KR20160109692A - 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치 - Google Patents

3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치 Download PDF

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Abstract

3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법은, 3차원 모델의 텍스쳐를 정의하여 각 면들을 모델링하는 단계; 상기 3차원 모델의 각 면들의 관계를 계산하여, 현재 카메라 뷰에서 보이는 면들로부터 보이지 않는 면들의 복원이 가능한지 테스트하는 단계; 상기 보이지 않는 면들의 복원이 가능한 경우, 상기 현재 카메라 뷰에 대하여 비사실적 렌더링을 이용하여 2차원 색칠공부도안을 생성하는 단계; 및 생성된 상기 색칠공부도안의 보이는 면들로부터 상기 3차원 모델의 보이지 않는 면들의 텍스쳐 좌표 및 확장 패턴을 저장하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 3차원 모델로부터 다양한 색칠공부도안 생성이 가능하다.

Description

3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치{METHOD FOR GENERATION OF COLORING DESIGN USING 3D MODEL, RECORDING MEDIUM AND DEVICE FOR PERFORMING THE METHOD}
본 발명은 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3차원 모델로부터 역으로 2차원 색칠공부도안을 생성하고, 각 색칠공부도안의 면으로부터 3차원 모델의 텍스쳐를 자동으로 맵핑하는 방법을 제안한다.
전자 기술의 발달에 따라 다양한 유형의 디스플레이 장치가 개발되고 있으며, 특히, TV, PC, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 PC, 휴대폰, MP3 플레이어 등과 같은 휴대용 디스플레이 장치들이 널리 보급되고 있다. 최근에는 더 새롭고 다양한 기능을 원하는 사용자의 요구에 부합하기 위하여, 디스플레이 장치를 좀 더 새로운 형태로 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이른바 차세대 디스플레이라고 불리는 것이 바로 그것이다.
차세대 디스플레이 장치는 3차원 영상, 증강현실 등의 컨텐츠와 결합하여 사용자에게 다양한 인터페이스를 제공한다. 증강현실이란, 사용자의 현실 세계에 컴퓨터로 만든 가상 물체 및 정보를 융합 또는 보완해주는 기술을 말한다. 현실 세계에 실시간으로 부가정보를 갖는 가상 세계를 더해 하나의 영상으로 보여주므로 혼합현실(MR, mixed reality)이라고도 한다.
증강현실 기술에 대한 연구가 시작된 이후로 다양한 분야에서 이 기술을 응용하려는 연구가 이어져 왔으며, 교육 분야에서도 증강현실 기술을 접목시키는 연구가 이루어지고 있다. 이중, 다양한 컨텐츠의 필요에 따라 3차원 모델로부터 2차원 색칠공부도안의 생성 등도 관심을 끌고 있다.
색칠공부도안에서 3차원 모델을 증강하기 위해서는 2차원 색칠공부도안과 동일한 3차원 모델을 저작하여야 하며, 색칠공부도안의 각 부분과 3차원 모델과의 텍스쳐 좌표를 정의하여야 한다. 그러나, 2차원 색칠공부도안의 부분만으로는 3차원 모델에서 보이지 않는 면이 존재하고, 이 부분에 대한 텍스쳐 정의 방법이 필요한 실정이다.
KR 10-1174093 B1 KR 10-2009-0092473 A KR특2003-0048913 A
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법은, 3차원 모델의 텍스쳐를 정의하여 각 면들을 모델링하는 단계; 상기 3차원 모델의 각 면들의 관계를 계산하여, 현재 카메라 뷰에서 보이는 면들로부터 보이지 않는 면들의 복원이 가능한지 테스트하는 단계; 상기 보이지 않는 면들의 복원이 가능한 경우, 상기 현재 카메라 뷰에 대하여 비사실적 렌더링을 이용하여 2차원 색칠공부도안을 생성하는 단계; 및 생성된 상기 색칠공부도안의 보이는 면들로부터 상기 3차원 모델의 보이지 않는 면들의 텍스쳐 좌표 및 확장 패턴을 저장하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 3차원 모델의 텍스쳐를 정의하여 각 면들을 모델링하는 단계는, 상기 3차원 모델의 각 면들을 적어도 하나의 그룹으로 구성하는 단계; 및 각 그룹의 텍스쳐를 정의하는 단계; 및 상기 각 그룹의 부분 텍스쳐를 확장하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 각 그룹의 텍스쳐를 정의하는 단계는, 해당 그룹을 단일 반복 텍스쳐로 정의할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 각 그룹의 텍스쳐를 정의하는 단계는, 해당 그룹을 원통형 또는 구형 텍스쳐로 정의할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 부분 텍스쳐를 확장하는 단계는, 하나의 색 또는 부분 텍스쳐를 타일링 방식 또는 미러링 방식으로 확장할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 3차원 모델의 각 면들의 관계를 계산하여, 현재 카메라 뷰에서 보이지 않는 면들의 복원이 가능한지 테스트하는 단계는, 상기 보이지 않는 면들의 복원이 불가능한 경우, 사용자에게 제시하는 단계; 및 사용자 입력에 따라 텍스쳐를 정의하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법은, 상기 3차원 모델의 각 면들과 상기 현재 카메라 뷰에서의 각 면들 사이의 확장 텍스쳐 좌표계를 정의하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법은, 상기 확장 텍스쳐 좌표계를 기초로, 상기 3차원 모델의 텍스쳐를 자동 맵핑하여 3차원 모델을 가시화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록되어 있다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 장치는, 3차원 모델의 텍스쳐를 정의하여 각 면들을 모델링하는 모델링부; 상기 3차원 모델의 각 면들의 관계를 계산하여, 현재 카메라 뷰에서 보이는 면들로부터 보이지 않는 면들의 복원이 가능한지 테스트하는 테스트부; 상기 보이지 않는 면들의 복원이 가능한 경우, 상기 현재 카메라 뷰에 대하여 비사실적 렌더링을 이용하여 2차원 색칠공부도안을 생성하는 색칠공부도안 생성부; 및 생성된 상기 색칠공부도안의 보이는 면들로부터 상기 3차원 모델의 보이지 않는 면들의 텍스쳐 좌표 및 확장 패턴을 저장하는 저장부를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 모델링부는, 상기 3차원 모델의 각 면들을 적어도 하나의 그룹으로 구성하고, 각 그룹의 텍스쳐를 정의하여 부분 텍스쳐를 확장할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 모델링부는, 상기 3차원 모델의 각 면들을 적어도 하나의 그룹으로 구성하는 그룹핑부; 각 그룹의 텍스쳐를 정의하는 텍스쳐 정의부; 및 상기 각 그룹의 부분 텍스쳐를 확장하는 텍스쳐 확장부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 모델링부는, 해당 그룹을 단일 반복 텍스쳐 또는 원통형 또는 구형 텍스쳐로 정의할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 모델링부는, 하나의 색 또는 부분 텍스쳐를 타일링 방식 또는 미러링 방식으로 확장할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 테스트부는, 상기 보이지 않는 면들의 복원이 불가능한 경우, 사용자에게 제시하는 제시부; 및 사용자 입력에 따라 텍스쳐를 정의하는 입력부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 장치는, 상기 3차원 모델의 각 면들과 상기 현재 카메라 뷰에서의 각 면들 사이의 확장 텍스쳐 좌표계를 정의하는 좌표 확장부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 장치는, 상기 확장 텍스쳐 좌표계를 기초로, 상기 3차원 모델의 텍스쳐를 자동 맵핑하여 3차원 모델을 가시화하는 가시화부를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법에 따르면, 3차원 모델로부터 다양한 색칠공부도안 생성이 가능하고, 생성된 색칠공부도안으로부터 동적 텍스쳐 생성이 가능하므로, 증강현실 컨텐츠 기반 기술로 다양한 컨텐츠 제작이 가능하고 교육효과를 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 모델링부의 상세한 블록도이다.
도 3 내지 도 5는 도 1의 모델링부에서 부분 텍스쳐의 확장을 보여주는 예시들이다.
도 6은 도 1의 동적 텍스쳐 생성부의 상세한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법의 흐름도이다.
도 8은 도 7의 각 단계에 따른 3차원 모델 및 도안을 도식화한 예이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 장치의 블록도이다. 도 2는 도 1의 모델링부의 상세한 블록도이다.
본 발명에 따른 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 장치(10, 이하 장치)는 3차원 모델로부터 역으로 2차원 색칠공부도안을 생성하고, 각 색칠공부도안의 면으로부터 3차원 모델의 텍스쳐를 자동으로 맵핑한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 장치(10)는 모델링부(110), 테스트부(130), 색칠공부도안 생성부(150) 및 동적 텍스쳐 생성부(170)를 포함한다.
본 발명의 상기 장치(10)는 3차원 모델로부터 색칠공부도안을 생성하기 위한 소프트웨어(애플리케이션)가 설치되어 실행될 수 있으며, 상기 모델링부(110), 상기 테스트부(130), 상기 색칠공부도안 생성부(150) 및 상기 동적 텍스쳐 생성부(170)의 구성은 상기 장치(10)에서 실행되는 상기 3차원 모델로부터 색칠공부도안을 생성하기 위한 소프트웨어에 의해 제어될 수 있다.
상기 장치(10)는 별도의 단말이거나 또는 단말의 일부 모듈일 수 있다. 또한, 상기 모델링부(110), 상기 테스트부(130), 상기 색칠공부도안 생성부(150) 및 상기 동적 텍스쳐 생성부(170)의 구성은 통합 모듈로 형성되거나, 하나 이상의 모듈로 이루어 질 수 있다. 그러나, 이와 반대로 각 구성은 별도의 모듈로 이루어질 수도 있다.
상기 장치(10)는 이동성을 갖거나 고정될 수 있다. 상기 장치(10)는, 서버(server) 또는 엔진(engine) 형태일 수 있으며, 디바이스(device), 기구(apparatus), 단말(terminal), UE(user equipment), MS(mobile station), 무선기기(wireless device), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
상기 장치(10)는 운영체제(Operation System; OS), 즉 시스템을 기반으로 다양한 소프트웨어를 실행하거나 제작할 수 있다. 상기 운영체제는 소프트웨어가 장치의 하드웨어를 사용할 수 있도록 하기 위한 시스템 프로그램으로서, 안드로이드 OS, iOS, 윈도우 모바일 OS, 바다 OS, 심비안 OS, 블랙베리 OS 등 모바일 컴퓨터 운영체제 및 윈도우 계열, 리눅스 계열, 유닉스 계열, MAC, AIX, HP-UX 등 컴퓨터 운영체제를 모두 포함할 수 있다.
상기 모델링부(110)는 입력되는 3차원 모델의 텍스쳐를 정의하여 각 면들을 모델링한다. 예를 들어, 상기 입력되는 3차원 모델은 OBJ 파일 등 포맷이 공개된 3D 오브젝트(Object) 파일을 소프트웨어 또는 프로그램에 입력 받을 수 있다.
상기 모델링부(110)는 상기 3차원 모델의 각 면(패치)들을 적어도 하나의 그룹으로 구성하고, 각 그룹의 텍스쳐를 정의하여 부분 텍스쳐를 확장한다. 즉, 상기 3차원 모델의 면들을 그룹핑한다.
상기 모델링부(110)는 해당 그룹을 단일 반복 텍스쳐 또는 원통형 또는 구형 텍스쳐로 정의할 수 있다. 또한, 상기 모델링부(110)는 하나의 색 또는 부분 텍스쳐를 타일링 방식 또는 미러링 방식으로 확장할 수 있다.
이를 위해, 도 2를 참조하면, 상기 모델링부(110)는 상기 3차원 모델의 각 면들을 적어도 하나의 그룹으로 구성하는 그룹핑부(111), 각 그룹의 텍스쳐를 정의하는 텍스쳐 정의부(113) 및 부분 텍스쳐를 확장하는 텍스쳐 확장부(115)를 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 도 1의 모델링부에서 부분 텍스쳐의 확장을 보여주는 예시들이다. 도 3은 미러링을 이용한 텍스쳐 타일링을 보여주고, 도 4는 확장을 통한 텍스쳐 타일링을 보여준다. 도 5는 동일한 패턴을 이용한 텍스쳐 타일링을 보여준다.
도 3을 참조하면, 도 3(a)는 직육면체의 2차원 도안이고, 도 3(b)는 도 3(a)의 3차원 도안이다. 여기서, 3차원 도안의 B면은 2차원 도안의 A와 대응된다. 3차원 도안의 B면과 반대편의 C면은 2차원 도면에서 보여지지 않는다. 이에, 2차원 도안에서 보이지 않는 C면은 3차원 도안에서 B면의 미러링 방식을 통해 텍스쳐를 정의할 수 있다.
도 4 를 참조하면, 도 4(a)는 구의 2차원 도안이고, 도 4(b)는 도 4(a)의 3차원 도안이다. 여기서, 3차원 도안의 E면은 2차원 도안의 D와 대응된다. 2차원 도안의 D면을 부분 패치로 하여 보이지 않는 면을 포함한 3차원 도안의 E면 주변의 모든 폴리곤을 확장하여 텍스쳐를 맵핑할 수 있다.
도 5 를 참조하면, 도 5(a)는 원통형의 2차원 도안이고, 도 5(b)는 도 5(a)의 3차원 도안이다. 여기서, 3차원 도안의 G면은 2차원 도안의 F와 대응된다. 2차원 도안의 F에 채색된 색상으로 3차원 도안의 G면과 인접한 표면에 대해 복사하며 텍스쳐를 맵핑할 수 있다.
상기 테스트부(130)는 상기 3차원 모델의 모든 면들에 대한 이웃 면들간의 관계를 통하여 현재 카메라 뷰에서 보이는 면들로부터 보이지 않는 면들의 복원이 가능한지 테스트 한다. 구체적으로, 각 면들의 관계를 계산하여, 현재 카메라 뷰에서 보이지 않는 면들의 복원이 가능여부를 판단한다.
만약, 상기 보이지 않는 면들의 복원이 불가능한 경우, 사용자에게 복원이 불가능 함을 알리고, 사용자 입력에 따른 텍스쳐를 정의할 수 있다. 이를 위해, 상기 테스트부(130)는 상기 보이지 않는 면들의 복원이 불가능한 경우, 사용자에게 제시하는 제시부(미도시) 및 사용자 입력에 따라 텍스쳐를 정의하는 입력부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 입력부는 터치 스크린, 키패드, 키보드, 마우스, 조이스틱, 터치 패드, 버튼 등과 같은 다양한 입력 수단으로 구현될 수 있다.
상기 색칠공부도안 생성부(150)는 상기 보이지 않는 면들의 복원이 가능한 경우, 상기 현재 카메라 뷰에 대하여 비사실적(非寫實的) 렌더링을 이용하여 2차원 색칠공부도안을 생성한다.
비사실적 렌더링(Non-photorealistic rendering, NPR)이란, 사람이 직접 손으로 그린 듯한 느낌의 영상을 만드는 컴퓨터 그래픽 기술로서, 사물의 사실적 표현과는 달리, 주제를 부각시키기 위하여 사소한 것을 과장하거나 중요하지 않은 것들은 과감히 생략하여 표현한다. 비교적 최근에 시작된 영상 기반 렌더링 분야로 게임, 애니메이션, 광고, 영화 등에서 활용되고 있다.
상기 색칠공부도안 생성부(150)는 입력된 3차원 모델을 프로그램 상에서 이리저리 돌려보거나 축소/확대를 한 뒤, 적정한 각도에서 비사실적 렌더링을 수행하며, 수행 과정은 다음과 같다. 먼저, 에지(Edge)를 사이에 둔 면(Face)들의 법선 벡터(Normal Vector) 각도 차이에 따른 윤곽 감지(Outline Detection)를 이용해 2차원 도안 이미지를 생성한다.
또한, 상기 에지를 모델 상에서 사용자가 선택할 수 있도록 한다. 이때, 선택된 에지의 굵기를 조정할 수 있으며, 선택된 에지를 보이게 또는 보이지 않게(visible/invisible) 선택 가능하다.
상기 동적 텍스쳐 생성부(170)는 상기 색칠공부도안 생성부(150)에서 생성된 색칠공부도안의 면으로부터 3차원 모델의 텍스쳐를 자동으로 맵핑하여, 동적 텍스쳐를 생성한다. 생성된 동적 텍스쳐는 3차원 모델의 가시화에 사용되며, 증강 현실 등 다양한 컨텐츠 이용 및 제작에 활용할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 동적 텍스쳐 생성부(170)는 저장부(171), 좌표 확장부(173), 가시화부(175)를 포함할 수 있다.
상기 저장부(171)는 생성된 상기 색칠공부도안의 보이는 면들로부터 상기 3차원 모델의 보이지 않는 면들의 텍스쳐 좌표 및 확장 패턴을 저장한다. 상기 저장부(171)는 상기 색칠공부도안 생성부(150)에서 생성된 2차원 색칠공부도안에서의 면(Face)과 실제 모델에서의 면의 관계를 설정하되, 도안에서 보이는 면과 보이지 않는 면의 처리가 다르다.
먼저, 도안에서 보이는 면의 경우, 2D도안 생성 시, 3차원 모델의 대응되는 폴리곤(Polygon)정보와 2D도안의 영사된 좌표와의 관계를 저장한다. 반면, 도안에서 보이지 않는 면의 경우, 사용자가 직접 선택한 도안에서 보이는 면의 일부를 이용하여 타일 복사, 대칭, 복사, 색상 확장의 방법으로 채워 넣을 수 있도록 한다.
상기 좌표 확장부(173)는 상기 3차원 모델의 각 면들과 상기 현재 카메라 뷰에서의 각 면들 사이의 확장 텍스쳐 좌표계를 정의한다. 상기 저장부(171)에서 설정한 면들의 관계를 이용하여, 실제 도안을 텍스쳐(Texture)로 이용할 수 있도록 각 면에 따른 UV 좌표 리스트를 별도의 파일로 생성 혹은 원본 3D 오브젝트 파일 내에 적용시킨다.
상기 가시화부(175)는 상기 확장 텍스쳐 좌표계를 기초로, 상기 3차원 모델의 텍스쳐를 자동 맵핑하여 3차원 모델을 가시화한다. 최종적으로, 상기 색칠공부도안 생성부(150)에서 만들어진 색칠 공부 도안 이미지 파일과 상기 좌표 확장부(173) 생성된 UV 좌표 리스트가 포함된 파일을 결과물로 출력된다.
본 발명에서는 3차원 모델로부터 다양한 색칠공부도안 생성이 가능하고, 생성된 색칠공부도안으로부터 동적 텍스쳐 생성이 가능하므로, 증강현실 컨텐츠 기반 기술로 다양한 컨텐츠 제작이 가능하고 교육효과를 증대시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법의 흐름도이다. 도 8은 도 7의 각 단계에 따른 3차원 모델 및 도안을 도식화한 예이다.
본 실시예에 따른 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법은, 도 1의 장치(10)와 실질적으로 동일한 구성에서 진행될 수 있다. 따라서, 도 1의 장치(10)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다. 또한, 본 실시예에 따른 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법은 3차원 모델로부터 색칠공부도안을 생성하기 위한 소프트웨어(애플리케이션)에 의해 실행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법은, 모델링부(110)에서 3차원 모델의 텍스쳐를 정의하여 각 면들을 모델링한다(단계 S111). 예를 들어, 상기 입력되는 3차원 모델은 OBJ 파일 등 포맷이 공개된 3D 오브젝트(Object) 파일을 소프트웨어 또는 프로그램에 입력 받을 수 있다.
상기 모델링부(110)는 상기 3차원 모델의 각 면(패치)들을 적어도 하나의 그룹으로 구성하고, 각 그룹의 텍스쳐를 정의하여 부분 텍스쳐를 확장한다.
상기 모델링부(110)는 해당 그룹을 단일 반복 텍스쳐 또는 원통형 또는 구형 텍스쳐로 정의할 수 있다(단계 S111 또는 단계 S113). 또한, 상기 모델링부(110)는 하나의 색 또는 부분 텍스쳐를 타일링 방식 또는 미러링 방식으로 확장할 수 있다.
단계 S100에서 모델링된 3차원 모델이 입력되면(단계 S151), 먼저 상기 테스트부(130)는 상기 3차원 모델의 모든 면들에 대한 이웃 면들간의 관계를 계산하여(단계 S131), 현재 카메라 뷰에서 보이는 면들로부터 보이지 않는 면들의 복원이 가능한지 테스트 한다(단계 S133).
현재 카메라 뷰에서 보이지 않는 면들의 복원이 불가능한 경우, 사용자에게 제시하고, 사용자 입력에 따라 텍스쳐를 정의할 수 있다(단계 S135).
반면, 현재 카메라 뷰에서 보이지 않는 면들의 복원이 가능한 경우, 상기 현재 카메라 뷰에 대하여 비사실적 렌더링을 이용하여(단계 S153), 2차원 색칠공부도안을 생성한다(단계 S155).
상기 비사실적 렌더링은, 입력된 3차원 모델을 프로그램 상에서 이리저리 돌려보거나 축소/확대를 한 뒤, 적정한 각도에서 비사실적 렌더링을 수행하며, 수행 과정은 다음과 같다. 먼저, 에지(Edge)를 사이에 둔 면(Face)들의 법선 벡터(Normal Vector) 각도 차이에 따른 윤곽 감지(Outline Detection)를 이용해 2차원 도안 이미지를 생성한다.
또한, 상기 에지를 모델 상에서 사용자가 선택할 수 있도록 한다. 이때, 선택된 에지의 굵기를 조정할 수 있으며, 선택된 에지를 보이게 또는 보이지 않게(visible/invisible) 선택 가능하다.
이후, 상기 동적 텍스쳐 생성부(170)에서 상기 색칠공부도안 생성부(150)에서 생성된 색칠공부도안의 면으로부터 3차원 모델의 텍스쳐를 자동으로 맵핑하여, 동적 텍스쳐를 생성할 수 있다(단계 S171).
동적 텍스쳐를 생성하기 위해, 생성된 상기 색칠공부도안의 보이는 면들로부터 상기 3차원 모델의 보이지 않는 면들의 텍스쳐 좌표 및 확장 패턴을 저장한다(도 8, 단계 S172). 이때, 단계 S153에서 생성된 2차원 색칠공부도안에서의 면(Face)과 실제 모델에서의 면의 관계를 설정하되, 도안에서 보이는 면과 보이지 않는 면의 처리가 다르다.
먼저, 도안에서 보이는 면의 경우, 2D도안 생성 시, 3차원 모델의 대응되는 폴리곤(Polygon)정보와 2D도안의 영사된 좌표와의 관계를 저장한다. 반면, 도안에서 보이지 않는 면의 경우, 사용자가 직접 선택한 도안에서 보이는 면의 일부를 이용하여 타일 복사, 대칭, 복사, 색상 확장의 방법으로 채워 넣을 수 있도록 한다.
상기 3차원 모델의 각 면들과 상기 현재 카메라 뷰에서의 각 면들 사이의 확장 텍스쳐 좌표계를 정의한다(도 8, 단계 S173). 단계 S172에서 설정한 면들의 관계를 이용하여, 실제 도안을 텍스쳐(Texture)로 이용할 수 있도록 각 면에 따른 UV 좌표 리스트를 별도의 파일로 생성 혹은 원본 3D 오브젝트 파일 내에 적용시킨다.
상기 확장 텍스쳐 좌표계를 기초로 상기 3차원 모델의 텍스쳐를 자동 맵핑하여 3차원 모델을 가시화한다(도 8, 단계 S174). 최종적으로, 단계 S153에서 만들어진 색칠 공부 도안 이미지 파일과, 단계 S173에서 생성된 UV 좌표 리스트가 포함된 파일을 결과물로 출력된다.
생성된 동적 텍스쳐는 3차원 모델의 가시화에 사용되며, 증강 현실 등 다양한 컨텐츠 이용 및 제작에 활용할 수 있다.
이와 같은, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 3차원 모델로부터 다양한 색칠공부도안 생성이 가능하고, 생성된 색칠공부도안으로부터 동적 텍스쳐 생성이 가능하다. 이에 다양한 색칠공부도안을 기반으로 증강현실 기술을 이용한 교육용 컨텐츠 분야 등 다양한 정보통신기술에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
10: 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 장치
110: 모델링부
130: 테스트부
150: 색칠공부도안 생성부
170: 동적 텍스쳐 생성부
111: 그룹핑부
113: 텍스쳐 정의부
115: 텍스쳐 확장부
171: 저장부
173: 좌표 확장부
175: 가시화부

Claims (17)

  1. 3차원 모델의 텍스쳐를 정의하여 각 면들을 모델링하는 단계;
    상기 3차원 모델의 각 면들의 관계를 계산하여, 현재 카메라 뷰에서 보이는 면들로부터 보이지 않는 면들의 복원이 가능한지 테스트하는 단계;
    상기 보이지 않는 면들의 복원이 가능한 경우, 상기 현재 카메라 뷰에 대하여 비사실적 렌더링을 이용하여 2차원 색칠공부도안을 생성하는 단계; 및
    생성된 상기 색칠공부도안의 보이는 면들로부터 상기 3차원 모델의 보이지 않는 면들의 텍스쳐 좌표 및 확장 패턴을 저장하는 단계를 포함하는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 3차원 모델의 텍스쳐를 정의하여 각 면들을 모델링하는 단계는,
    상기 3차원 모델의 각 면들을 적어도 하나의 그룹으로 구성하는 단계; 및
    각 그룹의 텍스쳐를 정의하는 단계; 및
    상기 각 그룹의 부분 텍스쳐를 확장하는 단계를 포함하는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법.
  3. 제2항에 있어서, 각 그룹의 텍스쳐를 정의하는 단계는,
    해당 그룹을 단일 반복 텍스쳐로 정의하는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법.
  4. 제2항에 있어서, 각 그룹의 텍스쳐를 정의하는 단계는,
    해당 그룹을 원통형 또는 구형 텍스쳐로 정의하는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 각 그룹의 부분 텍스쳐를 확장하는 단계는,
    하나의 색 또는 부분 텍스쳐를 타일링 방식 또는 미러링 방식으로 확장하는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 3차원 모델의 각 면들의 관계를 계산하여, 현재 카메라 뷰에서 보이지 않는 면들의 복원이 가능한지 테스트하는 단계는,
    상기 보이지 않는 면들의 복원이 불가능한 경우, 사용자에게 제시하는 단계; 및
    사용자 입력에 따라 텍스쳐를 정의하는 단계를 더 포함하는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 3차원 모델의 각 면들과 상기 현재 카메라 뷰에서의 각 면들 사이의 확장 텍스쳐 좌표계를 정의하는 단계를 더 포함하는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 확장 텍스쳐 좌표계를 기초로, 상기 3차원 모델의 텍스쳐를 자동 맵핑하여 3차원 모델을 가시화하는 단계를 더 포함하는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 따른 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  10. 3차원 모델의 텍스쳐를 정의하여 각 면들을 모델링하는 모델링부;
    상기 3차원 모델의 각 면들의 관계를 계산하여, 현재 카메라 뷰에서 보이는 면들로부터 보이지 않는 면들의 복원이 가능한지 테스트하는 테스트부;
    상기 보이지 않는 면들의 복원이 가능한 경우, 상기 현재 카메라 뷰에 대하여 비사실적 렌더링을 이용하여 2차원 색칠공부도안을 생성하는 색칠공부도안 생성부; 및
    생성된 상기 색칠공부도안의 보이는 면들로부터 상기 3차원 모델의 보이지 않는 면들의 텍스쳐 좌표 및 확장 패턴을 저장하는 저장부를 포함하는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 모델링부는,
    상기 3차원 모델의 각 면들을 적어도 하나의 그룹으로 구성하고, 각 그룹의 텍스쳐를 정의하여 부분 텍스쳐를 확장하는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 모델링부는,
    상기 3차원 모델의 각 면들을 적어도 하나의 그룹으로 구성하는 그룹핑부;
    각 그룹의 텍스쳐를 정의하는 텍스쳐 정의부; 및
    상기 각 그룹의 부분 텍스쳐를 확장하는 텍스쳐 확장부를 포함하는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 모델링부는,
    해당 그룹을 단일 반복 텍스쳐 또는 원통형 또는 구형 텍스쳐로 정의하는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 모델링부는,
    하나의 색 또는 부분 텍스쳐를 타일링 방식 또는 미러링 방식으로 확장하는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 테스트부는,
    상기 보이지 않는 면들의 복원이 불가능한 경우, 사용자에게 제시하는 제시부; 및
    사용자 입력에 따라 텍스쳐를 정의하는 입력부를 더 포함하는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 3차원 모델의 각 면들과 상기 현재 카메라 뷰에서의 각 면들 사이의 확장 텍스쳐 좌표계를 정의하는 좌표 확장부를 더 포함하는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 확장 텍스쳐 좌표계를 기초로, 상기 3차원 모델의 텍스쳐를 자동 맵핑하여 3차원 모델을 가시화하는 가시화부를 더 포함하는, 3차원 모델로부터 색칠공부도안 생성 장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108031588A (zh) * 2017-12-29 2018-05-15 深圳海桐防务装备技术有限责任公司 自动喷涂装置及使用其的自动喷涂方法
KR20210035361A (ko) * 2019-09-23 2021-04-01 주식회사 딥비전 사용자 중심의 도안 생성 방법 및 시스템
KR102488627B1 (ko) * 2021-11-08 2023-01-18 청주대학교 산학협력단 피포페인팅 이미지 자동변환방법 및 이를 이용한 피포페인팅 이미지 자동변환 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030048913A (ko) 2001-12-13 2003-06-25 삼성전자주식회사 3차원 얼굴 모델을 위한 텍스쳐 생성 방법 및 장치
KR20090092473A (ko) 2008-02-27 2009-09-01 오리엔탈종합전자(주) 3차원 변형 가능 형상 모델에 기반한 3차원 얼굴 모델링방법
KR101174093B1 (ko) 2011-04-25 2012-08-14 한국기계연구원 형상 텍스쳐에 의한 3차원 볼록 객체의 형상 표현 시스템 및 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100654396B1 (ko) * 2005-12-15 2006-12-06 제양수 컴퓨터를 이용한 3차원 얼굴 이미지 변환 장치 및헤어스타일 시뮬레이션 장치
JP2010271828A (ja) * 2009-05-20 2010-12-02 Honda Motor Co Ltd 立体形状生成システム及び方法
KR101287513B1 (ko) * 2012-03-08 2013-07-19 중앙대학교 산학협력단 3차원 렌더링을 위한 격자 기반의 텍스처 매핑장치 및 방법
KR101375649B1 (ko) * 2012-07-16 2014-03-18 한국과학기술연구원 대상 물체의 3차원 메쉬 모델의 텍스쳐 생성 장치 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030048913A (ko) 2001-12-13 2003-06-25 삼성전자주식회사 3차원 얼굴 모델을 위한 텍스쳐 생성 방법 및 장치
KR20090092473A (ko) 2008-02-27 2009-09-01 오리엔탈종합전자(주) 3차원 변형 가능 형상 모델에 기반한 3차원 얼굴 모델링방법
KR101174093B1 (ko) 2011-04-25 2012-08-14 한국기계연구원 형상 텍스쳐에 의한 3차원 볼록 객체의 형상 표현 시스템 및 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108031588A (zh) * 2017-12-29 2018-05-15 深圳海桐防务装备技术有限责任公司 自动喷涂装置及使用其的自动喷涂方法
KR20210035361A (ko) * 2019-09-23 2021-04-01 주식회사 딥비전 사용자 중심의 도안 생성 방법 및 시스템
KR102488627B1 (ko) * 2021-11-08 2023-01-18 청주대학교 산학협력단 피포페인팅 이미지 자동변환방법 및 이를 이용한 피포페인팅 이미지 자동변환 시스템

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