개념 한 쪽
3D형상모델링에는 기본 입체를 조합하는 CSG, 설계자가 익숙한 기본형상을 이용하는 특징형상 모델링, 동일 부품을 링크로 참조하는 인스턴스 등 여러 접근법이 존재한다는 점을 이해해야 한다. 각 방식은 데이터 저장 방식과 목적이 달라 설계 목적과 시스템 특성에 따라 적합한 방법을 선택해야 한다는 점을 기억한다.
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출제기준 단원 「3D형상모델링 종류」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 조립체 파일 최적화 개념 | 1 | 동일 부품 중복을 줄이는 인스턴스 방식의 명칭을 묻는다 |
| 프리미티브 판별 | 1 | 3차원 프리미티브와 2차원 요소를 구분하는 능력을 묻는다 |
| 모델링 방식 구분 | 1 | CSG와 다른 모델링 방법들을 구분하는 능력을 묻는다 |
프리미티브는 3차원 솔리드 모델링에서 부피를 가지는 기본 입체 도형을 의미한다. 구, 원기둥, 원뿔 등은 전형적인 프리미티브에 해당하며 면처럼 두께가 없는 2차원 요소는 프리미티브로 보지 않는다.
CSG 방식은 기본 솔리드를 불리언 연산(합집합·차집합·교집합)으로 조합하여 복잡한 형상을 생성하는 방법이다. 이 방식은 어떤 기본 입체를 어떻게 조합했는지에 대한 연산 기록을 트리 구조로 저장하므로 데이터 용량이 작다.
특징형상(feature-based) 모델링은 설계자에게 친숙한 기본 형상을 미리 정의하고 이를 바탕으로 포켓, 필렛, 모따기 등 형상 변형을 반복하여 복잡한 형상을 만들어 가는 방법이다. 특징형상은 형상 생성 및 변형 기능을 지칭하며 이동 같은 조작어와 구별해야 한다.
조립체 모델링에서는 동일한 부품을 복사하면 파일 크기가 커지므로, 부품 데이터 자체를 중복 저장하지 않고 링크 정보만 포함시켜 배치 정보만 갖는 인스턴스(instance) 방식을 사용하여 파일 크기를 줄인다. 이 방식은 원본 수정 시 모든 인스턴스에 변경이 반영되는 장점을 제공한다.
형상모델링의 적용 분야로는 투시도 생성, 공구경로 생성, 중량 및 관성 모멘트 계산 등이 있으며, 2차원 평면 계산에 가까운 트랙볼 계산은 형상모델링과 거리가 멀다.
CSG 관련 문제는 '불리언 연산으로 기본 솔리드를 조합한다'는 점을 기준으로 푼다. 예컨대 구와 원기둥을 불리언 연산으로 합치거나 빼는 방식이 CSG인데, 복잡한 곡면 명칭이 보이면 프리미티브가 아니라고 판단한다.
특징형상 문제는 포켓(구멍), 필렛(모서리 둥글게), 모따기(모서리 비스듬히 깎기)와 같은 형상 변형이 전형적이라는 사실을 근거로 풀어야 한다. 반대로 널링이나 리프팅처럼 특수 가공이나 단순 조작은 특징형상에 해당하지 않는 보기로 판정한다.
인스턴스 관련 문제는 '파일 크기 절감'과 '링크(reference)만 포함'이라는 키워드를 찾으면 정답을 고를 수 있다. 동일 부품을 여러 곳에 배치할 때 원본 데이터만 유지하고 배치 정보만 참조하면 파일 용량이 줄어드는 원리를 적용한다.
조립체 모델링에서 동일한 부품의 중복해서(copy) 사용할 경우 조립체 모델링의 파일크기가 크게 증가하게 된다. 중복되는 부품으로 인한 조립체의 파일 크기를 줄이기 위해서, CAD 시스템은 부품에 대한 링크 (link) 정보만을 조립체에 포함시킨다. 이와 같은 방법을 무엇이라 하는가?
정답 ① · 문제는 동일 부품을 중복 사용할 때 조립체 파일 크기를 줄이는 방법의 명칭을 묻고 있다. CAD에서는 동일 기하를 반복해서 저장하지 않고 원본 데이터에 대한 참조 링크만 조립체에 포함시키는 방식으로 데이터 중복을 피하는데, 이를 인스턴스화(Instance)라고 한다.
CAD에서 동일 부품을 링크로 연결해 데이터 중복을 피하고 파일 크기를 줄이는 기법을 인스턴스화라고 한다.
3차원 솔리드 모델링에서 일반적으로 사용되는 프리미티브(primitive)로 틀린 것은?
정답 ① · 문항은 3차원 솔리드 모델링에서 일반적으로 사용하는 프리미티브로 틀린 것을 묻고 있으며 프리미티브는 부피를 가진 3차원 도형이어야 한다. 구, 원뿔, 원기둥은 모두 부피를 가진 3차원 프리미티브에 해당하지만 면(plane)은 두께가 없는 2차원 요소로 솔리드 프리미티브가 아니다.
3차원 솔리드 모델링의 기본 프리미티브는 부피를 가진 입체도형이어야 하므로, 면(plane)은 2차원 요소로 틀린 정답이다.
다음 중 형상모델링을 필요로 하는 분야로 가장 거리가 먼 것은?
정답 ① · 문제는 형상모델링이 필요하지 않은 분야를 묻고 있다. 형상모델링은 3차원 형상 데이터를 생성·분석하는 작업이므로 투시도 생성, 공구경로 생성, 중량 및 관성 모멘트 계산 등은 모두 3차원 형상 정보가 필요하다.
형상모델링은 3차원 형상을 다루므로, 2차원 평면 계산인 트랙볼 계산이 가장 거리가 먼 분야이다.
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