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문제 정의
- 3D 모델링을 위한 기능도 매우 다양하고 각 상업용 시스템마다 조금씩 다른 기능들을 제공하고 있는데, 본 연구에서는 최소의 3D 모델링 기능만을 추려내고자 한다. 양정삼의 2003년 연구[9]에서는 상업용 3D CAD 시스템 사이의 절차적 모델 교환을 위해서 표준 모델링 명령어 집합을 만들기 위해, 각 상업용 CAD 시스템마다 가지고 있는 다른 모델링 명령어 집합에서 공통분모를 추출하였다.
- 따라서 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 스마트 디바이스를 위한 형상 모델링 커널을 제안하였다(Fig. 5). 스마트 디바이스 내에서 가시화 할 모델은 메쉬 형태로 생성하고, PC 환경에서 사용할 수 있도록 절차적 모델 역시 커널 내부적으로 동시에 생성하도록 한다.
- 명령어 개수를 줄이고도 최대한 비슷한 형상을 만들 수 있도록 형상과 사용 빈도를 기준으로 정의하였다. 따라서 본 연구에서는 테스트케이스를 정하고 이들을 분석하여 각각의 모델링 명령어가 사용되는 빈도를 조사하였다. 테스트 케이스는 총 24개이며, KAIST에서 데이터 교환 연구를 위해 만들어진 테스트케이스 6개, 미국 Advanced Technology Institute에서 역시 데이터 교환 테스트를 목적으로 만들어진 테스트 케이스 6개, Solidworks에서 제공하는 산업 예제 모델 중 6개, CATIA에서 제공하는 산업 예제 모델 중 6개를 사용하였다.
- 처음부터 PC 기반에 생성할 때에 비하여 스마트 디바이스에서 생성하고 PC에서 수정할 때 단계 숫자는 전체적으로 약간 증가한 것을 볼 수 있는데, 이는 모바일 디바이스의 제한된 환경에서 데스크탑 환경보다 효율적인 모델링을 하는 것이 어렵기 때문이다. 모바일 디바이스상에 CAD 시스템을 구현하는 연구의 목적은 현장에서 직접 주변 환경에 맞추어 모델링을 하는, PC 기반 CAD 시스템에서는 할 수 없는 기능을 구현하는 것이 목적이므로, PC와 근소한 차이의 모델링 단계 수를 보여주는 것으로 시스템의 효율을 확인할 수 있었다.
- 본 연구는 스마트 디바이스 환경에서 사용 가능한 3D CAD 시스템을 구축하기 위하여, 최초로 스마트 디바이스의 특징과 단점을 고려한 CAD 시스템을 디자인하고 데모 시스템을 통해 사용성을 평가하였다. 본 연구에서 제안한 시스템은 첫째, 크고 무거운 CAD 시스템을 스마트 디바이스 상에서 사용 가능하게 하기 위하여 복잡한 기능을 모두 제공하지 않고 스마트 디바이스 상에서 가볍 게 사용이 가능한 시스템으로 구축하여, 언제 어디서든 간단한 콘셉트 모델링을 할 수 있도록 하였고, 둘째, 터치로 정확한 입력이 어려운 문제를 해결하기 위하여 정확한 입력을 시스템에서 요구하지 않고, 간단한 멀티터치 제스처 입력만으로 모델링이 가능하게 하였으며, 셋째, PC 기반 CAD 시스템과의 호환성 문제를 해결하기 위하여 스마트 디바이스 상에서 절차적 모델과 메쉬를 동시에 생성하는 형상 모델링 커널을 제안하여 스마트 디바이스에서 만든 간단한 모델을 PC 환경에서 파라미터 수정이 가능한 모델로 출력하도록 하였다.
- 본 연구에서는 스마트 디바이스 상에서 사용이 가능한 3D CAD 시스템을 구축하기 위하여 1.2절에서 제시한 3가지 문제의 해결방법을 아래와 같이 제시한다.
- 본 연구에서는 위와 같은 스마트 디바이스의 특징으로 인한 다양한 문제들을 해결하여 스마트 디바이스 상에서 사용이 가능한 3D CAD 시스템을 제안한다.
- 본 연구에서는 양정삼의 연구와 마찬가지로 공통분모를 추출하되, 양정삼의 연구에서는 스케치 명령어, 솔리드 모델링 명령어, 곡면 모델링 명령어, 구속 조건 명령어 4가지로 모델링 명령어를 분류하였는데, 본 연구에서는 스마트 디바이스를 위한 최소 집합을 만들기 위하여 곡면 모델링 명령어와 구속조건 명령어를 제외하고, 스케치 명령어와 솔리드 모델링 명령어만 고려하였다. 본 연구에서는 일반적으로 많이 사용되는 상업용 CAD 시스템 5가지(CATIA, Solidworks, Pro/Engineer, NX, Inventor)의 모델링 명령어들의 공통 분모를 추려 내었다.
- 본 연구를 통해, 3D 모델링 분야에서 스마트 디 바이스의 사용 가능성을 확인할 수 있으며, 최근 들어 산업 현장에 적용하는 방안에 대해 활발하게 연구되고 있는 분야이기 때문에, 다양한 향후 연구와 적용에 대한 고찰이 필요하다. 연구 배경에서 밝혔듯이 이 연구는 증강현실 기술과 통합하여 실제 환경을 배경으로 모델링을 하고, 그 자리에서 현장 혹은 협력업체에서 피드백을 받아 수정까지 완료할 수 있도록 하고자 하는 연구이다. 따라서 증강현실 기술과 통합하여 스마트 디바이스 카 메라로 찍은 환경 위에 3D 모델을 원하는 위치에 고정시키고 모델링을 하거나, 스마트 디바이스의 카메라와 센서를 이용하여 주변 환경을 삼차원 재구성하는 연구와 결합하여, 모델링 결과물을 주변 환경에 비추어서 충돌/매칭 테스트를 하는 등, 다른 연구와의 통합 시스템을 구축하여 실제 현장에서 보다 유용하게 사용 가능한 어플리케이션으로 업그레이드가 가능하다.
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