3D 모델링
3D 모델링이라는 용어는 입체를 표현하는 x, y, z의 좌푯값을 입력하거나 표시함으로써 3D 형상을 가상 공간에 만드는 것을 말한다.
각 축과 각도를 달리하여 돌려 보기가 가 능하여 제품 디자인의 전체적인 형태와 특징을 파악하고, 디자인을 결정하는 시뮬레이션의 목적으로 활발하게 이용하는 표현 기술이다.
1. 3D 기본 좌표축 방향
일반적인 3D 컴퓨터 그래픽 프로그램의 화면 구성은 다음과 같다. 화면을 4개의 시 점으로 분할하여 정면, 측면, 평면, 그리고 퍼스펙티브(perspective) 시점으로 동시에 관찰 하면서 3D적인 형상을 만들어 가도록 되어 있다.
3D 컴퓨터 그래픽 프로그램 화면(가상 공간)의 왼쪽 하단에 각 창의 기준 좌표축을 알려 주는 축 방향 알림 아이콘(icon)이 표시되는데, 대부분 x, y, z축을 구별하기 쉽도록 빛의 삼원색인 빨간색(red), 초록색(green), 파란색(blue)으로 표시하고 있다.
2. 3D 좌표축 방향과 각 축을 기준으로 한 회전 방향
3D 좌표축은 [그림 2-2]와 같이 디스플레이 앞에 앉아 왼손을 디스플레이를 향한 상태로 책상에 올려놓은 후, 왼손의 세 손가락을 펴고 x, y, z축 방향을 각 손가락에 적용하면 된 다. 이와 더불어 x, y, z축을 기준으로 (+), (-) 방향으로 회전 각도를 지정할 때에는 왼손 을 고정시킨 후, 각 축의 (+), (-) 방향으로 오른손의 엄지손가락을 향한 상태에서 나머지 네 손가락이 축을 감싸는 방향으로 회전한다고 생각하면 된다.
[그림 2-2]의 오른쪽 그림은 (+)x축 방향으로 특정 각도만큼 회전할 경우에 3D 모델링 데 이터가 작업자 방향으로 기울어진다는 것을 나타내고 있다.
모델링 프로그램의 이해
솔리드 모델을 생성하는 방식은 대표적으로 파라메트릭(parametric)과 논파라메트릭 (non-parametric)으로 분리된다. 파라메트릭 모델링은 상호 관련된 구속 조건을 통하여 형태를 정의하는 방법으로 히스토리는 종속 관계를 갖고 있으며, 과거에 만들어진 하나의 shape를 수정하면 상호 관련(또는 구속)된 다른 shape의 사이즈나 위치가 변하므로 모델링 전체를 변경할 수 있다. 복잡한 구조를 갖는 모델링의 경우는 파라미터를 통한 연동의 한계가 있지만, 그래픽 요소의 고급화로 여러 부품이 복잡하게 얽혀 있는 내부 작업의 경우라도 혼란을 방지할 수 있고, 탄젠드한 모서리에 라운드를 줄 경우도 한 곳 만 선택하면 만들어진다. 1980년대 후반부터는 파라메트릭 모델링 시스템(parametric modeling system)이 실질적으로 사용되기 시작했으며, 현재 가장 널리 사용되는 설계 방 법으로서 CATIA, NX, SolidWorks, Pro-E, Inventor 등의 프로그램이 있다.
논파라메트릭은 파라메트릭 모델링을 제외한 다른 모델링 방법을 말하며, 제품 디자이너들에게 널리 이용되고 있는 Rhinoceros가 대표적인 프로그램이라 할 수 있다.
라이노 3D는 모델링을 수정할 경우 치수의 수정이나 보정은 어려워 재작업을 해야하기 때문에 구체적인 계획에 의해 형태를 만들어야 하며, 여러 곳의 모서리가 맞닿는 곳에 라운드값을 부여할 경우에는 터지는 등 만들기가 복잡한 측면이 있다.