KR20030073424A - 렌더링시스템, 렌더링방법 및 그 기록매체 - Google Patents

렌더링시스템, 렌더링방법 및 그 기록매체 Download PDF

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Abstract

렌더링시스템, 렌더링방법 및 그 기록매체가 개시된다.
본 발명에 따른 렌더링시스템은 CAD시스템과 직접인터페이스를 통하여 상용 3차원 CAD시스템에서 작성된 3차원 CAD 모델의 형상 및 계층구조 정보를 가져오고 최초 모델링한 데이터와 동일하게 유지하면서 렌더링에 필요한 장면편집을 수행하며 렌더링을 수행한다. 이에 의해 추가적인 형상정보 수정 및 계층구조 정보의 복원이 필요 없이 보다 쉽고 빠르게 렌더링을 수행할 수 있게 된다.

Description

렌더링시스템, 렌더링방법 및 그 기록매체{A rendering system, rendering method, and recording medium therefor}
본 발명은 렌더링시스템(rendering system)에 관한 것으로, 특히 상용 3차원 컴퓨터 보조설계시스템(Computer Aided Design System; 이하 CAD시스템)에서 제작된 3차원 형상데이터를 이용하여 사실적인 2차원 컴퓨터 그래픽(Computer Graphic; 이하 CG) 영상물을 제작하기 위한 렌더링시스템 및 렌더링방법 과 그 기록매체에 관한 것이다.
최근 제품 디자인 및 설계를 위하여 CAD시스템이 널리 사용되어지고 있으며, 특히 3차원 CAD시스템이 많이 사용되고 있다. 여기서, CAD시스템이란 컴퓨터를 사용하여 CAD작업을 하기 위해 구동되는 CAD소프트웨어와 그 구동에 관련된 프로그램 및 리소스들을 포함하는 것을 의미하며, 렌더링시스템이란 컴퓨터를 사용하여 렌더링 작업을 하기 위해 구동되는 렌더링소프트웨어와 그 소프트웨어와 관련된 프로그램 및 관련된 리소스들을 포함하는 것을 의미한다.
CAD시스템으로 작성된 설계는 제품양산을 목적으로 하는 제품의 경우 디자인/설계 검증 및 품평을 위해서 보다 사실적인 그래픽 이미지가 필요하게 된다. CAD시스템을 이용하여 모델링(Modeling)한 3차원 모델을 효과적으로 가시화하기 위해서 제품의 형상 및 재질을 정확하고 사실적으로 표현할 필요가 있으며 이러한 작업을 렌더링이라 한다.
그러나, CAD시스템 내부에 렌더링 기능이 없거나 CAD시스템에 포함된 렌더링 기능이 사용자가 원하는 수준의 이미지를 제작하기에 미흡할 경우에는 고급 렌더링 기능을 제공하는 외부 CG 렌더링시스템을 이용하여 3차원 모델의 CG 렌더링 이미지를 제작한다.
독립된 CG 렌더링시스템을 사용하여 상용 3차원 CAD시스템에서 모델링한 3차원 CAD데이터를 이용하여 고급 렌더링이미지를 생성하기 위하여 다음과 같은 단계를 수행한다.
먼저, 3차원 CAD시스템에서 모델링이 완료된 3차원 CAD데이터인 3차원 형상정보를 저장한 다음, 상용 3D CAD 소프트웨어에서 제공하는 표준 3차원 CAD 파일 저장기능(File Export)을 이용하여 작성된 형상정보를 외부 파일로 저장한다. 이때 저장되는 표준 3차원 CAD 파일은 3차원 CAD 표준 교환파일(Initial Graphics Exchange Specification; 이하 IGES), STEP(the Standard for the Exchange of Product Model Data) 또는 이에 준하는 표준 데이터 파일이다. 도 9는 IGES의 형상구조를 나타내고 있으며, 도 9를 참조하면 IGES는 면 형상정보의 나열 형태로 저장될 뿐 형상간의 계층구조에 대한 정보는 저장되지 않는다.
다음, 3차원 표준 데이터파일을 CG 렌더링소프트웨어의 데이터 입력기능(File Import)을 이용하여 CG 렌더링소프트웨어의 데이터베이스(Database; 이하 DB)로 저장한다. 이때 형상간의 계층구조에 대한 정보를 유지할 수 없으며, 일부 형상의 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 저장이 완료된 다음 표준파일 전환으로 손실된 형상간의 계층구조 정보 및 상이한 시스템 사용으로 인해 변형된 형상정보에 대한 수정 및 복원 작업을 한다.
형상 및 형상간의 계층구조에 대한 수정작업이 완료되면 렌더링에 필요한 장면편집을 수행한다. 렌더링에 필요한 장면편집이 완료되면 고급 렌더링 과정을 거쳐 최종 이미지를 제작한다. 고급 렌더링 방법으로는 광선 추적법(Raytracing), 에이 버퍼(A-Buffer)등이 많이 사용된다.
이러한 종래의 렌더링시스템 및 방법에 따라 상용 CAD소프트웨어와 CG 렌더링소프트웨어간의 데이터전송을 위하여 사용되는 표준 3D 데이터 파일인 IGES의 경우 3D 형상정보 이외의 형상간의 계층구조 정보를 포함하지 않으며, 표준 3D 데이터 파일로의 전환과정에서 형상정보의 오류가 발생할 수도 있다.
그러나, 3D CG 렌더링소프트웨어의 렌더링을 위한 장면편집에서 부품 단위의 색상/재질 편집, 텍스처 맵핑(Texture Mapping)등을 위하여 형상간의 계층구조 정보가 필요하며, 표준 3D 데이터 파일을 이용해 데이터를 읽어 들일 경우 CG 렌더링소프트웨어 자체적으로 형상간의 계층구조 정보를 유지할 수 있는 내부 데이터 자료구조 및 이를 생성/편집할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공하여 사용자의 작업을 통해 손실된 형상간의 계층구조 정보를 복원하여야 하는 불편함이 있다.
또한, 형상정보의 오류가 발생할 경우 렌더링 소프트웨어에서 형상정보의 오류를 수정할 수 있는 고급 3D 모델링 기능을 제공하여 사용자가 형상정보의 오류를 수정하는 작업을 직접 수행하도록 하여야 한다. 손실된 정보를 복원하기 위해 사용자가 CG 렌더링소프트웨어 내부에서 형상 및 형상간의 계층구조 정의를 위한 자료수정 작업을 수행하여야 하며, 이러한 방법은 모델링의 내용, 손실된 정보의 양, 제공되는 수정 기능의 성능에 따라 수 시간에서 수일이 소요될 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 렌더링을 위한 장면편집 작업이 완료된 후에 형상에 대한 수정이 발생할 수 있다. 제품의 양산을 목적으로 하는 디자인 및 설계작업에서의 형상수정은 일반적으로 3차원 CAD시스템에서 이루어지게 되며, CAD시스템에서 수정된 형상은 다시 렌더링시스템에 반영되어 렌더링 작업에 사용되어야 한다. 일반적으로 상용CG 렌더링 소프트웨어를 사용할 경우 수정된 CAD 형상을 다시 표준 파일 형식으로 저장한 후 이를 다시 렌더링시스템에서 읽어 들인다. 이때 기존에 작업한 재질 등의 데이터가 보존되지 않으며, 이로 인해 이전에 작업한 제품 재질 등의 정보를 모두 재편집해야 하는 번거로움이 있다.
또한, 렌더링 작업을 하기 위해서는 적절한 광원과 카메라의 설정이 필요하며, 이는 렌더링 작업을 수행하는 작업자의 전문적인 기술이 포함된 내용이다. 그러나 종래의 렌더링방법에 있어서는 렌더링 작업을 할 때마다 새로이 설정을 함으로써 기술 공유가 되지 않아 작업시간이 증가하는 불편함이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 산업 디자인용 3차원 렌더링을 보다 효과적으로 수행하는 렌더링시스템, 렌더링방법 및 그 기록매체를 제공하는데 있다.
특히, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상용 3차원 CAD시스템의 최초 모델링 한 3차원 CAD형상 및 계층구조 정보를 동일하게 유지하도록 하는 데이터 전송 시스템을 갖는 렌더링시스템 및 렌더링방법 및 그 기록매체를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 최초 CAD시스템에서 설정한 형상간의 계층구조를 유지하면서 편리하게 장면편집을 할 수 있는 효율적인 3차원 데이터의 계층 자료구조를 갖는 렌더링시스템 및 렌더링방법 및 그 기록매체를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 3차원 형상 및 그의 계층구조를 복원하는 작업을 수행할 필요가 없는 효과적인 렌더링시스템 및 렌더링방법 및 그 기록매체를 제공하는데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 장면편집 작업이후의 형상정보를 수정할 경우에 작업한 재질정보 등의 관련정보는 그대로 유지한 상태에서 수정된 형상정보만을 치환할 수 있는 효과적인 렌더링시스템 및 렌더링방법 및 그 기록매체를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 렌더링작업을 수행하기 위한 환경설정 데이터의 공유를 쉽게 하여 효과적인 작업이 가능한 렌더링시스템 및 렌더링방법 및 그 기록매체를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 렌더링시스템의 구성 블록도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 캐드(CAD) 직접 인터페이스의 구성 및 형상 데이터의 전송 예시도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 씬 그래프 데이터베이스의 구조도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 파트 형상정보 구조도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 면 형상정보 구조도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 렌더링시스템의 동작 흐름도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 CAD직접 인터페이싱 처리 흐름도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 형상정보 치환방법의 처리흐름도, 및
도 9는 종래 기술에 따른 3차원 CAD 표준 교환파일(IGES)의 구조도 이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 렌더링시스템은, CAD시스템에 연결하여 CAD시스템에서 작성된 CAD데이터를 직접 가져오고 가져온 CAD데이터를 기초로 하여 제품형상에 관한 정보인 형상정보 와 그 외 관련된 정보인 관련정보로 구분 변환하는 CAD 직접 인터페이스, CAD 직접 인터페이스에서 구분 변환된 형상정보와 관련정보들을 저장하는 데이터베이스, 형상정보에 기초한 장면을 관련정보를 이용하여 편집하는 장면편집모듈 및 장면편집모듈에서 편집된 장면을 렌더링 하는 렌더러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따른 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 렌더링방법은 CAD시스템에 연결하여 연결된 CAD시스템으로부터 CAD데이터를 가져오고, 가져온 CAD데이터를 기초로 하여 렌더링시스템의 데이터베이스구조에 맞도록 제품형상에 관한 정보인 형상정보와 그 외 관련된 정보인 관련정보로 구분 변환하는 직접 인터페이싱 단계, 데이터베이스에 저장된 형상정보에 기초한 장면을 관련정보를 이용하여 편집하는 장면편집단계 및 장면편집단계에서 편집된 장면을 렌더링 하는 렌더링단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 실시 예에 따른 렌더링방법은 CAD시스템에 연결하여 연결된 CAD시스템으로부터 CAD데이터를 가져오고, 가져온 CAD데이터를 기초로 하여 렌더링시스템의 데이터베이스 구조에 맞도록 제품형상에 관한 정보인 형상정보와 그 외 관련된 정보인 관련정보로 구분 변환하는 직접 인터페이싱 단계, 데이터베이스에 저장된 형상정보에 기초한 장면을 관련정보를 이용하여 편집하는 장면편집단계, 편집된 장면의 수정 요청이 있는가를 판단하는 형상수정 판단단계, 형상수정 판단 결과 형상수정 요청이 있는 경우 불러오기 단위를 선택하여 수정된 형상정보를 가져오는 단계, 불러온 파트 인식번호와 기존 저장되어 있는 파트 인식번호를 비교하는 단계 및 두 인식번호가 동일한 경우 형상정보만을 치환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 또 다른 실시 예에 따른 렌더링방법은 CAD시스템에 연결하여 연결된 CAD시스템으로부터 CAD데이터를 가져오고, 가져온 CAD데이터를 기초로 하여 렌더링시스템의 데이터베이스 구조에 맞도록 제품형상에 관한 정보인 형상정보와 그 외 관련된 정보인 관련정보로 구분 변환하는 직접 인터페이싱 단계. 데이터베이스에 저장된 형상정보에 기초한 장면을 관련정보를 이용하여 편집하는 장면편집단계 및 관련정보에서 장면편집을 위한 환경정보인 장면편집정보만을 별도 파일로 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 기록매체는 여러 실시 예에 따르는 렌더링방법이 컴퓨터 프로그램으로 작성되고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행될 수 있는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 또 다른 분야에 따르면, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 데이터베이스는 3차원 형상에 관련된 기하학적 정보인 형상정보, 형상정보의 각 형상간의 계층 구조에 관련된 형상계층구조 정보, 렌더링을 위해 필요한 관련 자료인 렌더링정보 및 장면편집을 위해 필요한 환경에 관련된 정보인 장면편집정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 렌더링시스템(60)의 구성 블록도이며, CAD 직접 인터페이스(20), 씬 그래프(Scene Graph) DB(30), 장면편집모듈(40) 및 3D 렌더러(50)로 구성된다. 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 간단히 설명한다.
먼저, 컴퓨터에서 CAD소프트웨어와 렌더링소프트웨어를 구동시킨다. 두 소프트웨어를 구동시키는 방법으로는 컴퓨터상의 각각의 소프트웨어의 실행파일을 직접 실행하는 방법, CAD소프트웨어를 실행하고 CAD소프트웨어 내에 렌더링소프트웨어를 실행할 수 있는 인터페이스를 통하여 렌더링소프트웨어를 실행하는 방법 및 렌더링소프트웨어를 실행하고 렌더링소프트웨어내의 CAD소프트웨어를 실행할 수 있는 인터페이스를 통해 CAD소프트웨어를 실행하는 방법이 있다.
다음, CAD 직접 인터페이스(20)는 CAD시스템(10)으로부터 데이터를 가져올 수 있도록 CAD소프트웨어에서 제공하는 어플리케이션 프로그램 인터페이스(Application Program Interface; 이하 API)를 이용하여 두 시스템을 연결하고, CAD시스템(10)의 CAD데이터베이스(11)로부터 CAD데이터의 어셈블리, 파트 및 면 형상정보를 가져온 후 렌더링시스템의 씬 그래프 형식의 계층자료 구조에 맞도록 변환하여 데이터베이스(30)에 저장한다. CAD시스템(10)으로부터 CAD데이터를 가져오는 방법으로는 CAD소프트웨어의 작업 화면상에 나와 있는 모든 어셈블리, 파트들의 정보를 한꺼번에 가져오는 방법과 CAD소프트웨어에서 제공하는 형상선택(Picking)기능을 이용하여 원하는 어셈블리나 파트를 선택하여 가져오는 방법이 있다.
CAD 직접 인터페이스(20)에 의해 씬 그래프 데이터베이스(30)에 저장된 씬그래프 데이터에는 CAD형상, 형상간의 계층자료 구조, CAD에서 정의한 기본 재질에 대한 정보가 담겨져 있다. 이 정보들은 CAD 직접 인터페이스(20)를 통하여 CAD시스템(10)으로부터 직접 받아들인 데이터로서 형상수정, 형상간의 계층구조 수정을 위한 과정을 거치지 않고 장면편집모듈(40)에 의한 장면편집을 수행한다.
원 CAD데이터를 컴퓨터화면에 가시화 하는 방법은 씬 그래프 데이터를 오픈지엘(OpenGL)등의 실시간 렌더링방법을 통해 2차원의 컴퓨터 그래픽 영상으로 나타내는 방법과 트리 자료구조 형태로 컴퓨터화면에 도식화하여 가시화 하는 방법이 있다.
씬 그래프의 편집은 형상정보의 하위 객체로 구성되는 어셈블리, 파트, 면에 대한 형상 객체단위 편집과 형상정보를 제외한 관련정보인 나머지 객체정보로서 광원(Light), 카메라, 환경(Environment), 렌더링 속성(Rendering Attributes), 시스템 변수(System Parameter)등에 대한 환경 객체단위 편집으로 나눌 수 있다. 형상 객체단위 편집은 형상단위로 이루어지는 재질(Material), 텍스처 매핑 등과 같은 편집 작업을 말하며, 환경 객체 단위 편집은 형상과는 무관하지만 전체 장면에 영향을 미치는 광원, 카메라 등과 같은 편집작업을 말한다.
형상 객체단위 편집을 위해서는 우선 편집을 위한 객체를 선택하여야 한다. 이때 객체는 어셈블리, 파트, 면이 될 수 있으며 트리 계층구조의 상위 객체를 선택하면 이 객체가 포함하는 모든 하위 객체들이 모두 선택된다. 예를 들어 어셈블리를 선택하면 어셈블리를 구성하는 모든 파트, 각 파트를 구성하는 모든 면들이 선택된다. 선택된 객체에 대하여 렌더링을 위해 필요한 재질 및 위치 등의 자료에 대한 편집을 수행하며 편집된 내용은 선택된 객체의 하위 단위의 객체에 동일하게 적용된다. 기타 광원, 카메라, 환경, 렌더링 정보 등도 각각의 편집 기능을 이용하여 편집하여 씬 그래프 DB(30)에 씬 그래프 데이터로 다시 저장한다.
3D 렌더러(50)는 씬 그래프 DB(20)에 저장된 편집된 씬 그래프 데이터를 렌더링하여 3차원 CAD데이터에 대한 2차원 컴퓨터 그래픽 영상을 생성한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 CAD 직접 인터페이스(20)의 구성 및 형상 데이터의 전송 예시도이다. CAD 직접 인터페이스(20)는 CAD DB 커넥터(21), 면 전송모듈(22), 부품 전송모듈(23) 및 어셈블리 전송모듈(24)로 구성된다.
CAD DB 커넥터(21)의 좌측은 CAD시스템(10)의 CAD DB(11)의 계층구조를 나타낸다. 3차원 CAD시스템(10)에서 모델링이 완료된 3차원 CAD데이터의 형상간의 계층 자료구조는 표준 3D 데이터 파일에서 가장 하위 단위인 면(Surface), 면들의 집합인 파트(Part) 및 파트의 집합인 어셈블리(Assembly)의 계층 구조 형태를 가지며, 면의 형상정보는 NURBS(Non Uniform Rational B-spline Surface)등의 자유곡면 형식 또는 다각형 집합(Polygon Mesh)형식으로 3차원 형상정보를 저장한다. CAD DB 커넥터(21)의 우측은 렌더링시스템(60)의 씬 그래프 DB(30)의 형상정보 계층구조를 나타낸다. 이는 각 DB의 형상정보의 일 실시 예를 나타내는 것으로 두 시스템간의 형상정보의 계층구조가 일치하는 것을 보여준다.
도 2를 참조하여 CAD 직접 인터페이스의 동작을 보다 상세히 설명한다.
먼저, CAD DB 커넥터(21)는 렌더링시스템(60)과 CAD시스템(10)의 CAD DB(11)를 CAD시스템(10)의 API를 이용하여 연결하여 CAD데이터를 가져올 수 있는 전송통로를 생성해 준다.
다음, 어셈블리 전송모듈(22)은 CAD시스템(10)의 CAD DB(11)로부터 어셈블리 형상정보를 가져오고 변환한다. 어셈블리 전송모듈(22)이 어셈블리 형상정보를 변환할 때는 CAD시스템(10)의 어셈블리 구조를 파악하여, 동일한 계층 구조가 유지될 수 있도록 렌더링시스템(60)의 씬 그래프 데이터로 변환한다. 이때 렌더링시스템(60)의 씬 그래프에서는 파트의 집합 개념으로 어셈블리정보를 저장하며, Open Inventor, VRML(Virtual Reality Modeling Language)등과 같은 일반적인 씬 그래프 개념에서 표시 가능한 계층그룹 형태로 정보를 저장한다.
다음, 파트 전송모듈(23)은 CAD시스템(10)의 CAD DB(11)로부터 파트형상정보를 가져오고 변환한다. 파트형상정보를 변환할 때는 형상정보와 더불어 파트의 재질정보, 위치변환(Transformation)정보를 변환한다. 이때 형상정보는 장면편집모듈(40)에서 면 단위의 선택 및 편집이 가능하도록, 파트를 구성하고 있는 모든 면들의 리스트 형태로 저장하며, 파트와 면의 계층 구조를 유지할 수 있도록 한다. 씬 그래프의 파트에 저장된 재질 및 위치변환 정보는 하위 계층자료인 면에 모두 동일하게 적용되며, 이는 Open Inventor, VRML등과 같은 일반적인 씬 그래프에서 사용하는 계층적 정보처리 방법과 동일하다. CAD시스템과 파트단위 데이터 동기화를 위하여 파트의 인식정보(Identification; 이하 ID)를 씬 그래프 DB(30)의 파트형상정보에 저장한다.
다음, 면 전송모듈(24)은 CAD시스템(10)의 CAD DB(11)로부터 면 형상정보를 가져오고 변환한다. 면 리스트에 저장되는 각각의 면 형상정보는 면 재질정보와 형상정보로 구분하여 렌더링시스템(60)의 씬 그래프정보로 변환한다. 이때 면의 형상정보는 CAD시스템의 제공하는 API에 따라 다각형 집합 형태로 정보를 가져와서 저장하는 방법과 NURBS와 같은 자유곡면 형태로 정보를 가져와 씬그래프 DB(30)에 저장한 후 렌더링시스템(60) 내부에서 가시화에 필요한 다각형 집합 형태의 데이터로 재구성하는 방법이 있다. 면의 재질정보는 CAD시스템(10)에서 면 단위로 재질정보가 편집되어 있을 경우 해당 면의 재질정보를 저장하며, CAD시스템(10)에서 면 단위로 재질정보가 저장되어 있지 않을 경우 면의 상위 계층인 파트에 저장된 재질 값을 저장한다.
이러한 모든 과정은 외부 파일형태로의 변환이 아닌 CAD소프트웨어에서 제공하는 API를 사용하여 이루어진다. 모든 데이터전송작업이 끝나면 CAD시스템(10)과 렌더링시스템(60) 사이의 연결은 새로운 작업이 발생하는 경우를 제외하고는 더 이상 유지되지 않아도 되며, CAD소프트웨어는 종료하여도 무방하다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 씬 그래프 DB(30)의 계층 구조도 이다. 씬 그래프 DB(30)는 크게 형상정보(Object)(32)와 그 외의 관련정보(31)로 구성되며, 관련정보(31)는 시스템변수(310), 렌더링속성(320), 환경(330), 카메라그룹(340) 및 광원그룹(350)으로 구성되고, 형상정보(32)는 어셈블리(360), 파트(370) 및 면(380)정보들의 계층구조로 구성된다.
씬 그래프 데이터는 자체파일로 저장할 수 있으며, 저장된 파일을 읽어서 파일로 저장하기 전의 형태로 복원할 수 있다. 자체파일로 저장된 데이터를 편집하거나 이를 이용하여 렌더링을 수행하기 위한 작업은 CAD소프트웨어가 설치되지 않은 컴퓨터에서도 렌더링소프트웨어만으로 수행할 수 있다. 또한 형상정보(32)를 제외한 , 렌더링속성(320), 환경(330), 카메라그룹(340), 및 광원그룹(350) 등의 관련정보(31)는 선별하여 별도의 외부파일로 저장할 수 있다.
먼저, 저장할 정보를 사용자 인터페이스를 통해 지정하고, 선택된 정보를 씬 그래프DB(30)에서 추출하여 파일형태로 저장한다. 저장된 파일은 파일 읽기 기능을 통해 렌더링시스템(60)으로 다시 읽어 들일 수 있으며, 렌더링을 위해 필요한 시스템, 렌더링속성, 환경, 카메라 및 광원 등에 대한 정보를 포함하고 있어 추후 유사 제품의 렌더링을 수행할 경우 작업을 위한 기초 데이터로 활용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 파트 형상정보 구조도(370)이다. 파트 형상정보 구조(370)는 파트 ID(371), 재질정보(372), 위치변환(Transformation) (373), 면 리스트(374) 및 다수의 면 형상정보(375)로 구성된다.
파트 ID(371)는 CAD시스템(10)과 파트단위 데이터 동기화를 위한 정보를 저장하며, 재질정보(372)는 파트의 재질에 관련된 정보를 저장하고, 위치변환(371) 정보의 저장형식의 일 예로 4 X 4 크기의 매트릭스(Matrix)형태를 들 수 있으며, 회전, 이동, 확대 및 축소 등에 관한 정보를 나타낸다. 면 리스트(374)는 파트를 구성하고 있는 모든 면들의 리스트 정보이며, 면 형상정보(375)는 장면편집모듈(40)에서 면 단위의 선택 및 편집이 가능하도록 면 리스트 형태로 저장되고, 파트와 면의 계층 구조를 유지할 수 있도록 한다. 파트형상정보에 저장된 재질정보(372) 및 위치변환(373) 정보는 하위 계층자료인 면에 모두 동일하게 적용되며, 이는 Open Inventor, VRML등과 같은 일반적인 씬 그래프에서 사용하는 계층적 정보처리 방법과 동일하다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 면 형상정보 구조도(380)이며, 면 형상정보 구조(380)는 재질정보(381)와 기하 형상정보(382)로 구성된다.
면 재질정보(381)는 CAD시스템(10)에서 면 단위로 재질정보가 편집되어 있을 경우 해당 면의 재질정보를 저장하며, CAD시스템(10)에서 면 단위로 재질정보가 저장되어 있지 않을 경우 면의 상위 계층인 파트에 저장된 재질 값을 저장한다. 형상정보(382)는 다각형 집합 형태의 데이터로 저장된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 렌더링시스템의 동작 흐름도 이다. 도 6을참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 렌더링방법을 상세히 설명한다.
먼저, 사용자는 컴퓨터에서 CAD소프트웨어와 렌더링소프트웨어를 실행시킨다(단계 610). 다음, 렌더링시스템(60)의 CAD 직접 인터페이스(20)는 CAD시스템(10)으로부터 CAD소프트웨어의 API를 이용하여 CAD시스템(10)의 CAD DB(11)에 저장되어 있는 CAD데이터를 가져오고 가져온 CAD데이터를 렌더링시스템(60)의 씬 그래프 DB(30) 구조에 맞도록 제품형상에 관한 정보인 형상정보와 그 외 관련된 정보인 관련정보로 구분 변환하는 CAD 직접 인터페이싱을 수행한다(단계 620). 장면편집모듈(40)은 씬 그래프 DB(30)의 형상정보에 기초한 장면을 관련정보를 이용하여 편집을 수행한다(630). 다음, 렌더링시스템은 사용자에 의한 편집된 장면에 대한 형상수정 요청이 있는가를 판단하고(단계640), 형상수정의 요청이 없는 경우 렌더러(50)에 의한 렌더링작업을 수행한다(단계640).
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 CAD 직접 인터페이싱 처리 흐름도 이다, 도 7은 도 6의 단계(620)의 세부 단계를 나타내며, 도 7을 참조하여 CAD 직접 인터페이싱 처리를 보다 상세히 설명한다.
먼저, CAD DB 커넥터(21)는 렌더링시스템(60)과 CAD시스템(10)의 CAD DB(11)를 CAD시스템(10)의 API를 이용하여 연결한다(단계710). 다음, CAD시스템(10)에 형상데이터를 요청한다(단계720). CAD시스템(10)이 전송 준비가 완료되면 CAD시스템(10)의 CAD DB(11)로부터 어셈블리 전송모듈(22)을 이용하여 어셈블리 형상정보를 가져와서 씬 그래프 DB(30)의 구조로 변환하고, 파트 전송모듈(23)을 이용하여 파트 형상정보를 가져와서 씬 그래프 DB(30)의 구조로 변환하고, 면 전송모듈(24)을 이용하여 면 형상정보 를 가져와서 씬 그래프 DB(30)의 구조로 변환한다(단계740).
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 형상정보 치환방법의 처리 흐름도 이다. 도 6의 단계(650)에서 형상수정 요청이 있는 경우의 형상정보 치환방법 처리 흐름을 나타낸다. 도8을 참조하여 본 발명에 따른 형상정보 치환방법을 상세히 설명한다.
먼저, CAD직접 인터페이스(20)의 CAD DB 커넥터(21)는 CAD시스템(10)을 렌더링시스템(60)에 연결한다(단계810). 다음, 불러오기 단위를 선택한 후 CAD시스템(10)에서 수정된 형상정보만을 불러온다(단계820). 그리고, CAD시스템(10)에서 새로 불러온 파트의 ID와 렌더링시스템(60)의 씬 그래프 DB(30) 내에 저장된 파트의 ID를 비교하고(단계830), 같은 값을 갖는 경우 해당 파트의 형상정보를 새로 불러온 파트의 형상정보로 치환한다(단계850). 이때 기하형상에 대한 정보만 치환이 이루어지며 기존에 작업한 재질정보는 물론, 광원, 카메라 등의 모든 환경정보는 그대로 유지하게 된다. 단계830의 판단결과 두 파트 ID값이 다를 경우 새롭게 씬 그래프 데이터 구조로 변환한다(단계860).
본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술하는 청구범위로 한정될 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 렌더링시스템, 렌더링방법 및 그 기록매체에 따르면,
첫째, 상용 3차원 CAD시스템의 최초 모델링한 3차원 CAD형상 및 계층구조 정보를 동일하게 유지하면서 편리하게 장면편집을 할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 렌더링시스템에서 3차원 형상 및 그의 계층 구조를 복원하는 작업을 수행할 필요가 없어 렌더링 작업시간을 줄이는 효과가 있다.
셋째, 장면편집 작업이후의 형상정보의 수정할 경우 관련정보는 그대로 유지한 상태에서 수정된 형상정보만을 치환함으로써 형상수정 작업시간 감소의 효과가 있다.
넷째, 환경설정 데이터를 별도로 저장하여 활용함으로써 렌더링작업을 수행하기 위한 정보의 공유를 쉽게 하여 기술공유 및 작업시간 감소 효과가 있다.

Claims (14)

  1. CAD시스템에 연결하여 CAD시스템에서 작성된 CAD데이터를 직접 가져오고 가져온 CAD데이터를 기초로 하여 제품형상에 관한 정보인 형상정보와 그 외 관련된 정보인 관련정보로 구분 변환하는 CAD 직접 인터페이스;
    상기 CAD 직접 인터페이스에서 구분 변환된 상기 형상정보와 상기 관련정보들을 저장하는 데이터베이스;
    상기 형상정보에 기초한 장면을 상기 관련정보를 이용하여 편집하는 장면편집 모듈; 및
    상기 장면편집 모듈에서 편집된 장면을 렌더링 하는 렌더러를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌더링시스템.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 CAD 직접 인터페이스는
    CAD시스템과의 데이터 전송통로를 생성해 주는 CAD 데이터베이스 커넥터;
    CAD시스템의 기초 작업단위인 면 단위의 정보를 가져오기 위한 면 전송모듈;
    면들의 집합인 파트 단위의 정보를 가져오기 위한 파트 전송모듈; 및
    파트들의 집합인 어셈블리 정보를 가져오기 위한 어셈블리 전송모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌더링시스템.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 데이터베이스의 관련정보는
    형상간의 관계를 나타내는 형상계층 구조정보;
    그래픽 장면편집에 필요한 관련정보인 장면편집정보;
    렌더링에 필요한 관련정보인 렌더링정보; 및
    여러 정보간의 계층을 나타내는 정보계층 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌더링시스템.
  4. CAD시스템에 연결하여 연결된 CAD시스템으로부터 CAD데이터를 가져오고, 가져온 CAD데이터를 기초로 하여 렌더링시스템의 데이터베이스 구조에 맞도록 제품형상에 관한 정보인 형상정보와 그 외 관련된 정보인 관련정보로 구분 변환하는 직접인터페이싱 단계;
    상기 데이터베이스에 저장된 형상정보에 기초한 장면을 상기 관련정보를 이용하여 편집하는 장면편집단계; 및
    장면편집단계에서 편집된 장면을 렌더링 하는 렌더링단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌더링방법.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 직접 인터페이싱 단계는
    CAD시스템의 기초 작업단위인 면의 정보를 가져오고 변환하는 면 형상정보 변환단계;
    면들의 집합으로 이루어진 파트 단위의 정보를 가져오고 변환하는 파트 형상정보 변환단계; 및
    파트들의 집합인 어셈블리 형상정보를 가져오고 변환하는 어셈블리 형상정보 변환단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌더링방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 면 형상정보 변환단계는
    기하형상정보와 면 재질정보로 구분 변환하는 것을 특징으로 하는 렌더링방법.
  7. 제5 항에 있어서, 상기 파트 형상정보 변환단계는
    파트 재질정보, 파트 형상정보 및 위치변환 정보로 구분 변환하는 것을 특징으로 하는 렌더링방법.
  8. CAD시스템에 연결하여 연결된 CAD시스템으로부터 CAD데이터를 가져오고, 가져온 CAD데이터를 기초로 하여 렌더링시스템의 데이터베이스 구조에 맞도록 제품형상에 관한 정보인 형상정보와 그 외 관련된 정보인 관련정보로 구분 변환하는 직접 인터페이싱 단계;
    상기 데이터베이스에 저장된 형상정보에 기초한 장면을 상기 관련정보를 이용하여 편집하는 장면편집단계;
    편집된 장면의 수정 요청이 있는가를 판단하는 형상수정 판단단계;
    형상수정 판단 결과 형상수정 요청이 있는 경우 불러오기 단위를 선택하여 수정된 형상정보를 가져오는 단계;
    불러온 파트 인식번호와 기존 저장되어 있는 파트 인식번호를 비교하는 단계; 및
    두 인식번호가 동일한 경우 형상정보만을 치환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌더링방법.
  9. CAD시스템에 연결하여 연결된 CAD시스템으로부터 CAD데이터를 가져오고, 가져온 CAD데이터를 기초로 하여 렌더링시스템의 데이터베이스 구조에 맞도록 제품형상에 관한 정보인 형상정보와 그 외 관련된 정보인 관련정보로 구분 변환하는 직접 인터페이싱 단계;
    상기 데이터베이스에 저장된 형상정보에 기초한 장면을 상기 관련정보를 이용하여 편집하는 장면편집단계; 및
    상기 관련정보에서 장면편집을 위한 환경정보인 장면편집정보만을 별도 파일로 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌더링방법.
  10. 제 4항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 렌더링방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 것을 특징으로 하는 기록매체.
  11. 3차원 형상에 관련된 기하학적 정보인 형상정보;
    상기 형상정보의 각 형상간의 계층 구조에 관련된 형상계층 구조정보;
    렌더링을 위해 필요한 관련 자료인 렌더링 정보;
    장면편집을 위해 필요한 환경에 관련된 정보인 장면편집정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌더링시스템의 데이터베이스.
  12. 제 11항에 있어, 상기 형상정보는
    기하형태의 최소 작업단위인 면 형상에 관련된 정보인 면 형상정보;
    면의 집합으로 구성된 부품 형상에 관련된 정보인 파트 형상정보; 및
    파트들의 집합으로 구성된 어셈블리 형상에 관련된 정보인 어셈블리 형상정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌더링시스템의 데이터베이스.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 면 형상정보는
    기하형상정보와 면 재질정보로 구분되어 있는 것을 특징으로 하는 렌더링시스템의 데이터베이스.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 파트 형상정보는
    CAD시스템의 파트간 구별을 위해 부여된 인식번호와 동일하게 부여되는 파트 인식번호;
    파트를 구성하는 면들의 구성에 관련된 면 집합정보; 및
    파트의 재질에 관한 파트 재질정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌더링시스템의 데이터베이스.
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