WO2016104900A1 - 부조 제품 및 그를 위한 모델링 데이터 형성방법 - Google Patents

부조 제품 및 그를 위한 모델링 데이터 형성방법 Download PDF

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WO2016104900A1
WO2016104900A1 PCT/KR2015/007708 KR2015007708W WO2016104900A1 WO 2016104900 A1 WO2016104900 A1 WO 2016104900A1 KR 2015007708 W KR2015007708 W KR 2015007708W WO 2016104900 A1 WO2016104900 A1 WO 2016104900A1
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WO
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data
image
dimensional
relief
modeling
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/007708
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English (en)
French (fr)
Inventor
정주화
정승조
Original Assignee
정주화
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.)
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Publication date
Application filed by 정주화 filed Critical 정주화
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C17/00—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces
    • B05C17/02—Rollers ; Hand tools comprising coating rollers or coating endless belts
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B11/00—Teaching hand-writing, shorthand, drawing, or painting
    • G09B11/10—Teaching painting

Definitions

  • the present invention relates to a relief product and a method for forming modeling data therefor, and more particularly, used to process a relief product and a planar image manufactured by forming a planar image such as a picture or a picture into a three-dimensional relief shape.
  • the present invention relates to a method for forming modeling data for a relief product.
  • Such technology includes Korean Patent Publication No. 10-1079667, "Digital Sheeting System and Image Transfer Method Using The Same," No. 10-1105372, “Method of Manufacturing Transfer Paper for Ceramics and Ceramic Transfer Paper Using Laser Printer,” and 10-0685292 "Sublimation transfer printing method using heat-shrinkable sublimation transfer paper, a sublimation transfer printing apparatus for this and a decorative pattern pipe made by this" are proposed.
  • a method of forming a three-dimensional shape on the surface of the product is an embossing technique to protrude a three-dimensional shape to the product surface and an intaglio technology to depress the three-dimensional shape inward from the product surface.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0115767 “Method of forming a negative pattern on a plate and a plate decorated with an intaglio pattern obtained thereby," registration number 10-1173234 "Method of manufacturing embossed flooring material", 10-0444742 "Method of forming surface pattern of acrylic resin board", 10-0381916 "Embossed pattern and letter forming method of ceramics” and 10- No. 1269830 has proposed a method of forming an embossed pattern of porcelain using foil patterns.
  • Such a technique has been proposed to shorten the time for forming a three-dimensional shape on the surface of the product, and to make the formation work of the three-dimensional shape as easy as possible.
  • this technique has a limitation in applying a three-dimensional shape with modeling data.
  • CURA a slice program provided by Altimaker in the field of 3D printing, reads image files and displays them in Height, Base, Width, Depth and Contrast. It provides a function that converts planar images into modeling data for three-dimensional processing by adjusting variables such as height (Darker is higher or Lighter is higher).
  • FIG. 8 is a view for explaining an example of converting a conventional planar image into three-dimensional modeling data.
  • FIG. 8 (a) shows a dog photograph through CURA (14.12.1 version) manufactured by AltiMaker Corporation and converted into 3D modeling data (Height 10.0mm, Base 1.0mm, Width 287.7mm, Depth 192.0). mm, Darker is higher, No smoothing), in which the dog, which is the feature image 510, and the background 510, which is the background area, are simultaneously converted in the planar image 500.
  • FIG. 8 (b) is a drawing of the child's drawing converted from the planar image to the 3D modeling data under the same conditions as in FIG. 8 (a), and the child as the feature image 510 in the planar image 500 as the figure. The picture expressed in this color and the background 510 which is the background area are simultaneously converted.
  • the method of converting an image into modeling data according to such a difference in shade does not have high reproducibility of the image represented by the color color, and when the shape is formed in a three-dimensional shape, the resolution is low so that the precise implementation of the image is not achieved. There is a problem that it is difficult to secure the quality of the product to which the shape is applied.
  • the present invention has been proposed to solve the problems of the prior art, and in forming a planar image such as a photograph or a picture as a relief shape, the three-dimensional relief shape by increasing the reproducibility and resolution of the feature image more than before.
  • An object of the present invention is to provide a new type of relief product and modeling data formation method therefor that enable precise implementation of the same.
  • the present invention is to enable the production of a variety of materials, and to be able to apply a variety of manufacturing methods while lowering the manufacturing cost can be easily applied to the manufacture of custom products, and a new type of relief products and modeling data therefor It is an object to provide a formation method.
  • the present invention even when applied to the method for obtaining three-dimensional modeling data based on the contrast of the planar image in the conventional 3D modeling program modeling for a new type of relief products that can increase the reproducibility and resolution of the feature portion of the planar image It is an object to provide a data formation method.
  • the base area (2) of the planar image (1) Defined as an outer circumference s1 of a reference plane 12 forming an outer surface corresponding to the lateral surface and a feature image 3 represented by any one of colors and shapes distinguished from the base region 2 in the planar image 1.
  • the outer line (S1) including a three-dimensional portion (14) formed in the three-dimensional relief of any one of the intaglio and embossed on the reference surface (12);
  • the three-dimensional portion 14 is formed such that the inside of the outer line S1 has a difference between the reference plane 12 and a predetermined height t, so that the feature image 3 of the planar image 1 on the reference plane 12. ) Is formed into a three-dimensional relief shape.
  • the three-dimensional portion 14 is the first three-dimensional portion 14a formed by the outer line (S1), the color in the feature image (3) of the planar image (1),
  • the first three-dimensional portion (3) is defined by an outer circumference s2 of the internal feature image 3b divided into at least one of a shape and contrast, and defined by an inner line S2 that forms a boundary with the first three-dimensional portion 14a.
  • the second solid part 14b formed in 14a) can be provided.
  • the three-dimensional portion 14 is an auxiliary feature image which is divided into any one of a point and a line inside one of the first three-dimensional portion 14a and the second three-dimensional portion 14b ( It may further include a third three-dimensional portion 14c defined in 3c) and formed in a concave-convex shape to be distinguished from the first three-dimensional portion 14a and the second three-dimensional portion 14b.
  • the modeling data forming method for a relief product that applies a planar image (1) such as a picture or a picture in three-dimensional relief shape
  • a modeling program of a computer Acquire image digital data 1 'of the planar image 1, wherein the image digital data 1' corresponds to the background area 2 of the planar image 1 and is applied to the outer surface of the product.
  • An outer line S1 defined by a reference plane 12 ′ and an outer perimeter s1 of the feature image 3 represented by any one of a color and a shape distinguishing from the background area 2 in the planar image 1.
  • the data solid part 14 'of the acquired image digital data 1' is converted into three-dimensional relief shape data 14 "of either intaglio or emboss on the data reference plane 12 '.
  • 3D modeling data 1 acquisition step to be formed.
  • the 3D modeling data (1 ′′) acquiring step is the difference between the data three-dimensional portion 14 'and the predetermined height (t) of the data reference plane 12'
  • the relief shape data 14 "may be formed.
  • the 3D modeling data (1 ′′) acquiring step is based on the obtained image digital data (1 ') based on the contrast of the planar image in the computer modeling program itself.
  • the relief shape data 14 "may be formed through a function of providing three-dimensional 3D modeling data.
  • the relief product and the method for forming modeling data therefor according to the present invention, even when modeling data cannot be obtained through 3D scanning, when compared with the method of obtaining modeling data for processing the relief shape based on the existing contrast
  • modeling data for relief products can be formed, and more accurate relief products can be provided.
  • the relief product and the modeling data formation method therefor according to the present invention increases the reproducibility of the feature image (implementation target) in the planar image to obtain a dog photo, a child's drawing, etc. as 3D modeling data to be applied to various living products It can facilitate the manufacture of customized products of small quantity production of various kinds.
  • the relief product and the method for forming modeling data therefor according to the present invention can easily produce a three-dimensional relief shape or a mold for molding not only through additive manufaturing such as FDM, but also general machining such as CNC.
  • various materials such as ceramics, synthetic resins, and metals may be applied to manufacture relief products.
  • the present invention is applied to a method for obtaining three-dimensional modeling data based on the contrast of the planar image in the conventional 3D modeling program by acquiring the modeling data by specifying the feature image in the planar image based on the color and shape. Also, it is possible to increase the reproducibility and resolution of the characteristic image of the planar image.
  • FIG. 1 is a view for explaining the relief product according to the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining a method for forming modeling data for a relief product according to the present invention
  • FIG. 3 is a view for explaining a method of obtaining image digital data in the modeling data forming method for a relief product according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view for explaining an example of modeling data acquired with the image digital data of FIG. 3;
  • FIG. 5 is a view for explaining a method of obtaining image digital data from a child's drawing in the modeling data forming method for the relief product according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a view for explaining a relief product and a method for forming modeling data therefor according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a view for explaining the relief product according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining an example of converting a conventional planar image into three-dimensional modeling data.
  • FIGS. 1 to 7 a relief product and a method of forming modeling data therefor according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
  • technology related to computer modeling program for digital processing and modeling of drawings technology for converting into processing data for processing in a machine such as CNC or 3D printer, technology related to rapid molding machine related to CNC and rapid forming technology (3D printing technology)
  • workers in the fields generally applied to the present invention for materials related technologies used in CNC and rapid forming, processing related CNC and rapid forming machines, manufacturing molds for forming ceramics or synthetic resin products, and molding products using the same
  • the illustration and detailed description of the parts they can be commonly known through those in the relevant field, omitted, and illustrated with reference to the parts related to the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining a method of obtaining image digital data in the modeling data forming method for a relief product according to a preferred embodiment of the present invention.
  • planar image 1 is defined as the background area 2 as the background, and the feature image 3 to be extracted is divided from the background area 2.
  • this operation is performed for each feature image (3).
  • the feature image 3 is defined as an outer circumference s1 that is distinct from the background area 2 (the body of the dog) and has an inner main area 3a whose main color is black, the inner Colors in the main area 3a (around the mouth, neck, chest, under the leg, eyes, etc., distinguished from the black body by yellow color), shape and contrast (ears of the dog distinguished by black color or contrast,
  • the inner main region 3a or the inner feature region 3b defined by an outer circumference s2 defined by at least one of the pupils and bounding the inner main region 3a.
  • the auxiliary feature region 3c is divided into any one of a point (such as a beard hole on the internal feature region 3b) and a line (such as a wrinkle of the internal main region 3a).
  • the planar image 1 as shown in FIG. 3A includes a defined base area 2 and a feature image 3 as the data reference plane 12 ′ and the data solid part 14. Is converted into image digital data 1 '.
  • the acquisition of the image digital data 1 ' is performed by a computer modeling program (manual designation of an operator or application of automatic software, and FIG. 3 (b) shows a digital image photographed by a digital camera in CADian 3D and manually designated by an operator. Completed form ⁇ .
  • the transformation of the feature image 3 takes place in connection with the definition of the feature image 3 described above. That is, the inner main region 3a defined by the outer circumference s1 that is distinguished from the background region 2 (the body of the dog) in the feature image 3 is the first data solid portion formed by the outer line S1. Is converted to (14a ').
  • the inner feature region 3b defined by the outer perimeter s2 bounded by the inner main region 3a in the inner main region 3a is the second data solid portion 14b 'formed by the inner line S2. Is converted to).
  • the auxiliary feature area 3c inside the inner main area 3a or the inside feature area 3b is converted into a third data solid portion 14c 'represented by a point or a line.
  • FIG. 4 is a diagram for describing an example of modeling data acquired from the image digital data of FIG. 3.
  • the image digital data 1 ′ obtained through FIG. 3 includes three-dimensional relief shape data 14 ′′ in which the data three-dimensional portion 14 ′ is indented and embossed on the data reference plane 12 ′.
  • This 3D modeling data (1 ") acquisition step is performed by the operator's work or the operation of the software using a computer modeling program.
  • the image digital data 1 'obtained by working only with the first data solid part 14a' formed by the outer line S1 in the image digital data acquiring step is CURA (14.12.
  • 3D modeling data (1 ") obtained by reading and converting (Height 10.0mm, Base 1.0mm, Width 287.7mm, Depth 192.0mm, Darker is higher, No smoothing), as shown in FIG.
  • the resolution of the three-dimensional portion 14c ' is high, showing excellent reproducibility.
  • Acquisition of the 3D modeling data 1 ′′ is performed through the function of providing the acquired image digital data 1 ′ as stereoscopic 3D modeling data based on the contrast of the planar image in the computer modeling program itself. &Quot;) is formed by the operation of the software, the first data solid portion 14a ', the second data solid portion 14b' and the third data solid portion 14c 'and the data reference plane 12'. Has a merit that the height difference t is naturally formed according to the contrast.
  • FIG. 5 is a diagram for describing a method of obtaining image digital data from a drawing drawn by a child in a method of forming modeling data for a relief product according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the above-described example confirms a method of acquiring 3D modeling data for forming a planar image of a photograph into a three-dimensional relief shape
  • the present embodiment confirms the planar image of the figure as an object.
  • the painting is made by using crayons or paints on a base such as a sketchbook.
  • the planar image 1, which is a picture is divided into a base area 2 and a feature image 3, and converted into digital data.
  • the color of the drawing paper may be applied to the background area 2 as it is, or may be a separate coloring.
  • the feature image 3 is colored with any one of colors and shapes that are distinguished from the background area 2 to represent natural objects, artifacts, people and the like.
  • the feature image 3 includes an inner main region 3a distinguished from the base region 2 and an outer circumference s1, and an inner feature region distinguished from the outer circumference s2 within the inner main region 3a. (3b).
  • planar image 1 which is such a picture, is made up of a plurality of feature images 3, but is relatively simpler than the planar image of the above-described picture.
  • FIG. 6 is a view for explaining a relief product and a modeling data forming method therefor according to an embodiment of the present invention.
  • the method of obtaining the image digital data 1 'by defining the planar image 1 the method of obtaining the 3D modeling data 1 ", the structure of the relief product 10, and the like in FIG. Since the same, detailed description is omitted.
  • the relief product and the modeling data formation method therefor according to the present embodiment are basically the same as the example of applying the planar image of the above-described photograph, while the feature image 3 is relatively simple. There are a number of differences.
  • the relief 3D 14 ' is formed to have a difference between the data reference plane 12' and a predetermined height t so that the relief shape data 14 ′′ is formed.
  • the three-dimensional portion 14 is formed at the same height as a whole from the reference plane 12.
  • Such a configuration allows the processing of the three-dimensional portion 14 to be relatively simple, while showing a three-dimensional effect.
  • FIG. 7 is a view for explaining the relief product according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the relief product according to the present invention and the modeling data forming method therefor is more precisely implemented than the prior art, and the reproducibility of the feature image (implementation target) in the planar image is high on the custom product of small quantity production Suitable.
  • This technique is useful for converting photographs or drawings into souvenirs by applying them to household items. For example, as shown in (a) of FIG. 7, the child draws a picture of a decorative plate 10, a tile 10 as shown in FIG. 7B, a vase 10 as shown in FIG. 7C, and FIG. 7. It can be applied three-dimensionally to toys, such as the drawing roller 10 of (d).
  • the relief product 10 has a three-dimensional portion 14 is formed on the reference surface 12, the three-dimensional portion 10 is formed in the reference surface 12 in an embossed or intaglio. In addition, the three-dimensional portion 10 is formed to have a predetermined height difference t with the reference plane 12 to appear in a three-dimensional shape.
  • the tile 10 as shown in (b) of Figure 7 is installed between the general tile 100 can be applied as a point tile to achieve a decorative effect, the painting roller 10 of Figure 7 (d) It may be used as an educational toy for drawing on a printing surface 1a such as paper.
  • Figure 1 is a view for explaining a relief product according to the present invention
  • Figure 2 is a view for explaining a modeling data forming method for a relief product according to the present invention.
  • the relief product 10 has a three-dimensional portion 14 formed three-dimensionally on the reference surface 12, which is the product surface.
  • the illustrated three-dimensional portion 14 has a form of embossed protruding outward from the reference plane 12, but may be formed in the form of an intaglio recessed inward from the reference plane 12 as necessary.
  • the three-dimensional portion 14 is formed to have a difference between the reference plane 12 and the predetermined height t.
  • the defined height t is like a modeling program (3D printing software such as CURA, graphics software such as ZBRUSH, CAM software such as ARTCAM, etc.) that automatically converts a planar image into modeling data according to a specified setting value.
  • the elements in the three-dimensional portion 14 is divided (in FIG. 1, the three-dimensional portion 14 is formed in the first three-dimensional portion 14a divided into the reference plane 12 and the outer line S1.
  • the second three-dimensional portion 14b divided into the first three-dimensional portion 14a and the inner line S2 is formed, and the third three-dimensional three-dimensional portion divided into the uneven shape in the first three-dimensional portion 14a and the second three-dimensional portion 14b.
  • the portion 14c is formed ⁇ so as to have various heights.
  • the relief product 10 may have an auxiliary solid 16.
  • the auxiliary solid part 16 may be formed of a character, a specific shape, a shape, and the like, which are added separately from the planar image 1 (see FIG. 2).
  • the auxiliary three-dimensional portion 16 may be used in various ways as an additional configuration associated with the three-dimensional portion 14 formed in the relief product 10 (FIG. 1 is an example in which the dog's name is put in alphabetical characters).
  • This auxiliary solid part 16 may be added in the image digital data acquisition step S100 or the 3D modeling data acquisition step S110 in the process as shown in FIG. 2.
  • the auxiliary solid part 16 may be embossed or engraved with respect to the reference plane 12 in the same manner as the solid part 14.
  • the relief product 10 may be formed of only a specific portion as shown in FIG. 1 using a planar image 1 such as a photograph or a picture, or FIG. 6, which is a preferred embodiment of the present invention. It can be formed as a whole of the planar image (1) ⁇ .
  • This relief product 10 has a reference surface 12 which forms an outer surface corresponding to the base area 2 of the planar image 1.
  • the reference surface 12 is an outer surface of a product to which the planar image 1 is three-dimensionally applied, and various shapes and shapes can be applied.
  • the product shown as an example showed the dog bone remains, in this case, the reference surface 12 is to be applied to the shape and shape of a variety of designs generally applied to ceramic products.
  • the reference surface 12 does not refer to a state without a flat surface, color, shape, or the like, but refers to the surface (outer surface) of the relief product on which the three-dimensional portion 14 is formed, and thus, a planar image ( Although the base region 2 of 1) appears as a flat surface, the reference surface 12 is not only a flat surface but also various shapes and shapes such as curved surfaces and irregular surfaces.
  • the three-dimensional portion 14 of the relief product 10 is defined as the outer perimeter s1 of the feature image 3 represented by any one of colors and shapes that are distinct from the base area 2 in the planar image 1. It is formed by the outer line S1.
  • the three-dimensional portion 14 is formed so that the interior of the outer line (S1) has a difference between the reference plane 12 and the predetermined height (t), the three-dimensional relief of the feature image (3) of the planar image (1) on the reference plane 12 To be shaped.
  • the feature image 3 refers to the individual areas which are to be represented in three dimensions in the planar image 1, but does not refer to only one object in the planar image 1. That is, as in the preferred embodiment of the present invention (FIGS. 5 to 7), it is possible to set several images as feature images, and each feature image is defined as a separate outer circumference to form a separate three-dimensional portion by each outer line. .
  • the relief product according to the present invention is more precisely implemented than the prior art, and has high reproducibility of the feature image (object to be implemented) in the planar image, and is suitable for the customized product of the small quantity production of a large quantity.
  • the 3D modeling data 1 ′′ is obtained therefrom.
  • Is obtained (S110) Is obtained (S110), and the obtained 3D modeling data (1 ") is converted into processing data to form a three-dimensional portion 14 on the surface of the product to manufacture the relief product (10).
  • the present invention is to simply scan the existing photo in the acquisition step (S100) of the image digital data (1 ') to increase the reproducibility and resolution when obtaining the 3D modeling data (1 ") of the planar image (1) consisting of the photograph
  • the feature image 3 to be photographed is separately digitally imaged from the planar image 1 by using a digital image file.
  • the acquisition of the image digital data 1 ' is performed by the planar image 1.
  • CAD software like AutoCAD, CAM software like MASTER CAM, 3D modeling software like Rhino, etc.
  • the image digital data 1 ' is formed of a data reference plane 12' and a data solid part 14 ', and the data reference plane 12' corresponds to the base area 2 of the planar image 1 to produce a product.
  • the data reference plane 12' corresponds to the base area 2 of the planar image 1 to produce a product.
  • the data reference plane 12 ′ may be formed in the same shape as the reference plane 12 of the relief product 10 for forming the three-dimensional portion 14, but may be formed on the reference plane 12 modeled as the relief product in a later modeling step. This can be achieved by applying the three-dimensional portion 14. That is, in the obtaining step S100 of the image digital data 1 ', the data reference plane 12' is a conceptual configuration for forming the data solid part 14 '.
  • the data solid part 14 ′ is an outer line S1 defined as an outer circumference s1 of the feature image 3 represented by any one of colors and shapes distinguished from the base area 2 in the planar image 1. Is formed by
  • Acquiring 3D modeling data (1 ") step S110 is performed using a computer modeling program (CAD software such as AutoCAD, CAM software such as MASTER CAM, 3D modeling software such as Rhino, 3D printing slice software such as CURA, etc.).
  • CAD software such as AutoCAD, CAM software such as MASTER CAM, 3D modeling software such as Rhino, 3D printing slice software such as CURA, etc.
  • the data three-dimensional portion 14 'of the acquired image digital data 1' is formed on the data reference plane 12 'as three-dimensional relief shape data 14 "of either intaglio or emboss.
  • the 3D modeling data (1 ") thus obtained is converted into machining data and applied to the manufacture of the relief product.
  • the manufacture of the relief product is converted into a G-Code through CAM software in the case of CNC machining to directly convert the relief product.
  • G-Code is generated through slice software such as CURA and output to 3D printer.
  • the mold for each molding is processed and molded
  • the method of forming modeling data for a relief product according to the present invention is reproducible in the case of contrasting with a method of obtaining modeling data for processing a relief shape based on an existing contrast even when modeling data cannot be obtained through 3D scanning. Increase the resolution to create modeling data for your relief products. In particular, it improves the reproducibility of feature images (implementation targets) in planar images, so that dog pictures and children's drawings can be acquired as 3D modeling data.
  • the modeling data forming method for the relief product according to the present invention is not only additive manufaturing (FDM), but also to process the three-dimensional relief shape through a general machining such as CNC, or to easily manufacture a mold for molding
  • various materials such as ceramics, synthetic resins, and metals may be applied to manufacture the relief products.
  • the present invention is applied to a method for obtaining three-dimensional modeling data based on the contrast of the planar image in the conventional 3D modeling program by obtaining the modeling data by specifying the feature image in the planar image based on the color and shape Also, it is possible to increase the reproducibility and resolution of the characteristic image of the planar image.
  • Relief products according to the present invention and the modeling data forming method therefor is more precisely implemented than the prior art, and the reproducibility of the feature image (implementation target) in a planar image is suitable for a large-scale small quantity on-demand product.
  • This technique is useful for converting photographs or drawings into souvenirs by applying them to household items. For example, children's drawings can be applied in three dimensions to toys such as decorative plates, tiles, vases, and painting rollers. And, even if it is difficult to obtain modeling data through 3D scanning, such as the remains of pets, it can be applied to various types of memorial items by only photographs.

Abstract

본 발명은 사진, 그림 등의 평면 이미지를 입체적인 부조 형상으로 형성하여 제조되는 부조 제품 및 평면 이미지를 입체적인 부조 형상으로 가공하는데 사용하기 위한 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성방법을 제공한다. 본 발명은 3D 스캔을 통해 모델링 데이터를 얻을 수 없는 경우에도, 기존 명암을 기준으로 부조 형상을 가공하기 위한 모델링 데이터를 얻는 방식과 대비할 때, 이미지의 재현성과 해상도를 높여 부조 제품을 위한 모델링 데이터를 형성할 수 있고, 더욱 정밀 구현된 부조 제품을 제공할 수 있다.

Description

부조 제품 및 그를 위한 모델링 데이터 형성방법
본 발명은 부조 제품 및 그를 위한 모델링 데이터 형성방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 사진, 그림 등의 평면 이미지를 입체적인 부조 형상으로 형성하여 제조되는 부조 제품 및 평면 이미지를 입체적인 부조 형상으로 가공하는데 사용하기 위한 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성방법에 관한 것이다.
사진 또는 그림의 평면 이미지를 제품에 전사시키거나 인쇄하여 제품 특유의 디자인을 갖도록 하기 위한 다양한 기술이 제안되어 있다.
이와 같은 기술에는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1079667호 "디지털 판박이 시스템 및 이를 이용한 이미지 전사방법", 제10-1105372호 "레이저프린터를 이용한 도자기용 전사지 제조방법 및 도자기용 전사지" 및, 제10-0685292호 "열수축성 승화전사지를 이용한 승화전사 인쇄방법과 이를위한 승화전사 인쇄장치 및 이에 의하여 만들어진 장식무늬 파이프" 등이 제안되어 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 평면 이미지를 제품 표면에 그대로 적용하는 형태보다 제품을 더욱 고급화시키는 방법으로 제품 표면에 입체 형상을 형성시키기 위한 기술들이 제안되어 있다. 이때, 제품 표면에 입체 형상을 형성하는 방법은 제품 표면으로 입체 형상이 돌출되도록 하는 양각 기술과 제품 표면으로부터 내측 방향으로 입체 형상이 함몰되도록 하는 음각 기술이 있다.
이와 같이 제품 표면에 입체 형상을 형성하는 기술과 관련하여 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2013-0115767호 "판재에 음각 무늬를 형성하는 방법 및 이에 의해 얻어진 음각 무늬로 장식된 판재", 등록번호 제10-1173234호 "양각 엠보된 바닥장식재 제조방법", 제10-0444742호 "아크릴수지판의 표면 문양 형성방법", 제10-0381916호 "도자기의 양각 문양 및 문자 성형 방법" 및 제10-1269830호 "박지 문양을 이용한 도자기의 양각 문양 성형방법" 등이 제안되어 있다.
이와 같은 기술은 제품 표면에 입체 형상을 형성하기 위한 시간을 단축시키고, 입체 형상의 형성 작업을 가능한 쉽게 하도록 하기 위해 제안되고 있다. 그러나, 이와 같은 기술은 모델링 데이터가 있는 입체 형상을 적용하는 한계를 가지고 있다.
한편, 사진 및 그림과 같은 평면 이미지를 입체 형상으로 가공할 수 있도록 하는 모델링 데이터로 형성시키는 기술이 다양한 3D 그래픽 관련 소프트웨어에 적용되어 사용되고 있다. 예컨대, 3D 프린팅 분야에서 알티메이커(Ultimaker)사가 제공하고 있는 슬라이스(Slice) 프로그램인 CURA는 이미지 파일을 읽어들여 높이(Height), 베이스(Base), 폭(Width), 깊이(Depth), 명암에 따른 높이(Darker is higher 또는 Lighter is higher) 등의 변수를 조절하여 평면 이미지를 입체가공을 위한 모델링 데이터로 변환시켜주는 기능(Convert image)을 제공하고 있다.
도 8은 종래 평면 이미지를 입체적인 모델링 데이터로 변환시킨 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 도 8의 (a)는 알티메이커사의 CURA(14.12.1 버전)을 통해 애견 사진을 읽어들여 3D 모델링 데이터로 변환(Height 10.0mm, Base 1.0mm, Width 287.7mm, Depth 192.0mm, Darker is higher, No smoothing)시킨 것으로서, 사진인 평면 이미지(500)에서 특징 이미지(510)인 애견과 바탕 영역인 배경(510)이 동시에 변환된 형태이다. 그리고, 도 8의 (b)는 아동이 그린 그림을 도 8의 (a)와 동일한 조건으로 평면 이미지로부터 3D 모델링 데이터로 변환한 것으로서, 그림인 평면 이미지(500)에서 특징 이미지(510)인 아동이 색상으로 표현한 그림과 바탕 영역인 배경(510)이 동시에 변환된 형태이다.
그러나, 이와 같은 음영의 차이에 따라 이미지를 모델링 데이터로 변환하는 방법은 칼라 색상으로 표현되는 이미지의 재현성이 높지 않고, 입체 형상으로 형성하였을 때 해상도가 낮아 이미지의 정밀 구현이 이루어지지 않아 결과적으로 입체 형상이 적용된 제품의 품질을 확보하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 사진 또는 그림과 같은 평면 이미지를 부조 형상으로 형성함에 있어서 기존보다 특징 이미지의 재현성(Reproducibility)과 해상도를 더욱 높여 입체적인 부조 형상의 정밀 구현이 가능하도록 하는 새로운 형태의 부조 제품 및 그를 위한 모델링 데이터 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 다양한 종류의 재질로 제조가능하도록 하며, 다양한 제조방법을 적용할 수 있도록 하면서 제조비용을 낮추어 주문형 제품의 제조에 용이하게 적용할 수 있도록 하는 새로운 형태의 부조 제품 및 그를 위한 모델링 데이터 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 종래 3D 모델링 프로그램에서 평면 이미지의 명암을 기준으로 입체적인 모델링 데이터를 획득하는 방법에 적용시에도 평면 이미지의 특징 부분에 대한 재현성과 해상도를 높일 수 있는 새로운 형태의 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 사진 또는 그림 등의 평면 이미지(1)를 사용하여 부조 형상을 갖도록 제조되는 부조 제품에 있어서, 상기 평면 이미지(1)의 바탕 영역(2)과 대응되는 외면을 형성하는 기준면(12) 및, 상기 평면 이미지(1)에서 상기 바탕 영역(2)과 구별되는 색채와 모양 중 어느 하나로 표현되는 특징 이미지(3)의 외측 둘레(s1)로 정의된 외곽 라인(S1)에 의해 형성되되, 상기 기준면(12)에 음각과 양각 중 어느 하나의 입체적인 부조 형상으로 형성되는 입체부(14)를 포함하여; 상기 입체부(14)는 상기 외곽 라인(S1)의 내부가 상기 기준면(12)과 정해진 높이(t)의 차이를 갖도록 형성됨으로서 상기 기준면(12)에 상기 평면 이미지(1)의 특징 이미지(3)가 입체적인 부조 형상으로 형성되도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 부조 제품에서 상기 입체부(14)는 상기 외곽 라인(S1)으로 형성되는 제 1 입체부(14a) 및, 상기 평면 이미지(1)의 특징 이미지(3) 내에서 색채, 모양 및 명암 중 적어도 어느 하나로 구분되는 내부 특징 이미지(3b)의 외측 둘레(s2)로 정의되어 상기 제 1 입체부(14a)와 경계를 형성하는 내부 라인(S2)에 의해 상기 제 1 입체부(14a)내에 형성되는 제 2 입체부(14b)를 구비할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 부조 제품에서 상기 입체부(14)는 상기 제 1 입체부(14a)와 제 2 입체부(14b) 중 어느 하나의 내측에서 점과 선 중 어느 하나로 구분되는 보조 특징 이미지(3c)로 정의되어 상기 제 1 입체부(14a) 및 제 2 입체부(14b)와 구분되도록 요철 형태로 형성되는 제 3 입체부(14c)를 더 구비할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 사진 또는 그림 등의 평면 이미지(1)를 입체적인 부조 형상으로 적용하는 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성방법에 있어서, 컴퓨터의 모델링 프로그램을 사용하여 상기 평면 이미지(1)에 대한 이미지 디지털 데이터(1')를 획득하되, 상기 이미지 디지털 데이터(1')는 상기 평면 이미지(1)의 바탕 영역(2)과 대응되어 제품의 외면으로 적용되는 데이터 기준면(12')과, 상기 평면 이미지(1)에서 상기 바탕 영역(2)과 구별되는 색채와 모양 중 어느 하나로 표현되는 특징 이미지(3)의 외측 둘레(s1)로 정의된 외곽 라인(S1)에 의해 형성되는 데이터 입체부(14')를 갖도록 하는 단계 및; 컴퓨터의 모델링 프로그램을 사용하여 상기 획득된 이미지 디지털 데이터(1')의 데이터 입체부(14')가 상기 데이터 기준면(12')에 음각과 양각 중 어느 하나의 입체적인 부조 형상 데이터(14")로 형성되도록 하는 3D 모델링 데이터(1") 획득 단계를 갖는다.
이와 같은 본 발명에 따른 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성방법에서 상기 3D 모델링 데이터(1") 획득 단계는 상기 데이터 입체부(14')가 상기 데이터 기준면(12')과 정해진 높이(t)의 차이를 갖도록 하여 상기 부조 형상 데이터(14")가 형성되도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성방법에서 상기 3D 모델링 데이터(1") 획득 단계는 상기 획득된 이미지 디지털 데이터(1')를 컴퓨터의 모델링 프로그램 자체에서 평면 이미지의 명암을 기준으로 입체적인 3D 모델링 데이터로 제공하는 기능을 통해 상기 부조 형상 데이터(14")가 형성되도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 부조 제품 및 그를 위한 모델링 데이터 형성방법에 따르면, 3D 스캔을 통해 모델링 데이터를 얻을 수 없는 경우에도, 기존 명암을 기준으로 부조 형상을 가공하기 위한 모델링 데이터를 얻는 방식과 대비할 때, 이미지의 재현성과 해상도를 높여 부조 제품을 위한 모델링 데이터를 형성할 수 있고, 더욱 정밀 구현된 부조 제품을 제공할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 부조 제품 및 그를 위한 모델링 데이터 형성방법은 평면 이미지에서 특징 이미지(구현 대상)에 대한 재현성을 높여 애완견 사진, 아동의 그림 등을 3D 모델링 데이터로 획득하여 다양한 생활 제품에 적용할 수 있어 다품종 소량 생산의 주문형 제품의 제조를 용이하게 한다. 또한, 본 발명에 따른 부조 제품 및 그를 위한 모델링 데이터 형성방법은 FDM과 같은 적층가공(Additive manufaturing)뿐만아니라 CNC와 같은 일반적인 기계가공을 통해서 입체적인 부조 형상을 가공하거나 성형을 위한 금형을 용이하게 제작할 수 있도록 하고, 세라믹, 합성수지, 금속 등 다양한 소재를 적용하여 부조 제품을 제조할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명은 색채와 모양을 기준으로 평면 이미지에서 특징 이미지에 대한 지정을 통해 모델링 데이터의 획득이 이루어지도록 함으로서 종래 3D 모델링 프로그램에서 평면 이미지의 명암을 기준으로 입체적인 모델링 데이터를 획득하는 방법에 적용시에도 평면 이미지의 특징 이미지에 대한 재현성과 해상도를 높일 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 부조 제품을 설명하기 위한 도면;
도 2는 본 발명에 따른 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성 방법을 설명하기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성 방법에서 이미지 디지털 데이터를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면;
도 4는 도 3의 이미지 디지털 데이터로 획득되는 모델링 데이터의 일례를 설명하기 위한 도면;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성 방법에서 아동이 그린 그림으로부터 이미지 디지털 데이터를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면;
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부조 제품 및 그를 위한 모델링 데이터 형성 방법을 설명하기 위한 도면;
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부조 제품을 설명하기 위한 도면;
도 8은 종래 평면 이미지를 입체적인 모델링 데이터로 변환시킨 예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부조 제품 및 그를 위한 모델링 데이터 형성방법을 첨부된 도면 도 1 내지 도 7에 의거하여 설명한다. 여기서, 그림을 디지털처리하고 모델링하기 위한 컴퓨터 모델링 프로그램 관련기술, CNC 또는 3D 프린터와 같은 가공기에서 가공하기 위한 가공 데이터로 변환시키는 기술, CNC 및 신속조형기술(3D 프린팅 기술)과 관련된 신속조형기 관련기술, CNC 및 신속조형에 사용되는 소재 관련기술, CNC 및 신속조형기의 가공 관련기술, 도자기 또는 합성수지 제품을 형성하기 위한 금형의 제조 및 그를 사용한 제품 성형기술 등에 대하여 통상 본 발명에 적용되는 분야의 종사자들 및 그들이 관련분야의 종사자들을 통해 통상적으로 알 수 있는 부분들의 도시 및 상세한 설명은 생략하고, 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시 및 설명하였다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성 방법에서 이미지 디지털 데이터를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 여기서,
도 3의 (a)를 참조하면, 일반적인 사진은 촬영 대상과 배경이 함께 촬영되어 전체 이미지를 구성하게 된다. 이와 같은 사진을 모델링 프로그램에서 이미지의 명암에 따라 3D 모델링 데이터로 변환하는 경우, 도 8의 (a)와 같이, 재현성이 높지 않게 나타나고, 특히 촬영 대상은 배경에 영향을 받아 대상의 (전체 및 부분) 윤곽(본 발명에서는 "해상도"로 개념으로 표현)가 낮아지는 문제점이 있다. 본 발명은 사진으로 이루어지는 평면 이미지(1)의 3D 모델링 데이터를 얻을 때 재현성과 해상도를 높이도록 하기 위해 이미지 디지털 데이터(1')의 획득 단계에서 기존 단순히 사진을 스캔하거나 디지털 이미지 파일을 명암 정도에 따라 높이를 부여하는 방법을 탈피하여 평면 이미지(1)에서 촬영 대상인 특징 이미지(3)가 별개로 디지털 이미지화되도록 한다.
이를 위해 평면 이미지(1)는 배경을 바탕 영역(2)으로 정의되고, 추출하고자 하는 특징 이미지(3)는 바탕 영역(2)과 분할된다. 물론, 후술하는 본 발명의 다른 실시예와 같이, 특징 이미지(3)가 복수개 이상의 경우 이 작업은 각 특징 이미지(3)에 대하여 각각 이루어지게 된다. 평면 이미지(1)에서 특징 이미지(3)는 바탕 영역(2)과 구분(강아지의 몸체)되는 외측 둘레(s1)로 정의되어 주 색채가 검정(black)인 내부 메인 영역(3a), 이 내부 메인 영역(3a)내에서 색채{노랑(yellow) 색채로 검정 몸체와 구분되는 입 주위, 목, 가슴, 다리 밑, 눈 부분 등}, 모양 및 명암(검정 색채이나 명암으로 구분되는 강아지의 귀, 눈동자 등) 중 적어도 어느 하나로 구분되고 내부 메인 영역(3a)과 경계를 이루는 외측 둘레(s2)로 정의되는 내부 특징 영역(3b), 내부 메인 영역(3a) 또는 내부 특징 영역(3b)의 내측에서 점{내부 특징 영역(3b)상의 수염 구멍 등}과 선{내부 메인 영역(3a)의 주름 등} 중 어느 하나로 구분되는 보조 특징 영역(3c)으로 구분된다.
도 3의 (b)를 참조하면, 도 3의 (a)와 같은 평면 이미지(1)는 정의된 바탕 영역(2)과 특징 이미지(3)를 데이터 기준면(12')과 데이터 입체부(14')로 변환시켜 이미지 디지털 데이터(1')로 변환된다. 이미지 디지털 데이터(1')의 획득은 컴퓨터의 모델링 프로그램{작업자의 직접 지정 또는 자동 소프트웨어의 적용, 도 3의 (b)는 디지털 카메라로 촬영된 디지털 이미지를 CADian 3D에서 읽어드려 작업자가 직접 지정하여 완성된 형태}을 통해 이루어진다.
특징 이미지(3)의 변환은 전술한 특징 이미지(3)의 정의와 연계되어 이루어진다. 즉, 특징 이미지(3)에서 바탕 영역(2)과 구분(강아지의 몸체)되는 외측 둘레(s1)로 정의된 내부 메인 영역(3a)은 외곽 라인(S1)에 의해 형성되는 제 1 데이터 입체부(14a')로 변환된다. 내부 메인 영역(3a)내에서 내부 메인 영역(3a)과 경계를 이루는 외측 둘레(s2)로 정의된 내부 특징 영역(3b)은 내부 라인(S2)에 의해 형성되는 제 2 데이터 입체부(14b')로 변환된다. 내부 메인 영역(3a) 또는 내부 특징 영역(3b)의 내측의 보조 특징 영역(3c)은 점 또는 선으로 표현되는 제 3 데이터 입체부(14c')로 변환된다.
도 4는 도 3의 이미지 디지털 데이터로 획득되는 모델링 데이터의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 도 3을 통해 획득된 이미지 디지털 데이터(1')는 데이터 입체부(14')가 데이터 기준면(12')에 음각과 양각 중 어느 하나의 입체적인 부조 형상 데이터(14")로 형성되도록 한다. 이 3D 모델링 데이터(1") 획득 단계는 컴퓨터의 모델링 프로그램을 사용해 작업자의 작업 또는 소프웨어의 작동으로 이루어지게 된다. 도 4에서 보인 예는 이미지 디지털 데이터 획득 단계에서 외곽 라인(S1)에 의해 형성되는 제 1 데이터 입체부(14a')만을 작업하여 획득된 이미지 디지털 데이터(1')를 알티메이커사의 CURA(14.12.1 버전)을 통해 읽어들여 변환(Height 10.0mm, Base 1.0mm, Width 287.7mm, Depth 192.0mm, Darker is higher, No smoothing)시켜 획득된 3D 모델링 데이터(1")로서, 도 8의 (a)와 같이 종래 기술을 적용하여 이루어진 3D 모델링 데이터와 대비하여 외곽 라인(S1)에 의해 형성되는 제 1 데이터 입체부(14a')뿐만아니라 작업되지 않은 제 2 데이터 입체부(14b')와 제 3 데이터 입체부(14c')의 해상도가 높게 나타나 월등한 재현성을 보여주고 있다.
이와 같은 3D 모델링 데이터(1")의 획득은 획득된 이미지 디지털 데이터(1')를 컴퓨터의 모델링 프로그램 자체에서 평면 이미지의 명암을 기준으로 입체적인 3D 모델링 데이터로 제공하는 기능을 통해 부조 형상 데이터(14")가 형성되도록 하는 방법으로서, 소프트웨어의 작동으로 이루어져 제 1 데이터 입체부(14a'), 제 2 데이터 입체부(14b') 및 제 3 데이터 입체부(14c')와 데이터 기준면(12')의 높이 차(t)가 명암에 따라 자연스럽게 형성되도록 하는 장점을 갖는다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성 방법에서 아동이 그린 그림으로부터 이미지 디지털 데이터를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 전술한 예는 사진의 평면 이미지를 입체적인 부조 형상으로 형성하기 위해 3D 모델링 데이터를 획득하는 방법을 확인한 것이고, 본 실시예는 그림의 평면 이미지를 대상으로 확인한 것이다.
통상 그림은 스케치북(sketchbook)과 같은 바탕지에 크레파스 또는 물감 등을 사용하여 이루어진다. 본 발명의 바람직한 실시예는 그림인 평면 이미지(1)를 바탕 영역(2)과 특징 이미지(3)로 분할하여 디지털 데이터로 변환시킨다. 여기서, 바탕 영역(2)은 도화지의 색이 그대로 적용될 수 있고, 별도의 채색이 될 수도 있는 것이다. 특징 이미지(3)는 바탕 영역(2)과 구별되는 색채와 모양 중 어느 하나로 채색되어 자연물, 인공물, 사람 등을 나타내게 된다. 그리고, 특징 이미지(3)에는 바탕 영역(2)과 외측 둘레(s1)로 구별되는 내부 메인 영역(3a)과, 이 내부 메인 영역(3a) 내에서 외측 둘레(s2)로 구별되는 내부 특징 영역(3b)으로 이루어진다. 물론, 더욱 복잡한 그림의 경우 내부 특징 영역(3b)내에 추가적인 특징 영역이 형성될 수도 있을 것이다. 이와 같은 그림인 평면 이미지(1)는 특징 이미지(3)가 다수로 이루어지지만, 전술한 사진의 평면 이미지보다 상대적으로 단순하게 구성요소의 정의로 가능하게 된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부조 제품 및 그를 위한 모델링 데이터 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이때, 도 6에서 평면 이미지(1)를 정의하여 이미지 디지털 데이터(1')를 획득하는 방법과 3D 모델링 데이터(1")를 획득하는 방법, 부조 제품(10)의 구조 등은 전술한 예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 부조 제품 및 그를 위한 모델링 데이터 형성 방법은 전술한 사진의 평면 이미지를 적용하는 예와 기본적으로 동일하되, 특징 이미지(3)가 상대적으로 단순하면서도 다수개로 이루어지는 차이점이 있다. 그리고, 3D 모델링 데이터(1") 획득 단계에서 데이터 입체부(14')가 데이터 기준면(12')과 정해진 높이(t)의 차이를 갖도록 하여 부조 형상 데이터(14")가 형성되도록 함으로써, 완성된 부조 제품(10)에서 입체부(14)가 기준면(12)으로부터 전체적으로 동일한 높이로 형성되도록 한다.
이와 같은 구성은 입체적인 효과를 나타내도록 하면서도 입체부(14)의 형성이 상대적으로 단순해 가공을 용이하도록 한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부조 제품을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 부조 제품 및 그를 위한 모델링 데이터 형성방법은 종래 기술에 비해 더욱 정밀 구현되고, 평면 이미지에서 특징 이미지(구현 대상)에 대한 재현성이 높아 다품종 소량 생산의 주문형 제품에 적합하다. 이와 같은 기술은 사진 또는 그림을 생활용품에 적용함으로써 기념품으로 변환시키는데 유용하다. 예컨대, 도 7의 (a)와 같이 아동이 그린 그림을 장식용 접시(10), 도 7의 (b)와 같은 타일(10), 도 7의 (c)와 같은 꽃병(10), 도 7의 (d)의 그림 롤러(10)와 같은 완구류에 입체적으로 적용할 수 있는 것이다. 이와 같은 부조 제품(10)은 기준면(12)에 입체부(14)가 형성되고, 입체부(10)는 기준면(12)에서 양각 또는 음각으로 형성된다. 그리고, 입체부(10)는 기준면(12)과 정해진 높이 차(t)를 갖도록 형성되어 입체적인 형상으로 나타난다. 한편, 도 7의 (b)와 같은 타일(10)은 일반 타일(100) 사이에 설치되어 포인트 타일로 적용함으로써 장식적인 효과를 낼 수 있고, 도 7의 (d)의 그림 롤러(10)는 종이와 같은 인쇄면(1a)에 그림을 찍는 교육완구로 사용될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부조 제품 및 그를 위한 모델링 데이터 형성방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시 하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 부조 제품을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 부조 제품(10)은 제품 표면인 기준면(12)에 입체적으로 형성되는 입체부(14)를 갖는다. 도시된 입체부(14)는 기준면(12)으로부터 외측 방향으로 돌출된 양각의 형태를 갖지만, 필요에 따라 기준면(12)으로부터 내측 방향으로 함몰되는 음각의 형태로 형성될 수도 있는 것이다. 이 입체부(14)는 기준면(12)과 정해진 높이(t)의 차이를 갖도록 형성된다. 여기서, 정해진 높이(t)는 평면 이미지를 지정된 설정값에 따라 자동으로 모델링 데이터로 변환시켜주는 모델링 프로그램(CURA와 같은 3D 프린팅용 소프트웨어, ZBRUSH와 같은 그래픽 소프트웨어, ARTCAM과 같은 CAM 소프트웨어 등)과 같이 전체적으로 균일하게 부여되도록 할 수 있지만, 입체부(14) 내의 요소들을 구분{도 1에서 입체부(14)는 기준면(12)과 외곽 라인(S1)으로 구분되는 제 1 입체부(14a) 내에 제 1 입체부(14a)와 내부 라인(S2)으로 구분되는 제 2 입체부(14b)가 형성되고, 제 1 입체부(14a) 및 제 2 입체부(14b) 내에 요철 형태로 구분되는 제 3 입체부(14c)가 형성된다}하여 다양한 높이를 갖도록 설정할 수도 있는 것이다.
또한, 부조 제품(10)은 보조 입체부(16)를 구비할 수 있다. 이와 같은 보조 입체부(16)는 평면 이미지(1; 도 2 참조)와 별개로 추가되는 문자, 특정 형상, 모양 등으로 이루어질 수 있다. 보조 입체부(16)는 부조 제품(10)에 형성되는 입체부(14)와 관련되는 부가 구성{도 1은 강아지의 이름을 알파벳으로 넣은 예이다}으로 다양한 종류가 사용될 수 있을 것이다. 이 보조 입체부(16)는 도 2에서 보는 바와 같은 프로세스에서 이미지 디지털 데이터 획득 단계(S100) 또는 3D 모델링 데이터 획득 단계(S110)에서 추가될 수 있을 것이다. 그리고, 보조 입체부(16)는 입체부(14)와 동일하게 기준면(12)에 대해 양각 또는 음각으로 형성될 수 있는 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에서 부조 제품(10)은 사진 또는 그림과 같은 평면 이미지(1)를 사용하여 부조 형상{도 1과 같이 특정 부분만으로 이루어지거나, 본 발명의 바람직한 실시예인 도 6과 같이 평면 이미지(1)의 전체로 형성될 수 있다}을 갖도록 제조된 제품이다. 이 부조 제품(10)은 평면 이미지(1)의 바탕 영역(2)과 대응되는 외면을 형성하는 기준면(12)을 갖는다. 이 기준면(12)은 평면 이미지(1)가 입체적으로 적용되는 제품의 외면으로서 다양한 형태와 모양이 적용될 수 있는 것이다. 예컨대, 예로 보인 제품은 애견 유골함을 예로 보였는데, 이 경우 기준면(12)은 일반적으로 도자기 제품에 적용되는 다양한 디자인의 형태와 모양이 적용될 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명에서 기준면(12)은 평편한 면이나 색채, 모양 등이 없는 상태를 지칭하는 것이 아니라 입체부(14)가 형성되는 부조 제품의 표면(외면)을 지칭하는 것으로써, 평면 이미지(1)의 바탕 영역(2)은 평편한 면으로 나타나지만, 기준면(12)은 평편한 면 뿐만아니라 곡면, 불규칙한 면 등 다양한 형태와 모양이 적용될 수 있는 것이다.
이와 같은 부조 제품(10)의 입체부(14)는 평면 이미지(1)에서 바탕 영역(2)과 구별되는 색채와 모양 중 어느 하나로 표현되는 특징 이미지(3)의 외측 둘레(s1)로 정의된 외곽 라인(S1)에 의해 형성된다. 이 입체부(14)는 외곽 라인(S1)의 내부가 기준면(12)과 정해진 높이(t)의 차이를 갖도록 형성됨으로써 기준면(12)에 평면 이미지(1)의 특징 이미지(3)가 입체적인 부조 형상으로 형성되도록 한다. 여기서, 특징 이미지(3)는 평면 이미지(1)에서 입체적으로 나타내고자 하는 개별적인 영역을 지칭하지만, 평면 이미지(1)에서 어느 한 대상만을 지칭하는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 바람직한 실시예(도 5 내지 도 7)와 같이 여러 개의 이미지를 특징 이미지로 설정할 수 있는 것이고, 각 특징 이미지는 개별적인 외측 둘레로 정의되어 각 외곽 라인에 의해 별개의 입체부를 이루게 된다.
본 발명에 따른 부조 제품은 종래 기술에 비해 더욱 정밀 구현되고, 평면 이미지에서 특징 이미지(구현 대상)에 대한 재현성이 높아 다품종 소량 생산의 주문형 제품에 적합하다.
다시, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성방법은 평면 이미지(1)로부터 이미지 디지털 데이터(1')를 획득(S100)한 후, 이로부터 3D 모델링 데이터(1")를 획득(S110)하고, 획득된 3D 모델링 데이터(1")를 가공 데이터로 변환시켜 제품 표면에 입체부(14)를 형성시켜 부조 제품(10)을 제조하도록 한다. 특히, 본 발명은 사진으로 이루어지는 평면 이미지(1)의 3D 모델링 데이터(1")를 얻을 때 재현성과 해상도를 높이도록 하기 이미지 디지털 데이터(1')의 획득 단계(S100)에서 기존 단순히 사진을 스캔하거나 디지털 이미지 파일을 사용하는 방법을 탈피하여 평면 이미지(1)에서 촬영 대상인 특징 이미지(3)가 별개로 디지털 이미지화되도록 한다.
좀 더 구체적으로 보면, 본 발명에 따른 사진 또는 그림 등의 평면 이미지(1)를 입체적인 부조 형상으로 적용하는 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성방법에서 이미지 디지털 데이터(1')의 획득은 평면 이미지(1) 파일을 컴퓨터의 모델링 프로그램(AutoCAD와 같은 CAD 소프트웨어, MASTER CAM과 같은 CAM 소프트웨어, Rhino와 같은 3D 모델링 소프트웨어 등)으로 로딩하여 이루어진다. 이때, 이미지 디지털 데이터(1')는 데이터 기준면(12')과 데이터 입체부(14')로 형성되는데, 데이터 기준면(12')은 평면 이미지(1)의 바탕 영역(2)과 대응되어 제품의 외면으로 적용된다. 이 데이터 기준면(12')은 입체부(14)를 형성하기 위한 부조 제품(10)의 기준면(12)가 동일한 형태로 형성될 수도 있으나, 추후 모델링 단계에서 부조 제품으로 모델링된 기준면(12)에 입체부(14)를 적용시킴으로써 이루어질 수 있는 것이다. 즉, 이미지 디지털 데이터(1')의 획득 단계(S100)에서 데이터 기준면(12')은 데이터 입체부(14')의 형성을 위한 개념적 구성이다. 그리고, 데이터 입체부(14')는 평면 이미지(1)에서 바탕 영역(2)과 구별되는 색채와 모양 중 어느 하나로 표현되는 특징 이미지(3)의 외측 둘레(s1)로 정의된 외곽 라인(S1)에 의해 형성된다.
3D 모델링 데이터(1") 획득 단계(S110)는 컴퓨터의 모델링 프로그램(AutoCAD와 같은 CAD 소프트웨어, MASTER CAM과 같은 CAM 소프트웨어, Rhino와 같은 3D 모델링 소프트웨어, CURA와 같은 3D 프린팅 슬라이스 소프트웨어 등)을 사용하여 획득된 이미지 디지털 데이터(1')의 데이터 입체부(14')가 데이터 기준면(12')에 음각과 양각 중 어느 하나의 입체적인 부조 형상 데이터(14")로 형성되도록 한다. 이와 같이 획득된 3D 모델링 데이터(1")는 가공 데이터로 변환되어 부조 제품의 제조에 적용된다. 여기서, 부조 제품의 제조는 CNC 가공의 경우 CAM 소프트웨어를 통해 G-Code로 변환되어 부조 제품을 직접 가공하고, 적층 가공의 경우 CURA와 같은 슬라이스 소프트웨어를 통해 G-Code로 생성되어 3D 프린터로 출력하며, 사출 성형하거나 도자기 성형하는 경우 각 성형을 위한 금형을 가공하여 각 성형 공정을 통해 성형된다.
본 발명에 따른 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성방법은 3D 스캔을 통해 모델링 데이터를 얻을 수 없는 경우에도, 기존 명암을 기준으로 부조 형상을 가공하기 위한 모델링 데이터를 얻는 방식과 대비할 때, 이미지의 재현성과 해상도를 높여 부조 제품을 위한 모델링 데이터를 형성할 수 있도록 한다. 특히, 평면 이미지에서 특징 이미지(구현 대상)에 대한 재현성을 높여 애완견 사진, 아동의 그림 등을 3D 모델링 데이터로 획득할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명에 따른 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성방법은 FDM과 같은 적층가공(Additive manufaturing)뿐만아니라 CNC와 같은 일반적인 기계가공을 통해서 입체적인 부조 형상을 가공하거나 성형을 위한 금형을 용이하게 제작할 수 있도록 하고, 세라믹, 합성수지, 금속 등 다양한 소재를 적용하여 부조 제품을 제조할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명은 색채와 모양을 기준으로 평면 이미지에서 특징 이미지에 대한 지정을 통해 모델링 데이터의 획득이 이루어지도록 함으로써 종래 3D 모델링 프로그램에서 평면 이미지의 명암을 기준으로 입체적인 모델링 데이터를 획득하는 방법에 적용시에도 평면 이미지의 특징 이미지에 대한 재현성과 해상도를 높일 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 부조 제품 및 그를 위한 모델링 데이터 형성방법은 종래 기술에 비해 더욱 정밀 구현되고, 평면 이미지에서 특징 이미지(구현 대상)에 대한 재현성이 높아 다품종 소량 생산의 주문형 제품에 적합하다. 이와 같은 기술은 사진 또는 그림을 생활용품에 적용함으로써 기념품으로 변환시키는데 유용하다. 예컨대, 아동이 그린 그림을 장식용 접시, 타일, 꽃병, 그림 롤러와 같은 완구류에 입체적으로 적용할 수 있는 것이다. 그리고, 반려동물의 유골함과 같이 3D 스캔을 통한 모델링 데이터를 구하기 어려운 경우에도 사진만으로 다양한 형태의 추모 용품에 적용할 수 있는 것이다.

Claims (6)

  1. 사진 또는 그림 등의 평면 이미지(1)를 사용하여 부조 형상을 갖도록 제조되는 부조 제품에 있어서,
    상기 평면 이미지(1)의 바탕 영역(2)과 대응되는 외면을 형성하는 기준면(12) 및,
    상기 평면 이미지(1)에서 상기 바탕 영역(2)과 구별되는 색채와 모양 중 어느 하나로 표현되는 특징 이미지(3)의 외측 둘레(s1)로 정의된 외곽 라인(S1)에 의해 형성되되, 상기 기준면(12)에 음각과 양각 중 어느 하나의 입체적인 부조 형상으로 형성되는 입체부(14)를 포함하여; 상기 입체부(14)는 상기 외곽 라인(S1)의 내부가 상기 기준면(12)과 정해진 높이(t)의 차이를 갖도록 형성됨으로서 상기 기준면(12)에 상기 평면 이미지(1)의 특징 이미지(3)가 입체적인 부조 형상으로 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 부조 제품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입체부(14)는 상기 외곽 라인(S1)으로 형성되는 제 1 입체부(14a) 및,
    상기 평면 이미지(1)의 특징 이미지(3) 내에서 색채, 모양 및 명암 중 적어도 어느 하나로 구분되는 내부 특징 이미지(3b)의 외측 둘레(s2)로 정의되어 상기 제 1 입체부(14a)와 경계를 형성하는 내부 라인(S2)에 의해 상기 제 1 입체부(14a)내에 형성되는 제 2 입체부(14b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 부조 제품.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 입체부(14)는 상기 제 1 입체부(14a)와 제 2 입체부(14b) 중 어느 하나의 내측에서 점과 선 중 어느 하나로 구분되는 보조 특징 이미지(3c)로 정의되어 상기 제 1 입체부(14a) 및 제 2 입체부(14b)와 구분되도록 요철 형태로 형성되는 제 3 입체부(14c)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 부조 제품.
  4. 사진 또는 그림 등의 평면 이미지(1)를 입체적인 부조 형상으로 적용하는 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성방법에 있어서,
    컴퓨터의 모델링 프로그램을 사용하여 상기 평면 이미지(1)에 대한 이미지 디지털 데이터(1')를 획득하되, 상기 이미지 디지털 데이터(1')는 상기 평면 이미지(1)의 바탕 영역(2)과 대응되어 제품의 외면으로 적용되는 데이터 기준면(12')과, 상기 평면 이미지(1)에서 상기 바탕 영역(2)과 구별되는 색채와 모양 중 어느 하나로 표현되는 특징 이미지(3)의 외측 둘레(s1)로 정의된 외곽 라인(S1)에 의해 형성되는 데이터 입체부(14')를 갖도록 하는 단계 및;
    컴퓨터의 모델링 프로그램을 사용하여 상기 획득된 이미지 디지털 데이터(1')의 데이터 입체부(14')가 상기 데이터 기준면(12')에 음각과 양각 중 어느 하나의 입체적인 부조 형상 데이터(14")로 형성되도록 하는 3D 모델링 데이터(1") 획득 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 3D 모델링 데이터(1") 획득 단계는 상기 데이터 입체부(14')가 상기 데이터 기준면(12')과 정해진 높이(t)의 차이를 갖도록 하여 상기 부조 형상 데이터(14")가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 3D 모델링 데이터(1") 획득 단계는 상기 획득된 이미지 디지털 데이터(1')를 컴퓨터의 모델링 프로그램 자체에서 평면 이미지의 명암을 기준으로 입체적인 3D 모델링 데이터로 제공하는 기능을 통해 상기 부조 형상 데이터(14")가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 부조 제품을 위한 모델링 데이터 형성방법.
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