KR102136699B1 - 3d 침수 정보 표출 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

3D 침수 정보 표출 장치 및 방법이 제공된다. 3D 침수 재난정보 표출 서비스를 제공하기 위한 3D 침수 정보 표출 장치는 강우(降雨)에 의해 변동하는 하천의 침수위 정보 및 하천의 주변 지형 정보를 입력받아 메시(Mesh)로 변환하는 입력부와, 침수 시뮬레이션을 위한 카메라 시점이 변경되면, 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스 개수를 감소시켜 상기 메시를 경량화하고, 경량화된 메시를 표시가능한 형태로 처리하는 그래픽 프로세싱 유닛(GPU: Graphic Processing Unit)을 포함한다.

Description

3D 침수 정보 표출 장치 및 방법{Apparatus and method for providing 3D flooding information}
본 발명은 3D 침수 정보 표출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 하천의 침수위와 관련된 3D 정보 제공 시 카메라 시점에 따라 생략가능한 버텍스를 제거하여 3D 영상을 생성할 수 있는 3D 침수 정보 표출 장치 및 방법에 관한 것이다.
기존의 재난 정보 표출 방식은 크게 2D 표출 방식과 3D 표출 방식으로 나누어진다. 2D로 표출 시, 재난 정보는 표나 수치로 표현되어 직관적인 정보의 인식이 어렵고, 3D로 표출 시, 정보의 고용량으로 정보의 확산이 어려운 문제점이 있다.
하지만, 미국, 일본 등 선진국을 중심으로 재난 정보의 이미지뿐만 아니라 재해 시간, 범위, 피해액 등을 시뮬레이션을 통하여 예측하고 이를 통한 대비를 시행하고 있다. 반면, 국내의 경우, 긴급재난문자가 운영되고 있으나 텍스트로 재해정보가 제공되어 직관적인 인식이 어렵다는 단점이 있다.
예를 들어, 국지적 호우 발생 시, 침수가 실제로 발생하기 이전에 침수 대비의 조치를 취하는 것과 같이, 재난 발생 시 신속한 상황 인식은 사회 경제적으로 직간접적인 피해 감소에 큰 영향을 준다. 따라서, 국내의 경우, 재난 발생 시 대국민 서비스를 위해 긴급문자 재난서비스를 제공한다. 그러나 이 서비스는 SMS와 같이 텍스트 형태로 제공되는 문자 서비스라는 점과, 재난이 발생한 이후에 서비스가 제공된다는 부분에서 한계점이 존재한다. 또한, 텍스트를 통한 재난 정보의 확산은 다소 추상적으로, 직관적인 재난 상황 인식과 거리가 다소 존재한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 재난 정보를 고정밀 3D GIS(Geographic Information System) 기반으로 표출하는 기술이 제안되었으나, 이는 데이터의 대용량으로 재난재해 시뮬레이션 시 구동 속도가 늦어지고, 실시간 대응이 어렵다는 단점이 존재한다.
따라서, 3D 재난 정보의 대용량 데이터 표출 구동속도 향상을 통한 재난정보의 시뮬레이션의 신속성 향상 및 실제 재난정보를 SNS 또는 SMS로 안내하는 경우에도 신속하게 표출될 수 있도록 하는 기술이 요구된다.
국내 공개특허 제10-2014-0079350호(2014.06.26. 공개)
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 3D 재난 정보의 대용량 데이터 표출을 위한 구동 속도를 향상시켜 재난정보의 시뮬레이션의 속도를 높이고, Unity 기반의 강력한 3D 표출 기법을 통하여 지형 및 시설물의 현실적인 3D 영상을 구현하여 사용자의 직관적인 인식을 용이하게 하는 3D 침수 정보 표출 장치 및 방법을 제시하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 3D 침수 재난정보 표출 서비스를 제공하기 위한 3D 침수 정보 표출 장치는, 강우(降雨)에 의해 변동하는 하천의 침수위 정보 및 상기 하천의 주변 지형 정보를 입력받아 메시(Mesh)로 변환하는 입력부; 및 침수 시뮬레이션을 위한 카메라 시점이 변경되면, 상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스 개수를 감소시켜 상기 메시를 경량화하고, 상기 경량화된 메시를 표시가능한 형태로 처리하는 그래픽 프로세싱 유닛(GPU: Graphic Processing Unit);을 포함한다.
상기 GPU는, 상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 상위에 현재 시야각에 따라 형성되는 1개 이상의 객체에 해당하는 인덱스 정보를 인덱스 버퍼에 저장하고, 상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스들 중 상기 1개 이상의 객체에 의해 가려지는 버텍스들을 제거한 나머지 버텍스들과 상기 인덱스 버퍼에 저장된 인덱스 정보를 이용하여 최종 정점들을 생성하는 구동부; 및 상기 구동부에 의해 생성되는 최종 정점들을 렌더링하여 상기 경량화된 메시를 표시가능한 형태로 표출하는 표출부;를 포함한다.
상기 구동부는, 상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스 정보와 인덱스 정보를 저장하기 위한 버텍스 버퍼와 인덱스 버퍼를 생성하고, 상기 변경된 카메라 시점을 기준으로 상기 메시의 상위에 가상으로 형성되는 1개 이상의 객체에 해당하는 인덱스 정보를 상기 인덱스 버퍼에 저장한다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 전자 장치의 3D 침수 재난정보 표출 방법은, (A) 상기 전자 장치가, 강우(降雨)에 의해 변동하는 하천의 침수위 정보 및 상기 하천의 주변 지형 정보를 입력받아 메시(Mesh)로 변환하는 단계; 및 (B) 상기 전자 장치가, 침수 시뮬레이션을 위한 카메라 시점이 변경되면, 상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스 개수를 감소시켜 상기 메시를 경량화하고, 상기 경량화된 메시를 표시가능한 형태로 처리하는 단계;를 포함한다.
상기 (B) 단계는, (B1) 상기 전자 장치가, 상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 상위에 현재 시야각에 따라 형성되는 1개 이상의 객체에 해당하는 인덱스 정보를 인덱스 버퍼에 저장하고, 상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스들 중 상기 1개 이상의 객체에 의해 가려지는 버텍스들을 제거한 나머지 버텍스 정보와 상기 인덱스 버퍼에 저장된 인덱스 정보를 이용하여 최종 정점들을 생성하는 단계; 및 (B2) 상기 전자 장치가, 상기 (B1) 단계에서 생성되는 최종 정점들을 렌더링하여 상기 경량화된 메시를 표시가능한 형태로 표출하는 단계;를 포함한다.
상기 (B1) 단계는, (B11) 상기 전자 장치가, 상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스 정보를 저장하기 위한 버텍스 버퍼를 생성하여 메모리를 확보하는 단계; (B12) 상기 전자 장치가, 상기 버텍스 버퍼에 상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스 정보를 저장하는 단계; (B13) 상기 전자 장치가, 상기 인덱스 정보를 저장하기 위한 인덱스 버퍼를 생성하여 메모리를 확보하는 단계; (B14) 상기 전자 장치가, 상기 변경된 카메라 시점을 기준으로 상기 메시의 상위에 가상으로 형성되는 1개 이상의 객체에 해당하는 인덱스 정보를 상기 인덱스 버퍼에 저장하는 단계; (B15) 상기 전자 장치가, 상기 인덱스 버퍼에 저장된 인덱스 정보와 상기 버텍스 버퍼에 저장된 버텍스 정보를 이용하여 정점들을 형성하고, 상기 형성된 정점들 중 상기 1개 이상의 객체에 의해 가려지는 정점들을 제거하는 단계; 및 (B16) 상기 전자 장치가, 상기 제거된 정점들에 해당하는 버텍스 정보를 상기 버텍스 버퍼에서 삭제하여 상기 메시를 경량화하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 재난 상황에 있어 신속한 재난 정보 확산을 위한 표출 속도 향상이 가능하다. 일각을 다투는 재난 상황에서는 모든 부분의 소요시간을 최소한으로 감소시켜 최대한으로 신속한 서비스를 제공하는 것이 중요하다. 따라서, 본 발명에서는 버텍스 버퍼가 효율적으로 활용될 수 있는 부분의 적용을 통해 초기 서비스 표출 시간을 단축시킬 수 있으며, 관리자에게 재난 지역의 빠른 영상 표출 뿐만 아니라 대국민 서비스 속도 역시 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 3D 영상을 구현하는데 사용되는 버텍스 데이터의 처리량을 감소시킬뿐만 아니라, 처리량이 많을수록 더욱 효율적인 시간 단축이 가능하며, 이에 따라 효율적인 재난 피해 감소기술을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 침수 정보 표출 장치를 도시한 도면,
도 2는 그물망 개수가 많을수록 증가하는 버텍스의 일 예를 보여주는 도면,
도 3은 입력부와 GPU가 버텍스 버퍼와 연동하는 예를 보여주는 도면,
도 4는 구동부가 버텍스를 제거하는 동작을 설명하기 위한 예시도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 3D 침수 재난정보 표출 방법을 개략적으로 도시한 흐름도, 그리고,
도 6은 도 5의 S540단계를 자세히 도시한 흐름도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다.
어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도, 그 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템은 그 프로그램 또는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 어떤 엘리먼트(또는 구성요소)가 구현됨에 있어서 특별한 언급이 없다면, 그 엘리먼트(또는 구성요소)는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어 어떤 형태로도 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 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(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
아래의 특정 실시 예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다.
어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도 1에 도시된 3D 침수 정보 표출 장치(100)의 각각의 구성은 기능 및 논리적으로 분리될 수 있음을 나타내는 것이며, 반드시 각각의 구성이 별도의 물리적 장치로 구분되거나 별도의 코드로 작성됨을 의미하는 것은 아님을 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다.
상기 3D 침수 정보 표출 장치(100)를 구동하기 위한 프로그램은 소정의 데이터 프로세싱 장치에 설치되어 본 발명의 기술적 사상을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 3D 침수 정보 표출 장치(100)는 예를 들면, 데스크탑 PC(Personal Computer), 서버, 랩탑 PC(Laptop PC), 넷북 컴퓨터(Netbook Computer) 등 프로그램의 설치 및 실행이 가능한 모든 전자기기들 중 하나일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 침수 정보 표출 장치(100)를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 3D 침수 정보 표출 장치(100)는 입력부(110), 비디오 메모리(120), 사용자 인터페이스부(130) 및 GPU(Graphic Processing Unit, 140)를 포함할 수 있다.
입력부(110)는 데이터베이스(미도시)로부터 하천 정보, 하천 주변의 지형 정보, 재난 정보, 시설물 정보 중 적어도 하나를 입력받을 수 있다. 하천 정보는 강우에 의해 범람 가능한 하천의 침수위, 하천의 위치 정보, 하천을 3D로 표출하기 위한 그래픽 정보(색상, 텍스처, 벡터 속성 등) 등을 포함할 수 있다.
하천 주변의 지형 정보는 하천 주변에 위치하는 건물, 공원 등 주변을 3D 영상으로 표출하기 위한 정보를 포함한다.
재난 정보는 강우에 의해 발생가능한 재난 정보 또는 발생한 재난 정보를 포함한다.
시설물 정보는 하천 범람 시 대피가능한 주변 시설물의 위치 정보와 시설물 정보를 3D로 표출하기 위한 정보를 포함한다.
입력부(110)는 입력받은 정보를 수치표고모델인 DEM(Digital Elevation Model)을 이용하여 3D 컴퓨터 그래픽인 그물망 형태의 메시(Mesh)를 제작할 수 있다. DEM은 3D 지형을 제작할 때 사용될 수 있다.
메시는 일반적으로 삼각형 형태로 제작되며, 삼각형의 각 점에 해당하는 버텍스 좌표, 벡터, 텍스처 정보 등 3D 영상 구현에 필요한 정보를 포함할 수 있다.
입력부(110)에서 제작되어 출력되는 메시는 시스템 메모리(미도시) 또는 비디오 메모리(120)에 저장될 수 있다.
비디오 메모리(120)는 그래픽 카드에 구비될 수 있으며, VRAM(Video Random Access Memory) 또는 DRAM(Dynamic RAM)일 수 있다.
사용자 인터페이스부(130)는 3D 침수 정보 표출 장치(100)의 동작을 제어하거나 동작 수행을 요청하는 명령을 사용자로부터 입력받아 GPU(140)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스부(130)는 하천 침수 정보의 3D 시뮬레이션 명령과, 3D 시뮬레이팅 시 카메라 시점 변경 명령을 사용자로부터 입력받을 수 있다.
한편, 입력부(110)에 의해 제작되는 그물망의 개수가 많을수록 표시되는 3D 영상의 해상도는 증가하지만 데이터의 용량 또한 급격히 증가한다. 즉, 메시의 개수가 많을수록 메시를 이루는 버텍스의 개수가 증가하며, 결과적으로 버텍스 정보량이 증가한다.
도 2는 그물망 개수가 많을수록 증가하는 버텍스의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 하나의 육면체로 이루어진 메시의 경우, 버텍스 개수는 7개이고, 4개의 육면체로 이루어진 메시의 경우, 버텍스 개수는 16개이며, 20개의 육면체로 이루어진 메시의 경우, 버텍스 개수는 43개임을 알 수 있다.
메시는 전술한 것처럼 실제로는 삼각형 형태로 형성되나, 도 2 및 후술할 도 3에서는 설명 및 이해의 편의를 위해 육면체 형태를 참조한다. 즉, 도 2 및 도 3에서는 1개의 육면체를 1개의 메시로 정하여 설명한다.
도 2에 도시된 것처럼, 메시가 증가할수록, 즉, 버텍스 개수가 증가할수록 3D 시뮬레이션 시 또는 사용자 단말기로 3D 재난 정보를 전송할 때, 그리고, 사용자 단말기에서 재난 정보를 3D로 표시하기까지 오랜 시간이 소요된다.
따라서, GPU(140)는 침수 시뮬레이션을 위한 메시의 버텍스 개수를 감소시켜 메시를 경량화하고, 경량화된 메시를 이용하여 3D 지형정보를 표출하도록 처리함으로써 시스템 실행 시 구동 속도를 단축시켜 시스템의 속도를 향상시킬 수 있으며, 홍수에 의한 침수 시뮬레이션을 실행할 때에도 카메라 시점의 거리에 따른 버텍스 버퍼를 적용하여 시스템 속도를 향상시킬 수 있다.
특히, 침수 시뮬레이션을 위한 카메라 시점이 변경되거나 줌인/줌아웃되면, 변경된 카메라 시점에 따라 보여지는 메시의 형태도 변경하므로, GPU(140)는 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스 개수를 감소시켜 메시를 경량화하고, 경량화된 메시를 표시가능한 형태로 처리할 수 있다.
이를 위하여, GPU(140)는 구동부(142) 및 표출부(144)를 포함할 수 있다.
구동부(142)는 함수(예를 들어, Direct3D에서 사용하는 함수)를 이용하여 비디오 메모리(120) 내에 버텍스 버퍼(122)와 인덱스 버퍼(124)를 생성한다.
구동부(142)는 버텍스 버퍼(122) 생성 시 물체 자체의 표면이나 재질 등의 변화가 많은 파티클의 경우에는 동적 버퍼를 생성하고, 지형이나 오브젝트와 같은 경우에는 정적 버퍼를 생성한다. 본 발명의 실시 예에서는 변화가 적은 지형과 하천 정보를 3D로 구현하므로, 구동부(142)는 정적 버퍼를 생성할 수 있다.
버텍스 버퍼(122)는 메시의 각 점에 해당하는 버텍스 정보를 저장하며, 버텍스 정보는 3D에서의 기본 단위로서 좌표값(x, y, z), 색상, 법선, 조명 등 다양한 정보를 포함한다. 버텍스 버퍼(122)는 버텍스를 기준으로 정점을 찍고, 사용자 정의 타입의 버텍스 정보를 담고 있는 버퍼, 즉, 버텍스 데이터를 보관하는 연속적인 메모리이다.
인덱스 버퍼(124)는 메시의 인덱스 정보를 저장하며, 인덱스 정보는 하나의 버텍스(x, y, z)를 하나의 번호로 인덱싱한 정보로서, 특정 물체를 폴리곤 정보로 저장하게 되는 경우 동일한 위치에 정점 정보가 위치하는 경우가 많은데 인덱스 버퍼를 이용하여 중복되는 정점 정보를 줄여서 메모리 사용량을 줄일 수 있도록 한다. 인덱스 버퍼는 LOD(Level Of Detail) 적용 시 효율적이다.
버텍스 버퍼(122)와 인덱스 버퍼(124)에 버텍스 정보와 인덱스 정보를 저장하는 이유는, 버퍼는 비디오 메모리(120) 내에 바로 데이터 저장이 가능하므로, 시스템 메모리(미도시)에 저장된 데이터를 렌더링하는 것보다 비디오 메모리(120)에 저장된 데이터를 렌더링하는 방식이 더 뛰어난 처리 속도를 보여주기 때문이다.
구동부(142)는 비디오 메모리(120) 중 일부가 버텍스 버퍼(122)로 생성되면(즉, 선언되면), 생성된 버텍스 버퍼(122)의 비디오 메모리(120)에 대한 독점권을 확보하고, 버텍스 버퍼(122)의 포인터를 확보한다. 이로써, 버텍스 버퍼(122)는 도 3에 도시된 것처럼 구동부(142) 뿐만 아니라 입력부(110) 및 표출부(144)와도 데이터 송수신이 가능하도록 인터페이스 역할을 할 수 있게 된다.
또한, 구동부(142)는 비디오 메모리(120) 중 일부가 인덱스 버퍼(124)로 생성되면, 생성된 인덱스 버퍼(124)의 메모리를 확보하고, 포인터를 확보한다.
구동부(142)는 입력부(110)에서 제작된 메시(이하, '전체 메시'라 한다) 중 현재 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스 정보를 버텍스 버퍼(122)에 저장할 수 있다. 또한, 구동부(142)는 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 상위에 현재 시야각에 따라 가상으로 1개 이상의 가상 객체(예를 들어, 삼각형)를 형성하고, 1개 이상의 가상 객체에 포함되는 버텍스들의 인덱스 정보를 인덱스 버퍼(124)에 저장할 수 있다. 가상 객체는 삼각형, 사각형 등 다각형 형태를 가질 수 있다. 여기서 '상위'는 카메라 시점에 의해 메시를 바라보는 정면을 의미하고, '가상 객체'의 '가상'은 버텍스 경량화를 위해 새로운 객체(삼각형)을 형성하는 것을 의미한다.
구동부(142)는 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스들 중 1개 이상의 가상 객체에 의해 가려지는 버텍스들을 제거한 나머지 버텍스들과 인덱스 버퍼(124)에 저장된 인덱스 정보를 이용하여 최종 정점을 생성할 수 있다. 즉, 구동부(142)는 변경된 카메라 시점 기준으로 메시의 상위에 보이는 가상 객체에 의해 가려지는 모든 버텍스를 생략한다.
도 4는 구동부(142)가 버텍스를 제거하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 입력부(110)에서 제작된 전체 메시 중 현재 카메라 시점에 해당하는 현재 메시는 43개의 버텍스를 포함한다.
도 4의 (b)를 참조하면, 구동부(142)는 현재 메시의 상위에 삼각형의 가상 객체를 형성하고, 삼각형에 의해 가려지는 16개의 버텍스들(동그라미로 표시됨)을 제거(또는 생략)하고, 삼각형을 이루는 3개의 버텍스와 나머지 24개의 버텍스로 이루어진 최종 정점을 버텍스 정보 및 인덱스 정보를 이용하여 생성한 후 버텍스 버퍼(122)에 저장할 수 있다.
이 때, 구동부(142)는 현재 카메라 시점에 해당하는 메시의 가장자리에 위치하는 버텍스들을 제외한 나머지 버텍스들(도 4의 경우 상위의 19개)을 연결하여 만들어지는 다수의 삼각형들 중 최대 크기의 삼각형을 가상 객체로서 형성할 수 있다. 따라서, 카메라 시점이 다시 변경되면, 구동부(142)는 도 4의 (a)와는 다른 형태의 메시의 상위에 다른 형태의 삼각형을 1개 이상 형성하여 3D 시뮬레이션에 사용할 버텍스들을 경량화할 수 있다.
표출부(144)는 구동부(142)에 의해 경량화 및 저장된 최종 정점들의 버텍스 정보와 인덱스 정보를 버텍스 버퍼(122)와 인덱스 버퍼(124)로부터 로딩 및 렌더링하여 주변 지형, 하천, 시설물 등을 표시가능한 형태로 표출할 수 있다.
상술한 바와 같이 버텍스 버퍼 기법을 이용하여 대용량의 3D 영상의 구동속도를 향상시킴으로써 시스템의 구동 속도 및 3D 지형정보의 로딩, 홍수 재난 시뮬레이션 속도를 향상시키는 것이 가능하다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 3D 침수 재난정보 표출 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 5의 3D 침수 재난정보 표출 방법을 동작하기 위한 전자 장치(100)는 3D 침수 정보 표출 장치(100)이므로, 상세한 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 전자 장치(100)는 강우(降雨)에 의해 변동하는 하천의 침수위 정보 및 하천의 주변 지형 정보를 입력받아 메시(Mesh)로 변환한다(S510). S510단계로 입력되는 정보는 하천과 하천의 주변 지형을 3D로 표현하는데 필요한 정보를 포함한다.
전자 장치(100)는 S510단계에서 변환되어 출력되는 전체 메시를 시스템 메모리 또는 비디오 메모리(120)에 저장한다(S520).
사용자 인터페이스부(130)에 의해 카메라 시점이 변경되면(S530), 전자 장치(100)는 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 상위에 현재 시야각에 따라 형성되는 1개 이상의 삼각형에 해당하는 인덱스 정보를 인덱스 버퍼(124)에 저장하고, 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스들 중 1개 이상의 삼각형에 의해 가려지는 버텍스들을 제거한 나머지 버텍스 정보와 인덱스 버퍼(124)에 저장된 인덱스 정보를 이용하여 최종 정점들을 생성할 수 있다(S540). S540단계는, 침수 시뮬레이션을 위한 카메라 시점이 변경되면, 전자 장치(100)가 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스 개수를 감소시켜 메시를 경량화하는 것이다.
전자 장치(100)는 S540단계에서 생성되는 최종 정점들을 GPU(140)로 로딩 및 렌더링하여 경량화된 메시를 표시가능한 형태(하천, 주변 지형, 시설물 등)로 표출한다(S550).
도 6은 도 5의 S540단계를 자세히 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 전자 장치(100)는 S530단계에서 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스 정보를 저장하기 위한 버텍스 버퍼(122)를 생성하여 비디오 메모리(120) 내에 확보한다(S541).
전자 장치(100)는 확보된 버텍스 버퍼(122)의 포인터를 확보하고(S542), 버텍스 버퍼(122)에 S530단계에서 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스 정보를 저장한다(S543).
전자 장치(100)는 인덱스 정보를 저장하기 위한 인덱스 버퍼(124)를 생성 및 비디오 메모리(120) 내에 확보한다(S544).
전자 장치(100)는, 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 상위에, 즉, 변경된 카메라 시점을 기준으로 메시의 정면에 가상으로 형성되는 1개 이상의 삼각형(이하, '가상 삼각형'이라 한다)에 해당하는 인덱스 정보를 인덱스 버퍼(124)에 저장한다(S545).
전자 장치(100)는 인덱스 버퍼(124)에 저장된 인덱스 정보와 버텍스 버퍼(122)에 저장된 버텍스 정보를 이용하여 정점들을 형성하고, 형성된 정점들 중 1개 이상의 삼각형에 의해 가려지는 정점들을 제거하여(또는 생략하여) 남은 정점들을 최종 정점으로 정한다(S546).
전자 장치(100)는 이후 카메라 시점의 변경 등에 의해 버텍스 버퍼(122)가 사용되지 않을 경우 버텍스 버퍼를 소멸시킨다(S547).
한편, 본 발명에 따른 전자 장치의 3D 침수 재난정보 표출 방법은 이를 구현하기 위한 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현됨으로써, 컴퓨터를 통해 판독될 수 있는 기록매체에 포함되어 제공될 수도 있음은 통상의 기술자가 쉽게 이해할 수 있다.
따라서, 본 발명은 전자 장치의 3D 침수 재난정보 표출 방법을 구현하기 위하여 상기 전자기파 특성 측정 시스템을 제어하는 컴퓨터 상에서 수행되는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램을 함께 제공한다.
한편, 이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 3D 침수 정보 표출 장치 110: 입력부
120: 비디오 메모리 130: 사용자 인터페이스부
140: GPU

Claims (6)

  1. 3D 침수 재난정보 표출 서비스를 제공하기 위한 3D 침수 정보 표출 장치에 있어서,
    강우(降雨)에 의해 변동하는 하천의 침수위 정보 및 상기 하천의 주변 지형 정보를 입력받아 메시(Mesh)로 변환하는 입력부; 및
    침수 시뮬레이션을 위한 카메라 시점이 변경되면, 상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스 개수를 감소시켜 상기 메시를 경량화하고, 상기 경량화된 메시를 표시가능한 형태로 처리하는 그래픽 프로세싱 유닛(GPU: Graphic Processing Unit);을 포함하고,
    상기 GPU는,
    상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 상위에 현재 시야각에 따라 형성되는 1개 이상의 객체에 해당하는 인덱스 정보를 인덱스 버퍼에 저장하고, 상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스들 중 상기 1개 이상의 객체에 의해 가려지는 버텍스들을 제거한 나머지 버텍스들과 상기 인덱스 버퍼에 저장된 인덱스 정보를 이용하여 최종 정점들을 생성하는 구동부; 및
    상기 구동부에 의해 생성되는 최종 정점들을 렌더링하여 상기 경량화된 메시를 표시가능한 형태로 표출하는 표출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 침수 정보 표출 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스 정보와 인덱스 정보를 저장하기 위한 버텍스 버퍼와 인덱스 버퍼를 생성하고, 상기 변경된 카메라 시점을 기준으로 상기 메시의 상위에 가상으로 형성되는 1개 이상의 객체에 해당하는 인덱스 정보를 상기 인덱스 버퍼에 저장하는 것을 특징으로 하는 3D 침수 정보 표출 장치.
  4. 전자 장치의 3D 침수 재난정보 표출 방법에 있어서,
    (A) 상기 전자 장치가, 강우(降雨)에 의해 변동하는 하천의 침수위 정보 및 상기 하천의 주변 지형 정보를 입력받아 메시(Mesh)로 변환하는 단계; 및
    (B) 상기 전자 장치가, 침수 시뮬레이션을 위한 카메라 시점이 변경되면, 상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스 개수를 감소시켜 상기 메시를 경량화하고, 상기 경량화된 메시를 표시가능한 형태로 처리하는 단계;를 포함하고,
    상기 (B) 단계는,
    (B1) 상기 전자 장치가, 상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 상위에 현재 시야각에 따라 형성되는 1개 이상의 객체에 해당하는 인덱스 정보를 인덱스 버퍼에 저장하고, 상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스들 중 상기 1개 이상의 객체에 의해 가려지는 버텍스들을 제거한 나머지 버텍스 정보와 상기 인덱스 버퍼에 저장된 인덱스 정보를 이용하여 최종 정점들을 생성하는 단계; 및
    (B2) 상기 전자 장치가, 상기 (B1) 단계에서 생성되는 최종 정점들을 렌더링하여 상기 경량화된 메시를 표시가능한 형태로 표출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 침수 정보 표출 방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 (B1) 단계는,
    (B11) 상기 전자 장치가, 상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스 정보를 저장하기 위한 버텍스 버퍼를 생성하여 메모리를 확보하는 단계;
    (B12) 상기 전자 장치가, 상기 버텍스 버퍼에 상기 변경된 카메라 시점에 해당하는 메시의 버텍스 정보를 저장하는 단계;
    (B13) 상기 전자 장치가, 상기 인덱스 정보를 저장하기 위한 인덱스 버퍼를 생성하여 메모리를 확보하는 단계;
    (B14) 상기 전자 장치가, 상기 변경된 카메라 시점을 기준으로 상기 메시의 상위에 가상으로 형성되는 1개 이상의 객체에 해당하는 인덱스 정보를 상기 인덱스 버퍼에 저장하는 단계;
    (B15) 상기 전자 장치가, 상기 인덱스 버퍼에 저장된 인덱스 정보와 상기 버텍스 버퍼에 저장된 버텍스 정보를 이용하여 정점들을 형성하고, 상기 형성된 정점들 중 상기 1개 이상의 객체에 의해 가려지는 정점들을 제거하는 단계; 및
    (B16) 상기 전자 장치가, 상기 제거된 정점들에 해당하는 버텍스 정보를 상기 버텍스 버퍼에서 삭제하여 상기 메시를 경량화하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 침수 정보 표출 방법.
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