KR20160134263A - 3차원 모델의 비트맵 생성 장치 및 방법 - Google Patents

3차원 모델의 비트맵 생성 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160134263A
KR20160134263A KR1020150068029A KR20150068029A KR20160134263A KR 20160134263 A KR20160134263 A KR 20160134263A KR 1020150068029 A KR1020150068029 A KR 1020150068029A KR 20150068029 A KR20150068029 A KR 20150068029A KR 20160134263 A KR20160134263 A KR 20160134263A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
point
pixels
weight
pixel
scanning line
Prior art date
Application number
KR1020150068029A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101682807B1 (ko
Inventor
최광민
장성호
박재영
한상훈
Original Assignee
삼성에스디에스 주식회사
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 삼성에스디에스 주식회사 filed Critical 삼성에스디에스 주식회사
Priority to KR1020150068029A priority Critical patent/KR101682807B1/ko
Priority to US15/154,012 priority patent/US20160332385A1/en
Publication of KR20160134263A publication Critical patent/KR20160134263A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101682807B1 publication Critical patent/KR101682807B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4097—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by using design data to control NC machines, e.g. CAD/CAM
    • G05B19/4099—Surface or curve machining, making 3D objects, e.g. desktop manufacturing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input 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
    • G06F3/12—Digital output to print unit, e.g. line printer, chain printer
    • G06F3/1201—Dedicated interfaces to print systems
    • G06F3/1202—Dedicated interfaces to print systems specifically adapted to achieve a particular effect
    • G06F3/1211—Improving printing performance
    • G06F3/1212—Improving printing performance achieving reduced delay between job submission and print start
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input 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
    • G06F3/12—Digital output to print unit, e.g. line printer, chain printer
    • G06F3/1201—Dedicated interfaces to print systems
    • G06F3/1202—Dedicated interfaces to print systems specifically adapted to achieve a particular effect
    • G06F3/1211—Improving printing performance
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/20—Finite element generation, e.g. wire-frame surface description, tesselation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49007—Making, forming 3-D object, model, surface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Image Generation (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)

Abstract

3차원 모델의 비트맵 생성 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델의 비트맵 생성 장치는 3차원 프린터의 출력 방향에 평행한 방향으로 3차원 모델을 절단한 단면의 윤곽선을 포함하는 복수의 평면을 생성하는 평면 생성부, 상기 복수의 평면 각각에 대해 상기 출력 방향에 수직한 방향으로 래스터화(rasterize)하되, 상기 윤곽선을 구성하는 윤곽선 선분에 기초한 가중치 전이점을 이용하여 픽셀의 가중치를 계산하고, 상기 가중치에 기초하여 상기 래스터화에 의해 생성된 각 픽셀의 유형을 판단하는 래스터화부, 상기 출력 방향의 좌표가 동일한 픽셀들을 병합하여, 상기 출력 방향에 수직한 평면에 대한 비트맵을 생성하는 비트맵 생성부를 포함한다.

Description

3차원 모델의 비트맵 생성 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING BITMAP OF 3-DIMENSIONAL MODEL}
본 발명의 실시예들은 3차원 프린팅을 위한 3차원 모델의 비트맵 생성 기술과 관련된다.
폴리 젯(Poly jet), MJM(Multi Jet Modeling)과 같은 재료 분사 방식의 3차원 프린팅 방식의 경우, 프린팅 과정에서 공간에 떠 있는 부분이 흘러내리지 않도록 지지하기 위한 지지재(support material)가 필요하며, 3차원 모델을 프린팅하기 전에 지지재가 형성되어야 할 영역을 결정하여야 한다.
이와 관련하여, 종래 기술인 대한민국 등록특허 10-0450358호는 3차원 모델 출력 시 출력 대상을 수평으로 분할하여 각 층별 파트재 위치를 구한 후, 각 층 상단의 모든 파트재들의 비트맵을 병합(OR)하고, 병합한 비트맵과 해당 층의 파트재 위치를 나타내는 비트맵의 부울 차(XOR)를 구하여 해당 층의 지지재 비트맵을 완성한 후에야 3차원 프린터에서 출력을 시작할 수 있다. 결국, 종래 기술의 경우 최상단 층부터 지지재 영역의 위치를 차례대로 계산해야 하므로 병렬화가 불가능하며 매우 큰 계산량이 필요하다.
또한, 종래 기술의 경우, 3차원 프린터에서 출력을 시작하는데 필요한 최하단 층의 파트재와 지지재 비트맵부터 우선적으로 계산할 수가 없으며, 최하단 층의 지지재 영역을 알려면 모든 상단 층의 파트재 영역을 계산해야 한다.
따라서, 종래 기술의 경우, 모든 층의 파트재와 지지재 비트맵을 생성한 후에야 3차원 프린터에서 출력을 시작할 수 있다.
대한민국 등록특허 10-0450358호 (2004. 09. 16)
본 발명의 실시예들은 3차원 프린팅을 위한 3차원 모델의 비트맵 생성 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델의 비트맵 생성 장치는 3차원 프린터의 출력 방향에 평행한 방향으로 3차원 모델을 절단한 단면의 윤곽선을 포함하는 복수의 평면을 생성하는 평면 생성부, 상기 복수의 평면 각각에 대해 상기 출력 방향에 수직한 방향으로 래스터화(rasterize)하되, 상기 윤곽선을 구성하는 윤곽선 선분에 기초한 가중치 전이점을 이용하여 픽셀의 가중치를 계산하고, 상기 가중치에 기초하여 상기 래스터화에 의해 생성된 각 픽셀의 유형을 판단하는 래스터화부, 상기 출력 방향의 좌표가 동일한 픽셀들을 병합하여, 상기 출력 방향에 수직한 평면에 대한 비트맵을 생성하는 비트맵 생성부를 포함한다.
상기 가중치 전이점은, 상기 윤곽선 선분의 시작 지점 중 상기 래스터화를 위한 주사선의 상단에 위치하는 시작 지점, 상기 윤곽선 선분의 종결 지점 중 상기 주사선의 상단에 위치하는 종결 지점 및 상기 주사선과 상기 윤곽선 선분의 교차 지점 각각에 대응하는 상기 출력 방향에 수직한 좌표축 상의 좌표일 수 있다.
상기 래스터화부는, 상기 가중치 전이점에 기초하여 상기 주사선 상의 픽셀의 가중치를 증가 또는 감소시키되, 상기 주사선의 주사 방향으로 증가 또는 감소된 가중치를 누적하여 상기 주사선 상의 픽셀들에 대한 가중치를 계산할 수 있다.
상기 래스터화부는, 상기 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 주사선의 상단에 위치하는 시작 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가시킬 수 있다.
상기 래스터화부는, 상기 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 주사선의 상단에 위치하는 종결 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 감소시킬 수 있다.
상기 래스터화부는, 상기 교차 지점에서 상기 윤곽선 선분이 상승 교차하는 경우, 상기 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 교차 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가시킬 수 있다.
상기 래스터화부는, 상기 교차 지점에서 상기 윤곽선 선분이 하강 교차하는 경우, 상기 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 교차 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 감소시킬 수 있다.
상기 래스터화부는, 상기 주사선의 상단에 위치하는 시작 시점에 대응하는 가중치 전이점 및 상기 주사선의 상단에 위치하는 종결 지점에 대응하는 가중치 전이점 중 유효 전이점과 무효 전이점을 판단하고, 상기 주사선의 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 유효 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가 또는 감소시킬 수 있다.
상기 유효 전이점은, 상기 주사선의 상단에 위치하는 하나의 시작 지점과 다른 하나의 시작 지점이 동일한 위치에 존재하거나, 상기 주사선의 상단에 위치하는 하나의 종결 지점과 다른 하나의 종결 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점에 대응하는 가중치 전이점일 수 있다.
상기 무효 전이점은, 상기 주사선의 상단에 위치하는 하나의 종결 지점과 하나의 시작 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점에 대응하는 가중치 전이점일 수 있다.
상기 래스터화부는, 상기 윤곽선 상에 위치하거나 상기 윤곽선 내부에 존재하는 픽셀을 파트재 영역에 해당하는 픽셀로 판단할 수 있다.
상기 래스터화부는, 상기 윤곽선 외부에 위치한 픽셀 중 가중치가 0보다 큰 픽셀을 지지재 영역에 해당하는 픽셀로 판단할 수 있다.
상기 래스터화부는, 상기 윤곽선 외부에 위치한 픽셀 중 상기 가중치가 0인 픽셀을 빈 공간 영역에 해당하는 픽셀로 판단할 수 있다.
상기 래스터화부는, 상기 복수의 평면 각각에 대하여 상기 출력 방향의 좌표를 순차적으로 증가시키면서 상기 출력 방향의 좌표를 기준으로 상기 출력 방향에 수직한 방향으로 래스터화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델의 비트맵 생성 방법은 3차원 프린터의 출력 방향에 평행한 방향으로 3차원 모델을 절단한 단면의 윤곽선을 포함하는 복수의 평면을 생성하는 단계, 상기 복수의 평면 각각에 대해 상기 출력 방향에 수직한 방향으로 래스터화(rasterize)하는 단계, 상기 윤곽선을 구성하는 윤곽선 선분에 기초한 가중치 전이점을 이용하여 픽셀의 가중치를 계산하는 단계, 상기 가중치에 기초하여 상기 래스터화에 의해 생성된 각 픽셀의 유형을 판단하는 단계 및 상기 출력 방향의 좌표가 동일한 픽셀들을 병합하여, 상기 출력 방향에 수직한 평면에 대한 비트맵을 생성하는 단계를 포함한다.
상기 가중치 전이점은, 상기 윤곽선 선분의 시작 지점 중 상기 래스터화를 위한 주사선의 상단에 위치하는 시작 지점, 상기 윤곽선 선분의 종결 지점 중 상기 주사선의 상단에 위치하는 종결 지점 및 상기 주사선과 상기 윤곽선 선분의 교차 지점 각각에 대응하는 상기 출력 방향에 수직한 좌표축 상의 좌표일 수 있다.
상기 픽셀의 가중치를 계산하는 단계는, 상기 가중치 전이점에 기초하여 상기 주사선 상의 픽셀의 가중치를 증가 또는 감소시키되, 상기 주사선의 주사 방향으로 증가 또는 감소된 가중치를 누적하여 상기 주사선 상의 픽셀들에 대한 가중치를 계산할 수 있다.
상기 픽셀의 가중치를 계산하는 단계는, 상기 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 주사선의 상단에 위치하는 시작 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가시킬 수 있다.
상기 픽셀의 가중치를 계산하는 단계는, 상기 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 주사선의 상단에 위치하는 종결 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 감소시킬 수 있다.
상기 픽셀의 가중치를 계산하는 단계는, 상기 교차 지점에서 상기 윤곽선 선분이 상승 교차하는 경우, 상기 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 교차 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가시킬 수 있다.
상기 픽셀의 가중치를 계산하는 단계는, 상기 교차 지점에서 상기 윤곽선 선분이 하강 교차하는 경우, 상기 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 교차 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 감소시킬 수 있다.
상기 픽셀의 가중치를 계산하는 단계는, 상기 주사선의 상단에 위치하는 시작 시점에 대응하는 가중치 전이점 및 상기 주사선의 상단에 위치하는 종결 지점에 대응하는 가중치 전이점 중 유효 전이점과 무효 전이점을 판단하고, 상기 주사선의 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 유효 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가 또는 감소시킬 수 있다.
상기 유효 전이점은, 상기 주사선의 상단에 위치하는 하나의 시작 지점과 다른 하나의 시작 지점이 동일한 위치에 존재하거나, 상기 주사선의 상단에 위치하는 하나의 종결 지점과 다른 하나의 종결 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점에 대응하는 가중치 전이점일 수 있다.
상기 무효 전이점은, 상기 주사선의 상단에 위치하는 하나의 종결 지점과 하나의 시작 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점에 대응하는 가중치 전이점일 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 상기 윤곽선 상에 위치하거나 상기 윤곽선 내부에 존재하는 픽셀을 파트재 영역에 해당하는 픽셀로 판단할 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 상기 윤곽선 외부에 위치한 픽셀 중 가중치가 0보다 큰 픽셀을 지지재 영역에 해당하는 픽셀로 판단할 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 상기 윤곽선 외부에 위치한 픽셀 중 상기 가중치가 0인 픽셀을 빈 공간 영역에 해당하는 픽셀로 판단할 수 있다.
상기 래스터화하는 단계는, 상기 복수의 평면 각각에 대하여 상기 출력 방향의 좌표를 순차적으로 증가시키면서 상기 출력 방향의 좌표를 기준으로 상기 출력 방향에 수직한 방향으로 래스터화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램은 하드웨어와 결합되어, 3차원 프린터의 출력 방향에 평행한 방향으로 3차원 모델을 절단한 단면의 윤곽선을 포함하는 복수의 평면을 생성하는 단계, 상기 복수의 평면 각각에 대해 상기 출력 방향에 수직한 방향으로 래스터화(rasterize)하는 단계, 상기 윤곽선을 구성하는 윤곽선 선분에 기초한 가중치 전이점을 이용하여 픽셀의 가중치를 계산하는 단계, 상기 가중치에 기초하여 상기 래스터화에 의해 생성된 각 픽셀의 유형을 판단하는 단계 및 상기 출력 방향의 좌표가 동일한 픽셀들을 병합하여, 상기 출력 방향에 수직한 평면에 대한 비트맵을 생성하는 단계를 실행시킨다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 임의의 출력 층에서 지지재 위치를 판단하기 위해 해당 층의 상단에 위치한 모든 층의 비트맵을 생성할 필요가 없으므로, 지지재 위치를 계산하기 위한 계산 부하를 현저히 줄일 수 있다.
나아가, 3차원 프린터에서 출력을 시작하기 위해 필요한 최하단 층의 비트맵부터 우선적으로 생성할 수 있도록 함으로써, 메모리 상에 유지해야 할 비트맵 정보를 줄일 수 있으며, 출력을 위한 대기 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델의 비트맵 생성 장치의 블록도
도 2는 출력 방향에 평행한 평면 생성의 예시도
도 3은 평면 상에 포함된 윤곽선의 예시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀 유형 판단을 설명하기 위한 예시도
도 5는 픽셀의 가중치를 설명하기 위한 예시도
도 6은 픽셀 유형 판단을 설명하기 위한 예시도
도 7은 가중치 전이점을 설명하기 위한 예시도
도 8 a 및 도 8b은 유효 전이점을 설명하기 위한 예시도
도 9는 무효 전이점을 설명하기 위한 예시도
도 10은 비트맵 생성을 설명하기 위한 예시도
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 가중치 전이점을 이용한 픽셀 가중치 계산의 예시도
도 13 및 도 14는 유효 전이점과 무효 전이점을 이용한 픽셀 가중치 계산의 예시도
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델의 비트맵 생성 방법의 순서도
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀 유형 판단 과정을 나타낸 순서도
도 17은 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 3차원 모델의 비트맵 생성 방법의 순서도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델의 비트맵 생성 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델의 비트맵 생성 장치는 평면 생성부(110), 래스터화부(130), 및 비트맵 생성부(150)를 포함한다.
3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 3차원 모델을 입력 받아, 3차원 프린터의 출력을 위한 비트맵을 생성하기 위한 것으로, 예를 들어 3차원 프린터와 네트워크로 연결된 서버 내지는 퍼스널 컴퓨터 등과 같이 데이터 저장 및 연산 능력을 가진 장치의 일부 구성으로 구현될 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 3차원 프린터에 포함된 일부 구성으로 구현될 수도 있다.
평면 생성부(110)는 3차원 프린터의 출력 방향(이하, 출력 방향) 즉, 중력 방향에 평행한 방향으로 3차원 모델을 절단한 단면 윤곽선을 포함하는 복수의 평면을 생성한다.
예를 들어, 출력 방향을 Z 축 방향으로 가정하면, 평면 생성부(110)는 임의의 평면 방정식에서 X 축 또는 Y 축 방향의 중심 좌표 값을 변경하면서 출력 방향에 평행한 복수의 평면을 생성할 수 있다. 이때, 각 평면 사이의 간격은 3차원 프린터의 해상도에 의해 결정될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 해상도 외에도 다양한 기준에 의해 결정될 수 있다. 또한, 평면의 생성은 상술한 예에 한정되는 것은 아니며, 상술한 예외에도 다양한 공지된 방법이 이용될 수 있다.
구체적인 예로, 도 2를 참조하면, 도 2에서 3차원 프린터의 출력 방향이 Z 축 방향인 것으로 가정하면, 평면 생성부(110)는 3차원 모델(210)이 포함된 3차원 공간 상에서 Z 축 방향에 평행한 복수의 평면(220, 230, 240)을 생성할 수 있다. 도 2에 도시된 예에서는, 각각의 평면(220, 230, 240)이 Y 축 방향으로 생성되는 것으로 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 평면 생성부(110)는 생성된 각 평면과 3차원 모델의 교차 지점을 계산하여, 각 평면 상에서 3차원 모델의 단면 윤곽선을 생성할 수 있다.
구체적으로, 도 2에서 각각의 평면(220, 230, 240)은 Z 축 방향으로 3차원 모델(210)을 절단하게 되며, 평면 생성부(110)는 각 평면(220, 230, 240)과 3차원 모델(210)이 교차하는 지점을 계산하여, 도 3에 도시된 예와 같이 각 평면(220, 230, 240) 상에서 3차원 모델(210)의 단면 윤곽선(310)을 생성할 수 있다.
예를 들어, 3차원 모델이 삼각형 메시(triangle mesh) 모델인 경우, 평면 생성부(110)는 선분 함수(edge function) 등과 같은 기술을 이용하여, 각 평면과 3차원 모델의 교차 지점을 계산할 수 있다.
또 다른 예로, 3차원 모델이 파라메트릭(parametric) 모델인 경우, 평면 생성부(110)는 3차원 모델의 각 표면을 나타내는 수식과 각 평면의 평면 방정식을 이용하여 각 평면과 3차원 모델의 교차 지점을 계산할 수 있다.
또한, 평면 생성부(110)는 각 평면에 교차하는 3차원 모델의 기본 요소(예를 들어, 삼각형)를 빠르게 검색할 수 있도록 k-d 트리(k-d tree), R 트리(R tree), 다차원 세그먼트 트리 등과 같은 다차원 인덱싱 기술을 이용할 수 있다.
한편, 각 평면 상에서 3차원 모델의 단면 윤곽선을 생성하는 방법은 위에 열거된 예에 한정되는 것은 아니므로, 위에 열거된 예 외에도 공지된 다양한 방법이 이용될 수 있다.
한편, 래스터화부(130)는 평면 생성부(110)에 의해 생성된 복수의 평면 각각을 출력 방향에 수직한 방향으로 래스터화(rasterize)하되, 복수의 평면 각각과 3차원 모델이 교차하는 윤곽선을 구성하는 윤곽선 선분에 기초한 가중치 전이점을 이용하여 픽셀의 가중치를 계산하고, 계산된 가중치에 기초하여 래스터화에 의해 생성된 각 픽셀의 유형을 판단한다. 이때, 윤곽선 선분은 예를 들어, 평면 생성부(110)에 의해 생성된 각 평면과 3차원 모델이 교차하는 윤곽선을 구성하는 직선 요소들을 의미할 수 있다. 구체적인 예로, 3차원 모델이 폴리곤(polygon)들로 이루어진 경우, 각 평면 내의 윤곽선은 평면과 3차원 모델의 폴리곤들이 교차하는 직선들로 이루어지게 되며, 이들 직선들이 윤곽선 선분에 해당할 수 있다.
구체적으로, 도 2를 참조하면, 래스터화부(130)는 평면 생성부(110)에 의해 생성된 각 평면(220, 230, 240)에 대해 Z 축에 수직한 X 축 방향의 주사선(221, 231, 241)을 따라 래스터화를 수행한다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 래스터화부(130)는 주사선(221, 231, 241)을 Z 축 방향으로 최하단부터 순차적으로 증가시켜가면서, 모든 평면(220, 230, 240)에 대해 래스터화를 수행할 수 있다. 한편, 픽셀의 유형은 파트재(part material) 영역에 해당하는 픽셀, 지지재(support material) 영역에 해당하는 픽셀 및 빈 공간에 해당하는 픽셀을 포함할 수 있다. 구체적으로, 파트재 영역은 3차원 프린터에 의해 출력되는 3차원 모델에 대응되는 영역을 의미한다. 또한, 지지재 영역은 3차원 모델의 출력 시 공중에 떠 있는 부분을 지지하기 위한 지지대인 지지재가 형성되는 영역을 의미한다. 또한, 빈 공간은 파트재 영역과 지지재 영역에 해당하지 않는 영역을 의미한다.
구체적으로, 래스터화에 의해 생성된 각 평면의 픽셀 중 윤곽선 상에 존재하거나 윤곽선 내부에 존재하는 픽셀은 래스터화 과정에서 픽셀 값이 채워지게 되며, 픽셀 값이 채워진 픽셀들은 파트재 영역에 해당하게 된다. 반면, 각 평면의 픽셀 중 윤곽선 외부에 존재하는 픽셀은 래스터화 과정에서 픽셀 값이 채워지지 않게 되며, 이들 픽셀들은 지지재 영역 또는 빈 공간에 해당하게 된다.
보다 구체적인 예로, 도 4를 참조하면, 출력 방향이 Z 축 방향이고, X 축 방향으로 각 평면을 래스터화한다고 가정하면, 주사선(420) 상의 픽셀 중 440 구간에 포함된 픽셀들은 윤곽선 내부에 존재하므로, 래스터화에 의해 픽셀 값이 채워진다. 반면, 주사선(420) 상의 픽셀 중 430 구간과 450 구간에 포함된 픽셀들은 윤곽선 외부에 존재하므로, 래스터화에 의해 픽셀 값이 채워지지 않는다. 한편, 470 구간과 480 구간은 3차원 모델 출력 시 물체가 공중에 떠 있는 영역에 대응하므로, 지지재가 형성되어야 하는 지지재 영역에 해당하며, 460 구간과 490 구간과 달리 Z 축 방향으로 상단에 윤곽선이 존재함을 알 수 있다.
한편, 도 5는 픽셀 가중치에 대한 구체적인 예를 도시하고 있다. 도 5를 참조하면, 도 5에 도시된 점들은 각각 평면 상의 픽셀을 나타내며, w는 각 픽셀에 대한 가중치를 나타낸다. 출력 방향이 Z 축 방향인 것으로 가정하면, 도시된 예에서, 가중치가 0인 픽셀들의 경우, Z 축 방향으로 상단에 윤곽선이 존재하지 않으며, 가중치가 1인 픽셀들의 경우, Z 축 방향으로 상단에 하나의 윤곽선만이 존재한다. 또한, 가중치가 2인 픽셀들의 경우, Z 축 방향으로 상단에 두 개의 윤곽선이 존재한다.
한편, 5에 도시된 예에서, 가중치가 1인 픽셀들은 윤곽선의 내부에 존재하므로, 파트재 영역에 해당하는 픽셀들이며, 가중치가 2인 픽셀들은 윤곽선의 외부에 존재하나, 3차원 모델 출력 시 물체가 공중에 떠 있는 영역에 포함되므로 지지재가 형성되어야 하는 지지재 영역에 해당하는 픽셀임을 알 수 있다. 또한, 가중치가 0인 픽셀들은 윤곽선의 외부에 존재하며, 3차원 모델 출력 시 지지재가 형성될 필요가 없는 빈 공간에 해당하는 픽셀임을 알 수 있다.
보다 구체적인 예로, 도 6을 참조하면, 출력 방향이 Z 축 방향이고, X 축 방향으로 평면을 래스터화한다고 가정하면, 래스터화부(130)는 주사선 상의 픽셀들 중 래스터화에 의해 픽셀 값이 채워지는 파트재 영역의 픽셀들과 픽셀 값이 채워지지 않는 파트재 영역에 해당하지 않는 픽셀들을 구분할 수 있다. 구체적으로, 도시된 예에서, 가중치가 1인 검은색으로 표현된 구간의 픽셀들은 파트재 영역의 픽셀들에 해당한다.
래스터화부(130)는 파트재 영역에 해당하지 않는 픽셀들 중 가중치가 0보다 큰 픽셀들(즉, 가중치가 2인 구간의 픽셀들)을 지지재 영역에 해당하는 픽셀으로 판단하고, 가중치가 0인 픽셀들을 빈 공간에 해당하는 픽셀로 판단할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 래스터화부(130)는 가중치 전이점에 기초하여 주사선 상의 픽셀의 가중치를 증가 또는 감소시키되, 주사선의 주사 방향으로 증가 또는 감소된 가중치를 누적하여 주사선 상의 픽셀들에 대한 가중치를 계산할 수 있다.
이때, 가중치 전이점은 예를 들어, 래스터화를 위한 주사선의 주사 방향(즉, 출력 방향에 수직한 방향)을 기준으로 주사선 상의 픽셀들의 가중치가 변화되는 지점을 의미할 수 있다. 구체적으로, 가중치 전이점은 윤곽선을 구성하는 윤곽선 선분의 시작 시점 중 래스터화를 위한 주사선의 상단에 위치하는 윤곽선 선분의 시작 지점, 윤곽선 선분의 종결 지점 중 주사선의 상단에 위치하는 윤곽선 선분의 종결 지점 및 주사선과 윤곽선 선분의 교차 지점 각각에 대응하는 출력 방향에 수직한 좌표축 상의 좌표를 포함할 수 있다.
한편, 윤곽선 선분의 시작 지점과 종결 지점은 각각 래스터화를 위한 주사선의 주사 방향을 기준으로 각 윤곽선 선분이 시작되는 지점과 종결되는 지점을 의미할 수 있다.
도 7은 가중치 전이점의 구체적인 예를 도시하고 있다. 도 7에 도시된 예에서, 직선들(710, 720, 730)은 윤곽선을 구성하는 각 윤곽선 선분을 나타낸다. 출력 방향이 Z 축 방향인 것으로 가정하면, 출력 방향을 기준으로 윤곽선 선분 710의 시작 지점과 종결 지점이 주사선(740)의 상단에 위치하고 있으므로, 주사선(740) 상에서 윤곽선 선분 710의 시작 지점과 종결 지점에 대응하는 X 축 좌표는 각각 가중치 전이점에 해당한다.
한편, 윤곽선 선분 720과 730은 주사선(740)과 교차하고 있으므로, 주사선(740)과 윤곽선 선분 720의 교차 지점 및 주사선(740)과 윤곽선 선분 730의 교차 지점은 각각 가중치 전이점에 해당한다. 도시된 예에서, 상승 교차는 주사선(740)과의 교차 지점에서 윤곽선 선분(720)의 기울기가 주사선(740)의 주사 방향(즉, X축 방향)을 기준으로 양의 값을 가짐을 의미하며 하강 교차는 주사선(740)과의 교차 지점에서 윤곽선 선분(730)의 기울기가 주사선(740)의 주사 방향을 기준으로 음의 값을 가짐을 의미한다.
한편, 윤곽선 선분 720의 종결 지점은 출력 방향을 기준으로 주사선(740)의 상단에 위치하고 있으므로 주사선(740) 상에서 윤곽선 선분 720의 종결 지점에 대응하는 X 축 좌표는 가중치 전이점에 해당한다.
한편, 윤곽선 선분 730의 시작 지점은 출력 방향을 기준으로 주사선(740)의 상단에 위치하고 있으므로 주사선(740) 상에서 윤곽선 선분 730의 시작 시점에 대응하는 X 축 좌표는 가중치 전이점에 해당한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 래스터화부(130)는 윤곽선 선분이 주사선과 상승 교차하는 경우, 주사선의 주사 방향을 기준으로, 주사선 상의 픽셀 중 교차 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가시킬 수 있다. 또한, 래스터화부(130)는 윤곽선 선분이 주사선과 하강 교차하는 경우, 주사선의 주사 방향을 기준으로, 주사선 상의 픽셀 중 교차 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 감소시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 래스터화부(130)는 주사선의 주사 방향을 기준으로, 주사선 상의 픽셀 중 주사선 상단에 위치한 윤곽선 선분의 시작 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가시키고, 주사선 상단에 위치한 윤곽선 선분의 종결 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 래스터화부(130)는 주사선 상의 픽셀 중 주사선 상단에 위치한 윤곽선 선분의 시작 지점에 대응하는 가중치 전이점 및 주사선 상단에 위치하는 윤곽선 선분의 종결 지점에 대응하는 가중치 전이점 중 유효 전이점과 무효 전이점을 판단하고, 주사선의 주사 방향을 기준으로 주사선 상의 픽셀 중 유효 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가 또는 감소시킬 수 있다.
이때, 유효 전이점은 주사선 상단에 위치한 윤곽선 선분의 시작 지점 또는 주사선 상단에 위치한 윤곽선 선분의 종결 지점에 대응하는 가중치 전이점 중 주사선의 주사 방향을 기준으로 주사선 상의 픽셀의 가중치가 실제로 변화하는 가중치 전이점을 의미할 수 있다. 예를 들어, 유효 전이점은 주사선의 상단에 위치하는 하나의 윤곽선 선분의 시작 지점과 다른 하나의 윤곽선 선분의 시작 지점이 동일한 위치에 존재하거나, 주사선의 상단에 위치하는 하나의 윤곽선 선분의 종결 지점과 다른 하나의 윤곽선 선분의 종결 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점에 대응하는 가중치 전이점을 포함할 수 있다.
한편, 무효 전이점은 주사선 상단에 위치한 윤곽선 선분의 시작 지점 또는 주사선 상단에 위치한 윤곽선 선분의 종결 지점에 대응하는 가중치 전이점 중 주사선의 주사 방향을 기준으로 주사선 상의 픽셀의 가중치가 실제로 변화하지 않는 지점을 의미할 수 있다. 예를 들어, 무효 전이점은 주사선의 상단에 위치하는 하나의 윤곽선 선분의 종결 지점과 다른 하나의 윤곽선 선분의 시작 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점에 대응하는 가중치 전이점을 포함할 수 있다.
도 8 a 및 도 8b은 유효 전이점의 구체적인 예를 도시하고 있다. 도 8a에서 윤곽선 선분 810과 윤곽선 선분 820의 시작 시점이 동일한 지점(830)에 위치하고 있다. 이때, 830 지점이 주사 방향이 X 축 방향인 주사선의 상단에 위치한다고 가정하면, 830 지점의 X축 좌표인 x1을 기점으로 주사선의 상단에 두 개의 윤곽선 선분이 존재하게 되므로, 주사선의 주사 방향을 기준으로 x1에서 주사선 상의 픽셀의 가중치가 2만큼 실제로 증가함을 알 수 있다. 따라서, 830 지점의 X 축 좌표인 x1은 유효 전이점에 해당한다.
한편, 도 8b에서 윤곽선 선분 840과 윤곽선 선분 850의 종결 시점이 동일한 지점(860)에 위치하고 있다. 이때, 860 지점이 주사 방향이 X 축 방향인 주사선의 상단에 위치한다고 가정하면, 860 지점의 X축 좌표인 x1을 기점으로 주사선의 상단에 윤곽선 선분이 존재하지 않게 되므로, 주사선의 주사 방향을 기준으로 x1에서 주사선 상의 픽셀의 가중치가 2만큼 실제로 감소함을 알 수 있다. 따라서, 860 지점의 X 축 좌표인 x1은 유효 전이점에 해당한다.
도 9는 무효 전이점의 구체적인 예를 도시하고 있다. 도 9에서 윤곽선 선분 910의 종결 지점과 윤곽선 선분 920의 시작 지점이 동일한 지점(930)에 위치하고 있다. 이때, 930 지점이 주사 방향이 X 축 방향인 주사선의 상단에 위치한다고 가정하면, 930 지점의 X축 좌표인 x1을 기점으로 주사선의 상단에 존재하는 윤곽선 선분의 수는 변화하지 않으므로, 주사선의 주사 방향을 기준으로 x1에서 주사선 상의 픽셀의 가중치가 실제로 증가하지 않음을 알 수 있다. 따라서, 930 지점의 X 축 좌표인 x1은 무효 전이점에 해당한다.
다시 도 1을 참조하면, 비트맵 생성부(150)는 래스터화에 의해 생성된 픽셀들을 병합하여, 출력 방향에 수직한 평면에 대한 비트맵을 생성한다.
예를 들어, 비트맵 생성부(150)는 도 10에 도시된 예와 같이, 래스터화에 의해 생성된 각 평면의 픽셀들 중 출력 방향인 Z 축 상의 좌표가 c인 픽셀들을 병합하여, Z 축 상의 좌표가 c이고 출력 방향에 수직한 평면에 대한 비트맵을 생성할 수 으며, 이는 3차원 프린터에 의한 출력 시 c번째로 출력되는 층에 대한 비트맵에 해당한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 비트맵 생성부(150)는 출력 방향의 좌표값을 최하단부터 증가시켜 가면서 각 출력 방향의 좌표값을 기준으로 출력 방향에 수직한 평면에 대한 비트맵을 순차적으로 생성할 수 있다.
예를 들어, 비트맵 생성부(150)는 도 10에 도시된 예와 같이 Z 축 상의 좌표가 c이고 출력 방향에 수직한 평면에 대한 비트맵을 생성한 후, Z 축 상의 좌표가 c+1인 픽셀들을 병합하여, Z 축 상의 좌표가 c+1이고 Z 출력 방향에 수직한 평면에 대한 비트맵을 생성할 수 있으며, 이는 3차원 프린터에 의한 출력 시 c+1번째로 출력되는 층에 대한 비트맵에 해당한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 3차원 프린터에 의한 출력 시 최하단 층에 대한 비트맵부터 순차적으로 생성할 수 있으므로, 다른 출력 층에 대한 비트맵 생성 전이라도 즉시 출력을 시작할 수 있으며, 출력이 완료된 층에 대한 비트맵 정보는 메모리에서 바로 삭제할 수 있으므로, 비트맵 저장을 위한 메모리 사용량을 줄일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서, 도 1에 도시된 평면 생성부(110), 래스터화부(130) 및 비트맵 생성부(150)는 하나 이상의 프로세서 및 그 프로세서와 연결된 컴퓨터 판독 가능 기록 매체를 포함하는 컴퓨팅 장치 상에서 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 프로세서의 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 컴퓨팅 장치 내의 프로세서는 각 컴퓨팅 장치로 하여금 본 명세서에서 기술되는 예시적인 실시예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장된 명령어를 실행할 수 있고, 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장된 명령어는 프로세서에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치로 하여금 본 명세서에 기술되는 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 가중치 전이점을 이용한 픽셀 가중치 계산의 예시도이다.
도 11 및 도 12에서, 출력 방향은 Z 축 방향인 것으로 가정하고, 래스터화를 위한 주사선의 주사 방향은 X 축 방향인 것으로 가정한다. 또한, 주사선 시작 지점에 해당하는 픽셀의 가중치는 0인 것으로 가정하며, 각각의 가중치 전이점에 대하여 1만큼 가중치를 증가 또는 감소시키는 것으로 가정한다. 또한, 도 11 및 도 12에서 X-Z 평면 상에서 연결된 직선들은 각각 윤곽선을 구성하는 윤곽선 선분을 나타낸다.
도 11을 참조하면, 래스터화부(130)는 Z 축 상의 좌표 c1을 기준으로, X 축 방향으로 래스터화를 수행한다. 도시된 예에서, 1101 지점은 두 개의 윤곽선 선분의 시작 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점이다. 따라서, 주사선(1120) 상에서 1101 지점에 대응하는 X축 좌표는 픽셀의 가중치를 증가시켜야 하는 가중치 전이점 두 개가 동일한 위치에 존재하는 지점이며, 이에 따른 가중치 증가분의 합은 2이다. 이에 따라, 래스터화부(130)는 주사선(1120) 상의 픽셀 중 주사선(1120)의 주사 방향(즉, X 축 방향)을 기준으로, 1101 지점의 X축 좌표에 대응하는 픽셀 이후의 픽셀들에 대한 가중치를 이전 픽셀들에 대한 가중치보다 2만큼 증가시킨다.
한편, 1102 지점은 하나의 윤곽선 선분에 대한 종결 지점과 다른 윤곽선 선분에 대한 시작 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점이다. 따라서, 주사선(1120) 상에서 1102 지점에 대응하는 X 축 좌표는 픽셀의 가중치를 증가시켜야 하는 가중치 전이점과 픽셀의 가중치를 감소시켜야 하는 가중치 전이점이 동일한 위치에 존재하는 지점이며, 이에 따른 가중치 증가분의 합은 0이다. 이에 따라, 래스터화부(130)는 주사선(1120) 상의 픽셀 중 주사선(1120)의 주사 방향(즉, X 축 방향)을 기준으로, 1102 지점의 X 축 좌표에 대응하는 픽셀 이후의 픽셀에 대한 가중치를 이전 픽셀들에 대한 가중치와 동일하게 유지시킨다.
한편, 1103 지점은 1101 지점과 마찬가지로 두 개의 윤곽선 선분의 시작 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점이다. 따라서, 래스터화부(130)는 주사선(1120) 상의 픽셀 중 주사선(1120)의 주사 방향(즉, X 축 방향)을 기준으로, 1103 지점의 X 축 좌표에 대응하는 픽셀 이후의 픽셀에 대한 가중치를 이전 픽셀들에 대한 가중치보다 2만큼 증가시킨다.
한편, 1104 지점은 두 개의 윤곽선 선분의 종결 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점이다. 따라서, 주사선(1120) 상에서 1104 지점에 대응하는 X축 좌표는 픽셀의 가중치를 감소시켜야 하는 가중치 전이점이 두 개가 존재하는 지점이며, 이에 따른 가중치 증가분의 합은 -2이다. 따라서, 래스터화부(130)는 주사선(1120) 상의 픽셀 중 주사선(1120)의 주사 방향(즉, X 축 방향)을 기준으로, 1104 지점의 X 축 좌표에 대응하는 픽셀 이후의 픽셀에 대한 가중치를 2만큼 감소시킨다.
이와 같은 방식으로, 래스터화부(130)는 1105, 1106, 1107, 1108, 1109, 1110 및 1111 지점에 대응하는 가중치 전이점 각각에 대하여 가중치 증가분을 구하고, 주사선(1120) 상의 픽셀 중 주사선(1120)의 주사 방향(즉, X 축 방향)을 기준으로, 각 가중치 전이점 이후에 존재하는 픽셀들에 대한 가중치를 증감할 수 있다.
한편, 도 12를 참조하면, 래스터화부(130)는 도 11에 도시된 예와 같이 Z 축 상의 좌표 c1을 기준으로, 래스터화를 수행한 후, 주사선(1220)의 Z 축 상의 좌표를 c2로 증가시킨 후 c2를 기준으로, X 축 방향으로 래스터화를 수행할 수 있다. 도시된 예에서, 1201 지점은 두 개의 윤곽선 선분의 시작 지점이며, 1215 지점은 두 개의 윤곽선 선분의 종결 지점이나 주사선(1220)의 아래에 존재하므로, 1201 지점 및 1215 지점에 대응하는 X 축 좌표는 가중치 전이점에 해당하지 않는다.
또한, 1209 지점과 1210 지점은 하나의 윤곽선 선분의 종결 지점이자 다른 윤곽선 선분의 시작 지점이나 주사선(1220)의 아래에 존재하므로, 1209 지점 및 1210 지점에 대응하는 X 축 좌표는 가중치 전이점에 해당하지 않는다.
한편, 1202 지점과 1212 지점에서 윤곽선 선분이 주사선(1220)과 상승 교차하고 있으므로, 1202 지점과 1212 지점에 대응하는 X 축 좌표는 픽셀의 가중치를 증가시켜야 하는 가중치 전이점이다. 따라서, 래스터화부(130)는 주사선(1220) 상의 픽셀 중 주사선(1220)의 주사 방향(즉, X 축 방향)을 기준으로, 1202 지점과 1212지점의 X 축 좌표에 대응하는 픽셀 이후의 픽셀들에 대한 가중치를 이전 픽셀들의 가중치보다 1만큼 증가시킨다.
한편, 1208 지점과 1214 지점에서 윤곽선 선분이 주사선(1220)과 하강 교차하고 있으므로, 1208 지점과 1214 지점에 대응하는 X 축 좌표는 픽셀의 가중치를 감소시켜야 하는 가중치 전이점이다. 따라서, 래스터화부(130)는 주사선(1220) 상의 픽셀 중 주사선(1220)의 주사 방향(즉, X 축 방향)을 기준으로, 1208 지점과 1214 지점의 X 축 좌표에 대응하는 픽셀 이후의 픽셀들에 대한 가중치를 이전 픽셀들의 가중치보다 1만큼 감소시킨다.
한편, 래스터화부(130)는 1203, 1204, 1205, 1206, 1207, 1211 및 1213 지점에 대응하는 가중치 전이점에 대하여 도 11에 도시된 예와 동일한 방식으로 픽셀들의 가중치를 계산할 수 있다.
도 13 및 도 14는 유효 전이점과 무효 전이점을 이용한 픽셀 가중치 계산의 예시도이다.
도 13 및 도 14에서, 출력 방향은 Z 축 방향인 것으로 가정하고, 래스터화를 위한 주사선의 주사 방향은 X 축 방향인 것으로 가정한다. 또한, 주사선 시작 지점에 해당하는 픽셀의 가중치는 0인 것으로 가정하며, 각각의 가중치 전이점에 대하여 1만큼 가중치를 증가 또는 감소시키는 것으로 가정한다. 또한, 도 13 및 도 14에서 X-Z 평면 상에서 연결된 직선들은 각각 윤곽선을 구성하는 윤곽선 선분을 나타낸다.
도 13을 참조하면, 1311, 1312 및 1314 지점은 Z 축 방향을 기준으로 주사선(1330)의 상단에 존재하며, 두 개의 윤곽선 선분의 시작 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점이다. 따라서, 1311, 1312 및 1314 지점 각각에 대응하는 X축 좌표는 유효 전이점에 해당하며, 각 유효 전이점에 대한 가중치 증가분의 합은 2이다. 따라서, 래스터화부(130)는 주사선(1330) 상의 픽셀 중 주사선(1330)의 주사 방향(즉, X 축 방향)을 기준으로, 1311, 1312 및 1314 지점 각각의 X 축 좌표에 대응하는 픽셀 이후의 픽셀들에 대한 가중치를 이전 픽셀들에 대한 가중치보다 2만큼 증가시킨다.
한편, 1313, 1315 및 1316 지점은 Z 축 방향을 기준으로 주사선(1330)의 상단에 존재하며, 두 개의 윤곽선 선분의 종결 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점이다. 따라서, 1313, 1315 및 1316 지점 각각에 대응하는 X 축 좌표는 유효 전이점에 해당하며, 각 유효 전이점에 대한 가중치 증가분의 합은 -2이다. 따라서, 래스터화부(130)는 주사선(1330) 상의 픽셀 중 주사선(1330)의 주사 방향(즉, X 축 방향)을 기준으로, 1313, 1315 및 1316 지점 각각의 X축 좌표에 대응하는 픽셀 이후의 픽셀들에 대한 가중치를 이전 픽셀들에 대한 가중치보다 2만큼 감소시킨다.
한편, 1321, 1322, 1323, 1324 및 1325 지점은 Z 축 방향을 기준으로 주사선(1330)의 상단에 존재하나, 하나의 윤곽선 선분의 시작 지점과 다른 하나의 윤곽선 선분의 종결 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점이므로, 1321, 1322, 1323, 1324 및 1325 지점에 대응하는 X 축 좌표는 무효 전이점에 해당한다. 따라서, 도 11에 도시된 예와 달리, 래스터화부(130)는 1321, 1322, 1323, 1324 및 1325 지점에 대응하는 X 축 좌표에서 주사선(1330) 상의 픽셀 가중치 변화를 계산하지 않는다. 이에 따라, 도 11에 도시된 예와 비교하여, 주사선 상의 픽셀들의 가중치를 계산하기 위해 유효 전이점에서만 픽셀 가중치 변화량을 계산하면 되므로, 가중치 계산을 위해 요구되는 계산량을 감소시킬 수 있다.
한편, 도 14를 참조하면, 래스터화부(130)는 도 13에 도시된 예와 같이 Z 축 상의 좌표 c1을 기준으로, 래스터화를 수행한 후, 주사선(1440)의 Z 축 상의 좌표를 c2로 증가시킨 후 c2를 기준으로, X 축 방향으로 래스터화를 수행할 수 있다. 도시된 예에서, 1411 지점은 두 개의 윤곽선 선분의 시작 지점이며, 1416 지점은 두 개의 윤곽선 선분의 종결 지점이나 주사선(1440)의 아래에 존재하므로, 1411 지점 및 1416 지점에 대응하는 X 축 좌표는 가중치 전이점에 해당하지 않는다.
또한, 1423 지점과 1424 지점은 하나의 윤곽선 선분의 종결 지점이자 다른 윤곽선 선분의 시작 지점이나 주사선(1440)의 아래에 존재하므로, 1423 지점 및 1424 지점에 대응하는 X 축 좌표는 가중치 전이점에 해당하지 않는다.
한편, 1431 지점과 1433 지점에서 윤곽선 선분이 주사선(1440)과 상승 교차하고 있으므로, 1431 지점과 1433 지점에 대응하는 X 축 좌표는 픽셀의 가중치를 증가시켜야 하는 가중치 전이점이다. 따라서, 래스터화부(130)는 주사선(1440) 상의 픽셀 중 주사선(1440)의 주사 방향(즉, X 축 방향)을 기준으로, 1431 지점과 1433 지점의 X 축 좌표에 대응하는 픽셀 이후의 픽셀들에 대한 가중치를 이전 픽셀들의 가중치보다 1만큼 증가시킨다.
한편, 1432 지점과 1434 지점에서 윤곽선 선분이 주사선(1440)과 하강 교차하고 있으므로, 1432 지점과 1434 지점에 대응하는 X 축 좌표는 픽셀의 가중치를 감소시켜야 하는 가중치 전이점이다. 따라서, 래스터화부(130)는 주사선(1440) 상의 픽셀 중 주사선(1440)의 주사 방향(즉, X 축 방향)을 기준으로, 1432 지점과 1434 지점의 X 축 좌표에 대응하는 픽셀 이후의 픽셀들에 대한 가중치를 이전 픽셀들의 가중치보다 1만큼 감소시킨다.
한편, 1421, 1422 및 1425 지점은 Z 축 방향을 기준으로 주사선(1440)의 상단에 존재하나, 하나의 윤곽선 선분의 시작 지점과 다른 하나의 윤곽선 선분의 종결 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점이므로, 1421, 1422 및 1425 지점에 대응하는 X 축 좌표는 무효 전이점에 해당한다. 따라서, 래스터화부(130)는 1421, 1422 및 1425 지점에 대응하는 X 축 좌표에서 주사선(1440) 상의 픽셀 가중치 변화를 계산하지 않는다.
한편, 1412 및 1414 지점은 Z 축 방향을 기준으로 주사선(1440)의 상단에 존재하며, 두 개의 윤곽선 선분의 시작 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점이다. 따라서, 1412 및 1414 지점 각각에 대응하는 X축 좌표는 유효 전이점에 해당하며, 각 유효 전이점에 대한 가중치 증가분의 합은 2이다. 따라서, 래스터화부(130)는 주사선(1440) 상의 픽셀 중 주사선(1440)의 주사 방향(즉, X 축 방향)을 기준으로, 1412 및 1414 지점 각각의 X 축 좌표에 대응하는 픽셀 이후의 픽셀들에 대한 가중치를 이전 픽셀들에 대한 가중치보다 2만큼 증가시킨다.
한편, 1413 및 1415 지점은 Z 축 방향을 기준으로 주사선(1440)의 상단에 존재하며, 두 개의 윤곽선 선분의 종결 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점이다. 따라서, 1413 및 1415 지점 각각에 대응하는 X축 좌표는 유효 전이점에 해당하며, 각 유효 전이점에 대한 가중치 증가분의 합은 -2이다. 따라서, 래스터화부(130)는 주사선(1440) 상의 픽셀 중 주사선(1440)의 주사 방향(즉, X 축 방향)을 기준으로, 1413 및 1415 지점 각각의 X 축 좌표에 대응하는 픽셀 이후의 픽셀들에 대한 가중치를 이전 픽셀들에 대한 가중치보다 2만큼 감소시킨다.
한편, 도 14에 도시된 예와 도 12에 도시된 예를 비교하면, 도 14에 도시된 예에서는 주사선의 상승에 따라, 주사선 상의 픽셀들의 가중치 계산을 위해 윤곽선 선분과 주사선의 교차점에 대응하는 가중치 전이점과 유효 전이점에서만 가중치 변화량을 계산하면 되므로, 도 12에 도시된 예와 비교하여 가중치 계산을 위해 요구되는 가중치 계산을 위해 요구되는 계산량을 감소시킬 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델의 비트맵 생성 방법의 순서도이다. 도 15에 도시된 방법은 예를 들어, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 15를 참조하면, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 3차원 프린터의 출력 방향에 평행한 방향으로 3차원 모델을 절단한 단면의 윤곽선을 포함하는 복수의 평면을 생성한다(1510).
이후, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 생성된 복수의 평면 각각을 출력 방향에 수직한 방향으로 래스터화한다(1520).
이후, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 복수의 평면 각각에서 각각의 평면과 3차원 모델이 교차하는 윤곽선을 구성하는 윤곽선 선분에 기초한 가중치 전이점을 이용하여, 픽셀의 가중치를 계산한다(1530).
이때, 가중치 전이점은 예를 들어, 윤곽선을 구성하는 윤곽선 선분의 시작 시점 중 래스터화를 위한 주사선의 상단에 위치하는 윤곽선 선분의 시작 지점, 윤곽선 선분의 종결 지점 중 주사선의 상단에 위치하는 윤곽선 선분의 종결 지점 및 주사선과 윤곽선 선분의 교차 지점 각각에 대응하는 출력 방향에 수직한 좌표축 상의 좌표를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 가중치 전이점에 기초하여 주사선 상의 픽셀의 가중치를 증가 또는 감소시키되, 주사선의 주사 방향으로 증가 또는 감소된 가중치를 누적하여 주사선 상의 픽셀들에 대한 가중치를 계산할 수 있다
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 윤곽선 선분이 주사선과 상승 교차하는 경우, 주사선의 주사 방향을 기준으로, 주사선 상의 픽셀 중 교차 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가시킬 수 있다. 또한, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 윤곽선 선분이 주사선과 하강 교차하는 경우, 주사선의 주사 방향을 기준으로, 주사선 상의 픽셀 중 교차 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 감소시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 주사선의 주사 방향을 기준으로, 주사선 상의 픽셀 중 주사선 상단에 위치한 윤곽선 선분의 시작 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가시키고, 주사선 상단에 위치한 윤곽선 선분의 종결 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 주사선 상의 픽셀 중 주사선 상단에 위치한 윤곽선 선분의 시작 지점에 대응하는 가중치 전이점 및 주사선 상단에 위치하는 윤곽선 선분의 종결 지점에 대응하는 가중치 전이점 중 유효 전이점과 무효 전이점을 판단하고, 주사선의 주사 방향을 기준으로 주사선 상의 픽셀 중 유효 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가 또는 감소시킬 수 있다.
이후, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 계산된 가중치에 기초하여 래스터화에 의해 생성된 각 픽셀의 유형을 판단한다(1540). 한편, 상술한 래스터화 및 픽셀 유형 판단은 복수의 평면 각각에 대해 순차적으로 수행될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 하나 이상의 평면에 대해 병렬적으로 수행될 수도 있다.
이후, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 출력 방향의 좌표가 동일한 픽셀들을 병합하여 출력 방향에 수직한 평면에 대한 비트맵을 생성한다(1550).
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀 유형 판단 과정을 나타낸 순서도이다.
도 16에 도시된 방법은 예를 들어, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 16을 참조하면, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 래스터화에 의해 생성된 픽셀이 윤곽선 외부에 존재하는지 여부를 판단한다(1610).
예를 들어, 윤곽선 내부에 존재하는 픽셀은 래스터화에 의해 픽셀 값이 채워지나 윤곽선 외부에 존재하는 픽셀은 래스터화에 의해 픽셀 값이 채워지지 않으므로, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 각 픽셀들의 픽셀 값에 기초하여 생성된 픽셀이 윤곽선 외부에 존재하는 픽셀인지 여부를 판단할 수 있다.
한편, 래스터화에 의해 생성된 픽셀이 윤곽선 상에 존재하거나 윤곽선 내부에 존재하는 경우, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 해당 픽셀을 파트재 영역에 해당하는 픽셀로 판단한다(1620).
반면, 래스터화에 의해 생성된 픽셀이 윤곽선 외부에 존재하는 경우, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 각 픽셀의 가중치가 0보다 큰지 여부를 판단하고(1630), 가중치가 0보다 큰 경우, 해당 픽셀을 지지재 영역에 해당하는 픽셀로 판단한다(1640).
반면, 계산된 가중치가 0인 경우, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 해당 픽셀을 빈 공간에 해당하는 픽셀로 판단한다(1650).
도 17은 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 3차원 모델의 비트맵 생성 방법의 순서도이다.
도 17에 도시된 방법은 예를 들어, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 17을 참조하면, 3차원 프린터의 출력 방향에 평행한 방향으로 3차원 모델을 절단한 단면의 윤곽선을 포함하는 복수의 평면을 생성한다(1710).
이후, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 출력 방향의 좌표를 최하단 좌표로 설정하고(1720), 최하단 좌표를 기준으로 생성된 복수의 평면 각각을 출력 방향에 수직한 방향으로 래스터화한다(1730).
이후, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 복수의 평면 각각에서 각각의 평면과 3차원 모델이 교차하는 윤곽선을 구성하는 윤곽선 선분에 기초한 가중치 전이점을 이용하여, 픽셀의 가중치를 계산한다(1740). 이때, 가중치 계산은 예를 들어, 도 15에서 설명한 예에 따라 수행될 수 있다.
이후, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 계산된 픽셀의 가중치를 이용하여 래스터화에 의해 생성된 각 픽셀의 유형을 판단한다(1750). 이때, 픽셀 유형 판단은 예를 들어, 도 16에 도시된 예에 의해 수행될 수 있다.
이후, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 생성된 픽셀들을 병합하여 출력 방향에 수직한 평면에 대한 비트맵을 생성한다(1760).
이후, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 출력 방향의 좌표를 증가시킨다(1770). 이때, 증가량은 미리 설정된 값을 이용할 수 있다.
이때, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 증가된 출력 방향의 좌표가 3차원 모델의 최상단 좌표보다 작거나 같은 경우(1780), 1730 단계 내지 1770 단계를 반복 수행한다.
반면, 3차원 모델의 비트맵 생성 장치(100)는 증가된 출력 방향의 좌표가 3차원 모델의 최상단 좌표보다 큰 경우(1780), 래스터화 및 비트맵 생성을 종료한다.
한편, 도 15 내지 도 17에 도시된 순서도에서는 상기 방법을 복수 개의 단계로 나누어 기재하였으나, 적어도 일부의 단계들은 순서를 바꾸어 수행되거나, 다른 단계와 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 단계들로 나뉘어 수행되거나, 또는 도시되지 않은 하나 이상의 단계가 부가되어 수행될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예는 본 명세서에서 기술한 방법들을 컴퓨터상에서 수행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 기록매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나, 또는 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상적으로 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체, 플로피 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 3차원 모델의 비트맵 생성 장치
110: 평면 생성부
130: 래스터화부
150: 비트맵 생성부

Claims (29)

  1. 3차원 프린터의 출력 방향에 평행한 방향으로 3차원 모델을 절단한 단면의 윤곽선을 포함하는 복수의 평면을 생성하는 평면 생성부;
    상기 복수의 평면 각각에 대해 상기 출력 방향에 수직한 방향으로 래스터화(rasterize)하되, 상기 윤곽선을 구성하는 윤곽선 선분에 기초한 가중치 전이점을 이용하여 픽셀의 가중치를 계산하고, 상기 가중치에 기초하여 상기 래스터화에 의해 생성된 각 픽셀의 유형을 판단하는 래스터화부;
    상기 출력 방향의 좌표가 동일한 픽셀들을 병합하여, 상기 출력 방향에 수직한 평면에 대한 비트맵을 생성하는 비트맵 생성부를 포함하는 3차원 모델의 비트맵 생성 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가중치 전이점은, 상기 윤곽선 선분의 시작 지점 중 상기 래스터화를 위한 주사선의 상단에 위치하는 시작 지점, 상기 윤곽선 선분의 종결 지점 중 상기 주사선의 상단에 위치하는 종결 지점 및 상기 주사선과 상기 윤곽선 선분의 교차 지점 각각에 대응하는 상기 출력 방향에 수직한 좌표축 상의 좌표인 3차원 모델의 비트맵 생성 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 래스터화부는, 상기 가중치 전이점에 기초하여 상기 주사선 상의 픽셀의 가중치를 증가 또는 감소시키되, 상기 주사선의 주사 방향으로 증가 또는 감소된 가중치를 누적하여 상기 주사선 상의 픽셀들에 대한 가중치를 계산하는 3차원 모델의 비트맵 생성 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 래스터화부는, 상기 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 주사선의 상단에 위치하는 시작 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가시키는 3차원 모델의 비트맵 생성 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 래스터화부는, 상기 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 주사선의 상단에 위치하는 종결 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 감소시키는 3차원 모델의 비트맵 생성 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 래스터화부는, 상기 교차 지점에서 상기 윤곽선 선분이 상승 교차하는 경우, 상기 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 교차 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가시키는 3차원 모델의 비트맵 생성 장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 래스터화부는, 상기 교차 지점에서 상기 윤곽선 선분이 하강 교차하는 경우, 상기 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 교차 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 감소시키는 3차원 모델의 비트맵 생성 장치.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 래스터화부는, 상기 주사선의 상단에 위치하는 시작 시점에 대응하는 가중치 전이점 및 상기 주사선의 상단에 위치하는 종결 지점에 대응하는 가중치 전이점 중 유효 전이점과 무효 전이점을 판단하고, 상기 주사선의 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 유효 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가 또는 감소시키는 3차원 모델의 비트맵 생성 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 유효 전이점은, 상기 주사선의 상단에 위치하는 하나의 시작 지점과 다른 하나의 시작 지점이 동일한 위치에 존재하거나, 상기 주사선의 상단에 위치하는 하나의 종결 지점과 다른 하나의 종결 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점에 대응하는 가중치 전이점인 3차원 모델의 비트맵 생성 장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 무효 전이점은, 상기 주사선의 상단에 위치하는 하나의 종결 지점과 하나의 시작 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점에 대응하는 가중치 전이점인 3차원 모델의 비트맵 생성 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 래스터화부는, 상기 윤곽선 상에 위치하거나 상기 윤곽선 내부에 존재하는 픽셀을 파트재 영역에 해당하는 픽셀로 판단하는 3차원 모델의 비트맵 생성 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 래스터화부는, 상기 윤곽선 외부에 위치한 픽셀 중 가중치가 0보다 큰 픽셀을 지지재 영역에 해당하는 픽셀로 판단하는 3차원 모델의 비트맵 생성 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 래스터화부는, 상기 윤곽선 외부에 위치한 픽셀 중 상기 가중치가 0인 픽셀을 빈 공간 영역에 해당하는 픽셀로 판단하는 3차원 모델의 비트맵 생성 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 래스터화부는, 상기 복수의 평면 각각에 대하여 상기 출력 방향의 좌표를 순차적으로 증가시키면서 상기 출력 방향의 좌표를 기준으로 상기 출력 방향에 수직한 방향으로 래스터화하는 3차원 모델의 비트맵 생성 장치.
  15. 3차원 프린터의 출력 방향에 평행한 방향으로 3차원 모델을 절단한 단면의 윤곽선을 포함하는 복수의 평면을 생성하는 단계;
    상기 복수의 평면 각각에 대해 상기 출력 방향에 수직한 방향으로 래스터화(rasterize)하는 단계;
    상기 윤곽선을 구성하는 윤곽선 선분에 기초한 가중치 전이점을 이용하여 픽셀의 가중치를 계산하는 단계;
    상기 가중치에 기초하여 상기 래스터화에 의해 생성된 각 픽셀의 유형을 판단하는 단계; 및
    상기 출력 방향의 좌표가 동일한 픽셀들을 병합하여, 상기 출력 방향에 수직한 평면에 대한 비트맵을 생성하는 단계를 포함하는 3차원 모델의 비트맵 생성 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 가중치 전이점은, 상기 윤곽선 선분의 시작 지점 중 상기 래스터화를 위한 주사선의 상단에 위치하는 시작 지점, 상기 윤곽선 선분의 종결 지점 중 상기 주사선의 상단에 위치하는 종결 지점 및 상기 주사선과 상기 윤곽선 선분의 교차 지점 각각에 대응하는 상기 출력 방향에 수직한 좌표축 상의 좌표인 3차원 모델의 비트맵 생성 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 픽셀의 가중치를 계산하는 단계는, 상기 가중치 전이점에 기초하여 상기 주사선 상의 픽셀의 가중치를 증가 또는 감소시키되, 상기 주사선의 주사 방향으로 증가 또는 감소된 가중치를 누적하여 상기 주사선 상의 픽셀들에 대한 가중치를 계산하는 3차원 모델의 비트맵 생성 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 픽셀의 가중치를 계산하는 단계는, 상기 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 주사선의 상단에 위치하는 시작 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가시키는 3차원 모델의 비트맵 생성 방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 픽셀의 가중치를 계산하는 단계는, 상기 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 주사선의 상단에 위치하는 종결 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 감소시키는 3차원 모델의 비트맵 생성 방법.
  20. 청구항 17에 있어서,
    상기 픽셀의 가중치를 계산하는 단계는, 상기 교차 지점에서 상기 윤곽선 선분이 상승 교차하는 경우, 상기 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 교차 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가시키는 3차원 모델의 비트맵 생성 방법.
  21. 청구항 17에 있어서,
    상기 픽셀의 가중치를 계산하는 단계는, 상기 교차 지점에서 상기 윤곽선 선분이 하강 교차하는 경우, 상기 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 교차 지점에 대응하는 가중치 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 감소시키는 3차원 모델의 비트맵 생성 방법.
  22. 청구항 17에 있어서,
    상기 픽셀의 가중치를 계산하는 단계는, 상기 주사선의 상단에 위치하는 시작 시점에 대응하는 가중치 전이점 및 상기 주사선의 상단에 위치하는 종결 지점에 대응하는 가중치 전이점 중 유효 전이점과 무효 전이점을 판단하고, 상기 주사선의 주사 방향을 기준으로 상기 주사선 상의 픽셀 중 상기 유효 전이점 이후의 픽셀에 대한 가중치를 증가 또는 감소시키는 3차원 모델의 비트맵 생성 방법.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 유효 전이점은, 상기 주사선의 상단에 위치하는 하나의 시작 지점과 다른 하나의 시작 지점이 동일한 위치에 존재하거나, 상기 주사선의 상단에 위치하는 하나의 종결 지점과 다른 하나의 종결 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점에 대응하는 가중치 전이점인 3차원 모델의 비트맵 생성 방법.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 무효 전이점은, 상기 주사선의 상단에 위치하는 하나의 종결 지점과 하나의 시작 지점이 동일한 위치에 존재하는 지점에 대응하는 가중치 전이점인 3차원 모델의 비트맵 생성 방법.
  25. 청구항 15에 있어서,
    상기 판단하는 단계는, 상기 윤곽선 상에 위치하거나 상기 윤곽선 내부에 존재하는 픽셀을 파트재 영역에 해당하는 픽셀로 판단하는 3차원 모델의 비트맵 생성 방법.
  26. 청구항 15에 있어서,
    상기 판단하는 단계는, 상기 윤곽선 외부에 위치한 픽셀 중 가중치가 0보다 큰 픽셀을 지지재 영역에 해당하는 픽셀로 판단하는 3차원 모델의 비트맵 생성 방법.
  27. 청구항 15에 있어서,
    상기 판단하는 단계는, 상기 윤곽선 외부에 위치한 픽셀 중 상기 가중치가 0인 픽셀을 빈 공간 영역에 해당하는 픽셀로 판단하는 3차원 모델의 비트맵 생성 방법.
  28. 청구항 15에 있어서,
    상기 래스터화하는 단계는, 상기 복수의 평면 각각에 대하여 상기 출력 방향의 좌표를 순차적으로 증가시키면서 상기 출력 방향의 좌표를 기준으로 상기 출력 방향에 수직한 방향으로 래스터화하는 3차원 모델의 비트맵 생성 방법.
  29. 하드웨어와 결합되어,
    3차원 프린터의 출력 방향에 평행한 방향으로 3차원 모델을 절단한 단면의 윤곽선을 포함하는 복수의 평면을 생성하는 단계;
    상기 복수의 평면 각각에 대해 상기 출력 방향에 수직한 방향으로 래스터화(rasterize)하는 단계;
    상기 윤곽선을 구성하는 윤곽선 선분에 기초한 가중치 전이점을 이용하여 픽셀의 가중치를 계산하는 단계;
    상기 가중치에 기초하여 상기 래스터화에 의해 생성된 각 픽셀의 유형을 판단하는 단계; 및
    상기 출력 방향의 좌표가 동일한 픽셀들을 병합하여, 상기 출력 방향에 수직한 평면에 대한 비트맵을 생성하는 단계를 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
KR1020150068029A 2015-05-15 2015-05-15 3차원 모델의 비트맵 생성 장치 및 방법 KR101682807B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150068029A KR101682807B1 (ko) 2015-05-15 2015-05-15 3차원 모델의 비트맵 생성 장치 및 방법
US15/154,012 US20160332385A1 (en) 2015-05-15 2016-05-13 Apparatus and method for generating bitmap of 3-dimensional model

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150068029A KR101682807B1 (ko) 2015-05-15 2015-05-15 3차원 모델의 비트맵 생성 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160134263A true KR20160134263A (ko) 2016-11-23
KR101682807B1 KR101682807B1 (ko) 2016-12-05

Family

ID=57276776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150068029A KR101682807B1 (ko) 2015-05-15 2015-05-15 3차원 모델의 비트맵 생성 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20160332385A1 (ko)
KR (1) KR101682807B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113681898A (zh) * 2021-09-17 2021-11-23 珠海赛纳三维科技有限公司 三维物体打印方法、数据处理装置及计算机设备

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10317881B2 (en) 2017-03-01 2019-06-11 General Electric Company Parallelized CAD using multi laser additive printing
CN108664723A (zh) * 2018-05-08 2018-10-16 湖南大学 复杂模型进行数字化建模的实现方法、装置和电子设备
KR102098166B1 (ko) * 2018-06-29 2020-04-08 헵시바주식회사 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법
CN115139528B (zh) * 2022-06-10 2024-04-16 深圳市纵维立方科技有限公司 一种3d打印中的切片处理方法、装置、存储介质和电子设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100450358B1 (ko) 1995-09-27 2004-11-16 3디 시스템즈 인코오퍼레이티드 선택적피착모델링시스템에서의데이타조작및시스템제어방법및장치
JP2015024631A (ja) * 2013-07-29 2015-02-05 ローランドディー．ジー．株式会社 スライスデータ作成装置、スライスデータ作成方法、プログラムおよびコンピューター読み取り可能な記録媒体
KR20150047315A (ko) * 2013-10-24 2015-05-04 삼성전자주식회사 컴퓨터 보조 진단 방법 및 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100450358B1 (ko) 1995-09-27 2004-11-16 3디 시스템즈 인코오퍼레이티드 선택적피착모델링시스템에서의데이타조작및시스템제어방법및장치
JP2015024631A (ja) * 2013-07-29 2015-02-05 ローランドディー．ジー．株式会社 スライスデータ作成装置、スライスデータ作成方法、プログラムおよびコンピューター読み取り可能な記録媒体
KR20150047315A (ko) * 2013-10-24 2015-05-04 삼성전자주식회사 컴퓨터 보조 진단 방법 및 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113681898A (zh) * 2021-09-17 2021-11-23 珠海赛纳三维科技有限公司 三维物体打印方法、数据处理装置及计算机设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR101682807B1 (ko) 2016-12-05
US20160332385A1 (en) 2016-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101682807B1 (ko) 3차원 모델의 비트맵 생성 장치 및 방법
JP4621618B2 (ja) 図形描画装置、図形描画方法、およびプログラム
US8994726B1 (en) Systems and methods for preparing a model of an environment for display
US20100188404A1 (en) Single-pass bounding box calculation
KR102370617B1 (ko) 적응적 샘플링을 수행하여 영상을 처리하는 방법 및 장치.
EP2985735B1 (en) Method and apparatus for performing tile-based path rendering
US7982735B2 (en) Method, apparatus, and medium for three-dimensionally transforming and visualizing two-dimensional flyover data in three-dimensional graphics environment
KR102443697B1 (ko) 경로 스트로크를 수행하는 방법 및 장치
KR101566167B1 (ko) 3차원 공간정보에서 지형 데이터를 이용한 객체 렌더링 방법
EP2589933B1 (en) Navigation device, method of predicting a visibility of a triangular face in an electronic map view
JP2006185444A (ja) 進化的最適化方法および自由形状変形方法
JP2009134620A (ja) 描画装置、描画プログラムおよび描画方法
KR20130092055A (ko) 영상 처리 장치 및 방법
JP4564506B2 (ja) 自由形状変形（ＦｒｅｅＦｏｒｍＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）の拡張直接操作（ＥｘｔｅｎｄＤｉｒｅｃｔＭａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ）法による進化的デザイン最適化（ＥｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙＤｅｓｉｇｎＯｐｔｉｍｉｓａｔｉｏｎ）
JP2009301284A (ja) 描画装置および方法
JP7187234B2 (ja) 三次元形状作成装置、三次元形状作成方法および三次元形状作成プログラム
KR101676576B1 (ko) 3차원 모델의 복셀화 및 각 복셀의 속성 할당 장치 및 방법
KR102354989B1 (ko) 경로 렌더링을 위한 타일 비닝을 수행하는 방법 및 장치.
KR101682296B1 (ko) 3차원 프린터 장치 및 상기 장치에서의 3차원 오브젝트 배치 방법
KR101682298B1 (ko) 3차원 모델의 비트맵 생성 장치 및 방법
JP4771807B2 (ja) コンピュータ支援設計装置、そのプログラム及び方法
JP2019526111A5 (ko)
KR101573168B1 (ko) 3차원 모델의 비트맵 생성 장치 및 방법
JP2023084699A (ja) 製造及び構造性能を促進するフィーチャ厚制御を用いるコンピュータ支援ジェネレーティブ設計
JP6590606B2 (ja) 画像処理装置、画像処理方法、プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right