KR20210049498A - 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기 활용을 위한 bim 데이터 변환/추출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 단일의 BIM 데이터 변환 엔진을 이용해 OBJ 포맷의 형상 데이터, MTL 포맷의 재료 및 재질 데이터 및 JSON 포맷의 속성 데이터를 단일의 프로세스로 손실/누락 없이 한번에 추출할 수 있기 때문에, 데이터 변환 및 추출 작업이 단순화되어 업무 효율성이 매우 향상될 수 있다. 또한, BIM 모델을 객체별 공종으로 분류하여 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기에서 바로 BIM 모델을 공종으로 필터링하여 활용할 수 있다. 또한, 대용량 BIM 모델의 경우에도 분할 저장 기능을 지원하여 데이터 용량 문제없이 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기에서 활용할 수 있다. 또한, BIM 모델의 각각의 객체별 필요한 주요 속성 정보만 추출하여 데이터 용량을 줄이고, 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기에서 필요한 속성 정보만 확인할 수 있다. 또한, 별도의 연동작업 및 재질 툴 사용 없이 BIM 모델의 재료 및 재질 정보를 한 번에 추출하여, 맵핑 작업이 불필요하며 업무 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

웹브라우저 및 가상/증강현실 기기 활용을 위한 BIM 데이터 변환/추출 방법{Method of extracting and converting BIM data for Web Browser and VR/AR Application}

본 발명은 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기 활용을 위한 BIM 데이터 변환/추출 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 BIM 데이터를 웹브라우저, 가상/증강현실 기기에서 사용할 수 있는 포맷으로 데이터 손실 없이 변환하고 추출할 수 있는 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기 활용을 위한 BIM 데이터 변환/추출 방법에 관한 것이다.

일반적으로 BIM(Building Information Modeling, 건축 정보 모델)는 3차원 정보 모델을 기반으로 시설물의 생애주기에 걸쳐 발생하는 모든 정보를 통합하여 활용 가능하도록 시설물의 형상, 속성 등을 정보로 표현한 디지털 모형이다.

즉, BIM은 시설물을 표현하는 하나의 정보 집합이며, 특정 소프트웨어에서 만든 하나 혹은 여러개의 3D 모델 데이터에 해당한다. 예를 들어, Revit 모델, ArchiCAD 모델 등이 있다.

종래에는 BIM 데이터를 가상현실 기기에서 가상 현실 시뮬레이션에 활용하고자 할 경우, BIM 모델을 국제표준 BIM 데이터 중립 포맷 (IFC) 또는 Autodesk 표준 그래픽 교환 포맷 (FBX) 으로 변환하여 내보내게 되는데, 이 경우 속성 및 재료/재질 데이터의 손실이 발생되는 문제점이 있다. 따라서 별도의 렌더링툴 (3ds Max 등)을 이용하여 누락된 재료/재질을 맵핑하는 재작업을 해야 하는 번거로움이 있다.

BIM 데이터는 객체 기반의 형상정보 및 속성정보를 기반으로 상당한 정보를 포함한 대용량 데이터이며, 이에 따라 렌더링을 해야 하는 형상의 수도 증가하게 된다, 예를 들어 BIM 데이터를 IFC 또는 FBX 포맷으로 내보낼 시, IFC와 FBX 파일은 일반 텍스트 파일로서 원본파일에 비해 매우 큰 용량을 차지하여 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기에서 활용할 수 있는 물리적인 여유 메모리 한계를 넘어 작업이 불가능하다.

또한, BIM 데이터는 수많은 3D 객체들의 형상과 속성 정보로 구성된다. Autodesk Revit의 경우 모든 객체 속성은 각 객체별로 적용되는 속성과 객체의 유형별로 적용되는 유형 속성으로 구분된다. 하나의 객체는 많은 속성 정보를 포함하고 있으며, 이를 그대로 추출할 시 불필요한 속성 정보들까지 추출되어 데이터의 양만 커지게 된다.

또한 BIM 데이터 제작 도구로 주로 쓰이는 Autodesk Revit의 경우 Autodesk Material Library를 사용하여 작성된 BIM 모델을 IFC 또는 FBX 포맷으로 변환하여 내보낼시, 데이터 상호 호환의 문제로 재료/재질 정보가 누락되는 문제점이 있다. 따라서 별도의 렌더링툴 (3ds Max 등)을 이용하여 모든 재료/재질에 대하여 Standard Material로 재지정하고 좌표계를 일치화하는 맵핑 작업을 한 번 더 거쳐야한다.

한국등록특허 제10-1754294호

본 발명의 목적은, BIM 데이터의 3차원 객체 정보를 데이터의 손실 없이 변환/추출할 수 있는 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기 활용을 위한 BIM 데이터 변환/추출 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기 활용을 위한 BIM 데이터 변환/추출 방법은, BIM 데이터 변환 엔진의 객체 필터링 모듈이 BIM 모델의 객체들을 공종으로 분류하는 단계와; 상기 객체 필터링 모듈이 데이터를 변환/추출할 객체를 선택하는 단계와; 상기 BIM 데이터 변환 엔진의 형상 경량화 모듈이 상기 BIM 모델에 대한 BIM 데이터로부터 상기 선택된 객체에 대한 형상 정보를 경량화하고 OBJ 포맷의 형상 데이터로 변환하여 추출하고, 상기 BIM 데이터 변환 엔진의 재료/재질 맵핑 모듈이 상기 BIM 데이터로부터 상기 경량화된 객체에 대한 재료와 재질 정보를 MTL 포맷의 재료/재질 데이터로 변환하여 추출하고, 상기 BIM 데이터 변환 엔진의 속성 필터링 모듈이 상기 BIM 데이터로부터 상기 경량화된 객체에 대한 속성 정보를 JSON 포맷의 속성 데이터로 변환하여 추출하는 단계를 포함한다.

본 발명은, 단일의 BIM 데이터 변환 엔진을 이용해 OBJ 포맷의 형상 데이터, MTL 포맷의 재료/재질 데이터 및 JSON 포맷의 속성 데이터를 단일의 프로세스로 손실/누락 없이 한번에 추출할 수 있기 때문에, 데이터 변환 및 추출 작업이 단순화되어 업무 효율성이 매우 향상될 수 있다.

또한, BIM 모델을 객체별 공종으로 분류하여 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기에서 바로 BIM 모델을 공종으로 필터링하여 활용할 수 있다.

또한, 대용량 BIM 모델의 경우에도 분할 저장 기능을 지원하여 데이터 용량 문제없이 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기에서 활용할 수 있다.

또한, BIM 모델의 각각의 객체별 필요한 주요 속성 정보만 추출하여 데이터 용량을 줄이고, 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기에서 필요한 속성 정보만 확인할 수 있다.

또한, 별도의 연동작업 및 재질 툴 사용 없이 BIM 모델의 재료/재질 정보를 한 번에 추출하여, 맵핑 작업이 불필요하며 업무 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 재질의 환경광(AMBIENT), 난반사(DIFFUSE), 정반사(SPECULAR) 값도 추출하여 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기에서 객체의 표면과 재질을 보다 사실적으로 표현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기 활용을 위한 BIM 데이터 변환 엔진의 구성이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기 활용을 위한 BIM 데이터 변환/추출 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 3은 도 2에 도시된 데이터 추출 단계를 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 객체 선택 방법을 나타낸 유저인터페이스의 예를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, BIM(Building Information Modeling) 데이터를 웹 브라우저, 태블릿 PC, 스마트 글래스 등의 가상/증강현실 기기에서 활용할 수 있는 포맷의 데이터로 변환하여 추출하는 방법이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기 활용을 위한 BIM 데이터 변환 엔진의 구성이 개략적으로 도시된 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기 활용을 위한 BIM 데이터 변환 엔진(10)은, 객체 필터링 모듈(11), 형상 경량화 모듈(12), 재료 및 재질 맵핑 모듈(13) 및 속성 필터링 모듈(14)을 포함한다.

상기 객체 필터링 모듈(11)은, BIM 모델로부터 객체별 공종을 분류한다.

상기 형상 경량화 모듈(12)은, 상기 BIM 모델에 대한 BIM 데이터로부터 객체에 대한 형상 정보를 경량화하고, OBJ 포맷의 형상 데이터로 변환하여 추출한다.

상기 재료 및 재질 맵핑 모듈(13)은, 상기 BIM 데이터로부터 상기 경량화된 객체에 대한 재료(Material)와 재질(Texture) 정보를 MTL 포맷의 재료 및 재질 데이터로 변환하여 추출한다.

상기 속성 필터링 모듈(14)은, 상기 BIM 데이터로부터 상기 경량화된 객체에 대한 속성 정보를 JSON 포맷의 속성 데이터로 변환하여 추출한다.

상기 BIM 데이터 변환 엔진(10)은, BIM 데이터 저작 도구 중 Autodesk Revit을 기반으로 개발될 수 있다.

상기와 같이 구성된 BIM 데이터 변환 엔진을 이용하여 데이터 변환/추출하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기 활용을 위한 BIM 데이터 변환/추출 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가상/증강현실 기기 활용을 위한 BIM 데이터 변환/추출 방법은, BIM 모델 표시 단계(S10), 공종 분류 단계(S20), 객체 선택 단계(S30) 및 데이터 변환/추출 단계(S40)를 포함한다.

상기 BIM 모델 표시 단계(S10)는, 상기 BIM 데이터 변환 엔진이 BIM 모델을 불러들여 유저 인터페이스 화면에 표시하는 단계이다.

여기서, BIM 모델은 Revit 모델인 것으로 예를 들어 설명하고, Revit으로부터 BIM 모델에 대한 모든 데이터도 함께 입력받는 것으로 예를 들어 설명한다.

상기 공종 분류 단계(S20)는, 상기 객체 필터링 모듈(11)이 추후 데이터 활용을 위해 모델링된 객체들을 공종으로 분류해주는 단계이다. 상기 공종은, 건축, 구조, 건축/구조 및 설비 등을 포함하는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 다양하게 적용가능하다. 상기 BIM 데이터를 상기 공종으로 필터링하여 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기에서 바로 활용할 수 있다.

상기 객체 선택 단계(S30)는, 상기 객체 필터링 모듈(11)이 변환/추출할 BIM 모델의 객체를 선택하는 단계이다.

상기 객체 선택 단계(S30)에서는, 상기 객체 필터링 모듈(11)이 현재 뷰(View)의 모든 객체를 선택하는 것도 가능하고, 작업자가 선택한 객체만을 필터링하는 것도 가능하다.

도 4를 참조하면, 작업자가 상기 BIM 모델의 공종과 객체를 각각 선택한 후, 화면에 표시된 추출하기를 선택하면, 상기 데이터 변환/추출 단계(S40)가 수행된다.

도 3은 도 2에 도시된 데이터 변환/추출 단계를 나타낸 순서도이다.

도 3을 참조하면, 상기 데이터 변환/추출 단계(S40)는, 상기 선택된 객체에 대한 형상 데이터, 재료 및 재질 데이터 및 속성 데이터를 한번에 추출하는 단계이다.

먼저, 상기 형상 경량화 모듈(12)은 상기 선택된 객체를 경량화시킨다.(S41)

상기 형상 경량화 모듈(12)은, 상기 선택된 3차원 객체를 구성하는 메시(Mesh)의 정점(Vertex), 변(Edge), 면(Face)을 감소시켜 선택된 객체들을 경량화시킨다. 상기 객체에 대해 중첩되는 정점, 변, 면을 삭제하여, 각각의 개수를 최소화시켜 경량화시킨다.

상기 재료 및 재질 맵핑 모듈(13)은, 상기 경량화된 객체에 대한 재료 및 재질 정보를 단일 MTL 포맷의 재료 및 재질 데이터로 변환하여 추출한다.(S42)

이 때, 표준 포맷에서 지원하지 않는 일부 데이터의 손실 발생으로 인한 BIM 모델의 재료 및 재질 손상을 방지하기 위해 상기 재료 및 재질 맵핑 모듈이 상기 BIM 모델의 재료 및 재질 라이브러리를 표준 포맷으로 변환하고, 상기 경량화된 객체를 동일 재질끼리 그룹화하여 중복 재질을 제거하는 등의 자동 맵핑 작업을 통해 재료 및 재질 데이터를 변환하고 추출한다.

상기 재료 및 재질 데이터는 재질의 환경광(AMBIENT), 난반사(DIFFUSE), 정반사(SPECULAR) 값도 포함한다.

한편, 상기 형상 경량화 모듈(12)은, 상기 객체에 대한 형상 정보를 경량화시킨 후, 상기 형상 데이터의 파일 용량이 웹 브라우저 및 가상/증강현실 기기에 따라 미리 설정된 설정 파일 용량 미만인지 판단한다.(S43)

여기서, 설정 파일 용량은 약 150MB인 것으로 예를 들어 설명한다.

상기 형상 경량화 모듈(12)은, 상기 형상 데이터의 파일 용량이 상기 설정 파일 용량 미만이면, 상기 경량화된 객체에 대해 OBJ 포맷의 형상 데이터로 변환하여 분할없이 그대로 추출한다.(S44)

상기 속성 필터링 모듈(14)은, 상기 경량화된 객체에 대한 속성 데이터를 JSON 포맷으로 변환하여 분할없이 그대로 추출한다.(S45)

한편, 상기 형상 경량화 모듈(12)은, 상기 형상 데이터의 파일 용량이 상기 설정 파일 용량 이상이면, 상기 경량화된 객체에 대해 OBJ 포맷의 형상 데이터로 변환하되, 상기 형상 데이터를 분할하여 추출한다.(S46)

상기 속성 필터링 모듈(14)은, 상기 형상 데이터가 분할하여 추출되면, 상기 경량화된 객체에 대한 속성 데이터를 JSON 포맷으로 변환하되, 상기 속성 데이터를 분할하여 추출한다.(S47)

상기 속성 데이터는 상기 형상 데이터의 용량 초과로 형상 데이터를 분할하여 추출하여야할 경우, 상기 속성 데이터도 분할하여 추출한다.

상기 BIM 모델은 해당 건물과 관련된 3차원 형상 데이터와 세부특성 및 내용 등을 포함하는 속성정보 (규격, 공간, 위치, 등)를 모두 담고 있는 데이터다.

상기 속성 필터링 모듈(14)은, 객체별 속성 정보 항목 중 필요한 특정 항목을 분류한 속성정보 목록을 포함하며, 상기 속성 정보는 객체 ID, 공종 분류, 레벨, 치수 등을 포함한다.

상기와 같이 본 발명에서는, 단일의 프로세스로 BIM 데이터의 형상, 재료 및 재질 및 속성 데이터를 각각 OBJ, MTL, JSON 포맷으로 한 번에 변환하여 추출할 수 있기 때문에 데이터 변환 및 추출 작업이 단순화되고 업무 효율성을 향상시킬 수 있다.

또한, BIM 데이터 변환 및 추출시 데이터가 누락되거나 손실되는 현상을 방지할 수 있으므로, 보다 정확한 데이터의 이용이 가능하며, 누락되거나 손실된 데이터를 복구하기 위하여 별도의 툴을 사용할 필요가 없는 이점이 있다.

따라서 웹브라우저 및 가상/증강현실 기기 등 다른 도구에서도 BIM 데이터의 손실 및 용량 제한 없이 효율적으로 활용할 수 있으므로 사용자 편의성이 증대될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: BIM 데이터 변환 엔진 11: 객체 필터링 모듈
12: 형상 경량화 모듈 13: 재료 및 재질 맵핑 모듈
14: 속성 필터링 모듈

Claims (7)

1. BIM 데이터 변환 엔진의 객체 필터링 모듈이 BIM 모델의 객체들을 공종으로 분류하는 단계와;
   상기 객체 필터링 모듈이 데이터를 변환하여 추출할 객체를 선택하는 단계와;
   상기 BIM 데이터 변환 엔진의 형상 경량화 모듈이 상기 BIM 모델에 대한 BIM 데이터로부터 상기 선택된 객체에 대한 형상 정보를 경량화하고 OBJ 포맷의 형상 데이터로 변환하여 추출하고,
   상기 BIM 데이터 변환 엔진의 재료 및 재질 맵핑 모듈이 상기 BIM 데이터로부터 상기 경량화된 객체에 대한 재료와 재질 정보를 MTL 포맷의 재료 및 재질 데이터로 변환하여 추출하고,
   상기 BIM 데이터 변환 엔진의 속성 필터링 모듈이 상기 BIM 데이터로부터 상기 경량화된 객체에 대한 속성 정보를 JSON 포맷의 속성 데이터로 변환하여 추출하는 단계를 포함하는 BIM 데이터 변환/추출 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 형상 경량화 모듈이 상기 형상 데이터를 추출시,
   상기 선택된 객체에 대해 중첩되는 정점(Vertex), 변(Edge), 면(Face)을 삭제하여 경량화시키고, 경량화된 형상 데이터를 추출하는 BIM 데이터 변환/추출 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 형상 경량화 모듈이 상기 형상 데이터를 추출시,
   상기 형상 데이터의 파일 용량이 웹브라우저나 가상/증강현실 기기에 따라 설정된 설정 파일 용량 미만이면 상기 형상 데이터를 분할하지 않고 추출하고,
   상기 설정 파일 용량 이상이면 상기 형상 데이터를 분할하여 추출하는 BIM 데이터 변환/추출 방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 재료 및 재질 맵핑 모듈이 상기 경량화된 객체에 대한 재료 및 재질 데이터를 추출시,
   상기 BIM 모델의 재료 및 재질 라이브러리를 표준 포맷으로 변환하고,
   상기 경량화된 객체를 동일 재질끼리 그룹화하여 중복 재질을 제거하는 자동 맵핑 작업을 수행한 후,
   상기 경량화된 객체에 대한 재료 및 재질 데이터를 단일 MTL 포맷으로 변환하고 추출하는 BIM 데이터 변환/추출 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 속성 필터링 모듈이 상기 경량화된 객체에 대한 속성 데이터를 추출시,
   상기 BIM 데이터에 포함된 객체별 속성표로부터 상기 경량화된 객체에 대한 속성 데이터만 추출하는 BIM 데이터 변환/추출 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 객체를 선택하는 단계는 상기 작업자가 필요한 용도를 선택하는 과정을 더 포함하고,
   상기 속성 필터링 모듈이 상기 속성 데이터의 추출시,
   상기 객체별 속성표로부터 상기 용도와 상기 선택된 객체에 대한 속성 데이터만 추출하는 BIM 데이터 변환/추출 방법.
7. BIM 데이터 변환 엔진이 BIM 모델의 객체들을 공종으로 분류하는 단계와;
   상기 BIM 데이터 변환 엔진이 데이터를 변환/추출할 객체를 선택하는 단계와;
   상기 BIM 데이터 변환 엔진이 상기 BIM 모델에 대한 BIM 데이터로부터 상기 선택된 객체에 대한 형상 정보를 OBJ 포맷의 형상 데이터로 변환하여 추출하고, 상기 BIM 데이터로부터 상기 객체에 대한 재료와 재질 정보를 MTL 포맷의 재료 및 재질 데이터로 변환하여 추출하고, 상기 BIM 데이터로부터 상기 객체에 대한 속성 정보를 JSON 포맷의 속성 데이터로 변환하여 추출하는 단계를 포함하고,
   상기 BIM 데이터 변환 엔진이 상기 객체에 대한 형상 데이터를 추출시,
   상기 객체에 대해 중첩되는 정점(Vertex), 변(Edge), 면(Face)을 삭제하여 경량화시키고, 경량화된 형상 데이터의 파일 용량이 가상/증강현실 기기에 따라 설정된 설정 파일 용량 미만이면 상기 형상 데이터를 추출하고, 상기 설정 파일 용량 이상이면 상기 형상 데이터를 분할하여 추출하고,
   상기 BIM 데이터 변환 엔진이 상기 객체에 대한 재료 및 재질 데이터를 추출시,
   상기 BIM 모델의 재료 및 재질 라이브러리를 표준 포맷으로 변환하고,
   상기 경량화된 객체를 동일 재질끼리 그룹화하여 중복 재질을 제거하는 자동 맵핑 작업을 수행한 후,
   상기 경량화된 객체에 대한 재료 및 재질 데이터를 단일 MTL 포맷으로 변환하여 추출하고,
   상기 BIM 데이터 변환 엔진이 상기 객체에 대한 속성 데이터를 추출시,
   상기 BIM 데이터에 포함된 객체별 속성표로부터 상기 선택된 객체에 대한 속성 데이터만 추출하는 BIM 데이터 변환/추출 방법.

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