KR100434657B1 - 가상현실을 기반으로 한 3차원 주택인테리어 가공방법 및 기록매체 - Google Patents

Abstract

가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법이 개시된다. 본 발명에 따른 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법은, (a) 시작점 정보 및 끝점 정보와 두께 정보 및 높이 정보를 가지는 벽 객체를 생성하는 단계와, (b) 추가적으로 또 다른 벽 객체를 그리면 서로 만나는 점들을 연결하는 벽 객체를 생성하는 단계, (c) 벽 객체에 인테리어 객체를 배치하는 단계, 및 (d) 객체들 사이의 연결 정보를 참조하여 2차원 데이터를 3차원 데이터로 변환하며 만들어진 방에 대한 3차원 다각형(Polygon) 데이터를 실시간으로 화면에 출력 및 저장하는 단계를 포함하고 화면상에 3차원 변경 결과를 3차원 가상 현실로서 실시간적으로 출력 및 저장함으로써 고객의 다양한 요구를 순간적으로 반영하고 필요한 자료는 실시간적으로 견적 산출할 수 있다. 본 발명에 따르면 사용자의 마우스 조작에 응답하여 3차원으로 표시되는 화면을 확인하면서 원하는 3차원 다각형 객체 들을 수시로 변경하는 것이 가능하고, 변경된 3차원 다각형 객체의 변화를 실시간적으로 확인할 수 있다. 또한, 실시간으로 렌더링되어 표시되는 장면과 3D 데이터들을 저장하고 향후에 다시 불러들여 디스플레이함으로써 가상 현실 시뮬레이션으로 변환하는 것도 가능하다.

Description

가상현실을 기반으로 한 3차원 주택인테리어 가공방법 및 기록매체{3 dimensional house interier method based on real-time displaying method and recording medium therefor}

본 발명은 3차원 그래픽스 건축 인테리어의 설계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가상현실상에서 건축 구조물의 형태와 인테리어를 실시간으로 가공하고, 이를 토대로 실시간 견적산출을 수행하기 위한 가상현실을 기반으로 한 3차원 주택인테리어 가공방법 및 기록매체에 관한 것이다.

3차원 그래픽스 묘화 프로그램(Graphics Drawing Program)은 컴퓨터 그래픽스(CG)에서 3차원 도형을 다루는 3D 도형 처리 프로그램의 하나로써, 화소(pixel)의 집합으로 도형을 만드는 페인트 프로그램과는 달리, 원이나 사각형, 선 등을 객체(object)로서 다루는 도형 처리 프로그램을 칭한다. 예를 들면, 사용자는 원이나 사각형, 선 또는 텍스트의 한 블록과 같은 요소를 독립한 객체로서 취급하여 단순히 그 객체를 선택해서 이동함으로써 조작할 수 있다. 컴퓨터 지원 설계(CAD)도 묘화 프로그램 계열의 소프트웨어다. 대표적인 소프트웨어로 MacDrawPro™가 있다.

종래의 건축 설계용 프로그램들은 3D 객체를 설계 화면상에서 모두 완성하고 난 다음, 별도의 랜더링 엔진을 사용하여 디스플레이만 지원하는 기능을 수행한다. 렌더링 엔진은 물체의 모양을 그 형이나 위치, 광원 등의 외부 정보를 고려하면서 실감 나는 화상을 표현하는 컴퓨터 도형의 기법, 즉, 2D나 3D에서 컴퓨터 그래픽스(CG) 영상 작성 시 최종 단계로 영상을 생성하는 것을 말한다. 2D 컴퓨터 그래픽에서 렌더링은 동화상 및 Still image(정지 영상)에 대한 화상 처리 공정의 최종 단계로서 처리 완료된 화상을 생성하는 공정을 말한다. 또한 3D 컴퓨터 그래픽의 경우에는 컴퓨터 내부에 기록되어 있는 모델 데이터를 디스플레이 장치에 묘화(描畵)될 수 있도록 영상화하는 것을 말한다.

따라서, 종래의 건축 설계용 프로그램들은 3차원 객체를 모두 완성하고 별도의 랜더링 엔진을 사용하여 디스플레이하는 기능을 수행하기 때문에, 사용자가 3차원으로 표시되는 화면을 확인하면서 원하는 인테리어 객체를 수시로 변경하기가 어렵고, 변경된 인테리어의 변화를 실시간적으로 확인하는 것이 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 종래의 건축 설계용 프로그램들은 뷰포인트의 변경이 자유롭지 않기 때문에 완성된 3차원 모델내를 자유롭게 이동하면서 시뮬레이션하는 것이 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 3차원으로 표시되는 화면을 확인하면서 원하는 인테리어 객체를 수시로 변경하는 것과 변경된 인테리어의 변화를 실시간적으로 확인할 수 있고 캐드 엔진에 의한 표현을 3차원 가상 현실로서 실시간적으로 화면상에 출력 및 저장함으로써 고객의 다양한 요구를 순간적으로 반영하며 필요한 자료는 실시간적으로 견적 산출할 수 있도록 지원하는 가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 방법을 수행하는 프로그램이 저장된 기록 매체를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법의 주요 단계들을 나타낸 흐름도.

도 2는 도 1의 단계(10)를 보다 상세히 나타낸 흐름도.

도 3a 및 도 3b는 벽그리기 과정을 설명하기 위한 도면.

도 4는 도 1의 단계(12)를 보다 상세히 나타낸 흐름도.

도 5는 창문(문)의 설치를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법에 따라 벽 그리기 및 창문(문) 설치하기를 수행하는 작업 화면의 일 예를 나타낸 도면.

도 7은 도 1의 단계(14)를 보다 상세히 나타낸 흐름도.

도 8은 방 만들기 과정에서 커서와 가장 가까운 벽을 찾는 과정을 설명하기 위한 도면.

도 9는 천정 및 바닥을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면.

도 10은 도 7의 단계(148)를 보다 상세히 나타낸 흐름도.

도 11은 벽 높이 정보를 사용하여 2D 점을 3D 점으로 변환하는 과정을 설명하기 위한 도면.

도 12a는 벽에 창문(문)이 없을 때 삼각형 페이스가 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면.

도 12b는 벽에 창문(문)이 있을 때 삼각형 페이스가 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면.

도 13은 창문(문)이 있을 때 삼각형 페이스가 생성된 예에 해당하는 화면을 나타낸 도면.

도 14는 실시간 랜더링되어 사용자의 모니터상에 표시된 화면의 일 예를 나타낸 도면.

도 15는 3 차원 그래픽스 화면이 실시간으로 구동되는 과정을 설명하기 위한 흐름도.

도 16은 3D 객체를 배치하기 위한 선택 모드 화면의 일예를 나타낸 도면.

도 17은 3D 객체를 배치한 결과 화면의 일예를 나타낸 도면.

도 18은 기 배치된 3D 객체를 변형하는 화면의 일예를 나타낸 도면.

도 19는 객체 애니메이션 가동 시작전의 상태를 설명하기 위한 화면.

도 20은 객체 애니메이션 가동 상태의 설명하기 위한 화면의 일예를 나타낸 도면.

도 21은 추가할 객체 라이브러리를 검색하는 화면의 일예를 나타낸 도면.

도 22는 방 또는 벽에 적용할 마감재를 검색하도록 할 수 있도록 구축된 라이브러리를 설명하기 위한 도면.

도 23, 도 24, 도 25 및 도 26은 카메라 애니메이션에서의 선택, 생성, 녹화, 및 재생 화면의 일예.

도 27은 견적하고자 하는 완성된 전체 구성의 일예를 위에서 본 화면으로 나타낸 도면.

도 28은 적용한 인테리어들의 리스트에 대한 견적을 출력하는 화면의 일예를 나타낸 도면.

상기 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법은 (a) 사용자에 의하여 결정된 시작점 정보 및 끝점 정보와 두께 정보 및 높이 정보를 가지는 벽 객체를 생성하는 단계; (b) 상기 (a) 단계에 따라 추가적으로 또 다른 벽 객체를 그리면 이전의 벽 객체와 추가된 벽 객체의 서로 만나는 점들을 연결하는 벽 객체를 생성하는 단계; (c) 상기 (b) 단계에서 생성된 벽 객체에 소정의 객체 라이브러리내에 저장된 인테리어 객체를 배치하는 단계; 및 (d) 객체들 사이의 연결 정보를 참조하여 2차원 데이터를 3차원 데이터로 변환하며 만들어진 방에 대한 3차원 다각형 데이터를 실시간으로 재생하는 단계;를 포함하고 화면상에 3차원 변경 결과를 3차원 가상 현실로서 실시간적으로 출력 및 저장함으로써 고객의 다양한 요구를 순간적으로 반영하고 필요한 자료는 실시간적으로 견적 산출할 수 있도록 한다.

또한, 상기 (c) 단계는, (c-1) 해당 크기의 인테리어 객체를 선택하는 단계; (c-2) 위치 시키고자 하는 위치에 마우스의 커서를 위치시키는 단계; (c-3) 그 위치에 있는 벽 객체를 찾아 해당 인테리어 객체가 놓일 수 있는지를 검사하는 단계; 및 (c-4) 놓일 수 있으면 벽 객체를 따라 인테리어 객체를 배치시키는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 (d) 단계는, (d-1) 만들고자 하는 방 위치에 마우스의 커서를 위치시켜 클릭하면 클릭한 위치에 표시되는 커서와 가장 가까운 벽 객체를 선택하는 단계; (d-2) 선택된 벽 객체를 사용하여 그 벽 객체가 가지고 있는 다른 벽들과의 연결 정보들을 사용하여 폐곡선을 이루는 벽들이 있는지를 찾는 단계; (d-3) 연결된 벽들이 폐곡선을 이루면 연결된 벽들을 사용하여 연결된 벽들의 내부에서 바닥과 천정을 생성할 때 바닥 높이와 벽 높이를 고려하여 방 높이가 결정하여 삼각형 페이스가 되도록 구성하는 단계; (d-4) 구성된 3D 점과 삼각형 페이스를 사용하여 3DS 파일을 생성하는 단계; 및 (d-5) 생성된 3DS 파일을 사용하여 3차원 다각형 객체 데이터를 실시간으로 화면상에 출력하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 (d-3) 단계는, (d-3-1) 각 벽에 인테리어 객체가 설치되어 있는지를 확인하는 단계; 및 (d-3-2) 각 벽에 인테리어 객체가 설치되어 있는 것으로 확인되면 설치된 인테리어 객체내에 존재하는 정점들을 제거하고 나머지 부분의 정점과 인테리어 객체의 정점들을 사용하여 새롭게 삼각형 페이스를 구성하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 객체 라이브러리는, 적어도 창문, 문, 등박스, 또는 몰딩중에서 선택된 하나의 인테리어 부착재 및/또는 적어도 소파, 테이블, 또는 각종 가구류 중에서 선택된 하나의 객체를 저장하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 다른 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 컴퓨터 독취 가능 기록 매체는 (a) 사용자에 의하여 결정된 시작점 정보 및 끝점 정보와 두께 정보 및 높이 정보를 가지는 벽 객체를 생성하는 단계; (b) 상기 (a) 단계에 따라 추가적으로 또 다른 벽 객체를 그리면 이전의 벽 객체와 추가된 벽 객체의 서로 만나는 점을 연결하여 각각의 변경된 정보를 가지는 벽 객체를 생성하는 단계; (c) 상기 (b) 단계에서 생성된 벽 객체에 객체 라이브러리내에 저장된 인테리어 객체를 배치하는 단계; 및 (d) 객체들 사이의 연결 정보를 참조하여 2차원 데이터를 3차원 데이터로 변환하며 만들어진 방에 대한 3차원 다각형 객체 데이터를 실시간으로 화면상에 출력 재생하는 단계;를 포함하는 가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 저장한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법의 주요 단계들을 흐름도로써 나타내었다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법에서는, 먼저, 벽 그리기 단계를 수행한다(단계 10). 사용자는 화면상에서 벽의 시작점과 끝점만을 지정함으로써 하나의 벽 객체를 완성한다. 완성된 벽은 시작점, 끝점, 4개의 모서리 점, 폭, 및 높이를 가지고 있다.

도 2에는 도 1의 단계(10)를 보다 상세히 나타내었으며, 도 2를 참조하면, 먼저, 사용자가 화면상의 임의의 지점에서 마우스를 클릭하여 도 3a에 나타낸 바와 같이 시작점(302)을 정함(단계 102)으로써 시작점 정보가 결정된다. 다음으로, 사용자가 원하는 벽의 길이에 도달할 때 까지 마우스를 드래그(단계 104)한 후 원하는 벽의 길이에 도달하면 마우스를 다시 클릭하여 끝점(304)을 정함(단계 106)으로써 끝점 정보가 결정된다. 다음으로, 시작점 정보, 끝점 정보, 두께 정보, 및 높이 정보를 사용하여 6 개의 정점(vertex)을 가지는 3D 객체 형태의 벽 객체를 생성한다(단계 108).

여기서, 3D 객체는 다각형(Polygon)이라고 칭하는 삼각형을 기초로 구성되며, 정점은 폴리곤의 꼭지점값을 의미한다. 이러한 정점들이 연결되어 객체를 생성하는데, 객체의 중요한 기초적인 정보를 지니고 있다. 위치값, 색상정보, fog 값, 텍스쳐 좌표, 반사값등의 이미지 정보를 가지고 있으며 입력된 정점 정보들은 TL 엔진을 거쳐 각 정점을 연결하고 합치는 작업을 반복하여 와이어 프레임을 구성하게 되는 것이다. 3차원 모델링한 물체의 외면은 삼각형 망(Triangular Net)의 집합으로써 구성되고, 이 삼각형의 정보는 삼각형의 세 정점과 삼각형을 이루는 법선벡터(facet normal)로 구성된다. 정점은 각 3D 물체를 구성하는 삼각형 데이터들이 만나는 코너 부분을 가리킨다. 게임 엔진은 화면의 물체들을 그래픽 프로세서로 전달하는데, 실제로 이 물체들의 정점 데이터를 전송한다. 각 정점들은 수많은 정보를 담고 있다. 무엇보다도 우선 정점들은 3차원 좌표 x, y, z 그리고 w(가중치) 정보를 지니고 있다. 그리고 색상 정보, 경우에 따라서는 확산된 색이나 반사된 색상 정보를 담고 있기도 한다. 이러한 색상 데이터는 통상적으로 'RGBA' 포맷(R: red, G: Green, B: Blue, A: Alpha)으로 코드화된다. 정점들은 또한 자신의 법선(normal) 정보를 동반하는데, 법선은 벡터량(vector)으로 이 정점을 포함하는 평면과 직교(orthogonal) 방향을 나타내는 벡터이다. 그리고 텍스쳐와 정점에 적용되는 텍스쳐의 위치를 나타내는 텍스쳐 좌표(s, t, r, q)를 담고 있다. 또한 하나 이상의 텍스쳐가 정점에 적용되는 경우, 이 정점에 적용되는 텍스쳐 개수에 해당하는 텍스쳐 좌표들을 담아 두게 된다. 여기에다 안개 효과(fog) 정보 뿐만 아니라 점의 크기 정보등도 동반하게 된다. 눈으로도 볼 수 있으며, 3D 화면을 구성하는 가장 작은 단위인 정점들은 화면을 묘사하는데 필요한 수많은 데이터를 저장하고 있다.

다음으로, 단계(308)에서 생성된 벽 객체(310)에 추가적으로 또 다른 벽 객체(312)를 그리면(단계 110), 벽 객체(310)와 벽 객체(312)의 기울기와 두께를 고려하여 외벽선과 내벽선을 기초로 이전의 벽 객체와 추가된 벽 객체의 서로 만나는 점들을 연결하는 벽 객체를 생성(단계 112)한다. 이 때, 객체(316)와 객체(318)는 서로간의 연결정보를 가지게 된다. 이 때, 도 3b와 같이 연결 부위(314)를 가지는 객체(316)와 객체(318)는 서로간의 연결 정보를 가지고 있으며, 이것은 이후에 기술할 방 만들기 과정에서 폐곡선을 이루는 벽들을 찾아 바닥과 천정을 만들 때 사용된다.

다음으로, 창문 및 문 설치 과정(단계 12)을 설명한다. 도 4에는 도 1의 단계(12)를 보다 상세히 나타내었다. 창문(문)을 설치할 때에는 먼저 해당 크기의 창문을 선택(단계 120)한 후 위치 시키고자 하는 위치에 마우스의 커서를 위치(단계 122)시키면 그 위치에 있는 벽 객체를 찾아 해당 창문이 놓일 수 있는지를 검사(단계 124)한다. 예를 들어, 설치하고자 하는 창문(문)이 다른 창문(문)과 겹치지 않는지와 그 크기가 벽에 놓일수 있는 크기인지 등을 검사한다. 만일, 놓일 수 있으면 벽 객체를 따라 배치(단계 126)시킨다. 도 5에는 창문(문)의 설치를 설명하기 위한 도면을 나타내었다. 도 5를 참조하면, 벽 객체(502)에 창문(504)이 설치되어 있고, 벽 객체(502)는 창문(504)의 정보를 가지게 되며, 후술할 벽 객체의 3D를 만들 때 상기 창문의 정보를 사용한다.

도 6에는 본 발명에 따른 가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법에 따라 벽 그리기 및 창문(문) 설치하기를 수행하는 작업 화면의 일 예를 나타내었다. 도 6을 참조하면, 사용자는 작업 화면(602)에서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 단계들에 따라 벽 그리기 작업을 함으로써 벽 객체(604)를 그리고, 벽 객체(604)에 창문(문)(606)을 설치한다. 바람직하게는, 작업 화면상에는 천정 높이를 선택하여 지정할 수 있는 선택란(610)과, 바닥 높이를 선택하여 지정할 수 있는 선택란(612)을 구비하여 다음에 설명할 방 만들기 과정에서 3D 랜더링할 때 선택된 정보를 사용한다.

다음으로, 방 만들기 과정(단계 14)을 설명한다. 도 7에는 도 1의 단계(14)를 보다 상세히 나타내었다. 사용자가 작업 화면상에 준비된 소정의 방 만들기 버튼을 클릭(단계 140)하고 만들고자 하는 방 위치에 마우스의 커서를 위치시켜클릭(단계 142)하면, 도 8에 나타낸 바와 같이 클릭한 위치에 표시되는 커서(802)와 가장 가까운 벽 객체(804)를 선택(단계 144)한다. 벽 객체는 미리 저장되어 있는 객체 라이브러리에서 선택되며, 상기 객체 라이브러리에는 창문 및 문 뿐만 아니라 등박스 및 몰딩과 같은 인테리어 부착재 뿐만 아니라 소파, 테이블, 및 각종 가구류등의 객체를 저장할 수 있다. 다음으로, 선택된 벽 객체를 사용하여 그 벽 객체가 가지고 있는 다른 벽들과의 연결 정보들을 사용하여 폐곡선을 이루는 벽들이 있는지를 찾는다(단계 146). 즉, 폐곡선으로 이루어져 해당창문이 놓일수 있는가를 검사한다.

만일, 연결된 벽들이 폐곡선을 이루어져 해당 창문이 놓일 수 있으면, 도 9에 나타낸 바와 같이 연결된 벽들을 사용하여 연결된 벽들(902)의 내부(904)에서 바닥(910)과 천정(912)을 생성할 때에는 바닥 높이와 벽 높이를 고려하여 방 높이(914)가 결정되며, 삼각형 페이스(916)가 되도록 구성하고, 구성된 3D 점과 삼각형 페이스를 사용하여 3DS 파일을 생성(단계 148)한다. 이 과정에서 천정과 바닥을 생성함으로써 3DS화일 생성 및 벽체들에 대해서도 3DS 화일이 생성된다.

도 10에는 도 7의 단계(148)를 보다 상세히 나타내었다. 단계(148)를 보다 상세히 설명하면, 이 벽들을 3DS 파일로 만들기 위해서 각 벽이 가지고 있는 2D점을 3D점으로 변환하기 위해 벽 높이를 사용하여 2D 점(x,y좌표를 갖는다)을 3D 점(x,y,z 좌표를 갖는다)으로 변환(단계 148_02)한다. 변환시에는 지정된 벽높이와 바닥높이를 참조하여 2D 데이터를 3D 데이터로 생성한다. 3D 데이터를 생성할 때에는 도 11과 같이 2D 데이터(1102)를 기반으로 3D 데이터(1104)를 생성할 때 벽 높이(1106)에 바닥높이(1108)를 더해서 계산한다. 다음으로, 변환시에는 벽을 구성하는 면을 삼각형 페이스가 되도록 구성하는데, 삼각형 페이스로 만들 때 각 벽에 창문(문)이 설치되어 있는지를 확인(단계 148_04)하고, 설치되어 있는 것으로 확인되면 설치된 창문(문)내에 존재하는 정점들을 제거하고(단계 148_06) 나머지 부분의 정점과 창문(문)의 정점들을 사용하여 새롭게 삼각형 페이스를 구성한다(단계 148_08). 벽에 창문(문)이 없을 때에는 도 12a와 같이 삼각형 페이스가 생성되고, 벽에 창문(문)(1202)이 있을 때에는 도 12b와 같이 삼각형 페이스가 생성된다. 다음으로, 벽의 3차원 좌표와 삼각형 페이스를 사용하여 3DS 파일을 생성한다(단계 148_4). 단계(148_6)에서는 벽들의 3DS 파일을 생성한 후 방을 이루는 각 벽의 높이중 가장 큰 값과 방 만들기시 입력한 천정 높이,바닥 높이를 사용하여 천정과 바닥을 만들며, 입력한 천정 높이가 설정된 가장 높은 벽의 높이보다 크면 방을 만들지 않는다.

도 13에는 창문(문)이 있을 때 삼각형 페이스가 생성된 예에 해당하는 화면을 나타내었으며, 도 14에는 실시간 랜더링되어 사용자의 모니터상에 표시된 화면의 일 예를 나타내었다. 단계(14)에 의한 과정은 생성된 3DS 파일을 사용하여 실시간으로 랜더링됨으로써 3차원 다각형 객체 데이터를 실시간으로 화면상에 출력 재생한다. 사용자 화면상에서는 매쉬(mesh) 와 멥핑(mapping)이 동시에 이루어져 조명, 카메라등 다양한 기법이 렌더링 되어진 실제 이미지가 즉시 디스플레이된다.

이때, 캐드 처리의 내부적으로 각각의 점들을 세밀한 선으로 연결하며 화면상에서 곡선, 원, 또는 호로서 표현되는 새로운 객체를 생성하고, 복수 개의층(layer)를 바탕으로 각각의 계층에서 표현되는 부분을 연결하여 2개의 계층을 표현하여 복층구조의 설계 및 표현을 가능하도록 복층구조에 대한 표현 및 설계가 가능한 것이 보다 바람직하다.

도 15에는 3 차원 그래픽스 화면이 실시간으로 구동되는 과정을 설명하기 위한 흐름도를 나타내었다. 도 15를 참조하면, 3D 화면에 객체 생성 및 삭제(단계 1502)하면서 객체의 운동(단계 1504)을 실시간적으로 표시한다. 이 과정은 초당 수천번 내지 수만번 루프를 반복하면서 객체들의 변화를 나타내게 된다. 사용자가 마우스의 왼쪽(left), 중간(middle), 또는 오른쪽(right) 버튼을 클릭하면, 각각 미리 설정된 규약에 따라 객체의 배치, 객체 배치 과정에서 이동중(단계 1506), 객체 배치 종료(단계 1508), 객체의 변경시작(단계 1510), 객체 배치 및 변경 작업(단계 1512), 및 객체 애니메이션 값 설정(1514)을 수행한다.

상기 단계들(1502,..., 1514)에 따른 결과에 따라 화면 이동이 이루어지고, 선택모드가 아니면 3차원 이동을 하고 선택모드인 경우에는 객체 배치중이면 2차원 이동을, 그렇지 않은 경우에는 2차원 이동 불가하므로 선택 모드로 복귀한다.

또한, 객체 애니메이션에 대한 임무가 부여되면, 이 과정에서는 여닫이 애니메이션, 스윙문 애니메이션, 및 미서기 애니메이션과 같은 객체 애니메이션에 대한 재생 구동 처리를 수행하며 객체 애니메이션에 대한 재생 구동 처리시에는 카메라 이동, 즉, 화면 이동을 수행한다.

화면 이동 처리시에는 카메라와 객체간의 충돌 검사를 수행하고, 카메라의 이동 방향을 제한하여 화면 이동 처리하며 카메라 각도에 따른 화면 이동을 수행한다. 또한, 카메라 자동 재생중 카메라 이동 막기위한 처리(단계 1520)와, 적절한 메뉴를 제공하고 그에 따른 조명 객체 이동에 따라 낮과 밤의 효과 기능과 같은 객체 애니메이션을 수행할 수 있다. 이러한 과정은 초당 수천번 내지 수만번 루프를 반복하면서 객체들의 변화를 나타냄으로써 결과를 실시간적으로 확인할 수 있다. 이러한 재생 데이터들은 저장되고, 저장된 데이터를 카메라 애니메이션 재생(단계 1530)할 수 있다.

다음으로, 전체적인 시뮬레이션을 네비게이션 및 실시간 3차원 자료 수정 보완(단계 16)할 수 있고, 실시간으로 구성된 자료를 바탕으로 견적 자료 처리(단계 18)할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법은 개인용이나 서버급의 컴퓨터 또는 마이크로컴퓨터내에서 실행되는 프로그램으로 작성 가능하다. 상기 프로그램을 구성하는 프로그램 코드들 및 코드 세그멘트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터 독취 가능 기록 매체 또는 EEPROM과 같은 메모리에 저장될 수 있다. 상기 기록매체는 자기기록매체, 광기록 매체, 반도체 메모리, 및 전파 매체를 포함한다.

이하에서는 상기와 같은 본 발명에 따른 가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법을 프로그램으로 작성하고 컴퓨터내에서 실행할 때 사용자에게 제공되는 메뉴 화면, 구동 상황 및 그 결과의 예들을 설명한다.

도 16에는 3D 객체를 배치하기 위한 선택 모드 화면의 일예를 나타내었다.도 16을 참조하면, 이러한 선택 모드 화면에서는 추가하고자 하는 3D 객체의 카테고리를 선택할 수 있다.

도 17에는 3D 객체를 배치한 결과 화면의 일예를 나타내었다. 도 17을 참조하면, 식탁에 해당하는 3D 객체가 방의 내부에 배치되었다.

도 18에는 기 배치된 3D 객체를 변형하는 화면의 일예를 나타내었다. 도 18을 참조하면, 도 17에 도시한 바와 같이 방의 내부에 배치된 된 식탁에 해당하는 3D 객체에 변형을 줄 수 있다.

도 19에는 객체 애니메이션 가동 시작전의 상태를 설명하기 위한 화면의 일예를 나타내었다. 도 19를 참조하면, 방의 내부에 식탁에 해당하는 3D 객체가 배치되어 있고 벽 객체에는 문이 설치된 상태로 표시되고 있다.

도 20에는 객체 애니메이션 가동 상태의 설명하기 위한 화면의 일예를 나타내었다. 도 20을 참조하면, 방의 내부에 배치된 된 식탁에 해당하는 3D 객체가 사용자의 마우스 조작에 따른 뷰포인트를 변경에 응답하여 실시간 애니메이션으로써 화면상에 표시되며, 문이 열려지는 애니메이션이 실시간적으로 디스플레이된다.

도 21에는 추가할 객체 라이브러리를 검색하는 화면의 일예를 나타내었다. 도 21을 참조하면, 식탁, 침대, 거울, 거실장, 및 장롱과 같이 방에 추가될 수 있는 객체 를 검색하도록 할 수 있도록 라이브러리를 구축하고 사용자는 객체 라이브러리에서 추가하고자 하는 객체를 선택할 수 있다.

도 22에는 방 또는 벽에 적용할 마감재를 검색하도록 할 수 있도록 구축된 라이브러리를 설명하기 위한 도면을 나타내었다. 도 22를 참조하면, 방 또는 벽에적용할 마감재를 검색하도록 할 수 있도록 라이브러리를 구축하고 사용자는 상기 라이브러리에서 적용하고자 하는 마감재의 외관을 선택할 수 있다.

도 23, 도 24, 도 25 및 도 26에는 카메라 애니메이션에서의 선택, 생성, 녹화, 및 재생 화면의 일예를 나타내었다. 도 23, 도 24, 도 25, 및 도 26에 나타낸 바와 같이 사용자는 실시간으로 렌더링되어 표시되는 장면과 3D 데이터들을 저장하고 향후에 다시 불러들여 디스플레이함으로써 가상 현실 시뮬레이션으로 변환하는 것도 가능하다.

도 27에는 견적하고자 하는 완성된 전체 구성의 일예를 위에서 본 화면으로 나타내었다. 도 27을 참조하면, 견적하고자 하는 완성된 전체 구성에서는 벽, 방, 문, 창문, 및 기타 인테리어 객체, 및 마감재들이 완성되어 있다.

도 28에는 적용한 인테리어들의 리스트에 대한 견적을 출력하는 화면의 일예를 나타내었다. 도 28을 참조하면, 적용한 인테리어들의 리스트에 대한 견적을 출력하는 화면에서는 적어도 추가된 인테리어에 대한 공종, 단가, 및 수량을 포함한 견적에 필수적인 데이터를 포함한 견적 내용을 표시하며 필요에 따라 프린터로 출력할 수 있다.

이로써, 본 발명에 따르면 별도의 다른 렌더링 엔진을 사용하지 않고, 본 발명의 내부에 포함된 자체 CAD엔진을 통한 작업을 자체 렌더링 엔진을 이용하여 실시간 렌더링에 의하여 가상현실(virtual reality) 프로그램으로서 실시간으로 인테리어 및 다양한 3차원 다각형 객체 데이터를 실시간으로 화면상에 연출할 수 있도록 한다. 즉, 이와 같이 만들어진 3차원 화면상에서 사용자가 마우스를 조작하면서3차원으로 표시되는 화면을 확인하면서 원하는 인테리어 객체를 수시로 변경하는 것이 가능하고, 변경된 인테리어의 변화를 실시간적으로 확인할 수 있다. 또한, 실시간으로 렌더링되어 표시되는 장면과 3D 데이터들을 저장하고 향후에 다시 불러들여 디스플레이함으로써 실시간으로 다시 재생하여 가상 현실 시뮬레이션으로 변환하는 것도 가능하다. 또한, 실시간적을 표시되는 3차원 객체의 회전, 이동, 및 크기 변환이 가능하다. 또한, 실시간적으로 랜더링되어 표시되는 화면상에서 사용자가 마우스 뷰 포인트(view point)의 변환이 가능하다. 또한, 객체 추가시 화면을 실시간적으로 확인이 가능하므로 객체를 추가할 때 발생하는 충돌(collision)을 용이하게 검출하여 객체들의 배치의 정밀도를 높일수 있다.

상기 방법에 따르면, 캐드 엔진에 의한 표현을 3차원 가상 현실로서 실시간적으로 화면상에 출력 및 저장함으로써 고객의 다양한 요구를 순간적으로 반영하며 필요한 자료는 실시간적으로 견적 산출할 수 있도록 지원한다.

이상의 실시예들은 본원 발명을 설명하기 위한 것으로 본원 발명의 범위는 상기한 실시예들에 한정되지 않으며 첨부된 청구 범위에 의하여 정의되는 본원 발명의 범주내에서 당업자들에 의하여 변형 또는 수정될 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법은 아파트와 같이 규격화된 건축 구조물의 설계 및 리모델링 분야 뿐만 아니라 가상 현실 효과를 효과적으로 사용할 수 있는 모든 산업 분야에 응용할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법에 따르면 사용자가 마우스의 조작에 응답하여 3차원으로 표시되는 화면을 확인하면서 원하는 인테리어 및 다양한 3차원 다각형 객체 데이터를 수시로 변경하는 것이 가능하고, 변경된 인테리어 및 3D 객체의 변화를 실시간적으로 확인할 수 있다. 또한, 실시간으로 렌더링되어 표시되는 장면 과 3D 데이터들을 저장하고 향후에 다시 불러들여 디스플레이함으로써 가상 현실 시뮬레이션으로 변환하는 것도 가능하다. 또한, 캐드 엔진에 의한 표현을 3차원 가상 현실로서 실시간적으로 화면상에 출력 및 저장함으로써 고객의 다양한 요구를 순간적으로 반영하며 필요한 자료는 실시간적으로 견적 산출할 수 있도록 지원한다.

Claims (9)

1. (a) 사용자에 의하여 결정된 시작점 정보 및 끝점 정보와 두께 정보 및 높이 정보를 가지는 벽 객체를 생성하는 단계;

   (b) 상기 (a) 단계에 따라 추가적으로 또 다른 벽 객체를 생성할 경우, 이전의 벽 객체와 추가된 벽 객체의 서로 만나는 점들을 연결하는 벽 객체를 생성하는 단계;

   (c) 상기 (b) 단계에서 생성된 벽 객체를 토대로 사용자 선택에 따라 소정의 객체 라이브러리내에 저장된 인테리어 객체를 배치하는 단계; 및

   (d) 객체들 사이의 연결정보를 참조하여 2차원 데이터를 3차원 데이터로 변환하고 이로부터 생성되는 방에 대한 3차원 다각형 데이터를 실시간으로 화면에 출력하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 가상현실을 기반으로 한 3차원 주택인테리어 가공방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는,

   (c-1) 해당 크기의 인테리어 객체를 선택하는 단계;

   (c-2) 위치 시키고자 하는 위치에 마우스의 커서를 위치시키는 단계;

   (c-3) 그 위치에 있는 벽 객체를 찾아 해당 인테리어 객체가 놓일 수 있는지를 검사하는 단계; 및

   (c-4) 놓일 수 있으면 벽 객체를 따라 인테리어 객체를 배치시키는 단계;를 포함하는 가상현실을 기반으로 한 가상현실을 기반으로 한 3차원 주택인테리어 가공방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 (d) 단계는,

   (d-1) 만들고자 하는 방 위치에 마우스의 커서를 위치시켜 클릭하면 클릭한 위치에 표시되는 커서와 가장 가까운 벽 객체를 선택하는 단계;

   (d-2) 선택된 벽 객체를 사용하여 그 벽 객체가 가지고 있는 다른 벽들과의 연결 정보들을 사용하여 폐곡선을 이루는 벽들이 있는지를 찾는 단계;

   (d-3) 연결된 벽들이 폐곡선을 이루면 연결된 벽들을 사용하여 연결된 벽들의 내부에서 바닥과 천정을 생성할 때 바닥 높이와 벽 높이를 고려하여 방 높이가 결정하여 삼각형 페이스가 되도록 구성하는 단계;

   (d-4) 구성된 3D 점과 삼각형 페이스를 사용하여 3DS 파일을 생성하는 단계; 및

   (d-5) 생성된 3DS 파일을 사용하여 3차원 다각형 데이터를 실시간으로 화면상에 출력하는 단계;를 포함하는 가상현실을 기반으로 한 3차원 주택인테리어 가공방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 (d-3) 단계는,

   (d-3-1) 각 벽에 인테리어 객체가 설치되어 있는지를 확인하는 단계; 및

   (d-3-2) 각 벽에 인테리어 객체가 설치되어 있는 것으로 확인되면 설치된 인테리어 객체내에 존재하는 정점들을 제거하고 나머지 부분의 정점과 인테리어 객체의 정점들을 사용하여 새롭게 삼각형 페이스를 구성하는 단계;를 포함하는 가상현실을 기반으로 한 3차원 주택인테리어 가공방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 객체 라이브러리는,

   적어도 창문, 문, 등박스, 또는 몰딩중에서 선택된 하나의 인테리어 부착재 및/또는 적어도 소파, 테이블, 또는 각종 가구류 중에서 선택된 하나의 객체를 저장하는 가상현실을 기반으로 한 3차원 주택인테리어 가공방법.
6. (a) 사용자에 의하여 결정된 시작점 정보 및 끝점 정보와 두께 정보 및 높이 정보를 가지는 벽 객체를 생성하는 단계;

   (b) 상기 (a) 단계에 따라 추가적으로 또 다른 벽 객체를 그리면 이전의 벽 객체와 추가된 벽 객체의 서로 만나는 점들을 연결하는 벽 객체를 생성하는 단계;

   (c) 상기 (b) 단계에서 생성된 벽 객체에 객체 라이브러리내에 저장된 인테리어 객체를 배치하는 단계; 및

   (d) 객체들 사이의 연결 정보를 참조하여 2차원 데이터를 3차원 데이터로 변환하며 만들어진 방에 대한 3차원 다각형 데이터를 실시간으로 화면상에 출력하는 단계;를 포함하는 가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 독취 가능 기록 매체.
7. 제6항에 있어서, 상기 (c) 단계는,

   (c-1) 해당 크기의 인테리어 객체를 선택하는 단계;

   (c-2) 위치 시키고자 하는 위치에 마우스의 커서를 위치시키는 단계;

   (c-3) 그 위치에 있는 벽 객체를 찾아 해당 인테리어 객체가 놓일 수 있는지를 검사하는 단계; 및

   (c-4) 놓일 수 있으면 벽 객체를 따라 인테리어 객체를 배치시키는 단계;를 포함하는 가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 독취 가능 기록 매체.
8. 제6항에 있어서, 상기 (d) 단계는,

   (d-1) 만들고자 하는 방 위치에 마우스의 커서를 위치시켜 클릭하면 클릭한위치에 표시되는 커서와 가장 가까운 벽 객체를 선택하는 단계;

   (d-2) 선택된 벽 객체를 사용하여 그 벽 객체가 가지고 있는 다른 벽들과의 연결 정보들을 사용하여 폐곡선을 이루는 벽들이 있는지를 찾는 단계;

   (d-3) 연결된 벽들이 폐곡선을 이루면 연결된 벽들을 사용하여 연결된 벽들의 내부에서 바닥과 천정을 생성할 때 바닥 높이와 벽 높이를 고려하여 방 높이를 결정하여 삼각형 페이스가 되도록 구성하는 단계;

   (d-4) 구성된 3D 점과 삼각형 페이스를 사용하여 3DS 파일을 생성하는 단계; 및

   (d-5) 생성된 3DS 파일을 사용하여 3차원 다각형 데이터를 실시간으로 화면상에 출력하는 단계;를 포함하고,

   캐드 처리의 내부적으로 각각의 점들을 세밀한 선으로 연결하며 화면상에서 곡선, 원, 또는 호로서 표현되는 새로운 객체를 생성하고, 복수 개의 층(layer)를 바탕으로 각각의 계층에서 표현되는 부분을 연결하여 2개의 계층을 표현하여 복층구조의 설계 및 표현을 가능하도록 복층구조에 대한 표현 및 설계가 가능한 가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 독취 가능 기록 매체.
9. 제8항에 있어서, 상기 (d-3) 단계는,

   (d-3-1) 각 벽에 인테리어 객체가 설치되어 있는지를 확인하는 단계; 및

   (d-3-2) 각 벽에 인테리어 객체가 설치되어 있는 것으로 확인되면 설치된 인테리어 객체내에 존재하는 정점들을 제거하고 나머지 부분의 정점과 인테리어 객체의 정점들을 사용하여 새롭게 삼각형 페이스를 구성하는 단계;를 포함하는 가상현실을 기반으로 한 3차원 그래픽스 실시간 화면 출력방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 독취 가능 기록 매체.