3D 스캐닝의 목적은 물체의 3D 데이터를 얻는 것입니다.

스캐너를 사용하는 것 외에도 소프트웨어를 사용하여 물체를 모델링할 수도 있습니다.

스캐닝 기술을 소개하는 대신 3D 모델링 데이터를 더 잘 이해할 수 있도록 컴퓨터 지원 3D 모델링 기술을 간단히 살펴보겠습니다.

게스트 발표자: 알프레드

 

3D 모델링은 구성 방법에 따라 입체 모델링과 표면 모델링, 메쉬 모델링의 세 가지 형식으로 나눌 수 있습니다. 범주화 표준이 다르기 때문에 특징 모델링 및 동시 모델링이라고도 할 수 있으며 그에 대해선 자세히 설명하지 않겠습니다.

 

1 입체 모델링

입체 모델링이란 3D 모델링 소프트웨어로 만들어진 닫힌 3차원 바디를 생성하는 것입니다. 일반적으로 특정 매개변수, 측정값, 모양이 더 많이 정의되는 기계 및 건설 애플리케이션에서 사용됩니다. 또한 물체를 잘라 내적 특징을 볼 수 있고 실제 세계의 물체인 것처럼 스트레스 테스트도 할 수 있습니다.

 

입체를 만드는 방법

(1) 기본 입체(직사각형, 원뿔, 원통, 구 등)를 사용하여 간단한 기하학 모델을 만듭니다.

(2) 축을 중심으로 늘리거나 회전시켜 입체를 만듭니다.

(3) 논리 연산을 수행하여 기존 입체를 더 복잡한 입체와 결합합니다.

입체 모델링은 보다 유기적이고 비정형적인 모양을 디자인하려는 경우 작업하기 어려울 수 있으므로 예술적이고 창의적인 애플리케이션에는 적합하지 않습니다.

 

2 표면 모델링

표면 모델은 질량이나 부피가 없는 얇은 껍데기입니다. 표면 모델링에서는 벡터와 접선을 사용하여 제어점(일반적으로 접선이 교차하는 위치)을 “당기고 밀어서” 현실적으로 보다 비정형적이거나 유동적인 모양을 만들 수 있습니다. 표면을 쉽게 비틀고 돌리고 구부릴 수 있습니다.

 

표면을 만드는 방법:

(1) 기존 입체와 표면에서 추출합니다.

(2) 기존 입체와 표면에서 추출합니다.

(3) 표면을 다듬거나 확대할 수 있습니다.

모든 면이 닫힌 공간을 형성하는 경우 봉합과 같은 작업을 수행하여 표면을 입체 모델로 변형할 수 있습니다.

 

표면 모델링을 사용하면 입체 모델링 소프트웨어에서 설계하기 어려운 보다 유기적인 모양을 설계할 수 있습니다. 따라서 표면 모델링은 예술 작품을 위한 것입니다.

 

3. 메쉬 모델링

메쉬 모델은 다각형(삼각형, 사각형 포함)을 사용하여 3D 모양을 정의하는 꼭짓점, 변, 표면으로 구성되어 있습니다. 이것은 입체 모델로 직접 변환할 수 없습니다. STL과 같은 데이터 형식은 메쉬 모델입니다.

견고히 닫힌 메쉬와 유사하게 매 꼭짓점은 독립적인 위치 속성을 가지고 있습니다. 각 꼭짓점의 위치를 변경해야만 메쉬 모델을 편집할 수 있습니다. 모든 곡면은 곡선형이든 둥근형이든 관계없이 수많은 다각형으로 이루어져 있습니다. 이것은 디자인의 계산을 단순화하여 디자인을 훨씬 더 쉽게 공유하고 3D 프린팅할 수 있도록 합니다.

 

메쉬를 만드는 방법

(1) 메쉬를 만드는 방법

(2) 메쉬는 입체와 표면 모델에서 직접 변환될 수 있습니다.

(3) 스캔과 같은 방법으로 얻을 수 있습니다.

(4) 기존 메쉬 모델에 대한 논리 연산을 통해 생성됩니다.

사진과 같이 현실적인 렌더링, 질감, 음영을 더해주는 메쉬 기반 디자인에는 Zbrush, Freeform은 물론 3D Max, Maya 등과 같은 소프트웨어가 있습니다. 보다 비정형적이고 유기적인 디자인을 만들고자 하는 아티스트와 애니메이터가 선호하는 경우가 많습니다.

 

결론

    1. 입체 모델링과 표면 모델링 사이에는 본질적인 차이가 없습니다. 일반적으로 소프트웨어에 입체 모델링 기능이 있으면 표면 모델링 기능도 있습니다. 본질상 두 작업 사이를 전환시킬 수 있습니다. 시장의 주류인 3D 모델링 소프트웨어는 SolidEdge, UG 등입니다.
    2. 메쉬 모델링은 모델의 다양한 표현을 조정하고 직접 전송할 수 없기 때문에 입체 및 표면 모델링 방법과 근본적으로 다릅니다. (Maya 또는 3D Max에서는 기준점을 바꿔 입체 또는 표면의 그리드를 편집할 수 있습니다. 관심있으시면 직접 확인하실 수 있습니다.)
    3. 입체 모델링은 산업 부품 모델링에 적합합니다. (모양 규칙에 따름)
  1. 표면 모델링은 자유형 표면 및 소비자 제품의 모양을 모델링하는 데 적합합니다. (모양이 더 복잡함)
  2. 메쉬 모델링은 조각과 애니메이션 모델, 그리고 단순한 표면으로 표현하기 어려운 기타 모델에 적합합니다.
  3. 일부 디자이너는 Maya와 기타 소프트웨어를 사용하여 4~5개의 모델을 만들기도 합니다. 이러한 소프트웨어 모델링은 기존 3D 소프트웨어의 모델링과 약간 다릅니다. 그러므로 크기와 기타 매개변수에 대한 요구가 엄격한 산업 부품을 모델링하는 데 적합하지 않습니다.
  4. 입체 모델링을 위한 대부분의 CAD 소프트웨어는 메쉬 편집을 할 수 없는 반면 메쉬 데이터는 입체 모델로 직접 변환할 수 없습니다. 솔리드 엣지의 “컨버전트 모델링”은 엔지니어가 메쉬 모델을 마치 B-rep 모델인 것처럼 사용하여 하나의 소프트웨어에서 제너레이티브 디자인과 적층 제조, 리버스 엔지니어링을 수행할 수 있도록 도와줍니다.