(19) 대한민국특허청(KR) (12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2016-0092190 (43) 공개일자 2016년08월04일 (51) 국제특허분류(Int. Cl.)
G06T 19/20 (2011.01) G06F 3/0488 (2013.01) (52) CPC특허분류
G06T 19/20 (2013.01) G06F 3/0488 (2013.01)
(21) 출원번호 10-2015-0012501 (22) 출원일자 2015년01월27일 심사청구일자 없음
(71) 출원인
한국전자통신연구원
대전광역시 유성구 가정로 218 (가정동) (72) 발명자
이지형
대전광역시 서구 둔산로 155, 102-707 강경규
서울특별시 금천구 범안로12가길 35 (뒷면에 계속)
(74) 대리인 한양특허법인 전체 청구항 수 : 총 20 항
(54) 발명의 명칭 건축 문화재 모델링 장치 및 방법 (57) 요 약
문화재 현장과 같이 PC 및 기존 S/W 등을 사용하기 곤란한 장소에서 스마트 휴대기기의 터치 스크린 UI를 이용하 여 3차원의 디지털 건축 문화재의 특성을 살리면서 직관적으로 모델링할 수 있는 건축 문화재 모델링 장치 및 방 법을 제시한다. 제시된 장치는 건축 문화재를 구성하는 부재의 정보를 포함하는 실측도면을 터치스크린상에 디스 플레이하는 실측도면 배치부, 터치스크린을 통해 입력되는 다수의 점을 근거로 모델링을 수행하여 3차원의 부재 모델을 생성하는 부재모델 생성부, 부재모델을 저장하는 데이터베이스, 및 부재모델을 실측도면을 근거로 제 위 치에 배치하는 부재 배치부를 포함한다.
대 표 도 - 도10
(52) CPC특허분류
G06T 17/20 (2013.01) (72) 발명자
김재우
대전광역시 유성구 은구비남로 56, 908동 805호
유동완
대전광역시 서구 청사서로 65, 110동 1503호
이 발명을 지원한 국가연구개발사업 과제고유번호 R2013040060 부처명 문화체육관광부
연구관리전문기관 한국콘텐츠진흥원 연구사업명 콘텐츠산업기술지원사업
연구과제명 전통 건조물 문화재의 체험학습을 위한 디지털 문화재 저작 및 인터랙티브 복구 시뮬레이 션 기술 개발
기 여 율 1/1
주관기관 한국전자통신연구원 연구기간 2014.04.01 ~ 2015.03.31
명 세 서 청구범위 청구항 1
건축 문화재를 구성하는 부재의 정보를 포함하는 실측도면을 터치스크린상에 디스플레이하는 실측도면 배치부;
상기 터치스크린을 통해 입력되는 다수의 점을 근거로 모델링을 수행하여 3차원의 부재모델을 생성하는 부재모 델 생성부;
상기 부재모델 생성부에서 생성된 상기 부재모델을 저장하는 데이터베이스; 및
상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델을 상기 실측도면을 근거로 제 위치에 배치하는 부재 배치부;를 포함 하는 것을 특징으로 하는 건축 문화재 모델링 장치.
청구항 2
청구항 1에 있어서,
상기 건축 문화재를 구성하는 부재의 정보는 해당 부재의 실제 크기, 배치 위치, 및 비율중에서 하나 이상을 포 함하는 것을 특징으로 하는 건축 문화재 모델링 장치.
청구항 3
청구항 1에 있어서,
상기 부재모델 생성부는 상기 터치스크린을 통해 상기 실측도면에 맞게 입력되는 다수의 점을 근거로 오브젝트 를 생성하고, 상기 오브젝트에 대하여 메쉬 생성 및 텍스처 매핑을 수행하여 상기 3차원의 부재모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 건축 문화재 모델링 장치.
청구항 4
청구항 1에 있어서,
상기 부재 배치부는 배치시킬 부재모델이 선택됨에 따라 해당 부재모델을 트랜스폼 조작으로 상기 실측도면에서 의 해당 위치에 맞게 배치시키는 것을 특징으로 하는 건축 문화재 모델링 장치.
청구항 5
청구항 1에 있어서,
상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델을 수정하는 부재모델 수정부;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하 는 건축 문화재 모델링 장치.
청구항 6
청구항 5에 있어서, 상기 부재모델 수정부는,
상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델에서 편집 대상이 결정됨에 따라 트랜스폼 조작을 통해 해당 편집 대 상을 편집하는 부재모델 편집부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축 문화재 모델링 장치.
청구항 7
청구항 6에 있어서,
상기 부재모델 편집부는 상기 편집 대상에 대해 이동, 회전, 확대중에서 하나 이상을 행하는 것을 특징으로 하 는 건축 문화재 모델링 장치.
청구항 8
청구항 5에 있어서, 상기 부재모델 수정부는,
상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델에 대하여 메쉬 변형을 수행하는 메쉬 변형부;를 포함하는 것을 특징 으로 하는 건축 문화재 모델링 장치.
청구항 9
청구항 5에 있어서, 상기 부재모델 수정부는,
상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델에서 편집 대상이 결정됨에 따라 트랜스폼 조작을 통해 해당 편집 대 상을 편집하는 부재모델 편집부; 및
상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델에 대하여 메쉬 변형을 수행하는 메쉬 변형부;를 포함하는 것을 특징 으로 하는 건축 문화재 모델링 장치.
청구항 10
청구항 5에 있어서,
상기 부재모델 수정부는 수정된 부재모델을 상기 데이터베이스에 저장하는 것을 특징으로 하는 건축 문화재 모 델링 장치.
청구항 11
실측도면 배치부가, 건축 문화재를 구성하는 부재의 정보를 포함하는 실측도면을 터치스크린상에 디스플레이하 는 단계;
부재모델 생성부가, 상기 터치스크린을 통해 입력되는 다수의 점을 근거로 모델링을 수행하여 3차원의 부재모델 을 생성하는 단계;
상기 부재모델 생성부가, 상기 부재모델을 데이터베이스에 저장하는 단계; 및
부재 배치부가, 상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델을 상기 실측도면을 근거로 제 위치에 배치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축 문화재 모델링 방법.
청구항 12
청구항 11에 있어서,
상기 건축 문화재를 구성하는 부재의 정보는 해당 부재의 실제 크기, 배치 위치, 및 비율중에서 하나 이상을 포 함하는 것을 특징으로 하는 건축 문화재 모델링 방법.
청구항 13
청구항 11에 있어서,
상기 부재모델을 생성하는 단계는,
상기 터치스크린을 통해 상기 실측도면에 맞게 입력되는 다수의 점을 근거로 오브젝트를 생성하는 단계; 및 상기 오브젝트에 대하여 메쉬 생성 및 텍스처 매핑을 수행하여 상기 3차원의 부재모델을 생성하는 단계;를 포함 하는 것을 특징으로 하는 건축 문화재 모델링 방법.
청구항 14
청구항 11에 있어서,
상기 부재모델을 상기 실측도면을 근거로 배치하는 단계는,
배치시킬 부재모델이 선택됨에 따라 해당 부재모델을 트랜스폼 조작으로 상기 실측도면에서의 해당 위치에 맞게 배치시키는 것을 특징으로 하는 건축 문화재 모델링 방법.
청구항 15
청구항 11에 있어서,
부재모델 수정부가, 상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델을 수정하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징 으로 하는 건축 문화재 모델링 방법.
청구항 16
청구항 15에 있어서,
상기 부재모델을 수정하는 단계는,
상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델에서 편집 대상이 결정됨에 따라 트랜스폼 조작을 통해 해당 편집 대 상을 편집하는 것을 특징으로 하는 건축 문화재 모델링 방법.
청구항 17
청구항 16에 있어서,
상기 부재모델을 수정하는 단계는 상기 편집 대상에 대해 이동, 회전, 확대중에서 하나 이상을 행하는 것을 특 징으로 하는 건축 문화재 모델링 방법.
청구항 18
청구항 15에 있어서,
상기 부재모델을 수정하는 단계는,
상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델에 대하여 메쉬 변형을 수행하는 것을 특징으로 하는 건축 문화재 모 델링 방법.
청구항 19
청구항 15에 있어서,
상기 부재모델을 수정하는 단계는,
상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델에서 편집 대상이 결정됨에 따라 트랜스폼 조작을 통해 해당 편집 대 상을 편집하는 단계; 및
상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델에 대하여 메쉬 변형을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하 는 건축 문화재 모델링 방법.
청구항 20
청구항 15에 있어서,
상기 부재모델을 수정하는 단계는, 상기 수정된 부재모델을 상기 데이터베이스에 저장하는 것을 특징으로 하는 건축 문화재 모델링 방법.
발명의 설명 기 술 분 야
본 발명은 건축 문화재 모델링 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스마트폰, 스마트패드, 키오스크 [0001]
등과 같이 터치 스크린을 주 사용자 인터페이스(UI)로 하는 장비에서 건축 문화재의 3차원 모델링을 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
배 경 기 술
디지털 건축 문화재는 실재로 존재하는 건축 문화재를 그대로 디지털로 카피하여 만드는 것으로, 컴퓨터 그래픽 [0002]
스 기술을 이용한 3D 모델링으로 제작되고 있다.
현존하는 건축 문화재의 경우 3D 스캐닝을 하거나 실측도면을 제작하여 이를 근거로 모델링을 해야 하며, 소실 [0003]
된 문화재의 경우 자료에 입각하여 추정하고 가상으로 만들고 있다.
디지털 건축물 문화재를 제대로 복원하기 위해서는 외형만 모델링하는 것이 아니라, 건축 구조를 반영하고 건축 [0004]
물의 부재를 이용하여 건축물을 모델링해야 한다.
기존의 3차원 모델링 소프트웨어는 키보드/마우스 등의 입력장비를 이용하여 제어하도록 설계되어 있기 때문에, [0005]
터치스크린 입력을 기반으로 디지털 건축 문화재를 모델링할 경우 사용자가 불편함을 느끼게 된다.
최근 스마트 휴대 기기의 발달로, 문화재 복원 현장에서 3D 건축 문화재를 모델링하는 기술이 필요하게 되었다.
[0006]
본 발명과 관련되는 선행기술로는, 대한민국 공개특허 제2014-0120156호(사용성이 향상된 모바일 디바이스를 위 [0007]
한 3차원 그래픽 데이터 생성 방법 및 이를 이용한 응용 개발 환경), 대한민국 공개특허 제2014-0099756호(문화 재 발굴조사 및 유구 분석을 위한 3차원 스캐닝 데이터 처리 방법)가 있다.
발명의 내용 해결하려는 과제
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 문화재 현장과 같이 PC 및 기존 S/W 등을 사 [0008]
용하기 곤란한 장소에서 스마트 휴대기기의 터치 스크린 UI를 이용하여 3차원의 디지털 건축 문화재의 특성을 살리면서 직관적으로 모델링할 수 있는 건축 문화재 모델링 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
과제의 해결 수단
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 건축 문화재 모델링 장치는, 건축 문 [0009]
화재를 구성하는 부재의 정보를 포함하는 실측도면을 터치스크린상에 디스플레이하는 실측도면 배치부; 상기 터 치스크린을 통해 입력되는 다수의 점을 근거로 모델링을 수행하여 3차원의 부재모델을 생성하는 부재모델 생성 부; 상기 부재모델 생성부에서 생성된 상기 부재모델을 저장하는 데이터베이스; 및 상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델을 상기 실측도면을 근거로 제 위치에 배치하는 부재 배치부;를 포함한다.
상기 건축 문화재를 구성하는 부재의 정보는 해당 부재의 실제 크기, 배치 위치, 및 비율중에서 하나 이상을 포 [0010]
함할 수 있다.
상기 부재모델 생성부는 상기 터치스크린을 통해 상기 실측도면에 맞게 입력되는 다수의 점을 근거로 오브젝트 [0011]
를 생성하고, 상기 오브젝트에 대하여 메쉬 생성 및 텍스처 매핑을 수행하여 상기 3차원의 부재모델을 생성할 수 있다.
상기 부재 배치부는 배치시킬 부재모델이 선택됨에 따라 해당 부재모델을 트랜스폼 조작으로 상기 실측도면에서 [0012]
의 해당 위치에 맞게 배치시킬 수 있다.
상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델을 수정하는 부재모델 수정부;를 추가로 포함할 수 있다.
[0013]
상기 부재모델 수정부는, 상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델에서 편집 대상이 결정됨에 따라 트랜스폼 [0014]
조작을 통해 해당 편집 대상을 편집하는 부재모델 편집부;를 포함할 수 있다.
상기 부재모델 편집부는 상기 편집 대상에 대해 이동, 회전, 확대중에서 하나 이상을 행할 수 있다.
[0015]
상기 부재모델 수정부는, 상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델에 대하여 메쉬 변형을 수행하는 메쉬 변형 [0016]
부;를 포함할 수 있다.
상기 부재모델 수정부는, 상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델에서 편집 대상이 결정됨에 따라 트랜스폼 [0017]
조작을 통해 해당 편집 대상을 편집하는 부재모델 편집부; 및 상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델에 대 하여 메쉬 변형을 수행하는 메쉬 변형부;를 포함할 수 있다.
상기 부재모델 수정부는 수정된 부재모델을 상기 데이터베이스에 저장할 수 있다.
[0018]
그리고, 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 건축 문화재 모델링 방법은, 실측도면 배치부가, 건축 문화재를 [0019]
구성하는 부재의 정보를 포함하는 실측도면을 터치스크린상에 디스플레이하는 단계; 부재모델 생성부가, 상기 터치스크린을 통해 입력되는 다수의 점을 근거로 모델링을 수행하여 3차원의 부재모델을 생성하는 단계; 상기 부재모델 생성부가, 상기 부재모델을 데이터베이스에 저장하는 단계; 및 부재 배치부가, 상기 데이터베이스에 저장된 상기 부재모델을 상기 실측도면을 근거로 제 위치에 배치하는 단계;를 포함한다.
발명의 효과
이러한 구성의 본 발명에 따르면, 문화재 발굴 현장과 같이 기존 사무 환경(PC 및 키보드/마우스 등 UI)이 곤란 [0020]
한 환경에서도 건축 문화재의 3차원 모델링이 가능하다는 장점이 있다.
또한, 터치스크린 등에 맞도록 모델링 방법을 최적화하였으므로, 문화재 뿐만 아니라 현대 건축 현장에서도 적 [0021]
용 가능하며, 유사한 사례의 3차원 모델링 전반에 활용 가능할 것으로 기대된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 실시예에 채용되는 따른 건축물을 구성하는 부재들을 예시한 도면이다.
[0022]
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 완성된 디지털 건축 문화재의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 6는 본 발명의 실시예에 채용되는 실측도면의 예들을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실측도면의 배치 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 한 손가락을 이용한 3차원 모델링을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 두 손가락을 이용한 화면 제어를 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 건축 문화재 모델링 장치의 구성도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 건축 문화재 모델링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 도 11에서 부재 편집 단계의 설명에 채용되는 도면이다.
도 13은 도 11에서 메쉬 변형 단계의 설명에 채용되는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예가 구현된 컴퓨터 시스템을 나타낸 도면이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하 [0023]
고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포 [0024]
함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 [0025]
아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함 하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조 합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부 품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 [0026]
속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일 반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의 미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설 [0027]
명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 채용되는 따른 건축물을 구성하는 부재들을 예시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실 [0028]
시예에 따라 완성된 디지털 건축 문화재의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 채 용되는 실측도면의 예들을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실측도면의 배치 예를 나타낸 도 면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 한 손가락을 이용한 3차원 모델링을 보여주는 도면이고, 도 9는 본 발 명의 실시예에 따라 두 손가락을 이용한 화면 제어를 보여주는 도면이다.
본 발명은 터치스크린 UI를 이용하여 사용자가 직관적으로 건축 문화재의 3차원 모델링을 할 수 있도록 하는 것 [0029]
이다. 이를 위해, 본 발명에서는 두 가지 과제 즉, 건축 문화재의 특성을 반영한 디지털 문화재의 3차원 모델링 방법, 및 터치스크린 UI에 최적화된 3차원 기하 모델링 방법을 해결한다.
먼저, 첫 번째 과제인 건축 문화재의 특성을 반영된 디지털 문화재의 3차원 모델링 방법에 대해 설명한다. 모델 [0030]
링 과정에서 반영되어야 할 건축 문화재의 특성은 다음과 같다.
1) 모델링 결과는 실제 건축 문화재의 크기가 반영되어야 한다. 이는 모델링 결과가 실제 크기 단위에 맞도록 [0031]
되어야 하며, 그 구성 요소간 크기 비율이 일치하여야 함을 의미한다.
2) 모델링 결과는 건축 문화재의 내부 구조를 반영하여야 한다. 건축 문화재는 하나의 덩어리로 만들어져 있지 [0032]
않고, 건축물을 구성하는 부재들(도 1 참조)로 구성되어 있다. 그러므로, 이들을 먼저 실제와 같은 크기로 모델 링하고 이들을 실제 위치에 맞게 배열하여 디지털 건축 문화재(도 2 참조)를 모델링하여야 건축 문화재의 내구 구조를 반영한 모델링이 가능하게 된다.
첫 번째 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 건축 문화재의 실측도면을 기반으로 모델링한다. 건축 문화재는 [0033]
보존을 위해 현재 남아있는 형태대로 캐드(CAD) 도면을 만들어 두고 있다(도 3 내지 도 6 참조). 본 발명에서는 해당 건축 문화재의 실측도면을 X, Y, Z 공간에 맞게 도면 3장을 겹쳐서 띄워놓고 건축 문화재가 위치하는 공간 을 직관적으로 인지 및 확인할 수 있도록 하였다(도 7 참조). 실측도면의 요소들을 이용하여 각각의 부재를 3D 모델링하고 이를 배치하여 디지털 건축 문화재를 완성한다. 이를 통해 실측도면을 충실하게 3차원 모델링할 수 있다. 따라서, 건축 문화재의 크기 및 비율을 실제와 같게 모델링할 수 있고, 건축 문화재의 내부 구조 등과 같 은 특성을 반영하게 된다.
이번에는, 두 번째 과제인 터치스크린 UI에 최적화된 3차원 기하 모델링 방법에 대해 설명한다. 터치스크린 UI [0034]
에 최적화된 3차원 기하 모델링을 하기 위해서, 먼저 터치스크린 위에 손가락 터치 및 제스처 관련 UI를 정의하 였다. 예를 들어, 한 손가락을 이용한 터치 및 제스처는 부재 오브젝트를 생성하고 편집하는 디지털 문화재의 모델링 용도로 사용된다(도 8 참조). 두 손가락을 이용한 터치 및 제스처는 화면 제어를 위해 사용된다(도 9 참 조). 이러한 제스처 정의는 사용자의 취향에 따라 자유롭게 설정할 수 있다.
3차원 기하 모델링은 그래픽스 기술의 발달로 다양한 방법들이 존재하나, 본 발명에서는 터치스크린 UI에 최적 [0035]
화된 3차원 기하모델링을 하기 위해서 다양한 터치 및 제스처를 통해 도면 위에 점(point)을 생성하고 점들을 연결하여 면(face)을 생성한 후, 면을 모아서 3차원 오브젝트(object)를 생성하는 기초적인 3차원 모델링을 사 용하였다. 따라서, 본 발명에서 사용하는 3차원 모델링은 기존의 3차원 모델링 방법을 터치스크린 UI에 맞게 제 한하여 최적화한 것으로서, 이로 인해 사용자는 디지털 건축 문화재의 직관적인 3차원 모델링이 가능하게 된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 건축 문화재 모델링 장치의 구성도이다.
[0036]
본 발명의 실시예에 따른 건축 문화재 모델링 장치는, 실측도면 배치부(10), 부재모델 생성부(20), 데이터베이 [0037]
스(30), 부재모델 수정부(40), 및 부재 배치부(50)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 건축 문화재 모델링 장치는 스마트 휴대기기의 터치스크린 UI를 기반으로 동작한다. 따라서, 실측도면 배치부(10), 부재모델 생성부 (20), 부재모델 수정부(40), 및 부재 배치부(50)는 터치스크린과 연동한다고 볼 수 있다.
실측도면 배치부(10)는 실측도면(도 3 내지 도 6 참조)을 로드한 후 실측도면의 위치를 3차원 공간상에서 제 위 [0038]
치에 있도록 위치시키고 조정할 수 있다. 즉, 실측도면 배치부(10)는 건축 문화재를 구성하는 부재의 정보(예컨 대, 해당 부재의 실제 크기, 배치 위치, 및 비율 등)를 포함하는 실측도면을 터치스크린(도시 생략)상에 디스플 레이할 수 있다.
부재모델 생성부(20)는 실측도면 배치부(10)에 의해 배치된 실측도면을 근거로 3차원의 부재모델을 생성할 수 [0039]
있다. 즉, 부재모델 생성부(20)는 제 위치에 배치된 실측도면에 맞도록 3차원 공간에서 사용자의 터치스크린상 에서의 터치입력에 따른 다수의 점을 근거로 면 및 오브젝트를 순차적으로 생성할 수 있다. 그리고, 부재모델 생성부(20)는 생성된 오브젝트의 완결성을 검사하고 메쉬로 바꿔줄 수 있다. 또한, 부재모델 생성부(20)는 준비 된 건축물의 이미지를 메쉬에 입혀주는 텍스처 매핑을 수행할 수 있다. 텍스처 매핑의 결과로서 3차원의 부재모
델이 생성된다.
다시 말해서, 부재모델 생성부(20)는 터치스크린을 통해 입력되는 다수의 점을 근거로 모델링을 수행하여 3차원 [0040]
의 부재모델을 생성하는데, 터치스크린을 통해 실측도면에 맞게 입력되는 다수의 점을 근거로 오브젝트를 생성 하고, 생성된 오브젝트에 대하여 메쉬 생성 및 텍스처 매핑을 수행하여 3차원의 부재모델을 생성한다고 볼 수 있다.
데이터베이스(30)는 부재모델 생성부(20)에 의해 생성된 3차원의 부재모델을 저장한다. 물론, 데이터베이스(3 [0041]
0)는 부재모델 수정부(40)에 의해 수정된 3차원의 부재모델을 저장한다. 결국, 데이터베이스(30)에는 다수의 3 차원의 부재모델이 데이터화되어 저장된다고 볼 수 있다.
부재모델 수정부(40)는 부재모델 생성부(20)에 의해 생성된 3차원 부재모델을 수정할 수 있다. 이를 위해, 부재 [0042]
모델 수정부(40)는 부재모델 편집부(42), 및 메쉬 변형부(44)를 포함한다.
부재모델 편집부(42)는 데이터베이스(30)에 저장된 부재모델중에서 편집 대상을 결정됨에 따라 트랜스폼 조작 [0043]
(transform manipulation)을 통해 해당 편집 대상을 편집할 수 있다. 여기서, 트랜스폼 조작에는 기존 기하모델 링에서 많이 사용되는 이동(translation), 회전(rotation), 확대(scale)가 제공될 수 있다.
메쉬 변형부(44)는 데이터베이스(30)에 저장되어 있는 3차원의 부재모델에 대하여 메쉬 변형을 통해 다른 형태 [0044]
의 모델로 변형시킬 수 있다. 즉, 메쉬 변형부(44)는 데이터베이스(30)에 저장된 부재모델중에서 편집 대상을 결정되면 해당 편집 대상에 대하여 메쉬 변형을 가하여 다른 형태의 모델로 만들 수 있다.
부재 배치부(50)는 데이터베이스(30)에 저장된 부재모델을 이용하여 디지털 건축 문화재를 만들기 위해 실측도 [0045]
면에 맞게 부재모델을 배치할 수 있다. 즉, 부재 배치부(50)는 배치시킬 부재모델이 선택됨에 따라 해당 부재모 델을 트랜스폼 조작을 통해 실측도면의 위치에 맞도록 3차원 공간에 배치시킬 수 있다. 부재 배치부(50)에 의해 최종적으로 디지털 건축 문화재가 생성된다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 건축 문화재 모델링 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 12는 도 11에서 부 [0046]
재 편집 단계의 설명에 채용되는 도면이고, 도 13은 도 11에서 메쉬 변형 단계의 설명에 채용되는 도면이다.
먼저, 실측도면 배치 단계(S100; S10, S12)를 수행한다.
[0047]
즉, 사용자가 건축 문화재 모델링을 위해 필요한 실측 도면을 선택하게 되면 실측도면 배치부(10)는 해당 실측 [0048]
도면을 로드한다(S10). 그리고 나서, 사용자가 실측도면의 위치를 3차원 공간상에서 제 위치에 있도록 위치시키 고 조정한다. 그에 따라, 실측도면 배치부(10)는 조정 정보를 근거로 도 7에서와 같이 터치스크린상에 실측도면 을 배치시킬 수 있다(S12).
이후, 기존의 부재 데이터(부재모델 데이터라고 할 수 있음)를 로드하였는지에 따라 부재모델 생성 단계(S200;
[0049]
S16 ~ S24) 또는 부재모델 수정 단계(S300 ; S28 ~ S32, S400; S34 ~ S38)를 수행한다.
만약, 사용자가 기존의 부재 데이터 즉, 데이터베이스(30)에 저장되어 있는 부재모델 데이터를 로드하지 않고 [0050]
부재모델의 생성을 위해 점/면/오브젝트 생성 모드를 선택하면(S14에서 "No") 부재모델 생성 단계(S200; S16 ~ S24)를 수행한다.
즉, 사용자가 터치스크린상에서 점/면/오브젝트 생성 모드중에서 점 생성 모드를 선택한 후에 터치스크린상의 [0051]
실측도면에서 점을 찍으면 부재모델 생성부(20)는 도 8에서와 같이 3차원 공간에서 실측도면에 맞도록 해당 위 치에 점을 생성한다(S16). 점을 다 찍은 후에 사용자가 면 생성 모드를 선택하면 부재모델 생성부(20)는 점들을 이어서 면을 만든다(S18). 이후, 사용자가 오브젝트 생성 모드를 선택하면 부재모델 생성부(20)는 면들을 연결 하여 오브젝트를 생성한다(S20). 그리고, 사용자에 의해 오브젝트가 선택됨에 따라 부재모델 생성부(20)는 메쉬 생성과 텍스처 매핑을 진행한다(S22, S24). 여기서, 매쉬 생성 및 텍스처 매핑은 당업자라면 이미 알려진 기존 의 그래픽스 알고리즘을 통해 이해할 수 있으므로, 추가 설명은 생략한다.
상술한 텍스처 매핑까지 완료되면 한 개의 3차원의 부재모델이 생성된다(S26). 디지털 건축 문화재는 많은 수의 [0052]
부재로 이루어져 있기 때문에 상술한 부재모델 생성 단계(S200)를 반복하게 되면 필요한 부재모델을 생성할 수 있다. 부재모델 생성부(20)는 만들어진 다수의 부재모델을 데이터베이스(30)에 저장한다.
한편, 사용자가 기존의 부재 데이터 즉, 데이터베이스(30)에 저장되어 있는 부재모델 데이터를 로드하면(S14에 [0053]
서 "Yes") 부재모델 수정 단계(S300 ; S28 ~ S32, S400; S34 ~ S38)를 수행한다. 즉, 부재 모델링 결과를 수정 하고 싶은 경우에는 부재 편집 단계(S300) 또는 메쉬 변형 단계(S400)를 이용하여 모델링 결과를 수정한다.
부재 편집 단계(S300)의 경우, 데이터베이스(30)에 저장되어 있는 부재 모델가 로드됨에 따라, 사용자가 점/면/
[0054]
오브젝트 모드를 선택한 후에 편집 대상을 결정하고 도 12에서와 같은 트랜스폼 조작(transform manipulation) 을 통해 해당 편집 대상을 편집한다. 그에 따라, 부재모델 수정부(40)는 사용자의 터치스크린 터치에 따른 점/
면/오브젝트 모드 선택 정보, 편집 대상 결정 정보, 트랜스폼 조작 정보 등을 근거로 편집 대상을 편집한다 (S28, S30, S32). 이렇게 하여 부재모델 수정부(40)는 한 개의 부재 모델을 편집할 수 있다. 그리고, 상술한 부 재 편집 단계(S300)도 원하는 부재 모델을 모두 편집할 때까지 반복될 수 있다. 편집 완료된 부재 모델은 데이 터베이스(30)에 저장된다.
메쉬 변형 단계(S400)는 추가로 3D스캔 데이터 등이 준비되어 있을 경우에 기존에 만들어진 부재 모델을 메쉬 [0055]
변형을 통해 복잡한 형태의 모델로 변형시키는 것이다. 이를 통해 단순한 조작으로 만들어진 부재 모델도 복잡 한 형태의 부재 모델로 변형되어, 최종 디지털 건축 문화재의 모델링 질(quality)을 높이고, 사실성을 높일 수 있게 된다. 메쉬 변형 단계(S400)는 도 13에서와 같이 기존에 만들어진 부재 모델(60)에 제어 점(60a)을 생성하 고 제어 점 매핑후에 메쉬 정합을 행한다(S34, S36, S38). 즉, 부재모델 수정부(40)는 기존에 만들어진 부재 모 델(60)에 대해 추가 입력된 데이터(70)를 참고하여 토폴로지와 모양이 같도록 정합한다. 이 결과 메쉬 변형이 이루어진다. 상술한 메쉬 변형 단계(S400) 역시 원하는 부재 모델들에 대하여 반복적으로 적용될 수 있다. 메쉬 변형이 완료된 부재 모델은 데이터베이스(30)에 저장된다.
이후, 이와 같이 생성, 편집, 변형의 단계를 거친 부재모델들을 이용하여 하나의 디지털 건축 문화재를 만들기 [0056]
위해, 실측도면에 맞게 하나씩 배치하는 단계(S500)를 진행한다. 배치 단계(S500)의 경우, 사용자가 어느 한 부 재 모델을 선택하여 트랜스폼 조작으로 실측도면의 위치에 맞도록 3차원 공간에 배치시킨 후 위치를 확인한다.
그리하면, 부재 배치부(50)는 선택된 부재 모델에 대한 트랜스폼 조작을 행하고 사용자에 의해 확인된 위치에 대한 위치 정보를 데이터베이스(30)에 저장한다(S40, S42, S44). 여기서, 부재 배치부(50)는 사용자가 트랜스폼 조작으로 부재 모델을 3차원 공간에 배치시킨 후에 예를 들어 위치 확인 버튼을 누르게 되면 해당 위치에 부재 모델을 위치시켜야 되는 것으로 간주하고 그에 상응하는 위치 정보를 저장할 수 있다.
이러한 단계(S500)를 디지털 건축 문화재에 필요한 모든 부재모델에 대해 진행하면 최종적으로 원하는 디지털 [0057]
건축 문화재가 생성된다(S46).
한편, 상술한 본 발명의 실시예는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체와 같은 컴퓨터 시스템에서 구현될 수 있다.
[0058]
도 14에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(120)은 버스(122)를 통하여 서로 통신하는 하나 이상의 프로세서 (121), 메모리(123), 사용자 인터페이스 입력 장치(126), 사용자 인터페이스 출력 장치(127) 및 스토리지(128) 를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(120)은 네트워크(130)에 연결되는 네트워크 인터페이스(129)를 더 포 함할 수 있다. 프로세서(121)는 중앙 처리 장치 또는 메모리(123) 또는 스토리지(128)에 저장된 프로세싱 인스 트럭션들을 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(123) 및 스토리지(128)는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘 발성 저장 매체일 수 있다. 예를 들어, 메모리(123)는 ROM(124)이나 RAM(125)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예는 컴퓨터로 구현된 방법이나 컴퓨터에서 실행가능한 명령어들이 기록된 비일시적인 [0059]
컴퓨터에서 읽을 수 있는 매체로 구현될 수 있다. 컴퓨터에서 읽을 수 있는 명령어들이 프로세서에 의해서 수행 될 때, 컴퓨터에서 읽을 수 있는 명령어들은 본 발명의 적어도 한 가지 태양에 따른 방법을 수행할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 [0060]
단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변 형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부 된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
부호의 설명
10 : 실측도면 배치부 20 : 부재모델 생성부 [0061]
30 : 데이터베이스 40 : 부재모델 수정부 42 : 부재모델 편집부 44 : 메쉬 변형부 50 : 부재 배치부
도면 도면1
도면2
도면3
도면4
도면5
도면6
도면7
도면8
도면9
도면10
도면11
도면12
도면13
도면14
