컴퓨터를 이용한 제품의 설계시 개념설계부터 최종설계에 이르는 동안 설계모델은 많은 수정을 요하게 된다. 이 과정에서 개념설계 단계부터 솔리드 모델을 채용하는 것은 불편하므로, 와이어프레임 모델이나 곡면 모델을 이용하여 설계를 진행하다가, 최종설계 단계에서 솔리드 모델로 전환하는 것이 바람직하다. 이 경우 이 3가지 모델을 모두 지원하는 모델러가 요구되는데 '복합다양체'를 지원하는 모델러가 이 요건을 만족시킨다. 또한 경계표현(B-rep)방식으로 모델링시 불리안 작업자를 많이 이용하는데, 모델링 도중에 불리한 작업으로 생성된 모델의 Undo작업은 용이하지 않은 일이다. 따라서 불리안 작업으로 생성된 모델의 수정작업을 위한 알고리즘이 요구된다, 일한 수정작업을 위해선 복합다양체를 지원하는 자료구조가 필요하다. 본 논문에선 이러한 복합다양체 자료구조를 갖는 형상모델러의 기본적 자료구조와 기본물체 모델링시 오일러 작업자를 구현하였다.
네트웍 모델러(Network Modeler)는 EMS 시스템에서 전력 네크워크 토폴로지(Network Topology)를 입력하기 위한 도구이다. 네트워크 모델러는 토폴로지 정보를 입력하여 모델을 생성하고 변경하는 일과 네트워크 다이어그램을 생성하는 일 등을 처리한다. 모델을 생성하기 위해 계통요소를 나타내는 심벌을 마우스로 움직여 화면에 배치하고 각 요소의 파라미터를 설정하며 작성된 전력계통 구성이 올바른지 검사하는 기능도 수행한다. 네트워크 모델러는 주로 EMS에서 사용되었고 SCADA 시스템에서는 사용되지 않았으나, 최근 개발되고 있는 SCADA 시스템은 네트워크 모델러를 함께 포함하여 시스템의 기능을 향상시키고 있다. 그러나 기존의 Network Modeler가 EMS 시스템 개발 벤더에 따라 다른 데이터 구조를 가지고 있어서 데이터의 상호 운용성이 떨어지고, 입력방법에 있어서도 자동화 및 자료 연계가 미흡하여 관리에 많은 시간이 소요되는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 CIM 기반으로 정의된 데이터 모델을 사용자가 그래픽 다이어그램을 이용하여 쉽게 네트워크 토폴로지를 정의하도록 하고, 입력정보의 상호 운영성이 향상된 CIM 기반 Network Modeler를 설계한 내용을 설명하도록 한다.
제조시스템 시뮬레이션 분석과정에서 모델 검증, 엔지니어와의 커뮤니케이션 및 시뮬레이션 결과의 프리젠테이션을 위해 이제 그래픽 애니메이션은 시뮬레이터의 기본 필수 사양으로 자리잡고 있다. 본고에서는 사용자의 손쉬운 모델링 과정을 지원하는 사용자 모델러(User Modeler)와 실시간 애니메이션(Concurrent Animation) 수행을 지원하는 시뮬레이터용 애니메이션 모듈 개발에 관해 논의한다.
기존의 개발 방법이 절차지향 방법에서 객체지향 방법으로 변화해감에 따라 구현시의 중요성보다는 분석 및 설계 단계의 중요성이 높아지고 있고 이를 지원하는 여러 가지 모델링 도구들이 개발되었다. 그러나 이러한 도구는 사용자를 위한 기능에 더 많은 비중을 두어 도구 자체를 구조적으로 정확한 객체지향 방법을 적용하지 못하였다. 본 연구는 인터넷/인트라넷 환경에서 프레임워크를 기반으로 소프트웨어를 개발하기 위한 도구 중에서 모델러에 관한 모듈을 개발하는 것으로서, 도구 자체를 MVC 기반의 객체지향 개념을 적용하여 개발하고 있고, 플랫폼에 독립적인 Java 언어를 이용하여 개발하고 있기 때문에 이와 유사한 OMT 에디터(Java version)를 분석하여 문제점을 개선함으로써 UML 표기법을 사용할 수 있는 모델러를 설계 및 구현하였다. 본 논문은 이러한 모델러를 개발하기 이전의 도구의 구조에 관한 기초 연구로서 위임형 이벤트 모델을 사용한 컨트롤러의 독립성을 이용한 이벤트 처리 기법을 적용하였으며, 여러 개의 뷰(폼)사이의 메시지 전달을 위하여 Agent 패턴이라는 자체 설계 패턴을 개발함으로써 도구 자체를 객체지향적으로 구조화하였다. 이러한 객체지향적 설계 및 구현은 사용자의 요구가 변경되고 도구 자체의 기능 확장이 요구될 경우에 빠르고 쉽게 이를 반영할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
자동차, 조선, 항공 분야 등에서는 3차원 모델러를 이용한 설계작업이 다양하게 이루어지고 있으며 특히 자동차 업계에서는 그 활용도가 대단히 높다. 통상, 완성차 업계에서 작성된 곡면 데이터는 협력업체에서 부품 설계 및 제작에 대단히 중요한 정보가 되기 때문에 이와 같은 곡면정보를 이용하기 위하여 완성차 업체와 동일한 CAD 시스템을 보유하고 있어야 한다. 그러나 완성차 업체에서 사용하고 있는 3차원 모델러(CATIA, Pro/Engineer, 등)는 사용하기가 쉽지 않을 뿐만 아니라 대단히 고가의 장비여서 이를 중소 협력업체에서 구축한다는 것은 현실적으로 매우 어려운 것이 사실이다. 본 고에서는 3차원 모델러 중 자동차 업계에서 가장 많이 쓰이고 있는 CATIA(Dassault사)의 곡면 데이터를 자유로이 응용할 수 있도록 구축한 Jig 설계시스템에 대해 소개하고자 한다.
기존의 솔리드 모델링 시스템은 형상 표현에 있어서의 제약성과 통합 시스템으로서의 폐쇄성으로 인하여 응용 범위에 제약이 따른다. 이러한 약점을 극복하고자 하는 노력의 일환으로서, 최근에 등장한 것이 비다양체 모델을 지원하는 CAD 시스템 커널이다. 본 논문에서는 이러한 비다양체 모델을 지원할 수 있는 모델링 커널 시스템 개발의 기초가 되는 비다양체 자료구조와 이것을 바탕으로 한 오일러 공식 및 오일러 작업에 대해 소개한다. 그리고 이러한 오일러 작업을 실제로 구현하여 모델링 작업을 수행해 봄으로써, 본 논문에서는 제안된 비다양체 자료구조와 오일러 작업의 유용성을 보인다.
본 논문은 인터넷 웹 상에서 협동작업으로 이루어지는 CAD시스템의 3차원 솔리드 모델러를 보여준다. 협동CAD시스템의 클라이언트는 자바 애플릿을 통해 웹 상에서 접근하고 솔리드 모델러 서버는 접속을 통제하는 접속관리자, 작업 그룹의 동기화를 유지하며 공유작업공간을 확보하는 작업관리자, 그리고 3차원 도형 객체를 생성하고 변형시키는 솔리드 모델러로 이루어져 있다. 솔리드 모델러의 시스템 라이브러리는 워크스페이스 클래스, 뷰 클래스, 평행투영 뷰 클래스, 원근투영 뷰 클래스, 솔리드 클래스 등으로 되어 있다. 기본도형을 생성하여 이동, 회전, 확대·축소하고, 다른 툴을 이용하여 제작한 오브젝트를 불러올 수 있다. 트리 형태의 장면그래프를 사용하므로 전체 구조를 쉽게 알 수 있고, 부분적 결합이 가능하며 오브젝트의 선택이나 조작에 있어서 하위계층을 쉽게 제어할 수 있다. Java 3D를 이용하여 개발함으로 써 많은 그래픽 라이브러리들의 특징을 편리하게 이용할 수 있으며, 다른 라이브러리에서 사용하지 않는 뷰, 렌더렁, 애니메이션 등과 같은 새로운 기술들을 포함시킬 수 있다.
사진으로부터 실물과 같은 3차원 모델을 추출하고 텍스처를 추출하는 영상 기반 모델링 및 렌더링에 대한 많은 연구가 진행 중에 있다. 본 논문에서는 다중 입력 영상으로부터 다면체 프리미티브를 이용하여 3차원 모델을 생성하고 각 모델 면의 텍스처를 입력 영상으로부터 획득하는 영상 기반 모델러를 설계 및 구현하였다.
CABAC은 문맥 기반 적응적 이진 산술 부호화 방식으로, 이전까지 부호화 된 심볼들의 정보를 이용하여 확률을 업데이트하여 부호화 효율을 높이는 기법이다. 문맥 모델러는 통계적 상관성을 고려하여 심볼에 따라 확률 모델을 설계하는 CABAC의 핵심 블록으로서, 본 논문에서는 문맥 모델러의 효율적인 하드웨어 아키텍쳐를 제안한다. Verilog HDL로 기술되어 0.18 um 공정으로 설계된 문맥 모델러는 메모리를 포함하여 29,832개의 게이트로 이루어져 있으며, 최대 동작속도는 200 MHz, 최대 처리율은 200 Mbin/s이다.
지금까지 3차원 솔리드 모델링은 최소한 유닉스 운영체계를 사용하는 워크스테이션에서나 가능한 것으로 여겨져 왔으나 최근 pc에서 사용할 수 있는 다양한 기능의 솔리드 모델러가 개발되어 올 년말쯤 발표될 예정으로 있어 많은 관심을 모으고 있다. 다음 내용은 95년 CAD Report지에 연재된 그와 같은 소프트웨어에 대한 소식을 발췌한 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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