KR20160123750A - Apparatus and method for generating thickness model for 3d printing - Google Patents

Apparatus and method for generating thickness model for 3d printing Download PDF

Info

Publication number
KR20160123750A
KR20160123750A KR1020150054308A KR20150054308A KR20160123750A KR 20160123750 A KR20160123750 A KR 20160123750A KR 1020150054308 A KR1020150054308 A KR 1020150054308A KR 20150054308 A KR20150054308 A KR 20150054308A KR 20160123750 A KR20160123750 A KR 20160123750A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
model
dimensional
thickness
deformation
generating
Prior art date
Application number
KR1020150054308A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102065692B1 (en
Inventor
윤승욱
임성재
전혜령
황본우
최진성
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020150054308A priority Critical patent/KR102065692B1/en
Publication of KR20160123750A publication Critical patent/KR20160123750A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102065692B1 publication Critical patent/KR102065692B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/20Finite element generation, e.g. wire-frame surface description, tesselation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/12Digital output to print unit, e.g. line printer, chain printer
    • G06F3/1201Dedicated interfaces to print systems
    • G06F3/1202Dedicated interfaces to print systems specifically adapted to achieve a particular effect
    • G06F3/1211Improving printing performance
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/003D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/08Volume rendering

Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method of generating a thickness model which reduces manufacturing costs of high-quality model data by setting the thickness. To achieve this, the method to generate the thickness model of the present invention comprises: a step of preparing a three-dimensional sample model including a predetermined thick model data; a step of generating a three-dimensional modification model by modifying an exterior of the three-dimensional sample model based on a modification information; and a step of generating a thickness model of the three-dimensional modification model based on an exterior modification degree between the three-dimensional sample model and the three-dimensional modification model.

Description

3차원 프린팅을 위한 두께 모델 생성 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING THICKNESS MODEL FOR 3D PRINTING}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING THICKNESS MODEL FOR 3D PRINTING [0002]

본 발명은 두께 모델 생성 장치 및 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게 최소 개수의 샘플 또는 3차원 템플릿 두께 모델을 이용한 두께 모델 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for generating a thickness model, and more particularly to an apparatus and method for generating a thickness model using a minimum number of samples or a three-dimensional template thickness model.

최근 3차원 프린팅에 대한 기술들이 각광을 받고 있다. 일반적으로, 이러한 3차원 프린팅은 다양한 3차원 프린터와 호환되는 3차원 모델 데이터가 필요하다. 구체적으로, 3차원 모델 데이터는 공통적인 두께를 갖는 3차원 모델 또는 내부가 채워진 3차원 모델을 의미한다. 일반적으로, 3차원 프린팅은 재료를 적층 방식으로 출력함으로써 이루어진다. 여기서, 적층 방식으로 프린팅을 수행하기 위해서는 재료의 특성에 따른 두께 정보가 필요하다. Recently, technologies for three-dimensional printing are attracting attention. Generally, such three-dimensional printing requires three-dimensional model data compatible with various three-dimensional printers. Specifically, the three-dimensional model data means a three-dimensional model having a common thickness or a three-dimensional model filled with the inside. Generally, three-dimensional printing is achieved by outputting materials in a laminated manner. Here, in order to perform printing by the lamination method, thickness information according to the characteristics of the material is required.

3차원 그래픽스 렌더링용으로 제작된 기존의 3차원 모델은 대부분 두께 정보 없이 렌더링을 위한 한 면만으로 이루어져 있으므로, 곧바로 3차원 프린팅에 사용하기 어렵다. 일부 수지 압출 조형 방식(FDM) 방식의 3차원 프린터는 재료인 필라멘트 두께를 기본 값으로 설정해 두께가 없는 단면 3차원 모델도 프린팅이 가능한 경우가 있지만, 광경화 수지 조형 방식(SLA), 선택적 레이저 소결 조형 방식(SLS), 폴리젯 방식(PolyJet), 마스크 투영 이미지 경화 방식(DLP)등 대부분 3차원 프린터는 내부 정보가 없는 단면 3차원 모델은 프린팅이 불가능하다. Since the conventional 3D model for 3D graphics rendering is mostly composed of only one surface for rendering without thickness information, it is difficult to use it in 3D printing immediately. In some resin extrusion molding (FDM) type printers, the thickness of the filament, which is the material, is set as the default value, and the three-dimensional model with no thickness can be printed. However, Most 3D printers, such as SLS, PolyJet, and Mask Projection Image Curing (DLP), are not capable of printing three-dimensional cross-section models without internal information.

기존의 3차원 모델 데이터는 주로 데이터를 화면에 렌더링하기 위해 제작됐기 때문에, 프린팅을 위해 갖추어야 할 데이터의 제한 사항과 조건들(법선 벡터 방향 일치, 불량 에지(bad edge) 제거, 홀(hole) 채움, 노이즈 쉘 (shell) 제거, 두께 정보 제공 등)을 만족하지 않는다. Since the existing three-dimensional model data is mainly designed to render data on the screen, the limitation of data to be provided for printing and the conditions (matching of normal vector direction, elimination of bad edge, , Removal of noise shells, provision of thickness information, etc.).

따라서, 기존의 3차원 모델을 3차원 프린팅하기 위해서는 별도의 소프트웨어를 사용해 앞서 언급한 모든 사항을 확인하고 데이터를 수정하는 작업이 필수적이다. 최근에는 웹과 클라우드 환경에서 3차원 모델의 3차원 프린팅 가능성을 확인해 주는 소프트웨어도 소개되어 간단한 모델인 경우 오류 확인 및 약간의 수정이 가능하지만, 고품질의 3차원 데이터를 출력하기 위해서는 위해서는 그만큼 고가의 소프트웨어, 전문적인 지식 및 경험이 필요해 일반 사용자가 쉽게 접근하기 어렵다.Therefore, in order to print an existing three-dimensional model in three dimensions, it is necessary to check all the aforementioned items and modify the data by using a separate software. In recent years, software that confirms the possibility of three-dimensional printing of a three-dimensional model in the web and cloud environments has been introduced. In the case of a simple model, error checking and slight correction are possible. However, in order to output high- , Requires specialized knowledge and experience, making it difficult for ordinary users to access easily.

단면 3차원 모델이 주어졌을 때 두께를 생성하는 종래의 기술로는 주로 CAD(Computer-Aided Design) 분야에서 사용하는 오프셋 생성 기법이 있다. 이 방식은 주어진 모델에 대해 사용자가 모델의 물리적인 특성 예를 들어, 길이, 폭, 넓이, 굴곡 및 겹침 등을 어느 정도 파악한 상태에서 입력하는 오프셋 값에 따라 두께를 자동 생성하고, 오류가 발생하면 원인을 알려줌으로써 사용자가 입력 값을 수정하도록 유도하는 방식이다. 따라서 각 모델마다 별도의 작업이 필요하며, 3차원 모델의 물리적 개념과 특성을 이해하고 사용자가 지속적으로 오프셋 입력 테스트를 통해 적합한 값을 찾아야 하므로, 엔지니어의 편의성을 향상시킬 수는 있지만 일반 사용자가 쉽게 사용하기는 어렵다.Given the cross-sectional three-dimensional model, there are offset generation techniques used mainly in CAD (Computer-Aided Design) field as a conventional technique of generating thickness. In this method, for a given model, the user automatically generates the thickness according to the input offset value while grasping the physical characteristics of the model, for example, length, width, width, bending and overlap, etc., By informing the cause, the user is guided to modify the input value. Therefore, each model requires a separate task, and it is necessary to understand the physical concept and characteristics of the three-dimensional model and to constantly find the appropriate value through the offset input test, thereby improving the convenience of the engineer. It is difficult to use.

3차원 프린팅 특성을 고려한 3차원 모델 데이터를 제작하는 다른 방법은 기존의 디자이너 또는 아티스트가 3차원 프린팅의 개념과 특성을 이해하고, 이해한 지식을 바탕으로 새롭게 모델을 만드는 것이다. 이 방식 역시 많은 양의 데이터를 생성하는데 어려움이 있으며, 3차원 프린터 보급에 따라 요구되는 개인 맞춤형 데이터들을 모두 전문 디자이너가 작업하기는 어렵다. 특히, 3차원 프린팅용 모델의 두께는 사용되는 재료의 양과 직접적인 관련이 있으므로, 최대한 외형에 유사하게 내부 두께를 생성해야 소요되는 비용을 낮출 수 있다. 만약 작업의 편리성을 위해 내부를 꽉 찬 형태로 만들면 3차원 프린터의 종류에 따라 자동으로 격자 구조가 생성되거나, 많은 재료를 사용해 속이 꽉 찬 형태가 될 수 있으며, 심지어 원치 않는 형태의 출력물이 나올 수 있다. 따라서, 실용적이고 경제적인 출력물을 얻기 위해서는 모든 모델의 두께를 공들여 작업해야 하는 문제가 있다.Another way to produce 3D model data considering 3D printing characteristics is to create a new model based on the understanding and understanding of the concept and characteristics of 3D printing by existing designers or artists. This method is also difficult to generate a large amount of data, and it is difficult for professional designers to work on all the personalized data required by the spread of the 3D printer. Particularly, since the thickness of the model for three-dimensional printing is directly related to the amount of the material used, it is possible to reduce the cost required to generate the inner thickness similar to the outer shape as much as possible. If you make the interior full for convenience, you can automatically create a grid structure depending on the type of the 3D printer, or you can use a lot of materials to fill the shape, and even print unwanted forms . Therefore, there is a problem in that it is necessary to work on the thickness of all models in order to obtain a practical and economical output.

본 발명과 관련되는 선행기술로는 미국 공개특허 제2012-0078590호(Method and System for Creating Model Data), 2004년, R. W. Sumner 및 J. Poppovic에 의해 ACM Transactions on Graphics(399 내지 405 페이지)에 실린 "Deformation Transfer for Triangle Meshes", 2003년 X. Qu 및 B. Stucker에 의해 Rapid Prototyping Journal(133 내지 141 페이지)에 실린 "A 3D Surface Offset Method for STL-format Models", 그리고 2005년 Y. Chen, H. Wang, D. W. Rosen, 및 J. Rossignac에 의해 Technical Report에 실린 " A Point-Based Offsetting Method of Polygonal Meshes "가 있다.Prior art relating to the present invention is disclosed in US Patent Application Publication No. 2007-0078590 (Method and System for Creating Model Data), 2004, RW Sumner and J. Poppovic, ACM Transactions on Graphics (pages 399 to 405) "Deformation Transfer for Triangle Meshes", "A 3D Surface Offset Method for STL-format Models", published by Rapid Prototyping Journal (pp. 133-141) by X. Qu and B. Stucker in 2003, and Y. Chen, H. Wang, DW Rosen, and J. Rossignac, "A Point-Based Offsetting Method of Polygonal Meshes "

본 발명은 일반 사용자도 쉽게 이용할 수 있고, 두께 설정을 통해 고품질 모델 데이터의 제작 비용을 절감할 수 있는 두께 모델 생성 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for generating a thickness model that can be easily used by a general user and can reduce manufacturing cost of high-quality model data through thickness setting.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 두께 모델 생성 방법은 기결정된 두께 모델 데이터를 포함하는 3차원 샘플 모델을 준비하는 단계; 변형 정보를 근거로, 3차원 샘플 모델을 변형시킴으로써 3차원 변형 모델을 생성하는 단계; 및 3차원 샘플 모델과 3차원 변형 모델 사이의 외형 변형 정도를 근거로 3차원 변형 모델의 두께 모델을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of generating a thickness model, comprising: preparing a three-dimensional sample model including predetermined thickness model data; Generating a three-dimensional deformation model by modifying the three-dimensional sample model based on the deformation information; And generating a thickness model of the three-dimensional deformation model based on the degree of external deformation between the three-dimensional sample model and the three-dimensional deformation model.

또한, 3차원 변형 모델을 생성하는 단계는 3차원 샘플 모델 및 변형 정보를 행렬식으로 표현하는 단계; 및 3차원 샘플 모델 및 변형 정보에 대한 행렬식을 연산함으로써 3차원 변형 모델에 대한 행렬식을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the three-dimensional deformation model may include: expressing the three-dimensional sample model and the deformation information using a determinant; And calculating a determinant of the three-dimensional deformation model by calculating a matrix equation for the three-dimensional sample model and the deformation information.

또한, 행렬식을 산출하는 단계는 선형 최적화 기법(Linear Optimization)을 통해 이루어질 수 있다.In addition, the step of calculating the determinant can be performed by a linear optimization method.

또한, 두께 모델을 생성하는 단계는 상기 3차원 변형 모델에 대한 행렬식에서, 3차원 변형 모델 중 외형 변형 모델에 대한 행렬식을 감산함으로써 이루어질 수 있다.Also, the step of generating the thickness model may be performed by subtracting the determinant of the outer deformed model among the three-dimensional deformed models in the determinant for the three-dimensional deformed model.

또한, 3차원 샘플 모델을 준비하는 단계는 3차원 샘플 모델을 정점 집합과 정점 연결성 정보를 포함하는 삼각형 메쉬 모델로 변환시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of preparing the 3D sample model may further include converting the 3D sample model into a triangle mesh model including the vertex set and vertex connectivity information.

또한, 3차원 변형 모델을 생성하는 단계는 상기 3차원 샘플 모델의 내부면과 외부면 사이의 상관 관계를 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the step of generating the three-dimensional deformation model may further comprise setting a correlation between the inner surface and the outer surface of the three-dimensional sample model.

또한, 상관 관계를 설정하는 단계는 3차원 샘플 모델의 외형 변형 기준점과, 내부면 및 외부면에서 선택된 임의의 개수의 정점들을 기준으로 삼각화를 수행함으로써 이루어질 수 있다.In addition, the step of establishing the correlation may be performed by performing triangulation based on the outer deformed reference point of the three-dimensional sample model and an arbitrary number of vertices selected from the inner surface and the outer surface.

또한, 상관 관계를 설정하는 단계는 내부면과 외부면에서 선택된 정점들 간의 최소 거리를 계산함으로써 이루어질 수 있다.In addition, the step of establishing the correlation can be accomplished by calculating the minimum distance between the inner and outer vertices of the selected vertices.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 두께 모델 생성 장치는 기결정된 두께 모델 데이터를 포함하는 3차원 샘플 모델을 준비하고, 변형 정보를 근거로, 3차원 샘플 모델을 변형시킴으로써 3차원 변형 모델을 생성하며, 3차원 샘플 모델과 3차원 변형 모델 사이의 외형 변형 정도를 근거로 3차원 변형 모델의 두께 모델을 생성하는 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a thickness model generation apparatus for preparing a three-dimensional sample model including predetermined thickness model data and modifying a three-dimensional sample model based on deformation information, And generating a thickness model of the three-dimensional deformation model based on the degree of external deformations between the three-dimensional sample model and the three-dimensional deformation model.

또한, 처리부는 3차원 샘플 모델 및 변형 정보를 행렬식으로 표현하고, 3차원 샘플 모델 및 변형 정보에 대한 행렬식을 연산함으로써 3차원 변형 모델에 대한 행렬식을 산출할 수 있다.Also, the processor may calculate the determinant for the three-dimensional deformation model by expressing the three-dimensional sample model and the deformation information in a matrix form, and computing a matrix equation for the three-dimensional sample model and deformation information.

또한, 처리부는 선형 최적화 기법을 통해 행렬식을 산출할 수 있다.In addition, the processor can calculate the determinant using a linear optimization technique.

또한, 처리부는 3차원 변형 모델에 대한 행렬식에서, 3차원 변형 모델 중 외형 변형 모델에 대한 행렬식을 감산함으로써 두께 모델을 생성할 수 있다.In addition, the processing unit can generate the thickness model by subtracting the determinant of the outer deformed model among the three dimensional deformed models in the determinant for the three dimensional deformed model.

또한, 처리부는 3차원 샘플 모델을 정점 집합과 정점 연결성 정보를 포함하는 삼각형 메쉬 모델로 변환시킬 수 있다.The processor may also convert the three-dimensional sample model into a triangular mesh model containing vertex sets and vertex connectivity information.

또한, 처리부는 상기 3차원 샘플 모델의 내부면과 외부면 사이의 상관 관계를 설정할 수 있다.Further, the processing unit can set a correlation between the inner surface and the outer surface of the three-dimensional sample model.

또한, 처리부는 3차원 샘플 모델의 외형 변형 기준점과, 내부면 및 외부면에서 선택된 임의의 개수의 정점들을 기준으로 삼각화를 수행함으로써 내부면과 외부면 사이의 상관 관계를 설정할 수 있다.In addition, the processing unit can set the correlation between the inner surface and the outer surface by performing triangulation based on the outer deformed reference point of the three-dimensional sample model and an arbitrary number of vertices selected from the inner surface and the outer surface.

또한, 처리부는 내부면과 외부면에서 선택된 정점들 간의 최소 거리를 계산함으로써 내부면과 외부면 사이의 상관 관계를 설정할 수 있다.The processor can also establish a correlation between the inner surface and the outer surface by calculating a minimum distance between vertices selected from the inner surface and the outer surface.

본 발명의 두께 모델 생성 장치 및 방법에 따르면 사용자가 3차원 모델의 내부 두께에 대한 정보나 대상의 물리적인 특성 등을 모른 상태에서도 예제 두께 모델의 외형만을 변형하면 자동으로 내부 두께 모델을 생성함으로써 손쉽게 3차원 프린팅이 가능한 효과가 있다. According to the thickness model generating apparatus and method of the present invention, when the user deforms only the outer shape of the example thickness model without knowing the information about the inner thickness of the three-dimensional model or the physical characteristics of the object, 3-dimensional printing can be effected.

또한, 본 발명은 향후 3차원 프린터의 다변화/보급화에 발맞춰 3차원 프린팅이 가능한 고품질 모델 데이터의 제작 비용을 낮출 수 있을 뿐 아니라, 보다 많은 사용자가 개인화된 3차원 콘텐츠를 손쉽게 생성하고 이를 3차원 프린터로 출력하는데 기여 할 수 있다.In addition, the present invention can reduce the production cost of high-quality model data capable of three-dimensional printing in accordance with the diversification / dissemination of three-dimensional printers in the future, and also allows more users to easily create personalized three- And can contribute to output to the printer.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 두께 모델 생성 장치에 대한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리부에 대한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 두께 모델 생성 장치를 통해 3차원 샘플 모델을 삼각형 메쉬 모델로 변환하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 두께 모델 생성 장치를 통해 내부면과 외부면 사이의 상관 관계를 설정하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 두께 모델 생성 장치를 통해 두께 모델을 생성하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 두께 모델 생성 방법에 대한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 샘플 모델을 준비하는 단계에 대한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 변형 모델을 생성하는 단계에 대한 흐름도이다.
1 is a block diagram of a thickness model generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a processing unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining an example of converting a 3D sample model into a triangular mesh model through a thickness model generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining an example of setting a correlation between an inner surface and an outer surface through a thickness model generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
5A to 5D are views for explaining an example of generating a thickness model through a thickness model generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of generating a thickness model according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart of a step of preparing a three-dimensional sample model according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart of a step of generating a three-dimensional deformation model according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 두께 모델 생성 장치(100)에 대하여 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 두께 모델 생성 장치(100)에 대한 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 두께 모델 생성 장치(100)는 저장부(10)에 저장된 3차원 샘플 모델을 이용하여 사용자가 출력하고자 하는 3차원 출력 모델을 생성하는 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 두께 모델 생성 장치(100)는 기저장된 3차원 샘플 모델에 대해, 사용자로부터 입력된 변형 정보를 근거로 3차원 출력 모델(이하, 3차원 변형 모델)을 생성하는 것을 특징으로 한다. 또한, 3차원 샘플 모델에는 기결정된 두께 모델 데이터가 함께 저장되어 있어서, 사용자가 3차원 샘플 모델의 외형을 변형할 시, 이에 대한 내부 형태와 두께도 함께 변형될 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 두께 모델 생성 장치(100)는 제어부(110) 및 처리부(120)를 포함하여 구성될 수 있다.Hereinafter, a thickness model generation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described. 1 is a block diagram of an apparatus 100 for generating a thickness model according to an embodiment of the present invention. The thickness model generation apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention generates a three-dimensional output model that a user desires to output using a three-dimensional sample model stored in the storage unit 10. Specifically, the apparatus 100 for generating a thickness model according to an embodiment of the present invention calculates a three-dimensional output model (hereinafter referred to as a three-dimensional deformation model) on the basis of deformation information input from a user . Also, since the predetermined thickness model data is stored together with the three-dimensional sample model, when the user deforms the outer shape of the three-dimensional sample model, the inner shape and the thickness thereof may be deformed together. For this, the apparatus 100 for generating a thickness model according to an embodiment of the present invention may include a controller 110 and a processor 120.

처리부(120)는 제어부(110)의 제어를 통해 3차원 변형 모델을 생성하고, 이에 대한 두께 모델을 생성하는 기능을 한다. 처리부(120)를 통해 3차원 변형 모델을 생성하고, 이에 대한 두께 모델을 생성하는 과정은 다음과 같다.The processing unit 120 generates a three-dimensional deformation model under the control of the control unit 110 and generates a thickness model therefor. A process of generating a three-dimensional deformation model through the processing unit 120 and generating a thickness model therefor is as follows.

먼저, 처리부(120)는 3차원 샘플 모델을 준비한다. 여기서, 3차원 샘플 모델은 저장부(10) 또는 외부 서버(미도시)로부터 수신된 모델로서, 기결정된 두께 모델 데이터를 포함할 수 있다. 즉, 3차원 샘플 모델은 그 자체로도 3차원 프린팅이 가능한 모델을 나타낸다. 또한, 3차원 샘플 모델은 외부면과 내부면을 구분할 수 있는 정보, 색상 정보 및 텍스처 정보를 더 포함할 수 있다. 그리고, 저장부(10) 또는 외부 서버(미도시)에 저장된 3차원 샘플 모델의 개수는 하나 이상으로서, 특정 개수로 제한되지 않는다. 하지만, 하나의 샘플 모델만 존재하더라도, 아래에서 언급되는 바와 같이, 해당 샘플 모델의 변형을 통해 다양한 형태의 변형 모델의 생성이 가능하다. 예를 들어, 구 모양을 갖는 모델 외형의 일부를 변형시켜 토끼 귀 모양으로 만든다면 내부에서는 외형과 최대한 유사한 형태를 갖고 외부 면과 일정한 (최소 혹은 최대) 간격을 유지하는 내부 면을 생성할 수 있다.First, the processing unit 120 prepares a three-dimensional sample model. Here, the three-dimensional sample model may include predetermined thickness model data as a model received from the storage unit 10 or an external server (not shown). That is, the three-dimensional sample model itself represents a model capable of three-dimensional printing. Further, the three-dimensional sample model may further include information capable of distinguishing between the outer surface and the inner surface, color information, and texture information. The number of three-dimensional sample models stored in the storage unit 10 or the external server (not shown) is one or more and is not limited to a specific number. However, even if only one sample model exists, it is possible to generate various types of deformation models through modification of the corresponding sample model, as described below. For example, if a part of a model outline with a spherical shape is modified to have a rabbit ears shape, an inner surface having a shape that is as close as possible to the outer shape and maintains a constant (minimum or maximum) gap with the outer surface can be created .

또한, 3차원 샘플 모델의 두께에 관련하여, 3차원 샘플 모델이 최소 두께를 갖는 경우, 이에 대한 변형에 따라 새롭게 생성되는 모델은 최소 두께를 갖는 모델이 된다. 반대로, 3차원 샘플 모델이 최대 두께를 갖는 경우, 새롭게 생성되는 모델은 최대 두께를 갖는 모델이 될 것이다. Also, with respect to the thickness of the three-dimensional sample model, when the three-dimensional sample model has the minimum thickness, the model newly generated according to the variation is a model having the minimum thickness. Conversely, when the three-dimensional sample model has the maximum thickness, the newly generated model will be a model with the maximum thickness.

그 후, 처리부(120)는 3차원 샘플 모델을 삼각형 메쉬 모델로 변환시킬 수 있다(도 3 참조). 여기서, 삼각형 메쉬 모델로 3차원 샘플 모델을 변환시키는 이유는, 컴퓨터 내부에서 수행되는 대부분의 그래픽 연산이 삼각형에 최적화되어 있기 때문이다. 이에 따라, 보다 효율적인 처리를 위해 3차원 샘플 모델의 변환이 고려될 수 있다. 여기서, 삼각형 메쉬 모델로의 변환은 예를 들어, 파라메트릭 곡선 기반 또는 다각형 메쉬 기반 방법 등 다양한 방법 등을 통해 이루어질 수 있다. 다만, 3차원 프린팅을 위해서는 최종적으로 정점 집합과 정점의 연결성 정보를 나타내는 면 집합을 가진 3차원 삼각형 메쉬 모델이 요구되므로, 이를 구현할 수 있는 방법을 통해 변환이 이루어지는 것이 바람직하다.Thereafter, the processing unit 120 can convert the three-dimensional sample model into a triangular mesh model (see FIG. 3). Here, the reason why the three-dimensional sample model is converted by the triangular mesh model is that most of the graphic operations performed in the computer are optimized for the triangle. Accordingly, the transformation of the three-dimensional sample model can be considered for more efficient processing. Here, the conversion to the triangular mesh model can be performed through various methods such as a parametric curve-based method or a polygonal mesh-based method. However, in order to perform 3D printing, a 3D triangular mesh model having a surface set representing the vertex and vertex connectivity information is finally required. Therefore, it is desirable that the transformation is performed by a method capable of implementing the 3D triangle mesh model.

그 후, 처리부(120)는 3차원 샘플 모델의 내부면과 외부면 사이의 상관 관계를 설정할 수 있다. 여기서, 처리부(120)를 통해 내부면과 외부면 사이의 상관 관계를 설정하는 이유는 외부면과 내부면이 서로 독립적이고, 어떠한 관계도 설정되지 않는 경우, 마치 서로 다른 2개의 모델이 존재하는 형태가 되기 때문이다. 즉, 이렇게 어떠한 관계도 설정되지 않는 경우, 어느 한쪽 면을 기준으로 다른 면의 변형을 자동으로 제어할 수 없는 문제점이 발생하게 된다. 이에 따라, 본 발명은 내부면과 외부면 사이의 상관 관계를 설정하는 방식들도 고려한다.Thereafter, the processing unit 120 can establish a correlation between the inner surface and the outer surface of the three-dimensional sample model. The reason for setting the correlation between the inner surface and the outer surface through the processing unit 120 is that if the outer surface and the inner surface are independent of each other and no relationship is set, . In other words, when no relation is set in this way, there is a problem that deformation of another surface can not be automatically controlled based on one surface. Accordingly, the present invention also contemplates ways of establishing a correlation between an inner surface and an outer surface.

내부면과 외부면 사이의 상관 관계를 설정하는 방법은 크게 2가지 방법이 존재한다. 첫 번째 방법은 삼각형 메쉬 모델의 외형 변형 기준점과, 내부면 및 외부면에서 각각 임의의 개수의 정점을 선택하고, 선택한 정점을 기준으로 삼각화를 수행하는 방법이다. 또한, 두 번째 방법은 내부면과 외부면들의 정점 사이의 최소 거리를 계산함으로써 정점 간 대응관계를 계산하는 방식이다. 두 번째 방법에서, 정점 간 대응관계에 대한 계산은 내부면들과 외부면들에 포함된 정점 개수의 차이에 따라 이루어질 수 있다. 이에 따라, 일대일, 다대일, 일대다 매핑 관계를 생성할 수 있으며, 계산량은 총 정점 개수에 비례하게 된다. 또한, 내부면 및 외부면에 대한 삼각형 메쉬 집합 사이의 관계 설정 방식은 상기 방법들 외에 다른 추가적인 방법들이 적용될 수 있다. There are two methods for setting the correlation between the inner surface and the outer surface. The first method is to select arbitrary number of vertices on the inner and outer surfaces of the triangular mesh model, and to perform triangulation based on the selected vertices. The second method is to calculate the correspondence between vertices by calculating the minimum distance between the inner surface and the vertexes of the outer surfaces. In the second method, the calculation for the correspondence between vertices can be made according to the difference in the number of vertices included in the inner surfaces and the outer surfaces. Thus, one-to-one, many-to-one, and one-to-many mapping relationships can be created, and the amount of computation is proportional to the total number of vertices. Further, in addition to the above methods, additional methods can be applied to the manner of establishing the relationship between the triangular mesh set for the inner surface and the outer surface.

그 후, 처리부(120)는 변형 정보를 근거로, 3차원 샘플 모델의 외형을 변형시킴으로써 3차원 변형 모델을 생성할 수 있다. 여기서, 변형 정보는 사용자의 입력을 통해 3차원 샘플 모델에서 사용자가 원하는 형태로의 변형에 이용되는 정보를 나타낸다. 또한, 처리부(120)는 상기 변형을 위해 변형 그래디언트 기반 선형 최적화(Linear Optimization) 프레임워크를 기반으로 3차원 변형 모델을 생성할 수 있다. 여기서, 3차원 변형 모델은 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. 여기서, 수학식 1과 같이 3차원 변형 모델이 생성될 수 있는 이유는, 위에서 처리부(120)를 통해 내부면과 외부면 사이에 상관 관계가 설정되었기 때문이다. 이에 따라, 변형 정보를 통해 외형이 변경되더라도 내부면도 함께 변경되는 관계가 유지될 수 있다.Thereafter, the processing unit 120 can generate the three-dimensional deformation model by modifying the outer shape of the three-dimensional sample model based on the deformation information. Here, the deformation information indicates information used in transformation from a three-dimensional sample model through a user's input to a form desired by the user. In addition, the processing unit 120 may generate a 3D transformation model based on a transformation gradient-based linear optimization framework for the transformation. Here, the three-dimensional deformation model can be expressed by Equation 1 below. The reason why the three-dimensional deformation model can be generated as shown in Equation (1) is that a correlation is established between the inner surface and the outer surface through the processing unit 120 from above. Accordingly, even if the external shape is changed through the deformation information, the relationship in which the internal surface is also changed can be maintained.

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에서, A는 3차원 샘플 모델을, X는 변형 정보를 나타낸다. 즉, 3차원 샘플 모델과 변형 정보를 행렬식 형태로 산출하고, 이들을 연산하면 3차원 변형 모델의 도출이 이루어질 수 있다. 여기서, 두께 즉, 내부 두께 모델은 상술한 3차원 변형 모델에서, 3차원 변형 모델 중 외형 변형 모델을 감산하게 되면 도출될 수 있다. 이는 아래의 수학식 2로 표현될 수 있다. In Equation (1), A represents a three-dimensional sample model and X represents deformation information. That is, the 3D model and the deformation information are calculated in the form of a matrix, and the 3D model and the deformation information are calculated, and the 3D deformation model can be derived. Here, the thickness, that is, the internal thickness model can be derived by subtracting the external deformed model from the three-dimensional deformed model in the above-described three-dimensional deformed model. This can be expressed by the following equation (2).

Figure pat00002
Figure pat00002

수학식 2에서 T'tar은 내부 두께 모델(이하, 두께 모델), 3차원 샘플 모델의 외형은 S'src, 3차원 외형 모델을 S'tar로 가정한다. 수학식 2를 통해 내부 모델의 변형값 즉, Xin이 도출될 수 있고, 3차원 샘플 모델의 내부면 즉, T'src의 각 정점 값에 Xin을 더하면 변형된 외형에 맞게 자동으로 생성된 두께 모델을 얻을 수 있다.In the equation (2), T'tar is an inner thickness model (hereinafter, a thickness model), S'rc is an outer shape of a three-dimensional sample model, and S'tar is a three-dimensional outer model. Deformation of the internal model from the equation (2) that is, in the X can be derived, the inner surface of the 3D model, i.e., the sample, adding the X in each of the vertex values T'src the automatically generated according to the modified appearance A thickness model can be obtained.

위에서 언급한 바와 같이, 3차원 샘플 모델이 최소 두께 모델 또는 최소 두께 모델을 가지면, 3차원 변형 모델의 두께도 최소 또는 최대로 형성될 것이다. 하지만, 본 발명은 변형 정보에 두께 조절 변수를 더 포함시킴으로써, 사용자의 입력을 통해 두께를 더 조절할 수 있다. 즉, 처리부(120)는 위에서 언급된 두께 모델에 두께 조절 변수를 적용시킬 수 있고, 이는 보간 방법을 통해 이루어질 수 있다. 또한 변형 정보는 복수개의 두께 조절 변수를 포함할 수 있으며, 이들 두께 조절 변수는 다양한 위치 또는 다양한 레벨로 적용될 수 있다.As mentioned above, if the three-dimensional sample model has a minimum thickness model or a minimum thickness model, then the thickness of the three-dimensional deformation model will also be minimized or maximized. However, the present invention can further adjust the thickness through the user's input by further including thickness adjustment parameters in the deformation information. That is, the processing unit 120 may apply the thickness adjustment parameter to the above-mentioned thickness model, which can be achieved through the interpolation method. The deformation information may also include a plurality of thickness adjustment parameters, which may be applied at various positions or at various levels.

그 후, 처리부(120)는 3차원 변형 모델을 다시 원래의 형태로 복원하는 기능을 한다. 구체적으로, 위에서 처리부(120)는 3차원 샘플 모델을 삼각형 메쉬 모델로 변환한 이후, 상술한 처리를 수행하였다. 예를 들어, 원래의 3차원 샘플 모델이 사각형 모델이었다면, 다시 사각형 모델로 복원하는 것을 의미한다.Thereafter, the processing unit 120 restores the three-dimensional deformation model back to its original shape. Specifically, the processing unit 120 has performed the above-described processing after converting the three-dimensional sample model into the triangular mesh model. For example, if the original three-dimensional sample model was a rectangular model, it means restoring it back to a rectangular model.

그 후, 처리부(120)는 최종 생성된 모델 데이터를 3차원 프린터에서 지원하는 파일 포맷으로 저장할 수 있다. 현재 지원되는 공용 포맷은 주로 STL, FBX 등이 있고, 프린터의 프로파일 정보를 사용할 수 있는 경우는 프린터 자체 포맷으로 변환도 가능하다.Thereafter, the processing unit 120 may store the finally generated model data in a file format supported by the three-dimensional printer. The currently supported common formats are mainly STL, FBX, etc. If the profile information of the printer is available, it can also be converted into the printer's own format.

위에서 언급된 처리(3차원 샘플 모델을 3차원 변형 모델로 변환)를 통한 결과의 예시는 도 5a 내지 도 5d에 도시된다. 여기서 도 5a 및 도 5b는 3차원 샘플 모델에 대한 예시를, 도 5c 및 도 5d는 변형 정보를 근거로 변형된 3차원 변형 모델을 나타낸다. 즉, 사용자가 도 5a 및 도 5b로 도시된 3차원 샘플 모델을 받은 경우, 이를 도 5c와 같이 원하는 형태로 변형을 수행하면, 도 5d에 도시된 바와 같이, 자동으로 두께 정보가 생성될 수 있다.An example of the results through the above-mentioned processing (converting a three-dimensional sample model to a three-dimensional deformation model) is shown in Figs. 5A to 5D. 5A and 5B show an example of a three-dimensional sample model, and FIGS. 5C and 5D show a modified three-dimensional deformation model based on deformation information. That is, when the user receives the three-dimensional sample model shown in FIGS. 5A and 5B, if the user deforms the desired three-dimensional model as shown in FIG. 5C, the thickness information can be automatically generated as shown in FIG. 5D .

이렇게, 본 발명은 사용자가 일반 사용자인 경우에도 즉, 사용자가 3차원 모델의 내부 두께에 대한 정보나 대상의 물리적인 특성 등을 잘 모르는 경우에도, 예제 모델의 외형만을 변형하면 자동으로 내부 두께 모델을 생성함으로써 손쉽게 3차원 프린팅이 가능한 두께 모델을 생성하는 방법을 제시한다.In this way, even when the user is a general user, that is, even if the user does not know the information about the internal thickness of the three-dimensional model or the physical characteristics of the object, if the user only deforms the external shape of the example model, A thickness model that can be easily printed in three dimensions is generated.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리부(120)에 대한 블록도이다. 위에서 언급한 바와 같이, 처리부(120)는 사용자로부터 입력된 변형 정보를 근거로 3차원 샘플 모델을 변형시킴으로써, 사용자가 원하는 3차원 변형 모델을 생성하고 이에 대한 두께 정보를 생성하는 기능을 한다. 이를 위해, 처리부(120)는 변환 모듈(121), 관계 설정 모듈(122), 변형 모델 생성 모듈(123), 두께 모델 생성 모듈(124) 및 복원 모듈(125)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 처리부(120)에 포함된 각 구성들은 처리부(120)를 통해 이루어지는 특징들을 기능별로 분리한 것이다. 즉, 상술한 구성들은 처리부(120)에 모두 포함되는 것으로 의도되는 것이 아닌, 이해를 돕기 위한 것으로 이해되어야 한다. 또한, 이하에서는 위에서 언급된 사항과 중복되는 부분은 생략되어 설명이 이루어진다.2 is a block diagram of a processing unit 120 according to an embodiment of the present invention. As described above, the processing unit 120 transforms a three-dimensional sample model based on deformation information input from a user, thereby generating a desired three-dimensional deformation model and generating thickness information therefrom. The processing unit 120 may include a conversion module 121, a relationship setting module 122, a modified model generation module 123, a thickness model generation module 124, and a restoration module 125. Here, each of the components included in the processing unit 120 is obtained by separating the features through the processing unit 120 by function. That is, it should be understood that the above-described configurations are not intended to be all included in the processing unit 120, but for the sake of understanding. In the following description, parts overlapping with those described above are omitted.

변환 모듈(121)은 저장부(10)에 저장된 3차원 샘플 모델을 삼각형 메쉬 모델로 변환시키는 기능을 한다. 위에서 언급한 바와 같이, 3차원 샘플 모델은 저장부(10) 또는 외부 서버에 저장된 모델로서, 기결정된 두께 정보를 갖는 모델로 정의된다. 또한, 삼각형 메쉬 모델로의 변환이 수행되는 이유는 대부분의 그래픽 연산이 삼각형에 최적화되어 있기 때문이고, 이에 따라 본 발명은 효율적이고 최적화된 변환 과정을 제공할 수 있다. 또한, 변환 모듈(121)을 통한 변환 방법은 정점 집합과 정점의 연결성 정보를 나타내는 면 집합을 가진 3차원 삼각형 메쉬 모델을 구현할 수 있는 방법이라면, 특정 방식으로 제한되지 않는다.The conversion module 121 converts the three-dimensional sample model stored in the storage unit 10 into a triangular mesh model. As described above, the three-dimensional sample model is a model stored in the storage unit 10 or an external server, and is defined as a model having predetermined thickness information. Also, the transformation to the triangular mesh model is performed because most of the graphical operations are optimized for triangles, so that the present invention can provide an efficient and optimized transformation process. In addition, the transformation method through the transformation module 121 is not limited to a specific method as long as it is a method capable of implementing a three-dimensional triangular mesh model having a surface set representing vertex set and vertex connectivity information.

관계 설정 모듈(122)은 삼각형 메쉬 모델로 변환된 3차원 샘플 모델의 내부면과 외부면 사이의 상관 관계를 설정하는 기능을 한다. 관계 설정 모듈(122)을 통한 상관 관계 설정 방법은 크게 2가지 방법으로 이루어질 수 있다. 이들 중 첫 번째 방법은 삼각형 메쉬 모델의 외형 변형 기준점과, 내부면 및 외부면에서 각각 임의의 개수의 정점을 선택하고, 선택한 정점을 기준으로 삼각화를 수행하는 방법이다. 또한, 두 번째 방법은 내부면과 외부면들의 정점 사이의 최소 거리를 계산함으로써 정점 간 대응관계를 계산하는 방식이다. 이들 방법에 대한 설명은 위에서 도 1을 참조로 상세히 언급하였으므로, 이에 대한 추가적인 설명은 생략한다.The relationship setting module 122 functions to set a correlation between the inner surface and the outer surface of the three-dimensional sample model converted into the triangular mesh model. The correlation setting method through the relation setting module 122 can be roughly divided into two methods. The first method is to select any number of vertices on the inner and outer surfaces of the triangular mesh model and to perform triangulation based on the selected vertices. The second method is to calculate the correspondence between vertices by calculating the minimum distance between the inner surface and the vertexes of the outer surfaces. The description of these methods has been described in detail with reference to FIG. 1, and a further description thereof will be omitted.

변형 모델 생성 모듈(123)은 입력부(20)를 통해 입력된 변형 정보와, 관계 설정 모듈(122)을 통해 내부면과 외부면 간의 상관 관계가 설정된 3차원 샘플 모델을 근거로 변형 모델을 생성하는 기능을 한다. 구체적으로, 변형 모델 생성 모듈(123)은 3차원 샘플 모델과 변형 정보를 각각 행렬식으로 표현하고, 이들을 연산함으로써 변형 모델을 생성할 수 있다. 이러한 행렬식 생성 및 연산은 변형 그래디언트 기반 선형 최적화 기법이 이용될 수 있다.The deformation model generation module 123 generates the deformation model based on the deformation information input through the input unit 20 and the three-dimensional sample model in which the correlation between the inner surface and the outer surface is set through the relationship setting module 122 Function. Specifically, the deformation model generation module 123 can generate a deformation model by expressing the three-dimensional sample model and the deformation information in a matrix form, respectively, and calculating them. Such determinant generation and calculation can be performed using a strain gradient-based linear optimization technique.

두께 모델 생성 모듈(124)은 3차원 변형 모델의 두께 모델을 생성하는 기능을 한다. 구체적으로, 두께 모델 생성 모듈(124)은 3차원 변형 모델에 대한 행렬식에서, 3차원 변형 모델 중 외형 변형 모델의 행렬식을 감산함으로써, 두께 모델을 도출하는 기능을 한다. 이에 대한 구체적인 설명은 위에서 상세히 언급하였으므로, 추가적인 설명은 생략한다.The thickness model generation module 124 functions to generate a thickness model of the three-dimensional deformation model. Specifically, the thickness model generation module 124 derives a thickness model by subtracting the determinant of the external deformed model among the three-dimensional deformed models in the determinant of the three-dimensional deformed model. A detailed description thereof has been given above in detail, so that further explanation is omitted.

복원 모듈(125)은 삼각형 메쉬 모델 형태의 3차원 변형 모델을 원래의 모델로 복원하는 기능을 한다. The restoration module 125 restores the three-dimensional deformed model in the form of a triangular mesh model to the original model.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 두께 모델 생성 방법에 대한 흐름도이다. 이하, 도 6을 참조로, 본 발명의 일 실시예에 따른 두께 모델 생성 방법에 대한 설명이 이루어진다. 6 is a flowchart illustrating a method of generating a thickness model according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of generating a thickness model according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

먼저, 3차원 샘플 모델을 준비하는 단계(S110)가 이루어진다. 3차원 샘플 모델은 3차원 프린팅 속성을 고려하여 제작된 샘플 모델로서, 기결정된 두께 모델 정보를 포함할 수 있다. 또한, 3차원 샘플 모델은 외부와 내부를 구분할 수 있는 정보와 텍스처 정보를 더 포함할 수 있다.First, a step of preparing a three-dimensional sample model (S110) is performed. The three-dimensional sample model is a sample model prepared considering the three-dimensional printing attribute, and may include predetermined thickness model information. In addition, the 3D sample model may further include information and texture information that can distinguish between the outside and the inside.

그 후, 사용자로부터 입력된 변형 정보를 근거로 3차원 샘플 모델을 변형시킴으로써 3차원 변형 모델을 생성하는 단계(S120)가 이루어진다. S120 단계에서 생성된 3차원 변형 모델은 변형 그래디언트 기반 선형 최적화 기법을 통해 행렬식으로 표현될 수 있다.Thereafter, a three-dimensional deformation model is generated by modifying the three-dimensional sample model based on the deformation information input from the user (S120). The three-dimensional deformation model generated in step S120 may be expressed as a determinant using a deformation gradient-based linear optimization technique.

그 후, 3차원 샘플 모델과 3차원 변형 모델 사이의 외형 변형 정도를 근거로 3차원 변형 모델의 두께 모델을 생성하는 단계(S130)가 이루어진다. 구체적으로, S130 단계는 3차원 변형 모델에서, 3차원 변형 모델 중 외형 변형 모델을 감산함으로써 획득될 수 있다.Thereafter, a step (S130) of creating a thickness model of the three-dimensional deformation model is performed based on the degree of external deformation between the three-dimensional sample model and the three-dimensional deformation model. More specifically, the step S130 can be obtained by subtracting the outer deformed model from the three-dimensional deformed model in the three-dimensional deformed model.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 샘플 모델을 준비하는 단계(S110)에 대한 흐름도이다. 이하, 도 7을 참고로, S110 단계에 대한 설명이 이루어진다.FIG. 7 is a flowchart of a step (S110) of preparing a three-dimensional sample model according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, with reference to FIG. 7, step S110 will be described.

먼저, 3차원 샘플 모델을 수신하는 단계(S111)가 수행된다. 3차원 샘플 모델은 저장부 또는 외부 서버로부터 수신할 수 있다. First, a step S111 of receiving a three-dimensional sample model is performed. The 3D sample model can be received from a storage unit or an external server.

그 후, 3차원 샘플 모델을 삼각형 메쉬 모델로 변환하는 단계(S112)가 이루어진다. 앞서 언급한 바와 같이, 대부분의 그래픽 연산은 삼각형에 최적화되어 있다. 이에 따라, 본 발명은 3차원 샘플 모델의 변환 과정을 수행한다. 예를 들어, 3차원 샘플 모델이 사각형 모델이었다면, 이 3차원 샘플 모델은 삼각형 메쉬 모델로 변환될 수 있다. 또한, S112 단계를 수행하는 방법은 정점 집합과 정점의 연결성 정보를 나타내는 면 집합을 가진 3차원 삼각형 메쉬 모델을 생성할 수 있는 방법이라면, 특정 방법으로 제한되지 않는다.Thereafter, a step (S112) of converting the three-dimensional sample model into the triangular mesh model is performed. As mentioned earlier, most graphics operations are optimized for triangles. Accordingly, the present invention performs a conversion process of a three-dimensional sample model. For example, if the three-dimensional sample model was a rectangular model, then this three-dimensional sample model can be transformed into a triangular mesh model. In addition, the method of performing step S112 is not limited to a specific method as long as it is a method capable of generating a three-dimensional triangular mesh model having a surface set representing vertex set and vertex connectivity information.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 변형 모델을 생성하는 단계에 대한 흐름도이다.FIG. 8 is a flowchart of a step of generating a three-dimensional deformation model according to an embodiment of the present invention.

먼저, 삼각형 메쉬 모델로 변환된 3차원 샘플 모델의 외부면과 내부면 사이의 상관 관계를 설정하는 단계(S121)가 수행된다. 위에서 언급한 바와 같이, S121 단계를 수행하는 이유는 외부면과 내부면이 서로 독립적이고, 어떠한 관계도 설정되지 않는 경우, 마치 서로 다른 2개의 모델이 존재하는 형태가 되기 때문이다. 즉, 이렇게 어떠한 관계도 설정되지 않는 경우, 어느 한쪽 면을 기준으로 다른 면의 변형을 자동으로 제어할 수 없는 문제점이 발생하게 된다.First, a step S121 of setting a correlation between the outer surface and the inner surface of the three-dimensional sample model converted into the triangular mesh model is performed. As described above, the reason for carrying out the step S121 is that if the outer surface and the inner surface are independent of each other and no relation is set, two different models exist. In other words, when no relation is set in this way, there is a problem that deformation of another surface can not be automatically controlled based on one surface.

이에 따라, S121 단계를 통한 상관 관계 설정 과정이 필요하다. S121 단계는 삼각형 메쉬 모델의 외형 변형 기준점과, 내부면 및 외부면에서 각각 임의의 개수의 정점을 선택하고, 선택한 정점을 기준으로 삼각화를 수행하는 방법 또는, 내부면과 외부면들의 정점 사이의 최소 거리를 계산함으로써 정점 간 대응관계를 계산하는 방식으로 이루어질 수 있다. 이들 방법에 대한 설명은 위에서 상세히 언급하였으므로, 추가적인 설명은 생략한다.Accordingly, a correlation setting process is required through step S121. In step S121, an arbitrary number of vertices are selected from outer contour reference points of the triangular mesh model, inner and outer surfaces, and triangulation is performed with respect to the selected vertices, or between vertices of inner and outer surfaces And calculating the correspondence between vertices by calculating the minimum distance. Since the description of these methods has been described in detail above, further explanation is omitted.

그 후, 사용자로부터 입력된 변형 정보를 수신하는 단계(S122)가 이루어진다. 위에서 언급한 바와 같이, 변형 정보는 3차원 샘플 모델을 기반으로, 사용자가 원하는 최종 모델로의 변형에 이용되는 정보를 나타낸다.Thereafter, step S122 of receiving deformation information input from the user is performed. As mentioned above, the deformation information is based on a three-dimensional sample model and represents the information used for transformation into the final model desired by the user.

그 후, 3차원 샘플 모델과 변형 정보를 근거로 3차원 변형 모델을 생성하는 단계(S123)가 수행된다. 구체적으로, S123 단계는 3차원 샘플 모델과 변형 정보를 각각 행렬식으로 변환하고, 이들을 연산함으로써 이루어질 수 있다. S123 단계에 대한 설명은 위에서 상세히 언급하였으므로, 이에 대한 추가적인 설명은 생략한다,
Thereafter, a step S123 of generating a three-dimensional deformation model based on the three-dimensional sample model and the deformation information is performed. Specifically, step S123 may be performed by converting the three-dimensional sample model and the deformation information into a determinant and calculating them, respectively. Since the description of step S123 has been described in detail above, a further explanation thereof will be omitted,

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100 : 두께 모델 생성 장치 110 : 제어부
120 : 처리부
100: Thickness model generating apparatus 110:
120:

Claims (1)

기결정된 두께 모델 데이터를 포함하는 3차원 샘플 모델을 준비하는 단계;
변형 정보를 근거로, 상기 3차원 샘플 모델을 변형시킴으로써 3차원 변형 모델을 생성하는 단계; 및
상기 3차원 샘플 모델과 상기 3차원 변형 모델 사이의 외형 변형 정도를 근거로 상기 3차원 변형 모델의 두께 모델을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 두께 모델 생성 방법.
Preparing a three-dimensional sample model including predetermined thickness model data;
Generating a three-dimensional deformation model by modifying the three-dimensional sample model based on deformation information; And
And generating a thickness model of the three-dimensional deformation model based on the degree of external deformation between the 3D sample model and the 3D deformation model.
KR1020150054308A 2015-04-17 2015-04-17 Apparatus and method for generating thickness model for 3d printing KR102065692B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150054308A KR102065692B1 (en) 2015-04-17 2015-04-17 Apparatus and method for generating thickness model for 3d printing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150054308A KR102065692B1 (en) 2015-04-17 2015-04-17 Apparatus and method for generating thickness model for 3d printing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160123750A true KR20160123750A (en) 2016-10-26
KR102065692B1 KR102065692B1 (en) 2020-01-13

Family

ID=57251472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150054308A KR102065692B1 (en) 2015-04-17 2015-04-17 Apparatus and method for generating thickness model for 3d printing

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102065692B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102457940B1 (en) * 2020-08-06 2022-10-24 김주영 Laminating type construction model manufacturing method using 3 dimension printer

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01135339A (en) * 1987-11-19 1989-05-29 Toshiba Corp Three-dimensional image diagnostic apparatus
JP2815278B2 (en) * 1993-03-12 1998-10-27 三菱電機株式会社 CAD / CAM apparatus and method for correcting solid model thereof
JPH11339073A (en) * 1998-05-22 1999-12-10 Matsushita Electron Corp Method for generating node of finite element
JP2000331050A (en) * 1999-05-19 2000-11-30 Fujitsu Ltd Method and device for object position discrimination and object form model generation, and storage medium
JP2001290852A (en) * 2000-04-07 2001-10-19 Ricoh Co Ltd Three-dimensional shape processing method and storage medium stored with program for implementing the same method
JP2003030645A (en) * 2001-07-11 2003-01-31 Hitachi Ltd Image collation device
KR20030075354A (en) * 2002-03-18 2003-09-26 신종계 Method for expanding a curved surface to a plane
WO2004063987A1 (en) * 2003-01-13 2004-07-29 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Method of segmenting a three-dimensional structure
JP2005078646A (en) * 2003-08-29 2005-03-24 Samsung Electronics Co Ltd Method and apparatus for image-based photo-realistic 3d face modelling
JP2005252459A (en) * 2004-03-02 2005-09-15 Toshiba Corp Image generating apparatus, image generating method, and image generating program
US20060028465A1 (en) * 2004-08-09 2006-02-09 Fujitsu Limited Contact definition device, contact definition program, and contact definition method
KR20090092473A (en) * 2008-02-27 2009-09-01 오리엔탈종합전자(주) 3D Face Modeling Method based on 3D Morphable Shape Model
KR20100099903A (en) * 2009-03-04 2010-09-15 한국전자통신연구원 Method and apparatus for providing 3d model cutting simulation
US20120120072A1 (en) * 2005-02-11 2012-05-17 Macdonald Dettwiler And Associates Inc. Method and apparatus for producing 3d model of an environment
KR20130003170A (en) * 2011-06-30 2013-01-09 삼성전자주식회사 Method and apparatus for expressing rigid area based on expression control points

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01135339A (en) * 1987-11-19 1989-05-29 Toshiba Corp Three-dimensional image diagnostic apparatus
JP2815278B2 (en) * 1993-03-12 1998-10-27 三菱電機株式会社 CAD / CAM apparatus and method for correcting solid model thereof
JPH11339073A (en) * 1998-05-22 1999-12-10 Matsushita Electron Corp Method for generating node of finite element
JP2000331050A (en) * 1999-05-19 2000-11-30 Fujitsu Ltd Method and device for object position discrimination and object form model generation, and storage medium
JP2001290852A (en) * 2000-04-07 2001-10-19 Ricoh Co Ltd Three-dimensional shape processing method and storage medium stored with program for implementing the same method
JP2003030645A (en) * 2001-07-11 2003-01-31 Hitachi Ltd Image collation device
KR20030075354A (en) * 2002-03-18 2003-09-26 신종계 Method for expanding a curved surface to a plane
WO2004063987A1 (en) * 2003-01-13 2004-07-29 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Method of segmenting a three-dimensional structure
JP2005078646A (en) * 2003-08-29 2005-03-24 Samsung Electronics Co Ltd Method and apparatus for image-based photo-realistic 3d face modelling
JP2005252459A (en) * 2004-03-02 2005-09-15 Toshiba Corp Image generating apparatus, image generating method, and image generating program
US20060028465A1 (en) * 2004-08-09 2006-02-09 Fujitsu Limited Contact definition device, contact definition program, and contact definition method
US20120120072A1 (en) * 2005-02-11 2012-05-17 Macdonald Dettwiler And Associates Inc. Method and apparatus for producing 3d model of an environment
KR20090092473A (en) * 2008-02-27 2009-09-01 오리엔탈종합전자(주) 3D Face Modeling Method based on 3D Morphable Shape Model
KR20100099903A (en) * 2009-03-04 2010-09-15 한국전자통신연구원 Method and apparatus for providing 3d model cutting simulation
KR20130003170A (en) * 2011-06-30 2013-01-09 삼성전자주식회사 Method and apparatus for expressing rigid area based on expression control points

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
장용석, et al. "3D 변형가능 형상 모델 기반 3D 얼굴 모델링." 한국콘텐츠학회논문지 8.1 (2008)* *

Also Published As

Publication number Publication date
KR102065692B1 (en) 2020-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10259164B2 (en) Methods and apparatus for 3D printing of point cloud data
US10656625B2 (en) Method and apparatus for preserving structural integrity of 3-dimensional models when printing at varying scales
US6898477B2 (en) System and method for performing adaptive modification of rapid prototyping build files
US20210097218A1 (en) Data processing system and method
JP2004511154A (en) Hearing aid shell manufacturing method and manufacturing system
WO2017041213A1 (en) Modelling method and system
CA2868755A1 (en) Updating a cad model to reflect global or local shape changes
US20160136898A1 (en) Apparatus and method for control of three dimensional printing
CN110869196A (en) Transforming attribute data to compensate for attribute value shifts
KR101676576B1 (en) Apparatus and method for voxelizing 3-dimensional model and assiging attribute to each voxel
Altenhofen et al. Continuous property gradation for multi-material 3D-printed objects
KR20160123750A (en) Apparatus and method for generating thickness model for 3d printing
Miller et al. A novel mesh-based workflow for complex geometry in BIM
KR101682296B1 (en) 3 dimensional printer device and method for positioning 3 dimensional object
US20220402038A1 (en) Volumetric kernel representation of three dimensional models
CN105184868A (en) Triangular surface grid generation method based on three-dimensional entity model
CN112560126B (en) Data processing method, system and storage medium for 3D printing
JP6606937B2 (en) Information processing apparatus, 3D printer system, information processing method, and program
Liu et al. Fabricable Multi‐Scale Wang Tiles
US20230152778A1 (en) Computer aided design with geometry filtering to facilitate manufacturing
CN112106054A (en) Preparation of three-dimensional models for data transmission
US20200326682A1 (en) Adapting a 3d printing file
US20230030783A1 (en) Watertight Spline Modeling for Additive Manufacturing
RU2715013C1 (en) Data processing system and method
US11453169B2 (en) Generating output print data

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant