KR20230120893A - 자동차 휠의 3차원 모델링 장치, 방법 및 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동차 휠의 3차원 모델링 장치는 자동차 휠에 대한 레퍼런스 이미지 - 레퍼런스 이미지의 각 픽셀은 자동차 휠의 축방향 높이를 음영 정보에 대응하는 밝기로 나타낸 이미지임 - 를 입력받는 사용자 인터페이스 모듈과, 입력된 레퍼런스 이미지의 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 하여 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링하는 모델링 모듈을 포함할 수 있다.
Description
본 출원은, 자동차 휠의 3차원 모델링 장치, 방법 및 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 관한 것이다.
3D 모델링은 가상 공간의 3차원 모델을 통해 현실의 물체를 입체적으로 만들어내는 것으로, 물리적 시뮬레이션, 건축, 디자인 분야 등에서 많이 이용되고 있다.
이러한 3D 모델링을 위해서는 디자이너가 작성한 2D 드로잉 데이터를 기반으로, 다양한 각도에서의 투시 데이터가 필요하며, 이를 바탕으로 디지털 모델링 전문가를 통한 3D 모델링으로의 변환 과정이 필요하며, 이러한 과정에서 개발 시간이나 개발 비용에 대한 부담이 크다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 3차원 모델링에 소요되는 개발 시간 및 개발 비용을 줄일 수 있으며, 스포크의 개수, 오프셋 파라미터, 깊이감 파라미터, 해상도 파라미터를 조절할 경우 이를 반영하여 3차원 형상을 쉽게 제작할 수 있는 자동차 휠의 3차원 모델링 장치, 방법 및 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체를 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 자동차 휠의 3차원 모델링 장치에 있어서, 상기 자동차 휠에 대한 레퍼런스 이미지 - 상기 레퍼런스 이미지의 각 픽셀은 상기 자동차 휠의 축방향 높이를 음영 정보에 대응하는 밝기로 나타낸 이미지임 - 를 입력받는 사용자 인터페이스 모듈; 및 입력된 상기 레퍼런스 이미지의 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 하여 상기 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링하는 모델링 모듈;을 포함하는, 자동차 휠의 3차원 모델링 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 자동차 휠의 3차원 모델링 방법에 있어서, 사용자 인터페이스 모듈에서, 상기 자동차 휠에 대한 레퍼런스 이미지 - 상기 레퍼런스 이미지의 각 픽셀은 상기 자동차 휠의 축방향 높이를 음영 정보에 대응하는 밝기로 나타낸 이미지임 - 를 입력받는 제1 단계; 및 모델링 모듈에서, 입력된 상기 레퍼런스 이미지의 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 하여 상기 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링하는 제2 단계;를 포함하는, 자동차 휠의 3차원 모델링 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 방법을 컴퓨터상에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체가 제공된다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 자동차 휠의 축방향 높이를 음영 정보에 대응하는 밝기로 나타낸 자동차 휠에 대한 레퍼런스 이미지를 구성하는 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 하여 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링함으로써, 3차원 모델링에 소요되는 개발 시간 및 개발 비용을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 스포크의 개수, 오프셋 파라미터, 깊이감 파라미터, 해상도 파라미터를 조절할 경우 이를 반영하여 3차원 형상을 쉽게 모델링할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동차 휠의 3차원 모델링 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 예시적인 사용자 인터페이스 모듈을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 이해를 돕기 위해 간단한 사각 형상의 레퍼런스 이미지에 대하여 음영 정보를 이용하여 3차원 형상으로 모델링하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제약 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 스포크 개수, 오프셋 파라미터를 반영하여 모델링된 3차원 형상을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 깊이감 파라미터 및 해상도 파라미터를 반영하여 모델링된 3차원 형상을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동차 휠의 3차원 모델링 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 도 7의 단계 S703를 구체화한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동차 휠의 3차원 모델링 장치를 전체적으로 또는 부분적으로 구현할 수 있는 컴퓨터 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 예시적인 사용자 인터페이스 모듈을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 이해를 돕기 위해 간단한 사각 형상의 레퍼런스 이미지에 대하여 음영 정보를 이용하여 3차원 형상으로 모델링하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제약 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 스포크 개수, 오프셋 파라미터를 반영하여 모델링된 3차원 형상을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 깊이감 파라미터 및 해상도 파라미터를 반영하여 모델링된 3차원 형상을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동차 휠의 3차원 모델링 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 도 7의 단계 S703를 구체화한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동차 휠의 3차원 모델링 장치를 전체적으로 또는 부분적으로 구현할 수 있는 컴퓨터 장치의 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 더욱 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동차 휠의 3차원 모델링 장치의 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 예시적인 사용자 인터페이스 모듈을 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 이해를 돕기 위해 간단한 사각 형상의 레퍼런스 이미지에 대하여 음영 정보를 이용하여 3차원 형상으로 모델링하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 3차원 모델링 장치(100)는 사용자 인터페이스 모듈(110) 및 모델링 모듈(120)을 포함하여 구성될 수 있다.
우선, 사용자 인터페이스 모듈(110)은, 자동차 휠에 대한 레퍼런스 이미지를 입력받을 수 있다.
상술한 자동차 휠에 대한 레퍼런스 이미지는 도 2에 도시된 사용자 인터페이스 모듈(110)의 도면부호 111에 도시되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 자동차 휠에 대한 레퍼런스 이미지(111)는 자동차 휠을 축 방향(AX)에서 바라본 2차원 이미지로, 레퍼런스 이미지(111)의 각 픽셀은 자동차 휠의 축방향 높이를 음영 정보에 대응하는 밝기로 나타낸 이미지일 수 있다. 상술한 음영 정보는 자동차 휠의 축방향 높이에 비례 또는 반비례하는 밝기를 가진 명도값으로, 예를 들면 0 ~ 255까지의 값일 수 있다.
상술한 레퍼런스 이미지는, 예를 들면 아도브 일러스트레이트(Adobe Illustrator®)를 활용하여 생성될 수 있다.
모델링 모듈(120)은 입력된 레퍼런스 이미지(111)의 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 하여 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링할 수 있다.
구체적으로, 모델링 모듈(120)은 이미지 샘플링을 통해 레퍼런스 이미지를 구성하는 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 치환한 후, 치환된 각 픽셀의 높이값에 레퍼런스 이미지를 형성하는 메시(Mesh)의 각 꼭지점(vertex)을 위치시킴으로써 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링할 수 있다. 상술한 이미지 샘플링은, 예를 들면 라이노(Rhino® 또는 Rhinoceros®) 어플리케이션에서 제공하는 기능으로 수행될 수 있으며, 이에 의하면, 각 픽셀의 이미지의 명도값을 추출할 수 있다.
도 3은 본 발명의 이해를 돕기 위해 간단한 레퍼런스 이미지에 대하여 음영 정보를 이용하여 3차원 형상으로 모델링하는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 이해를 돕기 위해 레퍼런스 이미지(310, 320)는 사각 형상이며, 음영 정보인 명도값은 높이에 비례하는 값으로 가정한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 첫번째 레퍼런스 이미지(310)는 아래쪽(311)은 어두운 색이며 위쪽(312)으로 갈수록 점차 밝아지는 이미지로 구성하였으며, 두번째 레퍼런스 이미지(320)는 중앙부(322)은 균일하게 밝은 색이며, 측부(321)는 어두운 이미지로 구성하였다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 레퍼런스 이미지(310, 320)의 명도값은 높이에 비례하는 값을 가지는바, 이를 기초로 레퍼런스 이미지(310, 320)는 3차원 형상으로 모델링될 수 있다.
즉, 첫번째 레퍼런스 이미지(310)에 대한 3차원 형상(310a)은 아래쪽(311a)부터 위쪽(312a)로 갈수록 높이가 점진적으로 높아지는 형상을 가지며, 두번째 레퍼런스 이미지(320)에 대한 3차원 형상(320a)은 중앙부(322a)가 측부(321a)에 비해 더 높은 형상으로 모델링될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 이미지 샘플링을 이용하여 레퍼런스 이미지를 구성하는 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 하여 3차원 형상을 모델링함으로써, 3차원 모델링에 소요되는 개발 시간 및 개발 비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.
다시 도 2를 참조하면, 사용자 인터페이스 모듈(110)은 제약 조건(112), 스포크 개수(113), 오프셋 파라미터(114), 깊이감 파라미터(115) 및 해상도 파라미터(116)를 더 입력받을 수 있다.
우선, 제약 조건(112)은 3차원 모델링을 위한 곡선들 중 사용자에 의해 지정되어야 하는 곡선으로, 림의 형상 단면 곡선(Rim), 볼트와 간섭을 피하기 위해 지정되어야 하는 캘리퍼 형상 단면 곡선(Offset) 및 각 픽셀의 음영 정보에 대응되는 높이값의 기준을 지정한 곡선(Cutter)을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제약 조건을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서, 커터(cutter)는 각 픽셀의 음영 정보에 대응되는 높이값의 기준을 지정한 곡선(401)으로, 레퍼런스 이미지(111)로부터 추출된 각 픽셀의 음영 정보는 커터(401)와 상한 곡선(406) 사이의 높이값으로 치환될 수 있다.
오프셋(Offset)은 볼트(404)와 간섭을 피하기 위해 지정되어야 하는 캘리퍼의 형상 단면 곡선(402)일 수 있다. 캘리퍼의 형상 단면 곡선(402)으로부터 볼트(404) 사이의 이격 거리는 후술하는 오프셋 파라미터가 될 수 있다.
림(Rim)은 림의 형상 단면 곡선(403)일 수 있다. 미설명된 도면부호 405는 볼트(404)를 수용하는 수용부일 수 있다.
모델링 모듈(120)은 모델링시 상술한 제약 조건(112)을 반영하여 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링할 수 있다.
한편, 스포크 개수(113)는 자동차 휠의 스포크 개수를 의미하며, 레퍼런스 이미지(111)의 스포크 개수(Spoke Count(from))와 변경하고자 하는 스포크 개수(Spoke Count(to))로 구성될 수 있다.
여기서, 사용자가 변경하고자 하는 스포크 개수(Spoke Count(to))를 입력하면, 모델링 모듈(120)은 변경하고자 하는 스포크 개수가 반영된 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링할 수 있다.
구체적으로, 모델링 모듈(120)은 레퍼런스 이미지(111)의 스포크 개수에 따라 레퍼런스 이미지(111)를 자동차 휠의 휠축(AX)을 중심으로 동일한 각도로 분할하여 복수의 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 생성한다. 예를 들면, 도 2에서 레퍼런스 이미지(111)의 스포크 개수는 5개이므로, 휠축(AX)을 중심으로 동일한 각도(360도/5=72도)로 분할된 복수의 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 생성할 수 있다.
이후, 모델링 모듈(120)은 변경하고자 하는 스포크 개수와 레퍼런스 이미지의 스포크 개수의 비율에 따라 복수의 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지 중 하나의 비율을 조정할 수 있다. 예를 들어, 변경하고자 하는 스포크 개수가 6개라면, 스포크 개수의 비율(5/6)에 따라 복수의 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지 중 하나의 비율을 조정할 수 있다.
이후, 모델링 모듈(120)은 비율이 조정된 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 구성하는 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 하여 비율이 조정된 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 부채꼴의 입체 형상으로 변환할 수 있다. 구체적으로는 이미지 샘플링을 통해 비율이 조정된 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 구성하는 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값에 메시의 각 꼭지점을 위치시킴으로써, 비율이 조정된 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 부채꼴의 입체 형상으로 변환할 수 있다.
마지막으로, 모델링 모듈(120)은 변환된 부채꼴의 입체 형상을 변경하고자 하는 스포크 개수만큼 복사한 후, 복사된 부채꼴의 입체 형상을 자동차 휠의 휠축(AX)을 중심으로 배치함으로써 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상술한 자동차 휠은 방사형으로 전개된 알로이 휠일 수 있는바, 이러한 자동차 휠의 특성을 이용하여 변경하고자 하는 스포크 개수에 따라 3차원 형상을 쉽게 모델링할 수 있는 이점이 있다.
한편, 오프셋 파라미터(114)는 캘리퍼와 볼트(404)간의 간섭을 피하기 위한 이격 거리일 수 있다. 이러한 오프셋 파라미터(114)는 레퍼런스 이미지(111)의 오프셋(offset(from))과 변경하고자 하는 오프셋(ofset(to))으로 구성될 수 있다.
깊이감 파라미터(Depth, 115)는 스포크 사이의 영역과 스포크 영역의 음영 정보의 비율을 의미하며, 해상도 파라미터(Resolution, 116)는 모델링된 3차원 형상의 해상도를 의미할 수 있다.
상술한 모델링 모듈(120)은 상술한 변경하고자 하는 오프셋(ofset(to)), 깊이감 파라미터(Depth, 115) 및 해상도 파라미터(Resolution, 116) 중 적어도 하나를 더 반영하여 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 스포크 개수, 오프셋 파라미터를 반영하여 모델링된 3차원 형상을 도시한 도면이다.
우선, 도 5의 (a) 내지 (c)는 다양한 스포크 개수에 따라 모델링된 자동차 휠의 3차원 형상으로, 도면부호 501은 스포크 개수가 5개인 경우, 도면부호 502는 스포크 개수가 6개인 경우, 도면부호 503은 스포크 개수가 7개인 경우 모델링된 3차원 형상을 도시하고 있다.
한편, 도 5의 (d) 및 (e)는 다양한 오프셋 파라미터에 따라 모델링된 자동차 휠의 3차원 형상으로, (d)의 오프셋 파라미터의 값은 (e)의 오프셋 파라미터의 값보다 작은 값을 가진 경우이다. 오프셋 파라미터의 값이 큰 경우의 휠축을 포함한 중앙부(512)의 크기가 오프셋 파라미터의 값이 작은 경우의 휠축을 포함한 중앙부(511)보다 더 커지도록 모델링됨을 알 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 깊이감 파라미터 및 해상도 파라미터를 반영하여 모델링된 3차원 형상을 도시한 도면이다.
도 6의 (a) 내지 (c)는 다양한 깊이감 파라미터를 적용한 경우로, (a)는 깊이감 파라미터의 값이 0.1이며, (b)는 깊이감 파라미터의 값이 0.5이며, (c)는 깊이감 파라미터의 값이 1.0인 경우의 모델링된 3차원 형상이다. 상술한 깊이감 파라미터는 스포크 사이의 영역(601)과 스포크(611)의 음영 정보의 비율을 의미한다.
도 6의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 깊이감 파라미터가 커질수록 스포크(611, 612, 613)의 두께가 증가하도록 모델링됨을 알 수 있다.
한편, 도 6의 (d) 내지 (f)는 다양한 해상도 파라미터를 적용한 경우로, (a)는 해상도 파라미터의 값이 1.0이며, (b)는 해상도 파라미터의 값이 2.0이며, (c)는 해상도 파라미터의 값이 2.5인 경우의 모델링된 3차원 형상이다. (a)의 경우 모델링에 소요되는 시간은 7.6초, (b)의 경우 모델링에 소요되는 시간은 30.7초, (c)의 경우 모델링에 소요되는 시간은 48.5초이다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 필요에 따라 해상도 파라미터의 값을 적절히 조절함으로써, 빠른 모델링 결과를 얻거나 또는 해상도가 높은 모델링 결과를 얻을 수 있는 이점이 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 자동차 휠의 축방향 높이를 음영 정보에 대응하는 밝기로 나타낸 자동차 휠에 대한 레퍼런스 이미지를 구성하는 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 하여 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링함으로써, 3차원 모델링에 소요되는 개발 시간 및 개발 비용을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 스포크의 개수, 오프셋 파라미터, 깊이감 파라미터, 해상도 파라미터를 조절할 경우 이를 반영한 3차원 형상을 쉽게 제작할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 오토데스크 알리아스(Autodesk Alias) 툴 등을 사용하여 모델링된 자동차 휠의 3차원 형상을 여러 구역으로 나누고, 각 구역마다 원하는 재질 또는 색상을 적용할 수도 있음은 물론이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동차 휠의 3차원 모델링 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동차 휠의 3차원 모델링 방법(S700)을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 1 내지 도 6과 중복된 설명은 생략한다.
우선, 도 1 내지 도 7를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동차 휠의 3차원 모델링 방법(S700)은 사용자 인터페이스 모듈(110)에서 자동차 휠에 대한 레퍼런스 이미지(111)를 입력받는 단계에 의해 개시될 수 있다(S701).
상술한 자동차 휠에 대한 레퍼런스 이미지(111)는 자동차 휠을 축 방향(AX)에서 바라본 2차원 이미지로, 레퍼런스 이미지(111)의 각 픽셀은 자동차 휠의 축방향 높이를 음영 정보에 대응하는 밝기로 나타낸 이미지일 수 있음은 상술한 바와 같다.
이후, 모델링 모듈(120)은 입력된 레퍼런스 이미지(111)의 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 하여 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링할 수 있다(S702).
구체적으로, 모델링 모듈(120)은 이미지 샘플링을 통해 레퍼런스 이미지를 구성하는 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 치환한 후, 치환된 각 픽셀의 높이값에 레퍼런스 이미지를 형성하는 메시(Mesh)의 각 꼭지점(vertex)을 위치시킴으로써 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링할 수 있음은 상술한 바와 같다.
한편, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 모델링부(120)는 스포크 개수(113), 제약 조건(112), 깊이감 파라미터(115), 해상도 파라미터(116) 및 오프셋 파라미터(114) 중 적어도 하나를 더 반영하여 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링할 수 있다(S703).
상술한 스포크 개수(113)는 자동차 휠의 스포크 개수를 의미할 수 있으며, 상술한 제약 조건(112)은 3차원 모델링을 위한 곡선들 중 사용자에 의해 지정되어야 하는 곡선으로, 림의 형상 단면 곡선(Rim), 볼트와 간섭을 피하기 위해 지정되어야 하는 캘리퍼 형상 단면 곡선(Offset) 및 각 픽셀의 음영 정보에 대응되는 높이값의 기준을 지정한 곡선(Cutter)을 포함할 수 있음은 상술한 바와 같다.
또한, 깊이감 파라미터(Depth, 115)는 스포크 사이의 영역과 스포크 영역의 음영 정보의 비율을 의미하며, 해상도 파라미터(Resolution, 116)는 모델링된 3차원 형상의 해상도를 의미하며, 오프셋 파라미터(114)는 캘리퍼와 볼트(404)간의 간섭을 피하기 위한 이격 거리임은 상술한 바와 같다.
한편, 도 8은 도 7의 단계 S703를 구체화한 방법을 설명하기 위한 흐름도로, 특히 스포크 개수를 반영하여 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링하는 방법을 구체화한 흐름도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 모델링 모듈(120)은 레퍼런스 이미지(111)의 스포크 개수에 따라 레퍼런스 이미지(111)를 자동차 휠의 휠축(AX)을 중심으로 동일한 각도로 분할하여 복수의 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 생성할 수 있다(S801). 예를 들어 도 2에서 레퍼런스 이미지(111)의 스포크 개수는 5개이므로, 휠축(AX)을 중심으로 동일한 각도(360도/5=72도)로 분할된 복수의 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 생성할 수 있다.
이후, 모델링 모듈(120)은 변경하고자 하는 스포크 개수와 레퍼런스 이미지의 스포크 개수의 비율에 따라 복수의 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지 중 하나의 비율을 조정할 수 있다(S802). 예를 들어, 변경하고자 하는 스포크 개수가 6개라면, 스포크 개수의 비율(5/6)에 따라 복수의 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지 중 하나의 비율을 조정할 수 있음은 상술한 바와 같다.
이후, 모델링 모듈(120)은 비율이 조정된 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 구성하는 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 하여 비율이 조정된 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 부채꼴의 입체 형상으로 변환할 수 있다(S803). 구체적으로는 이미지 샘플링을 통해 비율이 조정된 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 구성하는 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값에 메시의 각 꼭지점을 위치시킴으로써, 비율이 조정된 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 부채꼴의 입체 형상으로 변환할 수 있음은 상술한 바와 같다.
마지막으로, 모델링 모듈(120)은 변환된 부채꼴의 입체 형상을 변경하고자 하는 스포크 개수만큼 복사한 후, 복사된 부채꼴의 입체 형상을 자동차 휠의 휠축(AX)을 중심으로 배치함으로써 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링할 수 있다(S804).
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 자동차 휠의 축방향 높이를 음영 정보에 대응하는 밝기로 나타낸 자동차 휠에 대한 레퍼런스 이미지를 구성하는 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 하여 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링함으로써, 3차원 모델링에 소요되는 개발 시간 및 개발 비용을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 스포크의 개수, 오프셋 파라미터, 깊이감 파라미터, 해상도 파라미터를 조절할 경우 이를 반영한 3차원 형상을 쉽게 제작할 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동차 휠의 3차원 모델링 장치를 전체적으로 또는 부분적으로 구현할 수 있는 컴퓨터 장치의 블록도로, 도 1에 도시된 3차원 모델링 장치(100)에 적용될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 장치(900)는 입력 인터페이스(901), 출력 인터페이스(902), 프로세서(904), 메모리(905) 및 네트워크 인터페이스(906)를 포함하며, 입력 인터페이스(901), 출력 인터페이스(902), 프로세서(904), 메모리(905) 및 네트워크 인터페이스(906)는 시스템 버스(903)를 통해 상호 연결될 수 있다. 사용자 인터페이스 모듈(110)과 모델링 모듈(120)은 서로 떨어져 위치할 수 있고, 이 경우 양자는 네트워크 인터페이스(906)를 통해 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 메모리(905)는 프로그램, 명령어 또는 코드를 저장하는데 사용되며, 프로세서(904)는 메모리(905)에 저장된 프로그램, 명령어 또는 코드를 수행하고, 입력 인터페이스(901)를 제어하여 신호를 수신하고, 출력 인터페이스(902)를 제어하여 신호를 송신할 수 있다. 상술한 메모리(905)는 읽기 전용 메모리 및 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있고, 프로세서(904)에 명령어와 데이터를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 프로세서(904)는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU)일 수 있고, 다른 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor, DSP), 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA) 또는 다른 프로그래머블 논리 디바이스, 개별 게이트 또는 트랜지스터 논리 디바이스, 개별 하드웨어 구성 요소 등일 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 범용 프로세서는 마이크로 프로세서일 수 있거나, 또는 해당 프로세서는 임의의 종래의 프로세서 등일 수 있다. 상술한 프로세서(904)는 상술한 자동차 휠의 3차원 모델링 장치(100)의 동작을 수행할 수 있다.
일 구현 과정에 있어서, 도 7 및 도 8의 방법은 프로세서(904) 내의 하드웨어의 통합 논리 회로 또는 소프트웨어 형태의 명령어에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 실시 형태에 관련하여 개시되는 방법의 내용은 하드웨어 프로세서에 의해 수행되어 완료되거나, 또는 프로세서의 하드웨어 및 소프트웨어 모듈의 조합에 의해 수행되어 완료되도록 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 랜덤 액세스 메모리, 플래시 메모리, 읽기 전용 메모리, 프로그래머블 읽기 전용 메모리 또는 전기적 소거 가능한 프로그래머블 메모리, 레지스터 등의 저장 매체에 배치될 수 있다. 해당 저장 매체는 메모리(905)에 위치하고 있으며, 프로세서(904)는 메모리(905)의 정보를 판독하고, 하드웨어와 결합하여 상술한 방법의 내용을 구현한다. 중복을 피하기 위해, 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상술한 3차원 모델링 장치는 그라스호퍼(grasshopper)가 포함된 라이노(Rhino® 또는 Rhinoceros®) 어플리케이션에 제공되는 기능을 기반으로 동작하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 동일한 기능을 제공하는 한 카티아(CATIA®), 솔리드웍스(SolidWorks®), 인벤터(Inventor®), 솔리드에지(SolidEdge®), 크레오(CREO®), 아이캐드(ICAD®), 퓨전360(Fusion360®)과 같은 유사한 3D 어플리케이션에서도 적용 가능함은 물론이다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
100: 자동차 휠의 3차원 모델링 장치
110: 사용자 인터페이스 모듈
111: 레퍼런스 이미지
112: 제약 조건
113: 스포크 개수
114: 오프셋 파라미터
115: 깊이감 파라미터
116: 해상도 파라미터
120: 모델링 모듈
401: 커터
402: 캘리퍼의 형상 단면 곡선
403: 림의 형상 단면 곡선
404: 볼트
405: 수용부
406: 상한 곡선
501 내지 503, 611 내지 613: 스포크
511 내지 512: 휠축을 포함한 중앙부
601: 스포크 사이의 영역
900: 자동차 휠의 3차원 모델링 장치를 전체적으로 또는 부분적으로 구현할 수 있는 컴퓨터 장치
901: 입력 인터페이스
902: 출력 인터페이스
903: 시스템 버스
904: 프로세서
905: 메모리
906: 네트워크 인터페이
110: 사용자 인터페이스 모듈
111: 레퍼런스 이미지
112: 제약 조건
113: 스포크 개수
114: 오프셋 파라미터
115: 깊이감 파라미터
116: 해상도 파라미터
120: 모델링 모듈
401: 커터
402: 캘리퍼의 형상 단면 곡선
403: 림의 형상 단면 곡선
404: 볼트
405: 수용부
406: 상한 곡선
501 내지 503, 611 내지 613: 스포크
511 내지 512: 휠축을 포함한 중앙부
601: 스포크 사이의 영역
900: 자동차 휠의 3차원 모델링 장치를 전체적으로 또는 부분적으로 구현할 수 있는 컴퓨터 장치
901: 입력 인터페이스
902: 출력 인터페이스
903: 시스템 버스
904: 프로세서
905: 메모리
906: 네트워크 인터페이
Claims (19)
- 자동차 휠의 3차원 모델링 장치에 있어서,
상기 자동차 휠에 대한 레퍼런스 이미지 - 상기 레퍼런스 이미지의 각 픽셀은 상기 자동차 휠의 축방향 높이를 음영 정보에 대응하는 밝기로 나타낸 이미지임 - 를 입력받는 사용자 인터페이스 모듈; 및
입력된 상기 레퍼런스 이미지의 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 하여 상기 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링하는 모델링 모듈;
을 포함하는, 자동차 휠의 3차원 모델링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 모델링 모듈은,
이미지 샘플링을 통해 상기 레퍼런스 이미지를 구성하는 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고,
추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 치환하고, 치환된 각 픽셀의 높이값에 상기 레퍼런스 이미지를 형성하는 메시(Mesh)의 각 꼭지점(vertex)을 위치시킴으로써 상기 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링하는, 자동차 휠의 3차원 모델링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 음영 정보는,
상기 자동차 휠의 축방향 높이에 비례 또는 반비례하는 밝기를 가진 명도값인, 자동차 휠의 3차원 모델링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 모델링 모듈은,
상기 사용자 인터페이스 모듈을 통해 입력된 변경하고자 하는 스포크 개수, 제약 조건, 깊이감 파라미터, 해상도 파라미터 및 오프셋 파라미터 중 적어도 하나를 더 반영하여, 상기 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링하는, 자동차 휠의 3차원 모델링 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 모델링 모듈은,
상기 레퍼런스 이미지의 스포크 개수에 따라 상기 레퍼런스 이미지를 상기 자동차 휠의 휠축을 중심으로 동일한 각도로 분할하여 복수의 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 생성하고,
상기 변경하고자 하는 스포크 개수와 상기 레퍼런스 이미지의 스포크 개수의 비율에 따라 복수의 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지 중 하나의 비율을 조정하며,
비율이 조정된 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 구성하는 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 하여 상기 비율이 조정된 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 부채꼴의 입체 형상으로 변환한 후,
변환된 상기 부채꼴의 입체 형상을 변경하고자 하는 상기 스포크 개수만큼 복사한 후, 복사된 부채꼴의 입체 형상을 상기 자동차 휠의 휠축을 중심으로 배치하여 상기 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링하는, 자동차 휠의 3차원 모델링 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 제약 조건은, 3차원 모델링을 위한 곡선들 중 사용자에 의해 지정되어야 하는 곡선으로,
림의 형상 단면 곡선(Rim), 볼트와 간섭을 피하기 위해 지정되어야 하는 캘리퍼 형상 단면 곡선(Offset) 및 각 픽셀의 음영 정보에 대응되는 높이값의 기준을 지정한 곡선(Cutter)을 포함하는, 자동차 휠의 3차원 모델링 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 깊이감 파라미터는, 스포크 사이의 영역과 스포크 영역의 음영 정보의 비율을 의미하며,
상기 해상도 파라미터는, 모델링된 상기 3차원 형상의 해상도이며,
상기 오프셋 파라미터는, 캘리퍼와 볼트간의 간섭을 피하기 위한 이격 거리인, 자동차 휠의 3차원 모델링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 자동차 휠은,
방사형으로 전개된 알로이 휠인, 자동차 휠의 3차원 모델링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 레퍼런스 이미지는,
상기 자동차 휠을 축 방향에서 바라본 이미지인, 자동차 휠의 3차원 모델링 장치.
- 자동차 휠의 3차원 모델링 방법에 있어서,
사용자 인터페이스 모듈에서, 상기 자동차 휠에 대한 레퍼런스 이미지 - 상기 레퍼런스 이미지의 각 픽셀은 상기 자동차 휠의 축방향 높이를 음영 정보에 대응하는 밝기로 나타낸 이미지임 - 를 입력받는 제1 단계; 및
모델링 모듈에서, 입력된 상기 레퍼런스 이미지의 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 하여 상기 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링하는 제2 단계;
를 포함하는, 자동차 휠의 3차원 모델링 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 제2 단계는,
이미지 샘플링을 통해 상기 레퍼런스 이미지를 구성하는 각 픽셀의 음영 정보를 추출하는 단계; 및
추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 치환하고, 치환된 각 픽셀의 높이값에 상기 레퍼런스 이미지를 형성하는 메시(Mesh)의 각 꼭지점(vertex)을 위치시킴으로써 상기 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링하는 단계;
를 포함하는, 자동차 휠의 3차원 모델링 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 음영 정보는,
상기 자동차 휠의 축방향 높이에 비례 또는 반비례하는 밝기를 가진 명도값인, 자동차 휠의 3차원 모델링 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 제2 단계는,
상기 사용자 인터페이스 모듈을 통해 입력된 변경하고자 하는 스포크 개수, 제약 조건, 깊이감 파라미터, 해상도 파라미터 및 오프셋 파라미터 중 적어도 하나를 더 반영하여, 상기 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링하는 단계;
를 더 포함하는, 자동차 휠의 3차원 모델링 방법.
- 제13항에 있어서,
상기 제2 단계는,
상기 레퍼런스 이미지의 스포크 개수에 따라 상기 레퍼런스 이미지를 상기 자동차 휠의 휠축을 중심으로 동일한 각도로 분할하여 복수의 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 생성하는 단계;
상기 변경하고자 하는 스포크 개수와 상기 레퍼런스 이미지의 스포크 개수의 비율에 따라 복수의 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지 중 하나의 비율을 조정하는 단계;
비율이 조정된 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 구성하는 각 픽셀의 음영 정보를 추출하고, 추출된 각 픽셀의 음영 정보를 높이값으로 하여 상기 비율이 조정된 부채꼴 형상의 레퍼런스 이미지를 부채꼴의 입체 형상으로 변환하는 단계; 및
변환된 상기 부채꼴의 입체 형상을 변경하고자 하는 상기 스포크 개수만큼 복사한 후, 복사된 부채꼴의 입체 형상을 상기 자동차 휠의 휠축을 중심으로 배치하여 상기 자동차 휠의 3차원 형상을 모델링하는 단계;
를 포함하는, 자동차 휠의 3차원 모델링 방법.
- 제13항에 있어서,
상기 제약 조건은, 3차원 모델링을 위한 곡선들 중 사용자에 의해 지정되어야 하는 곡선으로,
림의 형상 단면 곡선(Rim), 볼트와 간섭을 피하기 위해 지정되어야 하는 캘리퍼 형상 단면 곡선(Offset) 및 각 픽셀의 음영 정보에 대응되는 높이값의 기준을 지정한 곡선(Cutter)을 포함하는, 자동차 휠의 3차원 모델링 방법.
- 제13항에 있어서,
상기 깊이감 파라미터는, 스포크 사이의 영역과 스포크 영역의 음영 정보의 비율을 의미하며,
상기 해상도 파라미터는, 모델링된 상기 3차원 형상의 해상도이며,
상기 오프셋 파라미터는, 캘리퍼와 볼트간의 간섭을 피하기 위한 이격 거리인, 자동차 휠의 3차원 모델링 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 자동차 휠은,
방사형으로 전개된 알로이 휠인, 자동차 휠의 3차원 모델링 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 레퍼런스 이미지는,
상기 자동차 휠을 축 방향에서 바라본 이미지인, 자동차 휠의 3차원 모델링 방법.
- 제10항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 컴퓨터상에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220017705A KR20230120893A (ko) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 자동차 휠의 3차원 모델링 장치, 방법 및 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220017705A KR20230120893A (ko) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 자동차 휠의 3차원 모델링 장치, 방법 및 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230120893A true KR20230120893A (ko) | 2023-08-17 |
Family
ID=87800569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220017705A KR20230120893A (ko) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 자동차 휠의 3차원 모델링 장치, 방법 및 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230120893A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080069714A (ko) | 2005-12-28 | 2008-07-28 | 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 | 3차원 형상 데이터 생성방법, 3차원 형상 데이터 생성장치및 3차원 형상 데이터 생성 프로그램 |
-
2022
- 2022-02-10 KR KR1020220017705A patent/KR20230120893A/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080069714A (ko) | 2005-12-28 | 2008-07-28 | 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 | 3차원 형상 데이터 생성방법, 3차원 형상 데이터 생성장치및 3차원 형상 데이터 생성 프로그램 |
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