본 연구는 산업 사진측량을 이용하여 자동차의 외형을 정밀 측정하고, 사고 등의 원인으로 변형이 발생하였을 때 변형량을 측정하는 방법에 관한 것이다. 자동차의 외형을 정밀 측정하기 위하여 점군데이터를 취득할 수 있는 프로젝션 타겟을 사용함으로써 보다 곡면에 대한 정밀한 측정이 가능하도록 하였으며, 대상물 촬영 및 좌표해석을 통하여 타겟의 3차원 좌표를 취득하였다. 취득된 점군데이터는 불규칙 삼각망으로 표면을 형성하여 3차원 모델링을 하였다. 또한, 변형 발생부위를 정밀 측정함으로써 교통사고 분석 등에 효율적이고 정밀한 데이터를 제공할 수 있을 것이다.
본 연구에서는, 거리 영상에서 mesh를 만들고 그것에서 다양한 LOD(Level of Detail)의 mesh를 생성하는 3차원 물체 LOD 모델링 시스템을 제안하였다. Initial mesh 생성은 마칭 큐브 알고리즘을 사용하였다. 종래의 알고리즘을 다수의 거리 영상에서 효과적으로 mesh를 생성하도록 개선하였다. Base mesh 생성에는 topology를 유지하면서 mesh를 간략화하는 decimation 알고리즘을 사용하였다. 마지막으로 Initial mash와 유사한 새로운 mesh를 생성할 때는 웨이블릿 변환을 적용하여 웨이블릿 개수를 개산하였다. 본 연구에서는 Base mesh를 생성할 때 mesh 간략화 방법을 사용함으로써 웨이블릿 기반의 치명적인 문제인 surface crease 문제를 해결하였다.
건설분야의 전면 BIM 도입을 위한 정부정책이 실행 중인 가운데, 조경 BIM 모델의 구축 및 활용은 아직까지 저작도구의 한계, 자연소재 모델링의 어려움, 라이브러리 등 BIM 콘텐츠 부족 등의 문제로 어려움을 겪고 있다. 특히 수목은 조경분야의 전문성을 대표하는 설계요소로서 BIM 모델 제작시 반드시 포함되어야 하지만 모델링 과정에서 종종 생략되거나 필요한 정보가 포함되지 않아 BIM 데이터 품질을 저하시킨다. 이에 본 연구에서는 BIM 표준을 준수하고 조경실무에서 상용화할 수 있는 수목 라이브러리를 개발함으로써 조경 BIM 모델의 구축과 활용에 도움을 주고자 하였다. 이를 위해 Revit을 기반으로 수목의 3D 형상과 속성정보 항목을 선정하여 교목과 관목의 라이브러리를 개발하였다. 형상정보는 수종 고유의 특징을 표현하되 단순화하여 LOD200, LOD300, LOD350 수준으로 작성하였고, 속성정보는 수목의 품명, 규격, 물량산출에 필요한 정보 외에도 생태적 속성정보와 환경성능 정보를 포함하여 총 24개의 항목을 포함시켰다. 파일은 객체명만으로도 조경분야의 객체로서 위계가 드러나고 수목의 구분이 이루어지도록 명칭을 부여하였다. 이렇게 개발한 수목 라이브러리를 활용하여 공동주택단지의 조경 BIM 모델을 작성하고 사용성을 검토하였다. 그 결과, 수목 라이브러리를 사용하여 조경 BIM 모델을 효과적으로 구축할 수 있었으며 도면 작성, 물량 산출, 디자인 검토 등 BIM 모델의 기본적인 활용방안에서 적절히 운용되는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 개발한 라이브러리에는 지피초화류가 제외되었으며, 수목의 환경성능 등 다양한 데이터베이스가 아직 구축되지 않아 속성정보에 변수들이 탑재되지 않았다는 한계가 있다. 앞으로 자연소재에 대한 BIM 모델링 도구 및 기술 개발, 다양한 데이터베이스 구축에 대한 노력이 필요하며, 라이브러리의 제작, 관리, 보급 및 유통을 담당할 주체와 시스템을 마련해 나가야 한다.
Recently, medical imaging has taken interest on CAD based solution for anatomical part fabrication or finite element analysis of human body. In principle, contours representing object boundary are obtained through image processing techniques. Surface models are then approximated by a skinning method. For this, various methods should be applied to medical images and contours. The major bottleneck of the reconstruction is to remove shape inconsistency between contours and to generate the branching surface. In order to solve these problems, bi-directional smoothing and the composite contour generation method are proposed. Bi-directional smoothing has advantage of removing the shape inconsistency between contours and minimizing shrinkage effect with a large number of iterations. The composite contour by the proposed method ensures smooth transition in branching region.
In these days, various kinds of rapid prototyping processes are available, such as stereo-lithography apparatus(SLA), fused deposition modeling(FDM), selective laser sintering(SLS), 3 dimensional printing(3DP), and laminated object manufacturing(LOM). For detailed informations about mechanical properties of those parts, benchmark tests are carried out. SLS and EOS part has an advantage in compressive strength, SLA has in hardness, FDM part has in impact strength, and LOM part has an advantage in tensile strength and heat resistance. The change of building direction in layered manufacturing processes of FDM and LOM severely weakens the tensile and impact strength.
본 논문에서는 관찰자의 위치가 변하더라도 이를 실시간 추적하여 관찰자의 시점에 정확히 대응하는 입체영상을 구현할 수 있는 방법을 제안하였다. 즉 고성능의 하드웨어 장비가 아닌, 일반적으로 사용되는 개인용 컴퓨터에서도 인간의 두 눈을 찾아내고 관찰자의 움직임을 추적할 수 있도록 하는 알고리즘을 제안하였으며, 또한 관찰자의 위치에 따라 달라지는 물체의 모습을 표현해 주기 위해 유한한 다수의 입력 영상 정보를 이용하여 입체 영상을 제작하고 관찰자의 위치 이동에 정확히 대응하는 영상을 디스플레이하는 방법을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 방법을 통해 평균 0.39초의 짧은 시간내에 약 97.5%까지 정확히 두 눈의 위치를 찾을 수 있었으며, Fl6 모델을 사용하여 여러 관찰자의 시점에 대응하는 3차원 디스플레이 실험 결과를 보임으로써 본 방법의 우수함을 보였다. 그리고 실제 로봇을 이용하여 좌우 카메라로 얻은 좌우 영상과 인벤터를 통해 버퍼에서 렌더링되는 스테레오 영상과의 유사도를 측정하여, 관찰자의 시점에 대응하여 렌더링되는 3차원 영상이 최적의 시점 대응 영상임을 확인하였다.
메타버스에 대한 관심이 증가하면서 가상현실을 간접 체험에 접목하려는 많은 노력이 이루어지고 있으며, 게임과 같은 오락뿐만 아니라 학생들의 교육에 활용하고자 하는 시도도 증가하고 있다. 간접 체험의 핵심적인 기술은 사용자가 실제와 같이 느낄 수 있게 대상을 모델링하는 것이다. 갯벌과 같은 자연환경은 시간에 따라 수시로 변하고, 많은 생명체들도 서식한다. 본 논문에서는 갯벌의 생태 환경을 사실적으로 표현하는 체험 콘텐츠를 제작하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법에서는 갯벌이 시간적으로 변화하는 모습을 자연스럽게 모델링하는 방법을 설명하고, 갯벌에 서식하는 생명체인 게를 행동 트리를 이용하여 NPC 형태로 모델링하는 방법을 설명한다. 구현 결과는 제안하는 방법이 간단한 알고리즘을 사용하지만 갯벌의 모습을 잘 표현하는 것을 보여준다.
가상현실 기법이 일반적인 3차원 컴퓨터 그래픽스 기법과 구별되는 가장 큰 차이 는 상대적인 현실감의 극대화에 달려 있으며. 따라서 가상현실 기법에서는 입체 음향 이나 데이타장갑 등 인간의 지각및 인식 기능을 향상미키는 수단이 중요시되기도 한다. 그러나 이러한 하드웨어적 요소보다 중요한 것은 가상현실 기법으로 표현되는 내부 객체들 의 행동에서 유래되는 현실감이다. 본 연구에서는 가상현실의 각 장면을 구성하는 본질 적 요소인 객체들을 연결하는 상호작용을 능동적으로 모델링함 으로써 다양한 현실 감을 부여한다. 이를 위해 본 연구에서는 개개의 객체의 특성에 따른 지각 반경 및 자극반경을 기초로, 가상현실 공간을 하나의 물리적인 장의 형태로 설정한 필드 모델 을 제시하고 구현한다. 현실감을 극대화하기 위한 가장 본질적인 요소로서의 객체간의 인과작용 및 일반적인 상호작용을 이 필드 모델 안에서 상호간의 에너지교환의 형태로 나타내어지며, 결과적으로 지각반경, 자극반경 및 이들간에 적용되는 행동논리만으로 가상현실 내부의 모든 객체가 능동적으로 반응할 있는 능동객체 시스템을 이룰 수 있게 된다.
최근 유지보수 등의 목적으로 다양한 건설 및 건축 분야에서 스캔 프로젝트가 수행되고 있다. 스캔된 결과로 생선된 포인트 클라우드는 스캔 대상물을 표현하는 수많은 점들로 구성되어 있다. 이런 스캔 데이터에서 치수를 포함한 필요한 정보를 추출하는 과정을 역설계라 한다. 포인트 클라우드를 BIM으로 모델링하는 역설계 과정은 수많은 수작업이 포함되어 있다. 시간이 많이 소모되는 역설계 작업 특성상 설계변경 같은 재작업 요청이 발생되면 비용은 기하급수적으로 증가한다. 역설계 자동화 기술이 이런 문제를 개선하는 데 도움을 줄 수 있다. 하지만, 역설계 산출물은 유스케이스에 따라 가변성을 가지며, 산출물의 종류와 상세수준은 달라질 수 있다. 이런 점을 고려해, 본 연구는 건축물 평면객체 기본 형상(primitive geometry)에서 BIM객체로 자동 맵핑하는 G2BM(Geometry-to-BIM mapping) 규칙 정의 방법을 제안한다. G2BM는 사용자 활용사례 가변성을 고려한 건축물 평면 BIM객체 역설계 프로세스 정의와 사용자화 방안을 제안한다. 그리고, 프로토타입을 통해 이에 대한 효과를 확인한다.
설계단계에서 작성된 BIM모델은 후속 단계 전환을 통한 사전검토 및 공정관리 등에 활용될 수 있다. 그러나 실제 BIM적용 사례들의 경우 설계단계와 시공단계의 활용 목적성 등의 차이로 인해 설계단계의 모델의 활용이 아닌 시공단계에 적합한 새로운 모델을 작성하는 등 추가 작업이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 시공단계에서 재작성 없이 설계단계 BIM모델의 재활용 방안으로 객체 분할을 제안하며, 이를 위해 객체의 기본요소인 정점 데이터를 기반으로 분할 면을 생성하여 객체 분할에 활용하는 방법론을 제시한다. 또한 실제 BIM모델에 적용 및 분할 객체의 4D CAD 시스템 연동과 기존 분할 방법과의 비교를 통해 활용성을 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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