KR20160100721A - 출력 범위를 넘어가는 모델에 대한 출력 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

출력 범위를 넘어가는 모델에 대한 출력 방법 및 그 장치가 제공된다. 3D(three-dimensional) 프린터. 출력하고자 하는 3D 모델의 출력 위치를 선정하고, 3D 모델을 출력하였을 때의 결과물인 출력 모델이 미리 정해진 출력 범위를 초과하는 경우, 3D 모델을 분할한다. 그리고 분할된 3D 모델을 출력한다.

Description

출력 범위를 넘어가는 모델에 대한 출력 방법 및 그 장치{Method and apparatus for outputting model which is beyond output range}

본 발명은 3D(three-dimensional) 프린터 출력시, 출력 범위를 넘어가는 모델에 대한 출력 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

최근에 3D 프린터가 이슈(issue)가 되고 있다. 3D 프린터는 3D 도면을 바탕으로 프린터가 앞뒤(x축)와 좌우(y축) 그리고 상하(z축) 운동을 하여 입체 물품을 만들어낸다. 3D 도면은 3D CAD(computer aided design)나 3D 모델링 프로그램 또는 3D 스캐너 등을 이용하여 제작할 수 있다.

3D 프린터는 미래에 다양한 출력이 가능한 재질들의 소재 개발과 발전으로 개인의 일상생활에 사용되는 개인용 소품부터 각종 첨단 산업(기계 및 부품 산업, 모형 산업, 그리고 식품, 의료, 바이오 산업)에 이르기까지 다양한 분야에 활용을 할 수 있을 것으로 전망하고 있다.

그런데 이러한 3D 프린터의 출력 범위가 한정이 되어 있고, 대부분이 작은 물체를 출력한다는 단점이 있다. 또한 프린터 장비마다 출력할 수 있는 범위가 통일 되어 있지 않아서, 프린터 장비가 바뀔 때 마다 출력 범위를 조정해주어야 되는 문제가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 3D 프린터에서 출력 범위를 입력하면 최적의 분할 방법을 고려하여 효율적인 출력이 가능하도록 하는 출력 방법 및 그 장치를 제공한다.

본 발명의 특징에 따른 출력 방법은 3D(three-dimensional) 프린터에서의 출력 방법에서, 출력하고자 하는 3D 모델의 출력 위치를 선정하는 단계; 상기 3D 모델을 출력하였을 때의 결과물인 출력 모델이 미리 정해진 출력 범위를 초과하는 경우, 상기 3D 모델을 분할하는 단계; 및 상기 분할된 3D 모델을 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 3D 프린터에서 출력 범위를 넘어가는 모델에 대한 출력도 효율적으로 이루어진다. 또한 사용자가 쉽게 출력 가능여부를 판단하고 편집 할 수 있다.

따라서, 3D 프린터에 대한 사용의 편의성이 제공되며, 프린터 출력에 대한 신뢰성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 출력 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 출력 범위를 넘어가는 부분을 표시한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 모델 분할을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 메쉬 모델을 분할하는 것을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 분할에 따른 메쉬 재구성을 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 분할된 모델들의 결합을 위한 리모델링을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 출력 장치의 구조를 나타낸 도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 출력 방법 및 그 장치에 대하여 설명한다.

본 발명의 실시 예에서는 3D(three-dimensional) 프린터에서 출력하고자 하는 모델이 최적으로 출력되도록 하며, 특히, 출력 범위가 넘어가는 모델을 최적으로 분할하여 출력 후 결합이 용이하도록 한다.

이를 위하여, 본 발명의 실시 예에서는 3D 프린터에서 다음과 같이 입력 모델에 대한 출력을 수행한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 출력 방법의 흐름도이다.

먼저, 출력 범위를 넘어가지 않도록 최적의 출력 위치를 선정한다(S100).

3D 프린터의 경우는 2D 프린터와 다르게 출력의 위치를 정해주어야 된다. 출력하고자 하는 입력 모델 즉, 3D 모델을 회전 또는 이동시켜 출력할 위치를 선정하게 되는데, 정해진 출력 범위 안에 출력될 수 있도록 위치시킨다. 예를 들어 출력물이 바닥면에 놓았을 경우 출력 범위를 벗어나지만 대각선으로 45도 기울였을 경우 출력 범위에 위치되어 한번에 출력될 수 있다.

출력 위치 선정 후, 다시 출력물이 출력 범위를 넘어가서 출력되는지를 판단한다(S110).

출력 범위를 넘어 갈 경우, 3D 모델을 출력하였을 때의 결과물이 출력 모델과 출력 범위를 같이 표시한다(S120).

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 출력 범위를 넘어가는 부분을 표시한 예시도이다.

3D 모델의 출력물 즉, 출력 모델이 출력 범위를 벗어날 경우, 첨부한 도 2에서와 같이, 출력 모델과 출력 범위를 표시하면서 출력 모델을 다른 색으로 표시하여 사용자가 어느 정도 출력 범위를 벗어나는지를 알 수 있도록 한다. 또한 도 2에서와 같이, 출력 범위를 별도로 표시하면서 출력 범위를 출력 모델과 구별되도록 표시할 수 있다.

이와 같이, 출력 모델의 출력 범위를 제시하여 범위를 벗어나는 부분을 알려주고, 또한 해당 모델을 출력할 경우 몇 번의 출력이 필요한지를 알려줄 수 있다.

이와 같이, 출력 모델이 출력 범위를 넘어가는 경우에는 한번으로 출력이 불가능하다.

이에 따라 본 발명의 실시 예에서는 출력하고자 하는 3D 모델을 분할하여 출력하고 출력물들을 결합한다. 이를 위하여, 출력 범위를 벗어나는 모델의 경우, 해당 3D 모델을 출력 범위까지 출력하기 위해서 분할한다(S130).

본 발명의 실시 예에서는 메쉬 분할을 수행한다. 일반적으로 3D 프린터의 출력 범위는 육면체에 해당되므로, 본 발명의 실시 예에서는 직선으로 분할하는 기술을 접목하여 자동으로 분할 모델을 생성한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 모델 분할을 나타낸 예시도이다.

첨부한 도 3에 예시되어 있듯이, 3D 모델을 출력 범위에 해당하는 부분과 출력 범위를 벗어나는 부분들로 분할한다. 구체적으로 도 2와 같이 3D 모델이 출력 범위를 벗어나는 경우, 3D 모델은 출력 범위에 포함되는 부분인 제1 모델(M1), 출력 범위를 벗어나는 부분인 제2 모델(M2) 및 제3 모델(M3)로 분할될 수 있다. 이 경우, 제1 모델(M1)을 먼저 출력하고 이후에 제2 모델(M2) 및 제3 모델(M3)을 한번에 출력한 뒤 결합할 수 있다.

이와 같이, 3D 모델을 분할하는 경우, 2D 이미지 분할과는 다르게 메쉬 분할을 진행하여야 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 메쉬 모델을 분할하는 것을 나타낸 예시도이다.

메쉬 모델은 도 4의 (a)에서와 같이, 일반적으로 삼각형 또는 사각형으로 이루어져있다. 특히 3차원 모델을 표현하는 방법으로, 삼각형 메쉬(triangular mesh)가 널리 이용되고 있는데, 삼각형 메쉬 영상은 불균일한 구조로 인해 삼각형을 형성하는 정점(꼭지점, vertex)들의 위치 정보 및 정점들 간의 연결 정보로 구성되어 있다.

이러한 형태의 메쉬 모델을 분할하는 경우에는 분할선을 기준으로 분할을 수행한다. 즉, 도 4의 (b)에서와 같이, 분할선을 기준으로 메쉬 모델을 분할할 수 있다. 그리고 분할선을 기준으로 메쉬 구성을 다시 수행한다(S140).

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 분할에 따른 메쉬 재구성을 나타낸 예시도이다.

도 4에 도시된 바와 같은 메쉬 모델을 분할선을 기준으로 분할한 경우, 분할선에 의하여 분할된 일부 메쉬들이 원래의 형태 예를 들어 삼각형을 유지하지 않을 수 있다. 모델링 단위가 삼각형이므로, 도 5에서와 같이, 분할선을 기준으로 분할된 메쉬 중에서 원래의 형태를 유지하고 있지 않은 메쉬(Me1)를 삼각형 형태로 재구성한다.

이와 같이, 도 3에 예시된 바와 같이 3D 모델이 분할되는 경우, 도 4 및 도 5에서 예시된 바와 같이, 각 분할선들을 기준으로 분할된 부분들을 재구성한다.

이후, 분할 출력 시 결합이 용이 하도록 분할선을 기준으로 분할된 메쉬들의접합 부위를 리모델링한다(S150).

분할된 3D 모델들은 출력된 다음에 다시 결합처리된다. 이때 정확한 결합을 위하여 본 발명의 실시 예에서는 분할 시에 패턴을 넣어서 정확한 결합이 가능하도록 리모델링을 수행한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 분할된 모델들의 결합을 위한 리모델링을 나타낸 예시도이다.

분할된 부분들 즉, 메쉬들에 대하여, 도 6에 예시되어 있는 패턴들을 분할면에 넣어 결합이 용이 하도록 한다.

이후, 분할면이 리모델링된 메쉬들을 출력한다(S160). 그리고 출력된 결과물인 출력물들을 결합한다(S170).

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 출력 장치의 구조를 나타낸 도이다.

첨부한 도 7에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 출력 장치(100)는 출력 위치 선정부(10), 표시부(20), 분할부(30), 재구성부(40), 리모델링부(50), 출력부(60), 그리고 결합부(70)를 포함한다.

출력 위치 선정부(10)는 출력하고자 하는 입력 모델인 3D 모델을 회전 또는 이동시켜 출력할 위치를 선정하며, 정해진 출력 범위 안에 출력될 수 있도록 위치를 선정한다.

표시부(30)는 출력물이 출력 범위를 넘어가서 출력되는 경우, 3D 모델을 출력하였을 때의 결과물이 출력 모델과 출력 범위를 같이 표시한다. 출력 모델과 출력 범위를 표시하면서 출력 모델을 다른 색으로 표시하여 사용자가 어느 정도 출력 범위를 벗어나는지를 알 수 있도록 한다.

분할부(40)는 출력하고자 하는 3D 모델을 분할한다. 예를 들어 출력 범위에 따라 분할선을 3D 모델에 각각 적용하여, 3D 모델을 출력 범위에 해당하는 부분과 출력 범위를 벗어나는 부분들로 분할한다.

재구성부(50)는 각 분할된 부분에 대하여 분할선을 기준으로 형태 재구성을 수행한다. 즉, 3D 모델을 모델링하는 단위(예를 들어, 3D 메쉬 모델에서 모델링 단위는 삼각혀임)를 토대로, 분할선을 기준으로 분할된 부분 중에서 원래의 형태를 유지하고 있지 않은 부분을 재구성(예를 들어, 삼각형 형태로 재구성함)한다.

리모델링부(60)는 분할선을 기준으로 분할된 부분들의 접합 부위를 리모델링한다.

출력부(70)는 3D 모델을 출력하며, 3D 모델이 분할된 경우 분할된 부분들을 각각 출력한다.

결합부(80)는 3D 모델이 분할된 경우, 분할되어 출력되는 각 부분들의 출력물을 결합한다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (1)

1. 3D(three-dimensional) 프린터에서의 출력 방법에서
   출력하고자 하는 3D 모델의 출력 위치를 선정하는 단계;
   상기 3D 모델을 출력하였을 때의 결과물인 출력 모델이 미리 정해진 출력 범위를 초과하는 경우, 상기 3D 모델을 분할하는 단계; 및
   상기 분할된 3D 모델을 출력하는 단계
   를 포함하는, 출력 방법.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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