KR102050169B1 - 옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법과 이를 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 방법 및 장치 - Google Patents

옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법과 이를 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 방법 및 장치 Download PDF

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황인규
최윤호
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Abstract

옥트리(octree) 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법과 이를 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 방법 및 장치가 개시된다. 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법은, 옥트리(octree) 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법으로서, 데이터 구축을 위하여 영역의 경계(boundary)를 구비하는 3차원 지도데이터의 각 영역을 옥트리(octree) 구조로 분할하는 단계, 및 상기 영역 내 건물별로 소속 옥트리의 영역 인덱스를 부여하는 단계를 포함하며, 여기서 영역 인덱스는 상기 경계에 대응하거나 상기 경계에 기초하는 3차원 지도데이터의 2차원 위치 정보나 주소를 포함한다.

Description

옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법과 이를 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 방법 및 장치{SPATIAL INDEXING METHOD OF THREE DIMENSIONAL MODEL FOR 3D MAP SERVICE BASED ON OCTREE STRUCTURE AND METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING 3D MAP SERVICE USING THE SAME}
본 발명은 옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법과 이를 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 방법 및 장치에 관한 것이다.
건물 데이터를 활용한 3차원(3D) 지도는 다양한 문화산업에 응용되어 사용된다. 하지만 방대한 양의 건물 데이터를 시각화하게 되면 하드웨어가 한계에 도달하게 되고 적절한 서비스를 할 수 없게 되는 문제가 종종 발생한다.
또한, 사용자(user) 측면에서 일반적인 3D 뷰어는 많은 건물을 동시에 로드하는 시각화 뷰어의 특성상 많은 컴퓨팅 파워와 시간을 필요로 하며, 따라서 유저가 결과 화면을 보고 조작할 수 있을 때까지 시간이 오래 걸리는 문제가 있다.
이와 같이, 3차원 지도 서비스를 위한 효과적인 3차원 모델의 구축 방안으로서 사용자 단말의 사양이나 3차원 지도 컨텐츠가 사용되는 분야 등에 따라 3차원 지도 서비스를 효과적으로 수행할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
등록특허공보 제10-0309558호(2001.09.07) 등록특허공보 제10-1465481호(2014.11.20)
본 발명은 전술한 종래 기술의 요구에 부응하기 위한 것으로, 데이터 저장 방식의 효율성을 높이고 데이터 로드 속도를 향상시켜 3차원 뷰어에서 건물 데이터의 시각화 속도를 개선할 수 있는, 옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법과 이를 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 고 정밀 3차원 모델링 데이터를 옥트리(Octree) 구조로 세분화하여 데이터베이스에 저장한 후에 건물 데이터가 구성된 지역을 시각화 뷰어를 통해 서비스할 수 있는, 옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법과 이를 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 옥트리 구조와 타일셋을 사용하고 거리에 따른 LOD(level of detail) 조절을 통해 건물 모델링의 시각화 정도의 차이를 고려함으로써 데이터 로드를 고속화할 수 있는, 옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법과 이를 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법은, 옥트리(octree) 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법으로서, 옥트리(octree) 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법으로서, 데이터 구축을 위하여 영역의 경계(boundary)를 구비하는 3차원 지도데이터의 각 영역을 옥트리(octree) 구조로 분할하는 단계; 및 상기 영역 내 건물별로 소속 옥트리의 영역 인덱스를 부여하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 영역 인덱스는 상기 경계에 대응하거나 상기 경계에 기초하는 상기 3차원 지도데이터의 2차원 위치 정보나 주소를 포함한다.
일실시예에서, 3상기 분할하는 단계는, 상기 옥트리 구조의 영역 내 가장 높은 건물의 높이를 활용하여 각 영역 내 건물 오브젝트가 차지하는 바닥면적, 부피 또는 비율을 계산하는 단계; 및 상기 바닥면적, 부피 또는 비율에 기초하여 상기 옥트리 구조 내 어느 하나 이상의 영역 각각을 동일한 크기나 부피를 갖는 복수의 서브 영역들로 분할하는 단계를 더 포함하며, 여기서 상기 부여하는 단계는 상기 복수의 서브 영역들을 포함한 상기 옥트리 구조의 각 영역 내 건물 오브젝트에 대한 인덱스를 상기 주소와 결합하여 저장할 수 있다.
일실시예에서, 상기 주소는 상기 3차원 지도데이터에 포함된 행정구역상 주소를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법은, 상기 부여하는 단계 후에, 동일 인덱스를 가진 건물 오브젝트를 하나의 그룹으로 묶어 관리하는 단계를 더 포함하며, 여기서 상기 그룹에 대응하는 타일셋은 3차원 지도 서비스를 제공하는 시각화 뷰어가 LOD(level of Detail)를 결정할 때 이용될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 3차원 지도 서비스 제공 방법은, 전술한 실시예의 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법을 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 방법으로서, 시각화 뷰어를 통해 3차원 지도데이터가 카메라의 시점에 따라 출력될 때, 시각화 요청 대상인 타일셋을 계산 혹은 추출하여 해당 타일셋에 포함된 건물 오브젝트를 출력하고, 상기 시각화 요청 대상인 타일셋 주변의 다른 타일셋에 포함된 건물 오브젝트를 인비저블(invisible) 처리하는 단계를 더 포함한다.
일실시예에서, 상기 시각화 요청 대상인 타일셋과 상기 다른 타일셋은 상기 카메라와 해당 타일셋의 중심점 사이의 거리로 구분될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 3차원 지도 서비스 제공 장치는, 옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱을 이용한 3차원 지도 서비스 제공 장치로서, 프로그램을 저장하는 메모리; 및 상기 메모리에 연결되어 상기 프로그램을 수행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 프로그램의 수행에 의해 탑재되는 분할 모듈에 의해, 데이터 구축을 위하여 영역의 경계(boundary)를 구비하는 3차원 지도데이터의 각 영역을 옥트리(octree) 구조로 분할하고, 상기 프로그램의 수행에 의해 탑재되는 인덱스 생성 모듈에 의해, 상기 영역 내 건물별로 소속 옥트리의 영역 인덱스를 부여하고, 동일한 영역 인덱스를 가진 건물 오브젝트들을 하나의 그룹으로 묶어 관리하며, 여기서 상기 영역 인덱스는 상기 경계에 대응하거나 상기 경계에 기초하는 상기 3차원 지도데이터의 2차원 위치 정보나 주소를 포함한다.
일실시예에서, 주소는 3차원 지도데이터에 포함된 지리 정보, 국가 정보, 행정구역 정보를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 프로세서는, 상기 분할 모듈의 서브 모듈에 의해, 상기 옥트리 구조의 영역 내 가장 높은 건물의 높이를 활용하여 각 영역 내 건물 오브젝트가 차지하는 바닥면적, 부피 또는 비율을 계산하고, 상기 바닥면적, 부피 또는 비율에 기초하여 상기 옥트리 구조 내 어느 하나 이상의 영역 각각을 동일한 크기나 부피를 갖는 복수의 서브 영역들로 분할할 수 있다.
일실시예에서, 상기 프로세서는, 상기 프로그램의 수행에 의해 탑재되는 렌더링 모듈에 의해, 상기 시각화 뷰어 상의 옥트리 구조의 타일셋이 카메라의 시점에 따라 출력될 때, 시각화 요청 대상인 타일셋을 계산 혹은 추출하여 해당 타일셋에 포함된 건물 데이터를 렌더링하여 출력하고, 상기 시각화 요청 대상인 타일셋 주변의 다른 타일셋에 포함된 건물 데이터를 인비저블(invisible) 처리할 수 있다.
전술한 옥트리(octree) 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법과 이를 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 방법 및 장치를 사용하는 경우에는, 사용자 단말이나 클라이언트의 화면 상에서 단일 화면의 지도 서비스를 위해 평균 수 십만번 내지 수 백만번의 검색을 수행해야 하는 기존의 3차원 지도 서비스 방식을 개선하여 평균 수 천번 이하의 검색을 통한 3차원 지도 서비스가 가능한 3차원 지도 서비스 플랫폼을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 시각화 뷰어에 많은 양의 건물 모델링 파일을 가시화하는 경우 많은 컴퓨팅 리소스와 시간을 소모하는 기존의 문제점을 해결할 수 있다. 즉, 옥트리 구조와 타일셋을 사용하고 거리에 따른 LOD(level of detail) 조절을 통해 건물 모델링의 시각화 정도의 차 데이터 로드를 고속화할 수 있다. 이것은, 기존 선형 구조로 저장되던 건물 데이터들을 옥트리 구조의 타일셋 형태로 저장하여 데이터 검색 속도를 크게 향상시킴으로써 구현될 수 있다. 데이터를 옥트리 구조로 저장하는 경우 특정 영역에 속한 데이터를 검색할 때 영역 인덱스를 사용하여 데이터 전체가 아닌 해당 영역에 속한 데이터만 검색하고 렌더링할 수 있다. 특히, 3차원(3D) 모델의 고속 렌더링이 가능할 경우 영화, 게임 등의 일반적인 문화 콘텐츠뿐만 아니라 체험형 학습 등 3D 상에서 제공되는 다양한 콘텐츠들의 실시간화가 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 국가 또는 특정 기관에서 제공하는 지리정보시스템(geographic information system, GIS)의 3차원 지도데이터를 활용하여 게임, 관광, 영화, 공연 등의 다양한 분야에서 빠른 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 운영 시스템이나 그 데이터의 저장 및 관리를 위한 데이터베이스 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법에 대한 흐름도이다.
도 2는 도 1의 방법에 의한 옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 정보 구축 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 도 1의 방법으로 구축된 3차원 지도에 대한 정보 서비스 제공 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 도 3은 도 1의 옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스 정보 구축 방법으로 구축된 3차원 지도에 대한 정보 서비스 제공 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 도 1의 방법에 채용할 수 있는 시각화 뷰어에 따른 3차원 모델 구축 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법에 대한 흐름도이다.
도 7은 도 6의 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법을 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 방법에 대한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법을 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 장치에 대한 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법에 대한 흐름도이다. 도 2는 도 1의 방법에 의한 옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 정보 구축 과정을 설명하기 위한 예시도이다. 도 3은 도 1의 방법으로 구축된 3차원 지도에 대한 정보 서비스 제공 과정을 설명하기 위한 개념도이다. 도 4는 도 3은 도 1의 옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스 정보 구축 방법으로 구축된 3차원 지도에 대한 정보 서비스 제공 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법은, 3차원 지도데이터의 영역을 옥트리 구조로 분할하는 단계(S10), 및 상기 영역 내 건물별 소속 옥트리 영역 인덱스를 부여하는 단계(S20)를 포함한다.
본 실시예에 따른 인덱싱 방법은, 3차원 지도데이터에서 옥트리를 사용한 영역 분할과 각 영역의 데이터(건물 오브젝트 등을 포함함)가 옥트리 구조 안에서 어느 영역에 속하는지를 결정하도록 이루어질 수 있다.
즉, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법을 구현하는 프로세서는 옥트리 구조(10)로 3차원 지도데이터의 영역을 분할하고, 해당 영역의 특정 데이터(11c, 11e, 11h, 12b, 12d, 13d)가 어느 영역에 속하는지를 결정할 수 있다.
좀더 구체적으로 설명하면, 프로세서는 3차원 지도데이터에 옥트리 구조를 적용하기 위해, 3차원 지도데이터 상의 데이터 구축을 위한 영역의 경계(boundary)와 해당 영역 내 가장 높은 건물의 높이를 활용하여 3차원 공간 영역을 계산할 수 있다. 여기서 경계(boundary)는 동, 구, 시 등의 행정구역으로 입력받을 수 있다.
또한, 프로세서는 계산된 3차원 공간 영역(10)을 동일한 넓이를 갖는 8개의 서브 영역으로 분할하여 하나의 영역당 8개의 자식 영역(11)을 갖도록 할 수 있다. 그리고 프로세서는 8개의 자식 영역(11) 중 적어도 어느 하나의 자식 영역이 8개의 손자 영역(12)을 가지도록 할 수 있고, 적어도 하나의 손자 영역(12)이 또 8개의 증손자 영역(13)을 가지도록 동작할 수 있다. 여기서, 최대 뎁스(depth)는 전체 영역의 넓이에 따라 달라질 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 인덱싱 방법을 구현하는 프로세서는, 3차원 지도데이터 상에서 옥트리 구조로 나눈 각각의 영역에 고유 인덱스를 부여할 수 있다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 프로세서는 3차원 지도데이터 상에 표현된 각각의 빌딩 오브젝트들에 인덱스를 부여한다.
프로세서는 3차원 지도데이터(30) 상에서 건물 전체가 포함되는 가장 작은 옥트리 경계(octree boundary) 영역을 찾고 그 영역 또는 해당 공간 영역의 인덱스를 해당 빌딩 오브젝트에 부여할 수 있다. 또한, 프로세서는 상기 영역 내 가장 높은 건물의 높이를 기준으로 해당 영역의 뎁스들(h1, h2, h3, h4 등) 중 하나를 결정할 수 있다.
해당 빌딩 오브젝트의 건물 정보는 부여받은 인덱스를 포함하여 다른 기본 정보와 함께 데이터베이스에 저장되고, 시각화 뷰어는 이 인덱스를 사용하여 건물들을 가시화할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 전체 영역의 넓이가 클수록 최대 뎁스를 크게 하면, 디테일한 부분까지 표현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 전체 영역의 넓이가 좁으면 최대 뎁스를 작게 해도 디테일한 영역을 표현할 수 있기 때문에 최대 뎁스를 제한할 수 있다.
도 5는 도 1의 방법에 채용할 수 있는 시각화 뷰어 구축 과정을 설명하기 위한 예시도이다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법에 대한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법은, 시각화 뷰어에서 건물들을 효율적으로 보여주기 위해서 사용자의 시점이나 이에 대응하는 카메라의 위치(b)에서 옥트리 구조의 중심점에 대응하는 영역 중심점(a)까지의 거리(c)에 기초하여 먼 건물과 가까운 건물을 구분하여 렌더링할 수 있도록 3차원 모델의 인덱싱 정보를 이용하여 건물 오브젝트를 그룹핑하여 처리하거나 타일셋으로 묶음 처리할 수 있다.
여기서, 타일셋(tileset)은 같은 인덱스를 가진 건물을 하나의 그룹으로 묶어서 관리할 때, 상기 그룹을 지칭하는 말일 수 있다.
즉, 본 실시예의 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법은, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 영역 내 건물별 소속 옥트리 영역 인덱스를 부여하는 단계(S20) 후에 동일 인덱스 또는 동일 영역 인덱스를 가진 건물 오브젝트들을 하나의 그룹으로 묶어 관리하는 단계(S30)를 더 포함하도록 구현될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 시각화 뷰어에서 건물들을 가시화할 때, 프로세서는 가까운 건물 오브젝트를 렌더링하여 출력하고 먼 건물 오브젝트를 렌더링하지 않고 출력하도록 동작할 수 있다. 이때, 프로세서 또는 이 프로세서를 포함하는 3차원 지도 서비스 제공 장치는 가시화 LOD(level of detail) 레벨을 타일셋을 이용하여 효과적으로 선택하여 3차원 지도 서비스를 빠르게 수행할 수 있다.
도 7은 도 6의 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법을 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 방법에 대한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 3차원 지도 서비스 제공 방법은, 3차원 지도데이터의 영역을 옥트리 구조로 분할하는 단계(S10), 상기 영역 내 건물별 소속 옥트리 영역 인덱스를 부여하는 단계(S20), 동일 인덱스 또는 동일 영역 인덱스를 가진 건물 오브젝트들을 하나의 그룹으로 묶어 관리하는 단계(S30), 및 시각화 요청 대상인 타일셋을 계산 혹은 추출하여 해당 타일셋에 포함된 건물 데이터를 출력하고, 상기 시각화 요청 대상인 타일셋 주변의 다른 타일셋에 포함된 건물 데이터를 인비저블(invisible) 처리하는 단계(S40)를 포함한다.
전술한 구성에 의하면, 3차원 지도 서비스 제공 방법을 구현하는 장치는, 시각화 뷰어 상에 사용자 시점이나 카메라 시점에 따라 그려지는 옥트리 구조의 타일셋을 이용하여, 사용자가 위치 및 시점 이동 시에, 실시간으로 시각화해야 할 타일셋을 계산하고 계산된 해당 타일셋에 포함된 건물 데이터를 로드하여 시각화하고, 시점 영역에서 벗어난 건물 데이터는 인비저블(invisible) 처리할 수 있다.
시각화해야 할 타일셋을 판단하는 기준은 카메라와 타일셋 중심점 사이의 거리로 판단할 수 있다(도 5의 참조부호 c 참조). 즉, 시각화 뷰어 상에서 사용자 화면의 시점이나 카메라의 위치를 얻을 수 있고, 영역의 중심점이나 타일셋의 중심점은 데이터베이스에 저장되어 있기 때문에 둘 사이의 거리를 구하여 먼 건물 오브젝트와 가까운 건물 오브젝트를 구분할 수 있다. 거리에 대한 임계값은 사용자가 직접 조절할 수 있게 설정하여 사용자가 직접 원하는 가시거리를 선택할 수 있도록 하는 것도 바람직하다. 이를 위해, 적절한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 옥트리 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법을 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 장치에 대한 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 3차원 지도 서비스 제공 장치(100)는, 제어부(110), 저장부(120) 및 통신부(130)를 포함한다. 제어부(110)는 입출력 장치(140)와 연결될 수 있다. 3차원 지도 서비스 제공 장치(100)는 3차원 지도데이터의 영역을 옥트리 구조로 분할하고, 상기 영역 내 건물별 소속 옥트리 영역 인덱스를 부여하고, 동일 인덱스 또는 동일 영역 인덱스를 가진 건물 오브젝트들을 하나의 그룹으로 묶어 관리하고, 시각화 요청 대상인 타일셋을 계산 혹은 추출하여 해당 타일셋에 포함된 건물 데이터를 출력하고, 시각화 요청 대상인 타일셋 주변의 다른 타일셋에 포함된 건물 데이터를 인비저블(invisible) 처리할 수 있다.
이를 위해, 제어부(110)는 적어도 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU)나 코어(core)를 구비한 프로세서나 마이크로프로세서를 포함하고, 제어장치나 연산장치로 지칭될 수 있으며, 저장부(220)에 저장된 프로그램이나 소프트웨어 모듈을 실행하여 3차원 지도 서비스 제공 등과 같은 미리 설정된 기능을 수행할 수 있다.
저장부(120)에 저장되고 제어부(110)에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈은 분할 모듈(121), 인덱스 생성 모듈(122), 주소 관리 모듈(123), 타일셋 관리 모듈(124), 렌더링 모듈(125), 거리 계산 모듈(126) 및 인터페이스(interface, I/F) 관리 모듈(127)을 포함할 수 있다. 이러한 소프트웨어 모듈은 제어부에 대응하는 프로세서에 탑재되어 해당 기능을 수행하는 구성부에도 대응될 수 있다.
구체적으로, 분할 모듈(121)은, 3차원 지도데이터의 영역을 옥트리 구조로 분할하기 위한 수단이나 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부를 포함할 수 있다. 분할 모듈(121)은 옥트리 구조 또는 옥트리 구조의 영역에 대한 뎁스(depth)를 결정하거나, 결정된 뎁스에 따라 해당 영역을 복수회 분할할 수 있다. 이를 위해, 분할 모듈(122)은 영역 내 가장 높은 건물의 높이를 활용하여 3차원 공간 영역을 계산하는 서브 모듈을 구비할 수 있다.
인덱스 생성 모듈(122)은 옥트리 구조의 영역 내 건물별로 소속 옥트리의 영역 인덱스를 부여한다. 인덱스 생성 모듈(122)은 3차원 지도데이터 상에 표현된 각각의 빌딩 오브젝트들에 고유의 인덱스를 부여할 수 있다. 즉, 인덱스 생성 모듈(122)은 3차원 지도데이터 상에서 건물 전체가 포함되는 가장 작은 옥트리 경계(octree boundary) 영역을 찾고 옥트리 구조 내에서의 해당 영역 또는 해당 공간 영역의 인덱스를 해당 빌딩 오브젝트에 부여할 수 있다.
또한, 인덱스 생성 모듈(122)은 주소 관리 모듈(123)에서 제공하는 3차원 지도데이터 내 건물 오브젝트 등의 주소와 관련되도록 영역 인덱스를 부여할 수 있다. 예를 들면, 주소 관리 모듈(123)에서 관리하는 행정구역 단위로 건물데이터를 그룹화하면, 인덱스 생성 모듈(122)은 주소 관리 모듈(123)로부터 혹은 주소 관리 모듈(123)의 정보에 기초하여 데이터베이스로부터 사용자 요청을 좌표 영역 기반이 아닌 행정구역 기반으로 건물데이터 또는 그룹화된 건물데이터를 받을 수 있다.
좀더 설명하면, 주소 관리 모듈(123)은 3차원 지도데이터 내 건물 오브젝트에 대한 행정구역 주소를 관리할 수 있다. 그 경우, 주소 관리 모듈(123)은 인덱스 생성 모듈(122)에서 요청하는 건물 오브젝트의 주소를 추출하여 제공할 수 있다. 거기서, 주소 관리 모듈(123)은 좌표 영역 기반이 아닌 행정구역 기반으로 그룹화된 건물데이터를 생성 및 관리할 수 있다. 주소 관리 모듈(123)은 각각의 행정구역(예컨대, 동, 구 단위 등에서 선택되는 어느 하나)이 인덱싱 영역의 최상위 노드가 되도록 작동할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 사용자에게 좀 더 직관적인 접근을 가능하게 함으로써 사용자 편의성을 크게 향상시킬 수 있다. 더욱이 이러한 구성은 추가적으로 타일셋 관리 모듈(124)와 함께 사용하여 행정구역을 하나의 타일셋으로 구성함으로써 그 성능 및 효과를 극대화할 수 있다.
타일셋 관리 모듈(124)은 동일 인덱스 또는 동일 영역 인덱스를 가진 건물 오브젝트들을 하나의 그룹으로 묶어 관리한다. 타일센 관리 모듈(124)은, 사용자가 위치 및 시점 이동 시에, 렌더링 모듈(125)의 요청에 따라 실시간으로 시각화해야 할 타일셋을 계산하여 추출할 수 있다. 이 경우, 시각화 뷰어는 계산되어 추출된 해당 타일셋에 포함되는 건물 데이터를 로드하여 시각화할 수 있다.
렌더링 모듈(125)은 시각화 뷰어에서의 신호나 명령에 따라 건물 오브젝트의 적어도 일부를 렌더링하여 출력할 수 있다. 렌더링 모듈(125)은 거리 계산 모듈(126)에서 카메라 시점과의 거리가 일정 거리 이상인 건물 오브젝트에 대한 정보나 신호에 기초하여 해당 건물 오브젝트의 렌더링을 생략하도록 동작할 수 있다. 이러한 렌더링 모듈(125)은 시각화 뷰어 또는 3D 뷰어의 카메라와 동일 인덱스를 가진 타일셋 사이의 거리에 따라 가시화 LOD 레벨을 조절하는 가시화 LOD 레벨 조절 모듈에 대응할 수 있다.
거리 계산 모듈(126)은 시각화 뷰어 상에서의 사용자 화면의 시점이나 카메라의 위치 정보와, 저장부(120) 또는 데이터베이스에 저장되는 영역의 중심점이나 타일셋의 중심점에 대한 정보에 기초하여 카메라로부터 시각화 대상 건물까지의 거리를 계산할 수 있다. 이러한 거리 정보는 먼 건물 오브젝트와 가까운 건물 오브젝트를 구분하는데 이용되며, 렌더링 모듈(125)에 제공될 수 있다.
그리고, I/F 관리 모듈(127)은 상기의 거리와 관련된 정보 등을 시각화 뷰어에서 사용자가 직접 조절하거나 설정할 수 있도록 사용자 인터페이스를 관리한다. I/F 관리 모듈(127)은 사용자 인터페이스를 통해 입력되는 조정 정보나 설정 정보를 거리 계산 모듈(126)이나 렌더링 모듈(125) 등에 전달할 수 있다.
전술한 저장부(120)는 옥트리(octree) 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱 방법을 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 방법을 구현하는 소프트웨어 모듈 외에 3차원 지도 서비스 제공 장치의 기본적인 동작을 위한 운영체제, 프로그램, 명령어 집합 등을 저장할 수 있다.
저장부(120)는 비휘발성 랜덤 액세스 메모리(non-volatile RAM, NVRAM), 대표적 휘발성 메모리인 DRAM(dynamic random access memory) 등의 반도체 메모리, 하드디스크 드라이브(hard disk drive, HDD), 광 저장 장치, 플래시 메모리, 클라우드 저장 시스템 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
소프트웨어 모듈은 프로그램이나 소프트웨어 형태로 별도의 컴퓨터 판독 가능 매체(기록매체)에 저장되고 필요에 따라 컴퓨팅 장치에 로딩된 후 제어부(110)의 명령에 따라 해당 기능을 수행하도록 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합한 형태로 포함하도록 이루어진다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것을 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 여기서 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 제어부(110)에서 실행할 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
통신부(130)는 네트워크를 통해 3차원 지도 서비스 제공 장치(100)와 사용자 단말, 클라이언트 단말, 관광업체 서버, 게임업체 서버, 영화업체 서버, 공연업체 서버 등을 연결하기 위하여 하나 이상의 통신 프로토콜을 지원하는 적어도 하나 이상의 유선 및/또는 무선 서브통신시스템을 구비할 수 있다.
입출력 장치(140)는 키보드, 마우스, 마이크, 터치패드, 터치패널, 디스플레이 장치, 스피커 등을 포함할 수 있다. 입출력 장치(140)는 유선 또는 무선으로 제어부(110)에 연결될 수 있다. 광의의 개념에서 입출력 장치(140)는 3차원 서비스 제공 장치에 포함될 수 있다.
전술한 실시예에서 제어부(110)는 3차원 지도 서비스 제공을 위한 GIS 응용 서버에 대응되고, 저장부(120)는 데이터 파일을 저장 및 관리하는 데이터베이스(database, DB) 시스템에 대응될 수 있다. 그 경우, 데이터베이스 시스템과 GIS 응용 서버에는 GIS 데이터 서버가 배치되어 이들 사이의 신호 및 데이터의 송수신을 처리하도록 구현될 수 있다.
또한, 구현에 따라서 제어부(110)는 GIS 웹 서비스 서버 또는 웹 서버로 구현되고, 저장부(120)는 웹 서버에 연결된 GIS 데이터 시스템에 포함되는 DB 서버로 구현될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 3차원 지도 서비스 제공 장치에서 수행되는 3차원 모델의 공간 인덱싱을 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 방법으로서,
    영역의 경계(boundary)를 구비하는 3차원 지도데이터의 각 영역을 옥트리(octree) 구조로 분할하는 단계;
    상기 옥트리 구조의 각 영역 내 건물 오브젝트에 대한 인덱스를 상기 경계에 대응하거나 상기 경계에 기초하는 3차원 지도데이터의 2차원 위치 정보나 행정구역상 주소와 결합하여 소속 옥트리의 영역 인덱스를 부여하는 단계;
    상기 주소에 따른 행정구역 기반으로 동일 인덱스 또는 동일 영역 인덱스를 가진 건물 오브젝트들을 하나의 그룹으로 묶어 관리하는 단계; 및
    상기 그룹에 대응하는 타일셋 사이의 거리에 따라 가시화 LOD(level of Detail) 레벨이 조절되어 해당 타일셋에 포함된 건물 데이터를 카메라의 시점에 따라 시각화하여 출력하고, 상기 시각화 요청 대상인 타일셋 주변의 다른 타일셋에 포함되거나 시점 영역에서 벗어난 건물 데이터는 인비저블(invisible) 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 지도 서비스 제공 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 분할하는 단계는,
    상기 옥트리 구조의 영역 내 가장 높은 건물의 높이를 활용하여 각 영역 내 건물 오브젝트가 차지하는 바닥면적, 부피 또는 비율을 계산하는 단계; 및
    상기 바닥면적, 부피 또는 비율에 기초하여 상기 옥트리 구조 내 어느 하나 이상의 영역 각각을 동일한 크기나 부피를 갖는 복수의 서브 영역들로 분할하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 지도 서비스 제공 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 시각화 요청 대상인 타일셋과 상기 다른 타일셋을 판단하는 기준은 상기 카메라와 시각화 요청 타일셋의 중심점 사이의 거리로 구분되어 시각화해야 할 타일셋을 판단하는 것을 특징으로 하는 3차원 지도 서비스 제공 방법.
  7. 옥트리(octree) 구조 기반 3차원 지도 서비스를 위한 3차원 모델의 공간 인덱싱을 이용하는 3차원 지도 서비스 제공 장치는,
    프로그램이나 소프트웨어 모듈을 저장하는 저장부(120); 및
    상기 저장부에 저장된 상기 프로그램이나 소프트웨어 모듈을 실행하는 프로세서를 탑재한 제어부(110)를 포함하되,
    상기 소프트웨어 모듈은
    데이터 구축을 위하여 영역의 경계(boundary)를 구비하는 3차원 지도데이터의 각 영역을 옥트리(octree) 구조로 분할하는 분할 모듈(121),
    상기 옥트리 구조의 각 영역 내 건물 오브젝트에 대한 인덱스를 상기 경계에 대응하거나 상기 경계에 기초하는 3차원 지도데이터의 2차원 위치 정보나 행정구역상 주소와 결합하여 소속 옥트리의 영역 인덱스를 부여하는 인덱스 생성 모듈(122),
    3차원 지도데이터 내 건물 오브젝트에 대한 행정구역 주소를 관리하고, 상기 행정구역 기반으로 그룹화된 건물데이터를 생성 및 관리하는 주소 관리 모듈(123),
    상기 주소에 따른 행정구역 기반으로 동일 인덱스 또는 동일 영역 인덱스를 가진 건물 오브젝트들을 하나의 그룹으로 묶어 관리하는 타일셋 관리 모듈(124),
    건물 데이터가 구성된 지역을 로드하여 보여주는 시각화 뷰어에서의 신호나 명령에 따라 가시화 LOD(level of Detail) 레벨이 조절되어 건물 오브젝트의 적어도 일부를 렌더링하여 출력하는 렌더링 모듈(125),
    상기 시각화 뷰어 상에서의 사용자 화면의 시점이나 카메라의 위치 정보와, 상기 저장부(120) 또는 데이터베이스에 저장되는 영역의 중심점이나 타일셋의 중심점에 대한 정보에 기초하여 카메라로부터 시각화 대상 건물까지의 거리를 계산하는 거리 계산 모듈(126) 및
    상기의 거리와 관련된 정보를 시각화 뷰어에서 사용자가 직접 조절하거나 설정할 수 있도록 사용자 인터페이스를 관리하는 인터페이스(interface, I/F) 관리 모듈(127)을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 지도 서비스 제공 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 분할 모듈(121)은
    옥트리 구조 또는 옥트리 구조의 영역에 대한 뎁스(depth)를 결정하거나, 결정된 뎁스에 따라 해당 영역을 복수회 분할하기 위하여 상기 옥트리 구조의 영역 내 가장 높은 건물의 높이를 활용하여 각 영역 내 건물 오브젝트가 차지하는 바닥면적, 부피 또는 비율을 계산하고,
    상기 바닥면적, 부피 또는 비율에 기초하여 상기 옥트리 구조 내 어느 하나 이상의 영역 각각을 동일한 크기나 부피를 갖는 복수의 서브 영역들로 분할하는 서브 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 3차원 지도 서비스 제공 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 렌더링 모듈(125)은 카메라의 시점에 따라 시각화 요청 대상인 타일셋을 계산 혹은 추출하여 해당 타일셋에 포함된 건물 데이터를 렌더링하여 출력하고, 상기 시각화 요청 대상인 타일셋 주변의 다른 타일셋에 포함되거나 시점 영역에서 벗어난 건물 데이터는 인비저블(invisible) 처리하는 것을 특징으로 하는 3차원 지도 서비스 제공 장치.
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