Functionality Anlysis of NURBS Modeling Tools

(1)

Functionality Analysis of NURBS Modeling Tools

박경렬(K.R. Park) 최정주(J.J. Choi) 장덕호(D.H. Chang)

시각정보연구팀선임연구원 시각정보연구팀선임연구원 시각정보연구팀책임연구원, 팀장

컴퓨터 그래픽스를 이용하여

3

차원 물체를 모델링하는 방법은 그 이론적 배경에서 크게 두 가지로 나뉘 는데, 직선들과 삼각형 혹은 사각형들을 연결하는 폴리곤 모델링 방법과

NURBS(Non Uniform Ra- tional B-splines)

라는 수학적으로 정의된 곡선 혹은 곡면을 이용하는 방법이 있다. 본 고는 이미 상용화 되어 사용되고 있는 몇 가지

3

차원 모델링 소프트웨어들의 기능 중에서

N U R B S

모델링 기능을 살펴보고 이를 비교・분석해 본다.

I .

^{서 론}

컴퓨터 그래픽스 분야의 발달과 더불어 3차원 애니메이션 산업의 기술은 최근 몇 년간 눈부신 발전을거듭하여왔다. 애니메이션을보다자연스 럽게 보이게 하는 기술들과 보다 편리하게 제작 하도록도와주는새로운기술들이꾸준히 개발되 고 있는 상황이므로 이 분야의 발달이 지속적으 로 이루어질 것은 너무나도 자명한 사실이다. 이 러한 애니메이션을 제작하는 데 가장 기초적인 작업은그애니메이션에등장하는캐릭터들을모 델링하는 작업이다. 어떤 작품에서건 그것이 3차 원컴퓨터그래픽스기술을이용하는제품이라면 등장하는 사람, 가구, 물건 등을 모두 모델링해야 만 한다. 이렇게 등장하는물체들을3차원으로 모 델링하는 방법은 이론적으로 크게 두 가지 방법 으로 나뉜다. 아주 작은 삼각형 혹은 사각형들을

이어붙이는방법으로다면체를제작하는폴리곤 모델링 방법이 있을 수 있고, 다른 하나는 수학적 으로정확한곡면을정의하는점들을지정함으로 써 매우 부드러운 곡면을 제작하는 NURBS 모델 링방법이있을수있다.

NURBS 모델링 방법은 모델링된 곡면 위에 존

재하는 점의 정확한 3차원 위치를 알아내기 위해

약간의 계산이 더 필요하다는 복잡성 때문에 폴

리곤모델링방법보다는 사용하기어려운방법으

로인식되어져왔다. 그러나최근에는컴퓨터들의

계산능력의향상과더불어보다사실적이고실감

나는 모델링을 위해서는 NURBS 모델링 방법을

사용할 수 밖에 없다는 인식이 확산되면서, 현재

상용화되어 널리 사용되고 있는 거의 모든 모델

링 소프트웨어는 이 NURBS 모델링 방법을 지원

하고 있다. 그러나 폴리곤 모델링 방법에 비하면

계산해야 하는 양이 많기 때문에 최종 결과물을

(2)

전자통신동향분석 제

1 4

권 제

3

호

1 9 9 9

년

6

월

만들기 위한 렌더링을 위해서는 NURBS 곡면을 폴리곤 모델로 변환 후 사용해야 한다. 따라서, NURBS 모델링 방법과 더불어 폴리곤 모델링 방 법도같이사용되고있다.

본 고에서는 두 가지의 모델링 방법 중에서 NURBS 곡면을 이용하여 다양한 물체를 모델링 하고 변형할 수 있는 기능들이 현재 상용화되어 널리 사용되고 있는 도구들에 어떻게 구현되어 있는가를 살펴보고, 어떠한 도구가 더 사용하기 편리한지 혹은 더 많은 기능을 제공하고 있는지 를비교・분석해보기로한다. 이러한분석결과는 3차원 모델링 도구를 새로 개발하려고 하는 경우 에는 제품의 요구사항을 파악하는 데 큰 도움이 될수있을것이다.

I I .

^요구기능

NURBS 모델링 방법을 이용하여 다양한3차원 물체를모델링하기위해필요한기능에는어떠한 것들이 있는지를 우선 살펴보기로 한다. 이를 기 초로 하여, 사용되고 있는 모델링 도구들이 얼마 나더편리한가혹은다양한기능을제공하고있는 가를판단하는기준으로삼고자한다.

●

꼭필요한기본도형(p r i m i t i v e) 지원

원, 구, 육면체, 실린더, 원추등모든물체의기본 이되는 p r i m i t i v e 들을지원하여야한다.

●

자유곡선지원

제어점(control vertex) 등을 지정하여 자유곡선 을생성해낼수있어야한다.

●

자유곡선편집

생성된 자유곡선의 모양 혹은 차수 등을 조정할 수있는사용자인터페이스를제공하여야한다.

●

자유곡면지원

제어점 등을 지정하거나 이미 내정된 값을 갖는

자유곡면을생성해낼수있어야한다.

●

자유곡면편집

생성된자유곡면의모양, 차수, 정밀도등을조정 할수있는사용자인터페이스를제공해야한다.

●

절차적(procedural) 모델링방법지원

곡선을 일정한 축을 기준으로 회전하여 회전체 를 만든다거나, 일정한 방향으로 이동하면서 생 기는궤적 등을이용하여곡면을모델링할수 있 는기능들이지원되어야한다.

●

스내핑(snapping) 기능

격자, 곡선등작업자가원하는곳에정확히점을 만드는 것은 거의 불가능하다. 따라서 미리 약속 된곳에어느정도접근을하기만해도정확한위 치로옮겨주는기능이반드시필요하다.

●

반복・취소기능

편집이 가능한 모든 소프트웨어에 필요한 기능 으로서 근래에는 이러한 기능이 필수적으로 요 구되고있다.

●

Layer 기능

물체의부분 부분을 제작할때현재 만들고 있는 부분만 선택하고 편집할 수 있도록 다른 부분은 선택이되지않거나아예보이지않도록할수있 는기능이있어야한다.

I I I .

여러 가지 모델링 도구들

현재 제품화되어서 시장에서 팔리고 있는 3차

원모델링도구는Maya, SoftImage, 3D Studio Max,

Rhino 등이있다. Maya와S o f t I m a g e는얼마전까지

만해도Silicon Graphics 사의컴퓨터에서만운용되

던 프로그램이었으나 최근에 모두 P C용 버전이

출시되어 팔리고있는 상황이다( <표1> 참조). 3D

Studio Max와 R h i n o는처음부터개인용컴퓨터인

PC 위에서운용될 목적으로 개발되었으며, Maya

나 S o f t I m a g e에 비하여 가격이 비교될 수 없을 정

(3)

N U R B S

모델링 도구들의 기능분석

도로싸고그기능또한차이가많이난다. 특히, 다 른 도구들이 모델링, 애니메이션, 렌더링 등을 모 두 지원하는 도구인데 반해 R h i n o는 간단한 렌더 링 기능 외에는 NURBS 모델링 기능만 지원하는 전문NURBS 모델러이다. 이러한의미에서 R h i n o 가 다른 도구들과 비교될 수는 없겠으나, 본 고에 서는 특별히 NURBS 모델링 기능만을 분석하기 로하였으므로Rhino 또한분석의대상이될수있 었다.

전반적인평가를해본다면M a y a와 S o f t I m a g e는 매우 고가의 도구들로서 고품질의 애니메이션을 제작하는 데 사용하려는 목적으로 제작되었으며, 3D Studio Max는이들과같은고가의도구를사용 할 수 없는 사용자를 대상으로 약간 낮은 품질의 애니메이션을 제작하는 도구로서 중저가 시장을 점유하고있다. 이에비해, Rhino는NURBS 모델링

기능만을 제공하고 있어 애니메이션을 제작하기 위해서는 다른 도구들이 반드시 필요하기 때문에 그 자체로서 시장을 형성할 만한 힘이 아직은 약 해 보이지만 제공하고 있는 NURBS 모델링 기능 이우수한편이기때문에나름대로의가치는충분 히있어보인다. SoftImage의현재버전은M a y a에 의해 고가 시장을 빼앗겼다고 생각될 만큼 그 기 능이나 편리성에서 뒤떨어지기 때문에 고가 시장 에 대한 자세한 분석은 M a y a를 살펴보는 것으로 대신하기로한다.

1 .

기본적곡선들(Curve Primitives )

기본적 곡선들이란 수학적으로 정의된 몇 개의 파라미터 값에 의해 결정되는 곡선들로서 직선, 원, 타원, 원호등을가리키는용어이다. 이와 같은 기본적 곡선들은 마우스 클릭함으로써 만들어내 기는어렵고곡선을결정하는파라미터값을정하 는 것이 곡선을 생성하는 데 더 효과적이다. 예를 들면, 원은원의중심과반지름을결정하면유일하 게원하나를결정할수있다. <표2 >는각도구들이 제공하는 기본적 곡선들이 어떤 것들이 있는지를 보여주고있다. <표2 >에서보면, NURBS 모델링만

S G I

W o r k s t a t i o n P C

Maya 1.0 O O

S o f t I m a g e 3.7

O O

3D Studio Max 2.5

X O

Rhino 1.0 X O

<표

1

> 모델링 도구들과 그들이 운용되는 플랫폼

대기능

Curve Primitives

소기능

Circle Ellipse Arc

Conic Section Helix/Spiral

세부내용(기능정의) 기능정도

Max 상 상

상 없음

상

상 없음

없음 없음 없음

하 하

하 중 중 Maya Rhino 원점과반지름에의해서구현되고, 편집을위한 G U I

및dialog box를가지고있다.

원점과장반경, 단반경에의해구현되고, 편집을위 한GUI 및dialog box를가지고있다.

원점과반지름, 각도에의해서구현되고, 편집을위 한GUI 및dialog box를가지고있다.

3개의 점과conic이 지나는 점으로 구현되며, 편집 을위한GUI 및dialog box를가지고있다.

축, 반지름, Pitch(혹은T u r n)으로정의되어구현되 며, 편집을위한GUI 및dialog box를가지고있다.

<표

2

> 모델링 도구들에서 제공하는 기본적 곡선들

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권 제

3

호

1 9 9 9

년

6

월

전문으로 하는 R h i n o가 가장 많은 수의 기본곡선 을제공하고있고, 가장고가의제품인 M a y a가가 장 적은 수의 기본곡선을 제공하고 있다는 것을 알수있으나실상은조금다르다.

M a y a가메뉴에서기본적으로제공하는기본곡 선의 수는 적지만 원을 편집할 수 있는 기능이 매 우 뛰어나게 제공되기 때문에 원 하나만으로도 다른기본곡선을모두생성해낼수있도록되어있 다. (그림1 )을보면 M a y a의원의성질들을 입력하 도록 되어 있는 다이알로그를 볼 수 있는데, 여기 에서 sweep 각도를 조정하면 원호를 만들어낼 수 있도록되어있다. 그리고 일단원을만든후 양축 방향의스케일을다르게조절하면타원또한 원으 로부터 만들어낼 수가 있도록 되어 있다. Maya를 제외한다른도구들은가능한한많은수의기본도 형들을 제공하려고 하고 있으나 M a y a는 다른 방 법으로만들어낼수있는것이면굳이기본도형에 넣지않았다[ 1 ] .

2 .

기본적곡면들( Surface Primitives )

기본곡선과 마찬가지로 기본곡면도 곡면을 결

정하는몇개의파라미터값을정해주면되는곡면 이며구(sphere), 원뿔(cone), 타원체(ellipsoid), 원 주면(cylinder) 등이 있다. 기본곡면의 경우에도 M a y a는 최소한의 것만을 제공하고 우회적인 방 법을 통해서 생성할 수 있는 것은 직접 제공하지 는 않고 있다( <표 3> 참조). 예를 들면, 원뿔대 (truncated cone)는 원주면의 윗면을 축소함으로 써 만들어낼 수가 있으므로 이를 직접 제공하지 는않고있다. 반면 R h i n o와3D Studio Max는가능 한 많은 기본 곡면들을 제공하여 한 번의 메뉴선 택으로 다양한 기본곡면을 생성할 수 있는 기능

대기능

Surface Primitives

소기능

Sphere

Ellipsoid

Torus

Max 상

없음

상

없음

중

없음

중

중 Maya Rhino 원점과 반지름으로 구현되며, 편집을 위한 GUI 및

dialog box를가지고있다.

원점과 3개의 반지름으로 구현되며, 편집을 위한 GUI 및dialog box를가지고있다.

원점과 반지름(또 다른 반지름) 및 높이로 구현되 며, 편집을위한GUI 및dialog box를가지고있다.

원점과 반지름 및 높이로 구현되며, 편집을 위한 GUI 및dialog box를가지고있다.

원점과 2개의 반지름으로 구현되며, 편집을 위한 GUI 및dialog box를가지고있다.

<표

3

> 모델링 도구들에서 제공하는 기본적 곡면들

Cone (Truncated) Cylinder (Tube)

(그림

1

)

M a y a

의 원 편집 다이알로그

(5)

N U R B S

을 제공하고 있다. (그림 2 )는 NURBS 전용 모델 러인 R h i n o가 제공하는 기능을 이용하여 원뿔대 를제작한모습을보여주고있다[ 2 ] .

3 .

^자유곡선

자유곡선은말그대로일정한형태를가지지않 고 어떠한 모양이라도 가질 수 있는 자유로운 모 양의 곡선을 말하는 것이다. 원 혹은 타원이 미리 정해진모양을가지고있는데비해자유곡선은어 떠한 모양이라도 취할 수 있다는 뜻이다. 이러한

자유곡선을 표현하는 수학적 방법에는 Bezier 곡 선이나 NURBS 곡선을 이용하는 방법이 있으나 NURBS 곡선이 B e z i e r 곡선을 포함하는 보다넓은 개념이다. 이러한자유곡선을 생성하는방법은, 곡 선위에있지않은제어점을지정하는방법과곡선 위의 점들을 지정하는 방법이 있을 수 있다. 위의

<표 4 >에서 i n t e r p o l a t e 혹은 s k e t c h라고 되어 있는 기능들은 곡선 위의 점을 지정하는 방법이고 N U R B S라고 되어 있는 것은 제어점을 지정하여 곡선을 생성하는 방법이다. (그림 3 )은 3D Studio M a x에서제어점을지정해줌으로써NURBS 곡선

(그림

2

)

R h i n o

를 이용해 만든 원뿔대

대기능

Freeform Curves

소기능

Sketch

NURBS

Max

상

없음

상

중

상

없음

상

상 Maya Rhino 점의 sequence를 입력 받고, 모든 점을 지나는

spline 곡선을 생성한다. 곡선을 편집하는 GUI 및 dialog box를가지고있다.

점의 sequence를 입력 받고, 모든 점을 지나는 spline 곡선을 생성한다. 곡선을 편집하는 GUI 및 dialog box를가진다.

제어점의sequence를 입력 받고, NURBS 곡선을 생성한다. 곡선을편집하는GUI 및dialog box를가 진다.

P o l y l i n e의끝점을보간하는 N U R B S 곡선을생성한 다. 곡선을편집하는GUI 및dialog box를가진다.

<표

4

> 자유곡선 관련기능

Interpolate Points

Interpolate Polyline

(그림

3

)

3 D Studio Max

에서 제어점을 이용한 자유곡선 생성장면

y z

x

(6)

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권 제

3

호

1 9 9 9

년

6

월

을제작한모습을보여주고있다[ 3 ] .

4 .

^자유곡면

자유곡면은 기본곡면과는달리 미리정해진 형 태를 가지지 않는 임의의 형태를 가지는 곡면을 말한다( <표5> 참조). Rhino가가장다양한방법으 로 자유곡면을 생성할 수 있는 기능을 제공하고 있고, Maya와3D Studio Max는그렇지못하다. 자 유곡면이라는것이본래마우스를클릭하여일정 한 점들을 지정하는 것만으로 생성하기는 매우 어려운일이다. 평면인컴퓨터스크린 위에서 3차 원의 곡면을 생성하는 일은 자연스럽지 못하고, 기본이 되는 자유곡면을 만든 후 이를 편집하거 나 변형하여 점차로 원하는 곡면으로 만들어 가 는 것이 훨씬 자연스러운 제작방법일 것이다. 따 라서, 자유곡면을 제작하는 기능에서 무엇보다 중요한것은얼마나손쉬운방법으로자유곡면을 변형할 수 있는 기능을 제공해주는지가 더욱 더 중요하다고할수있을것이다.

3차원 공간상에 놓여 있는 물체를 평면 위에서 설계도면을 바라보듯이 정면도, 측면도 등을 조 작하면서원하는대로움직이는일이란자연스럽 지 못한 일이다. 이러한 불편함을 획기적으로 개 선할수있는방법이3차원 W i d g e t을사용하는것

으로 투시도(perspective view) 위에서 바라보는 방향을 바꿔가며 매우 친숙하게 원하는 변형을 가할 수 있는 방법이다. 현재까지 상용화되어 있 는 모델링 도구 중에서는 M a y a가 유일하게 이러 한기법을채용하여사용자들의편리함을극대화 시켜주고있다.

(그림 4 )는 M a y a에서 NURBS 곡면을 제작하 는 기능을 활용하여 비행기를 모델링하고 있는 작업이며, 일련의 작업과정을 투시도 내에서만 작업을할수있도록3차원 W i d g e t을활용하고있 다. (그림 4 )의가운데 부분에 화살표를 나타내고 있는 것이 3차원 W i d g e t이며 화살표를 움직이면 각각x, y, z 방향으로물체를 움직일수있도록되

대기능

Freeform Surface

소기능 세부내용(기능정의) 기능정도

Max 없음 없음 없음

하

없음 상 없음

없음

상 상 중

없음 Maya Rhino 4개의점을이용하는Bilinear 곡면을생성하고, 곡

면을편집하는GUI 및dialog box를가진다.

2 ~ 4개의 곡선을 경계로 하는 곡면을 생성하고, 곡 면을편집하는 G U I를가진다.

Closed planar 곡선을 경계로 하는 곡면을 생성하 고, 곡면을편집하는 G U I를가진다.

임의의NURBS 곡면을생성하고, 곡면을편집하는 G U I를가진다.

<표

5

> 모델링 도구들이 지원하는 자유곡면 생성기능

Bilinear Surface B o o l e a n SUM Surface Surface from Curve NURBS Surface Patch

(그림

4

)

M a y a

에서

3D Widget

을 사용하는 모습 y

z x

(7)

N U R B S

어있다. 이러한3차원 W i d g e t의활용으로평면도 나 측면도의 도움 없이 투시도 내에서만 작업할 수있도록되어있다.

5 .

^{자유곡선연산기능}

3차원 물체들을 모델링하다보면 여러 개의 곡 선 혹은 곡면들이 한 개의 화면 안에 존재하게 되 고 그 곡선들 사이에 적절한 연산을 함으로써, 직 접 제작하는 것보다 더욱 효과적인 모델링을 할 수 있는 경우가 많이 생기게 된다. 기본곡선을 만 들어놓고이기본곡선의제어점을편집하여약간 변형된형태의곡선을만드는경우라든지두개의 곡선을부드럽게 이어서하나의곡선을만들어내 는경우등이필요하며, 위의<표 6 >에서보는기능 들이각모델링도구들에의해서제공되고있다.

6 .

^{자유곡면연산기능}

자유곡선의 경우라면 몰라도 자유곡면의 경우 는 디자이너가 화면을 바라보며 마우스와 키보드 조작으로원하는형태의자유곡면을만들어내기 란 거의 불가능한 일에 가깝다고 할 수 있을 만큼

복잡하고 시간이 많이 걸리는 일이다. 우리 주변 에서 흔히 볼 수 있는 물체들 중에 대부분은 곡선 을 회전시킨다거나 일정한 방향으로 움직여가면 서 움직이는 자취들을 모아 생기는 곡면으로 물 체를생성할 수있는 경우가많다. 따라서, 복잡한 곡면을 적당한 요소들로 분할하여 각 요소들을 간단한 곡선이나 곡면으로부터 변형하거나 적당 한 연산을 가하여 복잡한 곡면을 생성해나가는 것이 바람직하다. 예를 들면, (그림 5 )에서 볼 수

대기능

Freeform Curve Operations

Max 하

하 중

하 없음 없음

중

상 상

상 중 없음

상

중 상

중 중 중 Maya Rhino FF curve의제어점을표시하고편집하는기능

FF curve의knot을표시하고편집하는기능 곡선의불연속점을편집하는기능

2개의곡선을원호/직선으로연결하는기능 곡선의normal 방향으로일정거리떨어진곡선을생 성

단절된두곡선을부드럽게이어주는새로운곡선을 생성

<표

6

> 모델링 도구들에서의 자유곡선 연산기능

Control Point 편집

Knot 편집 Kink 편집 Fillet/

Chamfer Offset

Blend

(그림

5

)

R h i n o

를 이용하여 헤드폰을 생성해가는 모습 y

z

x

(8)

1 4

권 제

3

호

1 9 9 9

년

6

월

있는 h e a d p h o n e과 같은 물체를 일일이 마우스를 클릭하고 제어점들을 움직임으로써 전체 물체를 생성하는 것은 불가능한 일이다. 나눌 수 있는 각 각의 구성요소들을구분하고 이들을간단한 곡선 으로부터회전을한다던가e x t r u d e를한다던가하 는 방법을 이용하여 곡면을 생성하는 것이 이와 같은복잡한물체를제작하는방법이다.

이와같이, 간단한모양으로부터복잡한곡면을 만들어가는과정중에서가장대표적인것은 R e - volve, Birail과같은방법들이며, (그림 6 a )는 R h i n o 에서하나의곡선을z 축을 중심으로 하여회전하 여 얻은 회전곡면이고, (그림 6 b )는 두 개의 곡선

( B i r a i l )을 r a i l로 하고이 곡선들과 큰각을 이루면 만나는 다른 곡선들을 profile 곡선으로 하여 곡면 을형성하고있는작업을담은그림이다.

이와 같이 곡선을 이용하여곡면을 형성해가는 방법말고도곡면과곡면이만나는교차곡선을구 하거나집합론적연산등을통하여곡면의필요한 부분만을얻고나머지를없애버린다거나하는 기 술적으로어려운 연산들도효과적인곡면을생성 하기 위하여서는 필요한기능들이고현재검토중 인모델링도구들에서대부분지원하고있다.

(그림 7 )에서 보는 바와 같은 trim 연산은 다른 방법으로는그와 같은 곡면을생성해내기가매우

(그림

6

)

R h i n o

에서의

R e v o l v e

연산

( a )

과

M a y a

에서의

B i r a i l

연산

( b )

( a ) ( b )

(그림

7

)

M a y a

에서 곡면과 평면에 대한

T r i m

연산을 수행하기 전

( a )

과 후

( b )

의 모습 y

z x z y

x

(9)

N U R B S

어렵기때문에효과적인모델링을위하여모든모 델링도구들이다지원하고있는기능이다. <표7 >

에이러한기능들을정리하였다.

7 .

^{기타필요한기능들}

위에서 열거한 기능들은 곡선 혹은 곡면을 생 성해내는데필요한직접적인기능들이었으나이 외에도사용자의편의를위하여반드시지원되어 야하는기능들이더있다. 스내핑, 반복/취소, L a y -

er 기능 등이 그것이다. 반복/취소 기능과 L a y e r 기능은 모든 모델링 도구에서 지원되고 있고 그 기능이 단순하기 때문에 더 이상의 설명이 필요 없을 것이고, 스내핑 기능에 대해서 좀 더 설명하 도록한다.

스내핑이란 사람의 마우스 조작으로는 정확한 위치를 찾을 수 없다는 어려움을 해결해주기 위 해 원하는 위치에 가까이 접근하면 마우스의 위 치를정확한위치로자동으로옮겨주도록하는기 능을말하며, 원하는 위치들은주로 격자점( g r i d ) ,

대기능

Freeform Surface Operations

Max 중 중

중 하 상 하

중 없음

하

상 없음

상

중 상

상 없음

상 상 상 상

상 없음

상

상 없음

상

중 상

상 중

상 상 상 상

상 상

상

중 없음

상

중 상 Maya Rhino 두곡면을cylinder/plane으로연결하는기능

곡면의normal 방향으로일정거리떨어진곡면을생 성

단절된 두 곡면을 부드럽게 이어주는 새로운 곡면 을생성

<표

7

> 모델링도구들에서제공하는자유곡면연산기능

Fillet/

Chamfer Offset

Blend

경계를 공유하는 두 곡면을 이어 하나의 곡면으로 붙이는기능

Merge

곡선에서 회전곡면을 생성하는 기능. 회전각 /EndCap을조절하는 G U I가있다.

Revolution

곡선을 일정한 벡터 방향으로 끌어서 생긴 곡면을 생성

Profile 곡선과rail 곡선을이용하여 swept 곡면을 생성하는기능

Profile 곡선을이용하여rail을따라서회전체를만 듦

다수의곡선을부드럽게연결하는곡면을만듦 분리된두곡면중하나의경계를다른하나의경계 로붙이는기능

오브젝트의Union, Intersection, Difference 기능 곡면의일부분을잘라내는기능

자유곡면을다면체메쉬로표현 다면체를fitting하여자유곡면으로표현 Extrusion

Sweeping Revolve with Rail Lofting Match Boolean Trimming NURBS to Polygon Polygon to N U R B S

(10)

(그림

8

)

R h i n o

의 전체화면

( a )

과

3D Studio Max

의 전체화면

( b )

( a ) ( b )

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권 제

3

호

1 9 9 9

년

6

월

제어점, 곡선의점, 곡선의끝점, 곡선의가운데점 등곡선혹은곡면을편집하며사용자가선택하고 싶은 위치들이 모두 해당될 수 있으며, 3D Studio M a x와 R h i n o는약 1 0여 가지 이상의스내핑기능 을 제공하고 있으나 M a y a는 격자점, 점, 곡선, view plane 스냅등4가지의스냅기능만을제공하 고있다.

I V .

^{전반적인 비교}

3차원 모델링 도구라는 것이 일반적으로 복잡 한 물체를 디자인 해내는 도구이기 때문에 다른 도구보다 좀 더 진보적인 기술이 구현되어 있으 면 보다 편리하고 실감나는 물체를 모델링 해낼 수가 있을 것이다. 얼마나 최신의 기술을 사용하 여 도구가 제작되었는가를 따진다면 단연 M a y a 가 가장 우수한 기술을 확보하여 사용자들에게 편의성을제공하고있다.

이러한기술적측면 외에도 사용자인터페이스 등이 얼마나 깔끔하게 되어 있는가 하는 것도 또 한 모델링 도구를 비교하는 하나의 중요한 요인 이될수있을것이다. (그림8 )과(그림 9 )를비교 해보면 확실히 M a y a에 비해 3D Studio Max나 R h i n o가덜세련되어보이는느낌을갖게된다.

한편, 처음 사용하는 초보 사용자가 도움말 등

의 도움을 받아가면서 배워나갈 수 있느냐를 따

져 본다면, NURBS 모델링 기능만을 제공하는

R h i n o에비해모델링, 애니메이션, 렌더링등을모

두지원하는 3D Studio Max나 M a y a는사용 설명

서나학습서( t u t o r i a l )의도움이 없이는배워 나가

기가 상당히 어렵게 되어 있다. 일단 익히고 나면

M a y a의 메뉴혹은컨텍스트메뉴 등의구성은그

때그때상황에적합한메뉴들이사용자의상황에

맞추어 작업환경 근처에 따라와 준다는 느낌을

주는 반면, 3D Studio Max의 메뉴는 잘 찾아지는

곳에배치되어있지못하고어렵게찾아다녀야만

(11)

N U R B S

한다는느낌을갖게한다.

무엇보다 M a y a는 일관된 흐름 속에서 사용자 의 편의를 최대한 높여줄 수 있도록 설계되어 있 어 모델링 메뉴세트나 애니메이션 메뉴세트에서 유사한 사용으로 작업할 수 있는 일관성을 제공 해주고 있다는 점에서 사용자에게 호감을 주고 있으며, 다른모델링도구에비해 M a y a가가장뛰 어난 점은3차원 W i d g e t의개념을 도입하고적용 하여너무나편리한사용자인터페이스를제공해 주고있다는것이다. 이러한M a y a의기능때문에 앞으로는 모든 모델링 도구에서 3차원 W i d g e t을 채용해야만할것으로보인다.

V .

결 론

본 고에서 살펴본 3차원 모델링 도구들은 각각 겨냥하는 시장과 특성에 차이가 있는 제품들이었 다. 이들을 한 자리에서 비교한다는 것 자체가 다 소 불합리할 수도 있겠으나 위와 같은 3차원 모델 링도구를개발하려는목적을가지고있는사람이 라면이와같은과정을통해모델링도구에어떠한 기능들이있어야하는지를파악할수있을것이다.

이와 같은 고찰을 통해 NURBS 모델링 도구가 반드시갖추어야할기능들을<표 8 >에나타내보 았다.

(그림

9

)

M a y a

의 전체 작업화면

(12)

1 4

권 제

3

호

1 9 9 9

년

6

월

참 고 문 헌

[1] Alias/Wavefront, Maya for Windows NT 1.0, 1998.

[2] Robert McNeel & Associates, R h i n o c e r o s: NURBS Model- ing for Windows, User’s Guide, 1998.

[3] KINETIX, 3D Studio Max Online Reference, 1998.

대기능 소기능 비고

기본곡선

기본곡면 자유곡선 자유곡면 자유곡선연산기능 자유곡면연산기능 부가기능

원

구(sphere), 원주면(cylinder) CVCurve, Interpolate Curve, Sketch NURBS 패치

CV 편집, Knot 편집, Fillet, Offset, Blend Fillet, Offset, Blend, Merge, Revolution, Extrusion, Sweeping, Lofting, Match, Trimming, Intersection, N U R B S to Polygon Snapping, Redo/Undo, Layer

원으로부터타원, 원호등을만들수있는편집 기능을제공해야함.

타원체, 원뿔대 등을 만들 수 있도록 편집기능 을제공해야함.

제어점편집,Knot 편집등의기능이있어야함.

기본적인편집기능

<표

8

>

N U R B S

모델링 도구가 갖추어야 할 최소한의 기능