[Paper] A Flexible Solid 3D Model Reconstruction System for Mechanical CAD /CAM Systems

1. Introduction

• 설계자들은 3D CAD 를 잘 사용해야했을 뿐만 아니라 도면을 해석할 수 있는 능력이 필요하다.
• 3D CAD 파일은 소프트웨어 간의 호환성이 잘 안되며 동일한 소프트웨어라고해도 버전이 다른 경우가 있다.
• 3D CAD 파일을 수정하는 것은 2D CAD 파일을 수정하는 것보다 복잡하다.
• 2D CAD 버전 간의 호환성은 아주 좋다.
• CSG: Constructive Solid Geometry의 약자로 솔리드 기반 모델링이라고도 부른다. 사용이 간단하고 오류가 날 확률이 적기 때문에 모델링의 뼈대를 만들 때는 CSG 방식으로 만드는 것이 좋다고 한다.
• B-rep: Boundary Represent의 약자로 surface modeling이라고도 부른며 방향성과 경계가 있는 곡면들을 이용해 표현한다. CSG 방식으로 기본 모델링을 작업 후 디테일한 부분은 B-rep 방식으로 모델링하는 것이 좋다고 한다.
• 대부분의 recontruction method는 3개의 view가 필요하지만 기계 디테일을 설명하기 위해서는 보통 2개의 view를 사용한다.
• 잘못된 모든 object들을 완전히 제거하지 못하고 이러한 잘못된 object들을 제거하기위해서는 더 많은 view가 필요하다. 그리고 view 더 필요하다는 판단을 line type을 통해서 알 수 있는데 line type이 사용되지 않는다.
• reconstruction을 할 수 있는 object type의 범위가 제한적이고 많은 method들은 다면체에 대해서만 적절하다. 물론 다른 것들 중에서는 다면체를 object를 포함한 quadratic face (?)로 확장했지만 아직 복잡한 구조는 다루지 못했다.

위 문제들을 해결해가면서 더 많은 type의 object들도 가능하도록한다. 하지만 여전히 더 연구하며 해결해야할 다양한 문제가 존재한다. 3 view, 2 view를 활용하여 flexible 하게 reconstruction 할 수 있는 system을 만드는 것이 본 논문의 내용이다.

 

 

2. The Proposed Flexible Reconstruction Method

2.1 Basis of Typical B-Rep based Reconstruction Method

• O = object
• f: = O를 view Ps로 mapping하는 function
• Ps = f(O)
• O* = O의 solid model
• O* = $f^1(Ps)$

$f^1(Ps)$은 다음과 같이 다섯 개의 function으로 이루어진다.

• fVR: Ps에서의 2D vertice를 3D vertice로 mapping
• fED: 3D vertice를 3D edge로 mapping
• fFA: 3D edge를 face로 mapping
• fBL: face를 block으로 mapping
• fSL: block을 solid model로 mapping

이같이 low-level object를 higher-level object로 만들면서 적용한다.

Fig.1은 B-Rep 기반의 automatic reconstruction method의 단계를 보여준다. 총 8개 단계로 구성되어있는데 main 단계는 candidate vertex formation, candidate edge formation, candidate face creation, candidate block creation, decision making이다. (거의 다 인데...?) 

 

두 개의 edge가 교차할때는 4개의 edge로 나누는 edge segmentation 단계를 거친다. 마찬가지로 만약 두 개의 face가 교차한다면 4개의 face로 나누는 cutting edge insertion 단계를 거친다.

 

 

[reference]

https://decreyellow.co.kr/siemense-cad/3d-cad-%EB%AA%A8%EB%8D%B8%EB%A7%81-%EB%B0%A9%EC%8B%9D-csg-b-rep-%EC%9E%A5%EC%A0%90-%EB%B0%8F-%EB%8B%A8%EC%A0%90/