본 고에서는 캐릭터 애니메이션을 위한 다면체 모델링 시스템에 대한 기술동향을 분석한다. 이를 위해 다면체 모델링을 지원하는 상용 캐릭터 애니메이션 소프트웨어들에 대한 최신 동향 및 이들 중 현재 고가와 중저가 시장을 주도하고 있는 Alias/Wavefront Maya 1.0 Kinetix 3D Studio Max 2.5를 중심으로 다면체 모델링 기능들을 분석하고 성능평가를 한다. 특히 기능분석에 앞서 두 시스템의 구현 개념을 살펴봄으로써 두 시스템의 다면체 모델링 기능과 더불어 전체적인 성능에 대해서도 분석한다. 이는 다면체 모델링 기능이 단순히 독립되어 구현될 수 있는 것이 아니라 전체 캐릭터 애니메이션 소프트웨어의 구조적인 구성과 밀접한 관련을 가지기 때문이다. 마지막으로 본 고는 두 상용 시스템에 대한 다면체 모델링 기능별 분류 및 그 성능평가에 대해서 벤치마킹 표로 요약. 제시하며 끝을 맺는다.
컴퓨터 그래픽스를 이용하여 3차원 물체를 모델링하는 방법은 그 이론적 배경에서 크게 두 가지로 나뉘는데, 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 상용화되어 사용되고 있는 몇 가지 3차원 모델링 소프트웨어들의 기능 중에서 NURBS 모델링 기능을 살펴보고 이를 비교.분석해 본다.
윈도우 95 운영체제하에서 기계설계에서의 솔리드 모델링을 가능하게 하는 SolidWorks 95라고 불리는 완전히 새로운 소프트웨어가 판매중이다. SolidWorks는 변수설계에 기초한 솔리드 모델링이며 drag-and-drop 기법을 이용하여 임의의 솔리드에 원하는 기능을 부여할 수 있게 하였다. 또 이 소프트웨어는 draft angles, thin-wall shells, variable radius fillets, lofts, sweeps, chamfers, revolved surface 등을 제공하고 있다. 이 소프트웨어에만 있는 기능은 다음과 같다. 파트의 실시간 리쉐이핑, 기능구성용 마법사, 그리고 형상 히스토리 등이다. 형상 히스토리는 개개의 모델에 대한 기능과 서로간의 관계를 수록하며 이를 통해 사용자가 원하는 기능을 빨리 선택하게 할 뿐 아니라, drag-and-drop을 통하여 언제라도 다른 영역에 그 기능을 부여할 수 있게 한다.
약 만여개의 벤처기업 정보를 획득하여 분석, 분류와 필요한 데이터 필드를 정의하였다. 필드 정의는 구축할 데이터베이스의 기업정보로서 기업주요정보와 기업부가정보로 나누어 시스템을 설계하였다. 설계 시, 사용자 요구사항 분석은 객체지향 설계 기법을 적용하여 사용자 입장에서 본 시스템의 행동을 나타내는 유즈케이즈 다이어그램을 작성하였고 시스템의 동적인 측면을 활동의 순차적인 흐름 및 제어 흐름으로 표현한 액티비티 다이어그램을 만들었다. 기업의 TLO 기술분야와의 연결을 위하여 TLO 기술 데이터베이스 분석을 수행하였으며 데이터베이스 모델링은 요구사항 분석, 개념적 데이터베이스 모델링, 논리적 데이터베이스 모델링, 물리적 데이터베이스 모델링을 수행하였다. 그리고 웹 기반의 사용자 서비스 구현은 기업정보관리 기능, 기업정보검색 기능, 데이터베이스관리 기능, 사용자관리 기능, 환경설정 기능, 정보도우미 기능을 수행할 수 있게 시스템을 구축하였다.
본 워크플로우 모델링 시스템은 기존의 워크플로우 모델링 시스템과 달리, 인터넷 기반의 실시간 그룹웨어 기술을 통해 일련의 사용자 그룹이 동시에 워크플로우 모델링을 할 수 있는 기능을 제공하며. 스윔레인 워크플로우 모델링 방식의 역할 기반의 모델링은 복잡한 모델링 작업을 단순화 시킬 수 있다. 즉, 기존의 워크플로우 모델링 기능에 실시간 그룹웨어 특성들을 통합함으로써, 한 차원 높은 수준의 모델링 환경을 제공하고, 이를 통하여 기존의 워크플로우 시스템들이 지원하지 못 했던 워크플로우 모델링 협동 작업을 실시간으로 지원 할 수 있을 뿐만 아니라. 요즘과 같이 대형화와 복잡화 그리고 다양화의 특징을 갖는 조직들의 워크플로우들에 대한 효율적인 분석 및 모델링 환경을 제공하기 위하여 스윔레인 워크플로우 모델링 시스템을 설계 및 구현하였다. 또한 본 워크플로우 모델링 시스템을 통한 모델링 결과는 국제 표준화 워크플로우 정의 언어 (Process Definition Language)를 제공함으로써, 기존의 다른 워크플로우 시스템들과의 상호 호환성을 제공하고자 하였다.
비기능적 요구사항은 대상 시스템이 지원해야 할 기능적 요구사항의 속성 또는 품질로써 소프트웨어 품질 속성으로 반영된다. 또한 비기능적 요구사항은 설계를 결정하기 위한 중요한 기준으로 사용되므로 소프트웨어 개발 프로세스 전반에 걸쳐 꾸준히 고려하고, 관리해야 한다. 하지만 비기능적 요구사항은 가시성이 없고, 명확히 명세하기가 어려운 특성으로 인해 간과하기 쉽다 따라서 비기능적 요구사항을 실제 모델링에 반영하고, 이를 추적하여 계속적으로 관리하기 일한 노력이 필요하다. 이에 본 논문에서는 내장형 소프트웨어의 비기능적 요구사항을 모델링 하는 절차를 제안하며, 내장형 소프트웨어의 특성을 가진 지능형 조명 제어 시스템의 사례를 통해 비기능적 요구사항을 반영한 모델링을 수행하고, 다이어그램들 사이' 의 비기능적 요구사항에 대한 추적 과정을 살펴본다
본 논문은 시스템에 대한 기능 중심의 신뢰도 예측을 수행하기 위한 모델링 방법론을 제안한다. 신뢰도 예측에 대한 다양한 기존 연구들이 있지만, 이 연구들의 공통점은 하드웨어 중심으로 신뢰도 예측을 수행하였다는 점이다. 신뢰성이 제품이 주어진 사용 조건 아래서 의도하는 기간 동안 정해진 기능을 성공적으로 수행하는 능력이라고 정의되는 점에서 보았을 때, 하드웨어 중심의 신뢰도는 논리적 모순을 가진다. 본 논문에서는 기능 중심의 신뢰도 예측을 위해 4-단계 모델링 절차(four-phase modeling procedure)를 제안하였다. 제안되는 모델링 방법론은 네 개의 모델로 구성된다; 1) 구조적 블록 모델(structure block model), 2) 기능 블록 모델 (function block model), 3) 장치 모델 (device model), 그리고 4) 신뢰성 예측 모델 (reliability prediction model). 본 논문에서는 제안하는 모델링 방법론을 이용하여 전자식 안정기에 대한 기능 중심의 신뢰도 예측을 수행하였으며, 하드웨어의 신뢰도를 결정하기 위해 신뢰도 예측 규격 중 하나인 MIL-HDBK-217F를 이용하였다.
시스템 개발을 위해서는 시스템이 제공하는 기능을 명료하게 기술함은 물론 목표 시스템이 참조하는 외부 시스템의 기능을 명확하게 식별하여야 한다. 이는 목표 시스템의 범위를 명확하게 한정하기 위해 매우 중요하다. 그러나 현재의 유스케이스 모델링 기법에서는 외부 시스템은 액터로만 표현된다. 이는 외부 레거시 시스템을 간결하게 표현할 수 있다는 장점이 있으나, 외부 시스템의 기능 중 목표 시스템이 참조하는 유스케이스만을 식별하기 어렵게 만드는 단점도 갖는다. 이러한 불명확성은 유스케이스 명세 시 모델 작성을 어렵게 하여 유스케이스 모델의 이해도를 저하시키는 원인이 된다. 본 논문에서는 외부 유스케이스를 이용한 확장 모델링 기법을 제시한다. 확장 모델링은 레거시 시스템에 존재하는 외부 유스케이스를 표현하고, 내부 유스케이스와 관계성을 가질 수 있도록 확장 메커니즘을 지원한다. 확장을 위해서는 UML 확장 메커니즘 중 하나인 스테레오타입(Stereotype)을 활용하며, 따라서 기존 유스케이스 모델과의 호환성을 그대로 유지함으로써, 기존 모델링 기법과 일관되게 적용 가능하다.
본 논문에서는 조선 블록분할 공정계획의 CAD화를 위한 요구기능의 정의와 이의 구현을 위하여 기존의 Steerbear와 같은 와이어프래임 모델링(Wire Frame Modeling) CAD 시스템에서는 처 리할 수 없는 기능을 범용 솔리드 모델러 상에서 필요한 소프트웨어 모듈을 개발하여 기능 검 증을 하였다. 기능 검증의 도구(tool)로서 CAD 데이터베이스의 접근이 가능한 Pro/ENGINEER를 이용하였으며 CAD 데이터베이스의 접근 도구는 Pro/DEVELOPE을 사용하였다.
본 연구에서는 기존의 전형적인 토스터가 갖는 개방된 출입구로 인한 열손실 발생, 이물질의 투입, 빵을 구운 정도를 확인할 수 없음에 대한 소비자 불만족 등의 문제점을 해결하기 위해 새로운 방식의 토스터인 폴더형 캡을 갖는 투명 토스터에 대한 모델링을 연구하였다. 먼저 1차 모델링을 수행하였으며, 이어서 RP제작을 통하여 모델링에 서 확인하지 못한 문제점을 수정 및 보완하여 2차 모델링을 수행하였다. 2차 모델링에서는 메커니즘분석을 통해 홀더 간섭을 확인하여 수정하였고, 이어서 3D 모델링, 어셈블리, 시뮬레이션 분석을 통하여 폴더형 캡의 기능을 갖는 투명 토스터를 최종 모델링하였다. 본 연구에서 사용한 3D 모델링 툴은 Pro/Engineer 4.0이며, 설계된 모델링은 폴더형 캡 의 기능을 갖추어 열손실을 최소화하고, 투명한 외부케이스로 구성되어 빵 굽는 과정을 육안으로 확인하게 함으로써 심미적 만족도를 향상시키는 기능을 갖춘 폴더형 캡의 투명 토스터이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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