
If the data corresponding to the low poly model for rendering is data about an object having a motion, a joint rigging is performed by allocating a skeleton to the object.
상기 렌더링용 다중 해상도 모델을 생성하는 단계는,
상기 제 1 서브디비전 노드의 레벨을 조정하여 렌더링용 미들 폴리 모델 및 렌더링용 하이 폴리 모델 중 적어도 어느 하나로 변형하는 것을 특징으로 하는 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋 제작 방법.The method of claim 2,
Generating the multi-resolution model for rendering,
And modifying the level of the first subdivision node to at least one of a middle poly model for rendering and a high poly model for rendering.
상기 랩(Wrap) 노드를 통해 상기 렌더링용 다중 해상도 모델과 상기 3D 출력용 다중 해상도 모델을 연결하는 단계는,
상기 렌더링용 다중 해상도 모델이 상기 조인트 리깅이 적용된 모델인 경우, 상기 랩 노드를 통해 상기 렌더링용 다중 해상도 모델과 상기 3D 출력용 다중 해상도 모델을 연결하는 것을 특징으로 하는 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋 제작 방법.The method of claim 2,
Connecting the multi-resolution model for rendering and the multi-resolution model for 3D output through the wrap node,
When the multi-resolution model for rendering is a model to which the joint rigging is applied, the multi-resolution 3D polygon model set manufacturing method comprising connecting the multi-resolution model for rendering and the multi-resolution model for 3D output through the lab node. .
상기 랩 노드를 통해 연결된 상기 3D 출력용 다중 해상도 모델은,
상기 렌더링용 다중 해상도 모델의 형태 변형에 상응하도록 형태가 변형되는 것을 특징으로 하는 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋 제작 방법.The method of claim 4, wherein
The multi-resolution model for the 3D output connected via the lab node,
Method of producing a multi-resolution three-dimensional polygonal model set, characterized in that the shape is modified to correspond to the shape deformation of the multi-resolution model for rendering.
상기 3D 출력용 로우 폴리 모델을 생성하는 단계는,
상기 렌더링용 로우 폴리 모델에 두께를 생성하는 단계;
상기 두께가 생성된 상기 렌더링용 로우 폴리 모델의 내외면 꼭지점 및 면에 대한 그룹을 생성하는 단계; 및
상기 두께를 포함하는 상기 3D 출력용 로우 폴리 모델을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋 제작 방법.The method of claim 1,
Generating the low poly model for the 3D output,
Creating a thickness in the rendering low poly model;
Generating groups of inner and outer vertices and faces of the rendering low poly model for which the thickness is generated; And
And generating a low poly model for the 3D output including the thickness.
상기 렌더링용 로우 폴리 모델의 내외면 꼭지점 및 면에 대한 그룹은,
내면 및 외면에 각각 상이한 서브디비전을 적용하거나, 상기 두께를 조절할 때 사용되는 것을 특징으로 하는 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋 제작 방법.The method of claim 6,
Groups of inner and outer vertices and faces of the low-poly model for rendering,
Method for producing a multi-resolution three-dimensional polygonal model set, characterized in that it is used to apply different subdivisions to the inner and outer surfaces, respectively, or to adjust the thickness.
상기 해상도 조절 및 상기 형태 변경 시 발생하는 메시 꼬임 및 자기교차 중 적어도 어느 하나를 체크하여 보정하기 위하여, 상기 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋의 상기 3D 출력용 다중 해상도 모델에 스무드(Smooth) 노드를 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋 제작 방법.The method of claim 1,
A smooth node is connected to the multi-resolution model for 3D output of the multi-resolution 3D polygon model set to check and correct at least one of mesh twist and magnetic crossover occurring when the resolution is adjusted and the shape is changed. Method for producing a multi-resolution three-dimensional polygon model set, characterized in that it further comprises a step.
제 1 서브디비전(subdivision) 노드를 상기 로우 폴리 모델의 좌표정보에 매칭하여, 렌더링용 다중 해상도 모델을 생성하는 렌더링용 다중 해상도 모델 생성부;
상기 렌더링용 로우 폴리 모델에 두께를 생성하여, 3D 출력용 로우 폴리 모델을 생성하는 3D 출력용 로우 폴리 모델 생성부; 및
상기 3D 출력용 로우 폴리 모델에 제2 서브디비전 노드를 매칭하여 3D 출력용 다중 해상도 모델을 생성하고, 랩(Wrap) 노드를 통해 상기 렌더링용 다중 해상도 모델과 상기 3D 출력용 다중 해상도 모델을 연결하여, 해상도 조절 및 형태 변경이 가능한 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋을 생성하는 3차원 폴리곤 모델셋 제작부를 포함하고,
상기 3D 출력용 로우 폴리 모델 생성부는,
열린 객체의 외면을 연장하여 내면을 생성함으로써 상기 두께를 생성하는 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋 제작 장치.A low poly model generator for rendering to generate a low poly model for rendering;
A rendering multi-resolution model generator for generating a multi-resolution model for rendering by matching a first subdivision node with coordinate information of the low poly model;
A 3D output low poly model generator for generating a thickness in the rendering low poly model to generate a 3D output low poly model; And
Matching a second subdivision node to the low poly model for 3D output generates a multi-resolution model for 3D output, and adjusts the resolution by connecting the multi-resolution model for rendering and the multi-resolution model for 3D output through a wrap node. And a 3D polygon model set manufacturing unit generating a multi-resolution 3D polygon model set whose shape can be changed.
The low poly model generation unit for the 3D output,
Apparatus for producing a multi-resolution three-dimensional polygon model set to generate the thickness by extending the outer surface of the open object to create an inner surface.
상기 렌더링용 다중 해상도 모델 생성부는,
상기 렌더링용 로우 폴리 모델에 상응하는 데이터가 움직임을 갖는 대상에 대한 데이터인 경우, 상기 대상에 뼈대를 할당하여 조인트 리깅을 수행하는 것을 특징으로 하는 다중 해상도 3차원 폴리곤 모델셋 제작 장치.The method of claim 9,
The rendering multi-resolution model generator,
And when the data corresponding to the low poly model for rendering is data about an object having a movement, joint rigging is performed by allocating a skeleton to the object.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003085580A (en) | 2001-09-14 | 2003-03-20 | Printing Bureau Ministry Of Finance | Method of making image for solid expression, computer graphics system for slid expression and program for solid expression |
| JP2004164221A (en) | 2002-11-12 | 2004-06-10 | Rikogaku Shinkokai | Multi-resolution expression method and device for three-dimensional form model |
| JP2013507679A (en) * | 2009-10-08 | 2013-03-04 | スリーディー エム．ティー．ピー．リミテッド | Method and system capable of 3D printing of 3D object model |
| KR101523328B1 (en) | 2013-11-18 | 2015-05-27 | 주식회사 로커스 | Method of providing pose-library for three-dimensional animation character, apparatus performing the same and storage media storing the same |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003085580A (en) | 2001-09-14 | 2003-03-20 | Printing Bureau Ministry Of Finance | Method of making image for solid expression, computer graphics system for slid expression and program for solid expression |
| JP2004164221A (en) | 2002-11-12 | 2004-06-10 | Rikogaku Shinkokai | Multi-resolution expression method and device for three-dimensional form model |
| JP2013507679A (en) * | 2009-10-08 | 2013-03-04 | スリーディー エム．ティー．ピー．リミテッド | Method and system capable of 3D printing of 3D object model |
| KR101523328B1 (en) | 2013-11-18 | 2015-05-27 | 주식회사 로커스 | Method of providing pose-library for three-dimensional animation character, apparatus performing the same and storage media storing the same |
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