배관도면교환 데이터 기반의 3D모델 구현 방법에 관한 연구

초록

3차원 모델을 가시화하기 위해서는 기본적으로 형상을 정의할 수 있는 정점 데이터가 필요하다. 렌더링 엔진 혹은 커널에서 지원하는 포맷과는 별도로 컴퓨터에서 가시화하는 모델의 최종 형상은 점 데이터를 이용한 면과 선이기 때문이다. 또한, 3차원 형상을 설명하기 위한 속성 데이터가 추가로 필요한데, 특히 조선 및 해양 플랜트 설계 분야에서는 3차원 모델과 함께 속성 정보가 반드시 어플리케이션에 포함이 되어야 활용이 가능하다. 그러나 조선/해양플랜트 산업의 특성상, 3차원 설계도구와 포맷이 표준화가 되어 있지 않아 컴퓨터 그래픽스 분야에서 쉽게 접근하기 힘들고 설계 모델의 데이터 크기가 크기 때문에 현장에서 경량화 장비를 활용한 활용성에 한계가 있다. 특히, 데이터 통신이 원활하지 않은 환경에서는 사전에 데이터를 동기화하지 않는 이상 현장에서 활용하기 어렵다. 이에 따라 본 연구에서는 조선/해양플랜트 분야에서 가장 많은 시수를 차지하고 있는 배관 3차원 설계 데이터를 실시간으로 설계 속성 정보를 포함하고 있는 AR/VR모델로 변환을 하기 위하여 배관도면교환 데이터를 이용할 수 있음을 보인다. 산업에서 사용하고 있는 배관도면교환 데이터는 PCF(Piping Component Filt)과 IDF(Isogen Data File)파일로 나눌 수 있는데, 두 가지 포맷 모두 Alias의 Isogen에서 도면을 생성할 때 출력되는 파일로서 조선/플랜트의 분야에서는 가장 많이 사용되고 있다. 데이터 크기는 대략 3kb~300kb 정도로 도면을 출력하기 위한 데이터만 기술하고 있다. 본 연구의 이전 연구에서는 PCF파일을 이용한 가시화 방법에 대하여 제안한 바 있으며, 이번 연구에서는 IDF파일을 이용하여 AR/VR모델을 위한 3차원 형상 구축 방법에 대하여 제안을 한다. IDF는 PCF와는 다르게 코드화가 되어 있어 쉽게 알아볼 수 없으며, Alias에서 정의한 코드 테이블을 이용하여 해독이 가능하다. 이번 연구에서는 IDF의 코드에 대해서 해독 방법에 대하여 기술하였으며, 이를 기반으로 3차원 형상으로 구현하기 위한 방법을 제안하였다. 동일한 모델을 속성 정보를 포함하고 있는 표준 데이터 포맷으로 변경하기 위해서는 별도의 변환 프로세스가 필요하며, 데이터의 크기 또한 도면 교환 파일과 비교하였을 때, 10~100배 이상 크다는 점에서 볼 때, 본 연구에서 제안하는 방법은 별도의 변환 프로세스 없이 기존 도면 데이터를 그대로 활용 가