KR101669914B1 - 3ｄ 객체의 공간 경계를 사용한 온톨로지컬 필터링 - Google Patents

Abstract

시각적 표시를 정의 및 조작하는 기법에 따라 디스플레이하기 위한 데이터를 필터링함으로써, 그래픽 소프트웨어 응용 프로그램을 개선시키는 방법 및 장치가 제공된다. 디스플레이하기 위한 데이터의 집합을 형성하기 위해 다수의 방식으로 결합되는 다수의 필터에 따라 데이터가 필터링될 수 있다. 데이터가 데이터와 다른 데이터 간의 관계에 따라 온톨로지컬로 그리고 기하학적으로 필터링될 수 있다. 사용 편의성을 증진시키기 위해 필터를 표현하는 시각적 표시가 입력 영역들 사이에 드래그 앤 드롭될 수 있다. 필터에 따라 선택된 데이터가, 선택된 데이터에 시각적으로 구별되는 특성을 적용함으로써, 비선택된 데이터와 동시에 디스플레이될 수 있다. 가상 환경이 단일 워크스테이션에서 몇개의 상이한 비디오 디스플레이상에 동시에 보여질 수 있다.

Description

3Ｄ 객체의 공간 경계를 사용한 온톨로지컬 필터링{ONTOLOGICAL FILTERING USING SPATIAL BOUNDARY OF 3D OBJECTS}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2009년 6월 10일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/185,912호 및 2009년 12월 9일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/267,956호를 기초로 우선권을 주장한다. 이들 미국 출원은 참조 문헌으로서 그 전체 내용이 여기에 완전히 기재되어 있는 것처럼 본 명세서에 포함된다.

본 발명의 실시예는 비디오 디스플레이상의 정보의 그래픽 디스플레이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대화형 그래픽 모델링 소프트웨어 응용 프로그램 - 그의 시각 디스플레이가 대량의 데이터에 의해 뒷받침됨 - 의 사용성을 향상시키는 것에 관한 것이다.

사람들은 특정 객체에 붙여진 의미에 크게 의존한다. "파이프"가 방의 한 쪽으로부터 다른 쪽으로 갈 수 있지만, 파이프가 제트 연료를 보내는 경우, 이는 "연료-라인"이라고 불리운다. 다른 "파이프"는 동일한 방에서 바닥으로부터 천장으로 갈 수 있지만, 아래층에 있는 스팀 보일러로부터의 열을 배출하는 데 사용되기 때문에, 이는 "승온 장치"라고 불리운다. 설계 엔지니어는 "승온 장치"와 "연료 라인"의 깊은 의미를 이해하고, 폭발이나 화재가 있지 않도록 "승온 장치"가 "연료 라인"에 아주 근접해 있어서는 안된다는 것을 알고 있다. 그렇지만, 조심성없는 관찰자는 양쪽 객체를 "파이프"로만 생각할지도 모른다. 양쪽 파이프에 관한 데이터는, 길이 및 직경과 같은 다른 속성과 함께, 컴퓨터 데이터베이스에 저장될 수 있다.

많은 대화형 그래픽 컴퓨터 소프트웨어 응용 프로그램은 하나 이상의 비디오 디스플레이상에 제시하기 위해 엄청난 양의 복잡한 3차원 모델 데이터를 처리한다. 이러한 응용 프로그램은, 예를 들어, 제작할 3차원 물품, 건물, 및 차량을 설계하는 CAD(computer-assisted design) 도구, 및 대중 교통 시스템 또는 통신 네트워크를 추적하는 데 사용되는 GIS(geographic information system) 도구를 포함한다. 통상적으로, 개인은, 도 1에 도시된 바와 같이, 워크스테이션 또는 컴퓨터 단말기에서 이러한 프로그램을 사용할 것이다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 워크스테이션은, 소프트웨어 응용 프로그램을 동작시키는 큰 디스플레이 영역을 개인에게 제공하기 위해, 개인의 편의대로 배열된 몇개의 비디오 디스플레이를 가질 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예는, 그 중에서도 특히, 개인이, 그래픽 객체 데이터의 물리적 특성과 별도로 또는 그에 부가하여, 그래픽 객체 데이터에 온톨로지컬 분류(ontological classification)를 연관시킬 수 있게 해줌으로써, 이러한 그래픽 소프트웨어 응용 프로그램을 개선시킨다. 데이터는 이어서 온톨로지에 따라 디스플레이하기 위해 필터링되고, 그래픽 디스플레이상의 시각적 표시를 정의하고 조작하는 공지의 기법을 사용하여 디스플레이된다. 게다가, 온톨로지 뿐만 아니라 그의 기하학적 특성에도 기초하여 객체를 필터링함으로써, 안전성 또는 동작에 관련된 복잡하고 중요한 문제가 제기될 수 있다. 이들 문제에 대한 대답은 요청자가 전체 데이터 집합에 대한 그 자신의 정신 모델에 밀접하게 관련되어 있는 것으로 생각할 다른 데이터를 암시할 수 있고, 그로써 그래픽 소프트웨어의 사용 편의성을 향상시키고 직관적 인터페이스를 제공한다.

본 발명의 제1 실시예에서, 방법은 다수의 소프트웨어 필터를 사용하여 필터링된 3D 모델 데이터를 디스플레이한다. 데이터는 데이터 집합에 속하고, 데이터 집합 내의 각각의 데이터는 하나 이상의 속성을 가진다. 첫째, 이 방법은 복수의 데이터 필터 및 복수의 필터링 레벨을 정의한다. 각각의 데이터 필터는 필터링 레벨 또는 우선순위에 의해 특징지워지고, 적어도 하나의 속성의 함수로서 데이터 집합 내의 데이터를 필터링할 수 있다. 복수의 데이터 필터의 제1 선택을 수신한 것에 응답하여, 이 방법은 이어서 제1 선택된 데이터 필터에 의해 정의되는 데이터 집합 내의 3D 모델 데이터 부분집합을 디스플레이한다.

일부 실시예에서, 데이터 필터는 트리로서 구성될 수 있거나, 온톨로지컬 의미를 전달할 수 있다. 선택된 데이터 필터는 동일한 필터링 레벨을 가질 수 있거나, 상이한 필터링 레벨을 가질 수 있다. 디스플레이된 데이터 부분집합은 선택된 데이터 필터들에 의해 정의되는 데이터 부분집합들의 논리적 교집합 또는 논리적 합집합으로부터 형성될 수 있다. 주어진 데이터 필터에 의해 선택된 데이터는 필터와 고유하게 연관되어 있는 사용자-선택가능 색상으로 디스플레이될 수 있다. 예를 들어, 모든 "연료 라인"은 사용자 디스플레이 영역 상에, 예컨대, 적색 표시로 나타날 수 있다.

다른 관련 방법은 이 프로세스를 확장시킬 수 있다. 예를 들어, 한 방법은 제1 선택된 데이터 필터의 제2 선택을 수신한다. 이 방법은 이어서 재선택된 데이터 필터와 연관된 데이터 필터를 표시한다. 각각의 표시된 데이터 필터는 동일한 레벨을 갖지만, 그 레벨이 재선택된 필터의 레벨과 상이하다. 이 방법은 이어서 표시된 데이터 필터의 선택을 수신할 수 있다. 이 경우에, 이 방법은 선택된 표시된 데이터 필터에 의해 정의되는 제2의 3D 모델 데이터 부분집합을 디스플레이시킨다.

제2의 3D 모델 데이터 부분집합은 선택된 표시된 데이터 필터 뿐만 아니라 다른 제1 선택된 데이터 필터에 의해서도 정의될 수 있다. 제2 부분집합을 디스플레이하는 단계는 제2 부분집합의 데이터를 사용자-선택가능 색상으로 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 부분집합을 디스플레이하는 단계는 제2 부분집합의 데이터의 분해도, 단면도, 또는 확대도를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 방법은 데이터 집합으로부터의 3D 모델 데이터를 비디오 디스플레이상에 디스플레이한다. 데이터 집합 내의 각각의 데이터는 복수의 3D 모델 객체 클래스 내의 클래스의 인스턴스를 나타낸다. 복수의 클래스 내의 각각의 클래스는 복수의 기능적 역할 내의 적어도 하나의 기능적 역할을 실현한다. 이 방법은, 먼저, 복수의 의미를 정의하는 온톨로지를 형성하는 단계를 포함하고, 여기서 복수의 기능적 역할 내의 각각의 역할은 적어도 하나의 의미를 가진다. 이 방법은, 그 다음에, 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 비디오 디스플레이상에 디스플레이하고, 여기서 GUI는 온톨로지에서의 의미의 선택을 수신할 수 있다. 마지막으로, 이 방법은, 디스플레이하기 위해, 의미있는 선택을 수신한 것에 응답하여 비디오 디스플레이상의 데이터 집합으로부터의 3D 모델 데이터를 결정한다. 각각의 디스플레이된 데이터는 선택된 의미를 가지는 역할을 실현하는 클래스의 인스턴스이다. 이들 개념에 대해서는 이하의 도 9의 설명에서 상세히 기술되어 있다.

복수의 필터링을 수행하기 위해 다수의 의미가 선택될 수 있다. 그러한 경우, 이 방법은 또한 선택된 의미들 중 적어도 하나의 의미를 가지는 적어도 하나의 역할을 실현하는 클래스의 인스턴스인 데이터 집합 내의 데이터를 디스플레이한다. 3D 모델 데이터가 사용자-선택가능 색상으로 디스플레이될 수 있다. 게다가, 이 방법은 다른 선택되지 않은 3D 모델 데이터를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다. 비디오 디스플레이상에 데이터를 디스플레이하는 단계는 선택된 데이터를 선택되지 않은 데이터와 상이하게 디스플레이하는 단계를 포함한다.

다른 방법은 디스플레이하기 위한 3D 모델 데이터를 데이터 집합으로부터 선택하는 드래그 앤 드롭 방법을 제공한다. 데이터 집합 내의 각각의 데이터는 하나 이상의 의미를 가지며, 각각의 의미는 시각적 표시와 연관되어 있다. 이 방법은 시각적 표시를 가지는 제1 및 제2 영역을 비디오 디스플레이상에 디스플레이한다. 각각의 시각적 표시가 2개의 영역 사이에서 드래그 앤 드롭될 수 있다. 드래그 앤 드롭 이벤트에 응답하여, 이 방법은, 비디오 디스플레이상에 디스플레이하기 위해, 제2 디스플레이 영역에 디스플레이되는 시각적 표시에 기초하여 3D 모델 데이터를 선택한다.

시각적 표시가 어느 한 영역으로부터 다른 영역으로 드래그 앤 드롭될 수 있다. 각각의 시각적 표시는 사용자-선택가능 디스플레이 색상을 가질 수 있다. 데이터 집합 내의 데이터가 데이터 집합을 기술하는 온톨로지에 따라 데이터 집합 내의 다른 데이터와 관련되어 있을 수 있다. 그러한 경우, 시각적 표시들 중 적어도 하나의 시각적 표시가 온톨로지 내의 특정의 의미에 응답하는 데이터 집합 내의 모든 데이터를 선택하는 필터와 연관될 수 있다. 시각적 표시가 영역들 사이에서 드래그 앤 드롭된 것에 응답하여, 다른 방법은 제2 영역에 디스플레이되는 시각적 표시를 구성한다. 이 방법은 시각적 표시가 제2 디스플레이 영역에 나타나는 빈도수에 따라 또는 사용자에 의해 선택가능한 정렬 기준에 따라 시각적 표시를 구성할 수 있다.

관련 방법은 선택된 데이터를 비디오 디스플레이상에 디스플레이한다. 게다가, 이 방법은 선택되지 않은 데이터를 디스플레이할 수 있다. 선택된 데이터는 이를 비선택된 데이터와 시각적으로 구분하는 디스플레이 모드에 따라 디스플레이된다. 각각의 시각적 표시는 상이한 사용자-선택가능 색상을 가질 수 있다. 디스플레이 모드에 따라, 각각의 시각적 표시와 연관된 데이터가 그 시각적 표시의 색상으로 디스플레이될 수 있다.

다른 방법은 다양한 디스플레이 옵션에 따라 비디오 디스플레이상에 데이터 집합으로부터의 3D 모델 데이터를 디스플레이한다. 이 방법은 3D 모델 데이터 부분집합을 선택하기 위해 데이터 집합에 적어도 하나의 데이터 필터를 적용하고, 이어서 그 필터에 관련된 선택가능한 디스플레이 옵션을 보여준다. 개인으로부터의 옵션 선택을 수신한 후에, 이 방법은 선택된 데이터 디스플레이 옵션에 따라 3D 객체를 디스플레이한다. 선택된 데이터가 사용자-선택가능 색상으로 디스플레이될 수 있고, 각각의 필터에 의해 선택된 데이터가 상이한 색상으로 디스플레이될 수 있다. 선택되지 않은 데이터가 디스플레이되거나 디스플레이되지 않을 수 있고, 디스플레이되는 경우, 예컨대, 중성색으로 디스플레이될 수 있다.

관련 방법 실시예는 또한 디스플레이된 데이터 부분집합을 선택하고, 부분집합 내의 각각의 객체를 사용자-선택가능 하이라이트 색상으로 디스플레이한다. 이 실시예는 하이라이트된 색상으로 디스플레이된 데이터를 비디오 디스플레이로부터 제2 비디오 디스플레이로 드래그 앤 드롭함으로써 확장될 수 있다.

추가의 실시예는 데이터의 온톨로지컬 및 기하학적 특성 둘다에 기초하여 비디오 디스플레이상에 데이터를 디스플레이하는 방법을 제공한다. 이 방법은 데이터 집합 내의 각각의 데이터에 적어도 하나의 의미를 할당하는 단계를 포함하고, 모든 할당된 의미의 모음이 온톨로지를 형성한다. 컴퓨터 프로세스에서, 이 방법은 온톨로지 내의 제1 및 제2 의미에 대응하는 제1 및 제2 데이터 부분집합을 결정하는 단계, 및 데이터 집합의 제3 부분집합을 형성하는 단계 - 제3 부분집합은 제2 부분집합 내의 적어도 하나의 데이터와의 주어진 기하학적 관계를 만족시키는 제1 부분집합 내의 각각의 데이터를 포함함 - 를 필요로 한다. 마지막으로, 이 방법은 비디오 디스플레이가 제3 부분집합에 의해 표현되는 3차원 객체를 그래픽적으로 하이라이트하게 하는 신호를 비디오 디스플레이 쪽으로 전달하는 단계를 필요로 한다.

데이터가, 예컨대, 건물, 함선 등의 설계, 건조, 조사, 사용허가, 또는 작동에서 사용되는 3차원 객체를 표현할 수 있다. 이 데이터는 데이터베이스에 저장될 수 있고, 데이터 집합의 제1 및 제2 부분집합을 결정하는 것은 데이터베이스 쿼리를 사용하여 수행된다. 비디오 디스플레이는 3차원 객체를 2차원 뷰로 또는 3차원 뷰로 보여줄 수 있다. 3차원 객체의 제3 부분집합을 그래픽적으로 하이라이트하는 것은 디스플레이 내의 적절한 위치에 시각적 표시의 사본을 디스플레이하는 것을 포함할 수 있다.

이들 방법 각각을 수행하는 컴퓨터 프로그램 제품도 개시되어 있다. 각각의 컴퓨터 프로그램 제품은 프로그램 코드를 담고 있는 유형의(tangible) 컴퓨터 사용가능 매체이다. 이 코드는 전술한 방법들 중 하나의 방법의 단계를 수행하도록 컴퓨터 시스템에 명령한다. 단일의 컴퓨터 사용가능 매체가 방법들 중 일부 또는 전부를 수행하는 프로그램 코드를 포함할 수 있다. 게다가, 이들 방법을 수행하는 장치가 개시되어 있다.

본 발명의 상기 실시예는 그의 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조하면 보다 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 개인이 컴퓨터 워크스테이션를 사용할 준비를 하는 것을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 다양한 실시예에 따른, 그래픽 사용자 인터페이스가 디스플레이되는 비디오 디스플레이를 나타낸 도면.
도 3은 속성 및 온톨로지컬 분류 둘다를 갖는 몇가지 데이터를 표로 나타낸 도면.
도 4는 데이터 집합에 작용하는 데이터 필터의 논리적 동작을 그래픽으로 나타낸 도면.
도 5a 및 도 5b는 데이터 필터들 간에 정의될 수 있는 다양한 관계, 및 데이터 필터를 레벨들로 구성하는 한가지 가능한 경우를 나타낸 도면.
도 6a는 하나 이상의 데이터 필터에 의해 필터링된 데이터를 비디오 디스플레이상에 디스플레이하는 프로세스의 일 실시예를 나타낸 도면.
도 6b 및 도 6c는 도 6a의 프로세스에서의 특정 단계 후에 비디오 디스플레이를 보여주는 예시적인 그래픽 사용자 인터페이스를 그림으로 나타낸 도면.
도 7a 및 도 7b는 몇개의 필터에 의해 데이터 집합으로부터 동시에 필터링된 데이터가 상이하게 디스플레이하기 위해 결합될 수 있는 대안의 실시예의 논리적 동작을 나타낸 도면.
도 8a 및 도 8b는 2개 이상의 필터를 사용하여 데이터 집합으로부터 동시에 필터링되는 3D 모델 데이터를 보여주는 예시적인 그래픽 사용자 인터페이스를 그림으로 나타낸 도면.
도 9는 인스턴스, 클래스, 역할 및 온톨로지를 포함하는 상이한 개념들 간의 관계를 개략적으로 나타낸 도면.
도 10은 온톨로지컬 필터에 따라 데이터를 필터링하는 프로세스의 일 실시예를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 드래그 앤 드롭 실시예에 따른, 그래픽 사용자 인터페이스에 데이터 필터를 선택하는 프로세스의 일 실시예를 나타낸 도면.
도 12a 및 도 12b는 도 11의 프로세스 이후의 예시적인 그래픽 사용자 인터페이스를 그림으로 나타낸 도면.
도 13a는 사용자-커스터마이즈가능 디스플레이 선택 항목에 따라 비디오 디스플레이상에 필터링된 데이터를 디스플레이하는 프로세스의 일 실시예를 나타낸 도면.
도 13b는 도 13a의 프로세스를 수행할 수 있는 예시적인 그래픽 사용자 인터페이스를 나타낸 도면.
도 13c는 조작자가 색상을 선택할 수 있게 해주는 색상 선택 도구를 제공하는 예시적인 그래픽 사용자 인터페이스를 나타낸 도면.
도 14는 단일 데이터 집합으로부터의 필터링된 데이터를 몇개의 비디오 디스플레이상에 동시에 디스플레이하는 프로세스의 일 실시예를 나타낸 도면.
도 15는 비디오 디스플레이상에 디스플레이하기 위한 3차원 객체를 표현하는 데이터를 선택하는 본 발명의 컴퓨터화된 실시예에서의 단계를 나타낸 플로우차트.
도 16a는 3차원 객체를 표현하는 전체 데이터 집합의 디스플레이를 나타낸 도면
도 16b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 특정의 선택된 데이터를 하이라이트하는 도 16a의 디스플레이를 나타낸 도면.
도면이 꼭 축척대로 그려져 있는 것은 아니고 도면이 사실상 개념적이고 에시적이라는 것을 잘 알 것이다.

많은 대화형 그래픽 컴퓨터 소프트웨어 응용 프로그램은 하나 이상의 비디오 디스플레이상에 제시하기 위해 엄청난 양의 복잡한 3차원 모델 데이터를 처리한다. 이러한 응용 프로그램은, 예를 들어, 제작할 3차원 물품, 건물, 및 차량을 설계하는 CAD(computer-assisted design) 도구, 및 대중 교통 시스템 또는 통신 네트워크를 추적하는 데 사용되는 GIS(geographic information system) 도구를 포함한다. 본 발명의 다양한 실시예는 그래픽 디스플레이상의 시각적 표시를 정의하고 조작하는 사용하기 쉽고 이해하기 쉬운 기법에 따라 디스플레이할 데이터를 필터링함으로써 이들 응용 프로그램을 향상시킨다.

예를 들어, 2개의 유사한 객체 - 둘다가 "파이프"라고 불리움 - 가 실제로 아주 상이한 것이고 실제로 서로에 아주 근접하여 배치되어서는 안된다는 것을 설계 엔지니어가 어떻게 알 수 있을까? 한가지 방식은 객체의 "깊은 의미"가 여전히 객체에 붙어 있도록 객체를 온톨로지컬 분류와 함께 저장하는 것이다.

일반적으로 말하면, 사용자-개발 분류 - 예컨대, "승온 장치" 및 "연료 라인" - 는 컴퓨터 데이터베이스로부터의 차후의 필터링 및 쿼리를 위해 데이터를 비공식적으로 분류하고 구성하는 좋은 방법이다. 객체의 공식적 또는 비공식적 분류를 개발하는 프로세스에 의해 그 분야의 온톨로지가 얻어지고, 이 온톨로지는 특정의 객체 또는 개념과 연관되어 있는 의미들의 모음을 포함한다. 이러한 의미들의 모음은 객체의 존재 내내 증대되고 변할 수 있다. 예를 들어, 의자는 "앉을 곳"일 수 있다. 천장 전구가 나가고 교환을 필요로 하는 경우, 의자가 "발판(stepping stool)"이 될 수 있다. 의자가 문을 막도록 이동되어 있는 경우, 의자는 "화재 위험"이 될 수 있다. 의자 자체가 물리적으로 변경되지 않았지만, 의자가 달성하는 각종의 용도 및 의자가 수행하는 역할이 의자를 정신적으로 모델링하고 기술하는 데 사용하는 상이한 의미있는 단어 및 문구, 또는 "라벨"에 반영되어 있다. 이들 라벨은 그의 온톨로지를 형성한다. 온톨로지는 크고 복잡한 사람의 노력에 상이한 종류의 구성 구조를 제공할 수 있고, 여기서 객체를 "태깅"하는 것은 정규화된 데이터베이스에서 행해지는 바와 같이 특성을 키와 연관시키는 종래의 방식보다 더 유용하다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "온톨로지"라는 용어는 일반적으로 객체 또는 개념과 연관되어 있는 의미들의 모음을 말한다. 이상의 설명에서 논의된 바와 같이, 파이프는 "연료 라인" 또는 "승온 장치"와 같은 깊은 의미를 가질 수 있다. 이들 의미는, 의미적으로 파이프를 기술하는 다른 단어 및 문구와 함께, 그 파이프의 온톨로지의 일부를 형성한다. 이름이 붙여질 수 있는 모든 것은 의미들로 채워진 연관된 온톨로지를 갖는다. 의미 자체는, 본 명세서에 개시된 본 발명의 다양한 실시예에서, 데이터베이스에 또는 소프트웨어 구성 파일에 저장된 데이터에 의해 표현될 수 있다. 온톨로지가 물리적 속성과 혼동되어서는 안된다 - 특정의 파이프가 어떤 직경을 가질 수 있고 "6 인치 직경 파이프"(예를 들어)가 특정의 기술 또는 응용과 관련하여 깊은 의미를 가질 수 있지만, 온톨로지는 일반적으로 그렇게 제한되지 않는다 -. 오히려, 온톨로지는 사람이 그 자신의 정신 모델에서 객체에 할당하는 객체의 다양한 이름의 측면 및 특징을 구현한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "드래그 앤 드롭"이라는 용어는 일반적으로 포인팅 장치(컴퓨터 마우스 또는 그래픽 태블릿 등)를 사용하여 그래픽 디스플레이상에서 객체를 이동시키는 3 단계 프로세스를 말한다. 제1 단계에서, 조작자는 객체 상에서 디스플레이된 포인터를 조작하여 잡는 동작 - 통상적으로 포인팅 장치 상의 버튼을 (놓는 일 없이) 누르는 것 - 을 수행함으로써 객체를 "잡는다". 제2 단계에서, 조작자는 포인터를 조작함으로써 객체를 원하는 위치로 "드래그"한다. 제3 단계에서, 조작자는 드롭 동작을 수행함으로써 - 통상적으로 눌러진 버튼을 놓음으로써 - 객체를 그 위치에 "드롭"한다. 당업자라면 이 기능을 수행하는 다른 방법 - 객체를 잡기(grab) 위해 제1 단계에서 "작동" 버튼을 한번 눌렀다 놓고 객체를 드롭하기 위해 제3 단계에서 또 한번 눌렀다 놓는 것, 또는 키보드 또는 포인팅 장치 상의 개별적인 "잡기" 및 "드롭" 버튼을 사용하는 것 등 - 을 잘 알 것이다.

본 명세서에 기술된 소프트웨어 응용 프로그램은 일반적으로 길이, 폭 및 높이를 갖는 다수의 물리적 객체를 표현하는 데이터를 조작하고 디스플레이함으로써 동작한다. 본 발명의 일부 실시예에서, 이들 응용 프로그램은 또한 이들 물리적 객체의 의미론적 의미(semantic meaning)를 그의 사용자에게 표현하는 데이터(즉, 객체의 온톨로지)를 포함한다. 일례로서, 데이터는, 그 중에서도 특히, 화학 공장, 제철 공장 또는 제조 공장, 석유 발전소, 가스 발전소 또는 핵발전소, 또는 심지어 자동차 또는 함선에서의 각각의 구성요소의 물리적 특성을 표현할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "3차원" 및 "3D"라는 용어는 서로 바꾸어 사용될 수 있는 것으로서 이들 물리적 객체의 특성을 모델링하는 데이터 및 컴퓨터 응용 프로그램이 모델 데이터를 그래픽 디스플레이상에 시각적으로 디스플레이하기 위해 사용하는 그래픽 데이터 둘다를 말한다. 본 발명의 통상적인 실시예가 3D 데이터를 보여주기 위해 CRT 또는 LCD 스크린과 같은 비디오 디스플레이 장치를 사용할 것이지만, 이러한 시각화를 가능하게 해주는 임의의 장치가 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

시스템 개요

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 개인이 컴퓨터 워크스테이션를 사용할 준비를 하는 것을 개략적으로 나타낸 것이다. 컴퓨터 워크스테이션(100)은 3D 모델링 그래픽 컴퓨터 응용 프로그램이 설치되어 있는 범용 컴퓨터를 포함할 수 있다. 이러한 워크스테이션은 일반적으로 기능하기 위해 다수의 구성요소를 필요로 하지만, 간략함 및 간명함을 위해, 본 발명의 다양한 실시예에 특히 관련된 구성요소만이 도시되고 상세히 기술되어 있다.

워크스테이션(100)은 도면에서 테이블(104) 아래의 바닥에 있는 것으로 도시된 컴퓨터 시스템(102)을 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(102)은 플로피 디스크, 메모리 스틱, 콤팩트 디스크, 및 DVD와 같은 이동식 매체를 받아들일 수 있는 드라이브(110, 112)를 가진다. 좌측 아래에 도시되어 있는 개인 또는 조작자(120)는 그래픽 컴퓨터 소프트웨어 명령어에 대한 소프트웨어 명령어를 포함하는 이동식 매체를 드라이브(110 또는 112)에 삽입하고, 기술 분야에 공지된 방법에 따라, 소프트웨어를 설치할 수 있다. 워크스테이션(100)은 키보드(130) 및 포인팅 장치[예컨대, 마우스(132) 또는 그래픽 태블릿]를 비롯한 다수의 입력 장치를 가진다. 워크스테이션(100)은 또한 하나 이상의 비디오 디스플레이(140, 142)를 포함하는 다수의 출력 장치를 가진다. 몇개의 3차원(3D) 객체가 존재하는 하나의 가상 환경(150)을 보여주기 위해 다수의 디스플레이가 협력할 수 있다. 도면에, 하나의 3D 피라미드(152)가 2개의 비디오 디스플레이 각각에 보여지고, 좌측 디스플레이(140)는 전면이 음영 처리되어 있는 피라미드(152)를 보여주는 반면, 우측 디스플레이(142)는 하부면이 음영 처리되어 있는 동일한 피라미드(152)를 보여주고 있다. 그 중에서도 특히, 그래픽 응용 프로그램은 동일한 3D 객체를 상이한 디스플레이상에서 상이하게 디스플레이하거나, 도 14와 관련하여 이하에서 더 충분히 기술되는 바와 같이, 상이한 객체를 다수의 디스플레이상에 디스플레이하도록 구성될 수 있다.

도 1은 단지 본 발명의 예시적인 실시예를 나타낸 것이며, 본 발명이 다른 방식으로 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템(102)은 조작자로부터 원격지에 위치될 수 있다. 또는, 전용의 컴퓨터 시스템(102)이 전혀 없을 수 있다 - 그래픽 응용 프로그램이 수퍼컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터, 호스팅된 컴퓨터 시스템, 또는 기타 적당한 컴퓨팅 장치 상에서 실행될 수 있다 -. 게다가, 설명을 이해하는 데 도움을 주기 위해 2개의 디스플레이가 도면에 도시되어 있지만, 본 발명의 다른 실시예에서 상이한 수의 디스플레이가 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 특정의 실시예가 하나 이상의 그래픽 디스플레이를 가질 수 있다.

도 2는 도 1의 비디오 디스플레이와 같은 비디오 디스플레이 - 이 비디오 디스플레이상에 그래픽 응용 프로그램이 본 발명의 다양한 실시예에 따른 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)(200)를 디스플레이함 - 의 화면 캡처를 나타낸 것이다. 조작자(도시 생략)는 3D 객체를 설계 및 조작하기 위해 GUI(200)와 상호작용한다. 본 개시 내용을 간략화하기 위해, GUI가 단일 비디오 디스플레이상에 디스플레이되는 것으로 기술될 것이지만, 유의할 점은 단일 GUI가 도 1에 도시된 바와 같이 2개 이상의 비디오 디스플레이상에 디스플레이될 수 있다는 것이다.

도 2의 예시적인 GUI(200)는 조작자가 3차원 객체를 보고 조작하는 것을 돕는 2개의 영역 - 객체 디스플레이 영역(210) 및 입력 영역(220) - 을 포함하고 있다. 디스플레이의 하부의 상당 부분은 객체(212)의 3D 모델을 포함하고 있다. 도 2에서, 객체가 산업용 건물의 일부분이지만, 일반적으로 임의의 3D 객체 또는 객체들의 모음일 수 있다. 응용 프로그램은 3D 모델 데이터(도시 생략)의 모음 또는 데이터 집합에 대해 일련의 그래픽 계산을 수행함으로써 3D 객체를 디스플레이한다. 이 데이터 집합은 적어도 하나의(통상적으로 많은 수의) 3D 객체에 대한 크기, 위치, 및 배향 데이터를 포함한다. 이들 데이터에 부가하여, 각각의 3D 객체 데이터는, 도 3 내지 도 8과 관련하여 이하에서 더 상세히 설명하는 바와 같이, 그 데이터를 분류하는 역할을 하는 정보를 포함한다.

디스플레이의 입력 영역(220)은 제목 표시줄(230) 및 몇개의 "리본" 또는 직사각형 입력 영역(232, 234, 236, 238)을 포함하고 있다. 리본은 조작자가 디스플레이된 3D 객체를 더 많이 볼 수 있게 해주기 위해, 도시된 바와 같이, 부분적으로 투명할 수 있다. 도 2에는 4개의 리본 - 3D controls(3D 컨트롤)(232), Filters Available(이용가능한 필터)(234), Filters Applied(적용된 필터)(236), 및 Components(구성요소)(238) - 이 나타내어져 있다. 본 발명의 다른 실시예는, 그래픽 응용 프로그램의 목적에 따라 또는 다른 이유로, 더 많은 또는 더 적은 수의 리본을 가질 수 있다. 리본이 화면 상의 그의 위치에 고정되어 있을 수 있거나, 그래픽 사용자 인터페이스의 외관을 제어하는 데 더 많은 유연성을 조작자에게 제공하기 위해 이동가능하거나 도킹가능할 수 있다. "리본"이라는 용어가 본 명세서에 기술된 바와 같이 거동하는 임의의 입력 영역을 포함하고 직사각형 형상으로 제한되지 않는다는 것을 잘 알 것이다. 예를 들어, 리본은 원형, 타원형, 다각형, 또는 불규칙적인 형상일 수 있다.

제1 리본(232)은 "3D controls"이라고 표시되어 있다. 이 리본(232)은 디스플레이의 하부에 있는 큰 디스플레이 영역에 보여지는 3D 객체를 조작하는 다수의 시각적 표시를 가진다. 이 리본에 보여지는 시각적 표시는 니모닉 기능(mnemonic functionality)을 제공하고, 통상적으로 리본 내의 위치에 고정되어 있다(그렇지만, 꼭 그럴 필요는 없음). 표시 니모닉은 기술 분야에 공지되어 있거나, 거의 어려움 없이 조작자에 의해 추론될 수 있다. 예를 들어, 화살표 형상의 표시(240)는 객체 선택 도구를 의미할 수 있고, 돋보기 시각적 표시(242, 244)는 "줌" 기능을 의미할 수 있으며, 파선 상자 표시(246)는 영역 선택 도구를 의미할 수 있으며, 기타 등등이 있다. 워크스테이션 포인팅 장치로 이러한 표시를 선택함으로써, 조작자는 디스플레이된 3D 객체(212) 또는 그의 일부분에 선택된 기능을 적용할 수 있다. 필터와 같은 형상의 표시(248)는 본 발명의 실시예와 특히 관련되어 있는 필터링 동작을 나타낸다. 필터에 대해서는 도 3 내지 도 8과 관련하여 이하에서 더 상세히 기술한다.

제2 리본(234)은 "Filters Available"이라고 표시되어 있다. 이 리본은 다수의 시각적 표시(250, 252, 254 등)을 가지고 있고, 이들 각각은 조작자가 특정의 3D 객체를 디스플레이하는 데 선택할 수 있는 특정의 데이터 필터를 나타낸다. 각각의 데이터 필터는, 데이터 집합으로부터, 추가의 디스플레이 및 조작을 위한 3D 모델 데이터 부분집합을 선택할 수 있다. 많은 수의 이러한 표시가 있을 수 있다. 조작자는, 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 조작자의 편의를 위해 리본 내의 표시를 재배열할 수 있다. 조작자가 표시의 연관된 필터에 의해 선택되는 3D 객체를 시각화하는 데 도움을 주기 위해, 각각의 표시 내의 작은 컬러 상자로 나타낸 바와 같이, 각각의 표시가 상이한 색상과 연관되어 있을 수 있다. 조작자는 도 13c에 나타낸 것과 같은 선택 입력을 사용하여 각각의 시각적 표시의 색상을 수정할 수 있거나, 조작자는 사전 정의된 색상들의 모음으로부터 각각의 색상을 선택할 수 있다.

제3 리본(236)은 "Filters Applied"라고 표시되어 있다. 이 리본(236)은 제2 리본으로부터의 필터 표시를 수신하여 디스플레이할 수 있다. Structure(구조물) 표시(250)와 같은 필터 표시는 제2 리본(234)으로부터 제3 리본(236) 내로 또는 그 반대로 드래그 앤 드롭될 수 있거나, 드롭다운 메뉴로부터 필터를 선택하는 것 또는 두번 클릭하는 것과 같은 다른 기법을 사용하여 전송될 수 있다. 필터가 적용되면, 3D 객체 디스플레이 영역(210) 내의 객체들이 필터에 의해 선택된 데이터에 따라 다시 디스플레이될 수 있다. 예를 들어, 선택된 데이터는 사용자-선택가능 색상으로 디스플레이될 수 있는 반면, 비선택된 데이터는 중성색으로 디스플레이된다. 필터에 의해 어느 데이터가 선택되었는지의 간단한 시각적 표시를 조작자에게 제공하기 위해, 사용자-선택가능 색상은 필터와 연관된 색상일 수 있다. 또는, 비선택된 데이터가 숨겨지거나, 어둡게 되거나, 반투명하게 될 수 있다. 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않고 다른 디스플레이 변동이 구현될 수 있다.

제4 리본(238)은 "Components"라고 표시되어 있다. 이 리본(238)은 특정의 적용된 필터에 대응하는 개개의 3D 객체를 (예컨대, 이름 또는 태그 번호별로) 열거할 수 있다. 따라서, 조작자가 필터 표시를 제2 리본(234)으로부터 제3 리본(236) 내로 드래그 앤 드롭하고, 이어서 그 표시를 (예컨대, 한번 클릭 또는 두번 클릭함으로써) 두번째로 선택할 때, 제4 리본(238)이 2번 선택된 필터에 관련된 3D 객체 데이터로 채워질 수 있다. 이들 객체 데이터 중 일부를 추가로 선택함으로써, 3D 객체 디스플레이가 추가로 변경될 수 있다. 예를 들어, 선택된 객체 데이터에 대응하는 3D 객체가 제2 사용자-선택가능 색상으로 디스플레이될 수 있거나, 조작자의 관심을 끌기 위해 반짝거릴 수 있거나, 디스플레이가 선택된 서브객체에 중심을 둔 3D 객체의 클로즈업 뷰를 나타낼 수 있다. 다시 말하지만, 이 주제에 관한 변동이 본 개시 내용의 범위 내에 있는 것으로 생각된다.

최대의 이용가능한 작업 공간을 제공하기 위해, 모든 리본이 동시에 비디오 디스플레이상에 디스플레이될 필요는 없다. 예를 들어, "3D controls" 리본(232)은 필터와 같은 형상의 표시(248)를 가진다. 일부 실시예에서, 조작자는 다른 대안으로서 다른 리본(234, 236, 238)을 보여주거나 감추기 위해 표시(248)를 클릭한다. 메뉴 시스템에서의 컨트롤을 활성화시키는 것 또는 확장/축소 캐럿과 같은 그래픽 컨트롤을 활성화시키는 것(이들로 제한되지 않음)을 비롯한, 리본(232, 234, 236, 238)을 보여주고 감추는 다른 메커니즘이 생각된다. 예를 들어, 리본은 리본을 감추는 "감추기" 캐럿, 및 숨겨진 리본을 보여주는 "보여주기" 캐럿을 포함할 수 있다. "감추기" 캐럿을 누름으로써, 조작자는 응용 프로그램으로 하여금 디스플레이로부터 리본을 제거하는 전환 그래픽(transition graphic) - 슬라이딩 라인 등 - 을 디스플레이하게 할 수 있다. "보여주기" 캐럿을 누름으로써, 조작자는 응용 프로그램으로 하여금 리본을 나타나게 하는 슬라이딩 라인을 디스플레이하게 할 수 있다. 게다가, 응용 프로그램은, 예컨대, 캐럿의 기능의 시각적 표시 - 감추기 기능의 경우 캐럿을 위쪽으로 향하게 하고 보여주기 기능의 경우 캐럿을 아래쪽으로 향하게 하는 것 등 - 를 디스플레이하는 것에 의해, 활성화 후에 "감추기" 캐럿을 "보여주기" 캐럿으로 변경할 수 있다.

이와 유사하게, 조작자는 메뉴 또는 컨트롤 버튼 - 캐럿 등 - 을 사용함으로써 각각의 리본 내에 필터 표시를 보여주거나 감출 수 있다. 그에 부가하여, 예를 들어, 드래그 앤 드롭 동작과 관련하여 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 조작자는 리본 내의 필터 표시들을 재배열할 수 있다.

필터링 속성 데이터

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 응용 프로그램은 데이터 집합에 들어 있는 3D 객체 데이터에 기초하여 3D 객체를 디스플레이한다. 그렇지만, 모든 3D 객체가 동시에 동일한 방식으로 디스플레이되는 경우 조작자가 디스플레이에 의해 혼동될 수 있는데, 그 이유는 데이터 집합에 수백, 수천, 또는 심지어 수백만 개의 개별 데이터가 있을 수 있기 때문이다. 따라서, 조작자가, 예를 들어, 상이한 색상으로 하이라이트하는 것에 의해 또는 비선택된 객체를 감추거나 마스킹하는 것에 의해, 상이한 시각 디스플레이에 대해 데이터 집합 내의 데이터의 일부분만을 선택하는 것이 편리하다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 이러한 선택은 데이터 필터에 의해 수행된다. 따라서, 데이터 필터는 그의 속성에 기초하여 디스플레이할 데이터를 데이터 집합으로부터 선택한다.

응용 프로그램 데이터 집합 내의 각각의 데이터는 하나 이상의 속성을 가진다. 도 3은 몇개의 이러한 객체 데이터(310, 320, 330)의 표현을, 객체 데이터가 가질 수 있는 튜플의 예시적인 선택과 함께, 나타낸 것이다. 이들 데이터 각각은 고유의 명칭으로 표시되어 있다 - 데이터(310)는 따라서 "P101-014"로 표시되어 있고, 데이터(320)는 "P102-0146"로 표시되어 있으며, 데이터(330)는 "P104-018"로 표시되어 있다 -. 라벨의 형태는 조작자에 의해 정의되거나 그래픽 응용 프로그램에 기본 제공되어 있고, 일련 번호 또는 기타 고유 식별자일 수 있다. 통상적으로, 데이터 집합은 수백, 수천 또는 수백만 개의 데이터를 가질 것이고, 도 3에 나타낸 특정의 형태의 데이터가 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

데이터 집합 내의 각각의 데이터는 다수의 튜플을 가지며, 각각의 튜플은 지명된 속성 및 연관된 값을 가진다. 예시적인 도 3에서, 이들은 클래스, 태그/이름, 직경, X1, X2, Y1, Y2, 및 Z1, Z2 공간 위치, 및 온톨로지이다. 이러한 튜플은 통상적으로 3차원 객체, 건물, 구조물, 또는 시스템의 시각화에 관련된 임의의 특성 - 공간적 배향, 경계 상자, 렌더링 색상, 및 좌표 등 - 을 포함한다. 튜플은 또한 건축 자재(들), 표준 준수 정보, 제조업체 정보, 현장 배송 시간, 계획 수립 단계, 또는 튜플이 표현하는 물리적 객체의 설계, 용도 또는 건조에 관련된 정보를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는, 도 3을 참조하면, 데이터(310)는 좌표(X1=10, X2=15; Y1=20, Y2=25; Z1=30, Z2=35)에 위치하는 8" 직경의 파이프를 표현한다. 데이터(320)는 좌표(X1=100, X2=110; Y1=120, Y2=130; Z1=140, Z2=150)에 있는 4" 직경의 파이프를 표현한다. 데이터(330)는 좌표(X1=210, X2=230; Y1=220, Y2=240; Z1=230, Z2=250)에 있는 2.5" 직경의 파이프를 표현한다. 본 명세서에 개시된 그래픽 응용 프로그램은, 데이터 필터를 먼저 적용하거나 적용하지 않고, 이들 데이터 각각의 특성을 갖는 3D 객체를 디스플레이할 수 있다.

도 9 내지 도 11과 관련하여 이하에서 더 상세히 기술되는 바와 같이, 일부 실시예에서, 각각의 개별 데이터는 3차원의 물리적 제품의 하나의 구성요소를 모델링한다. 사람의 조작에 도움이 되는 방식으로 이들 데이터를 디스플레이하기 위해, 데이터가 개념적으로 구성되고 개념에 따라 검색될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따라 개념적 구성을 함으로써, 수백만 개의 데이터가 필터를 사용함으로써 효율적으로 검색될 수 있고, 3D 컴퓨터 모델링 및 설계 도구의 분야에서 현재 이용가능한 것보다 실질적으로 더 빠른 검색을 제공한다.

도 4는 예시적인 데이터 집합에 작용하는 데이터 필터의 논리적 동작을 그래픽으로 나타낸 것이다. 데이터 집합(410)은 여기서 A 내지 H로 표시된 8개의 데이터를 포함하고 있다. 각각의 데이터는 도 3과 관련하여 전술한 바와 같은 다양한 속성(도시 생략)을 가진다. 필터(420)는 데이터의 속성에 따라 데이터를 선택함으로써 데이터 집합(410) 내의 데이터에 작용한다. 예를 들어, 하나의 필터가 파이프, 플레이트, 빔 등을 표현하는 모든 데이터, 또는 주어진 점, 선, 평면, 상자 또는 기타 장소 또는 형상과 교차하는 모든 데이터를 선택할 수 있다. 게다가, 온톨로지컬 필터는, 이하에서 기술하는 바와 같이, 데이터의 온톨로지컬 속성에 기초하여 데이터를 선택할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 필터(420)가 데이터 집합(410)에 적용되고, 그로써 데이터 A, C 및 G를 포함하는 데이터 부분집합(430)을 선택한다. 예를 들어, 필터(420)는 X 좌표가 100이고 Z 좌표가 25인 모든 데이터를 선택했을 수 있다. 이 선택된 데이터 부분집합이 이제 비디오 디스플레이상에 디스플레이될 수 있다.

통상적으로, 조작자는 그래픽 응용 프로그램과 상호작용하는 동안에 필터(420)와 같은 많은 수의 필터를 정의하고 사용할 것이다. 이들 데이터 필터는 다수의 상이한 방식으로 구성될 수 있고, 그 중 2개의 방식이 도 5a 및 도 5b에 도시되어 있다. 가장 일반적인 필터 구성은 도 5a에 도시된 바와 같은 플랫 필터의 집합(flat set of filters)(510)이다. 예시적인 집합은 직경 4", 파이프 클래스, 및 X, Y, Z 위치라고 각각 표시된 3개의 필터(512, 514, 516)를 가지고 있다. 필터를 집합으로 구성하는 것은 완전히 일반적이며, 꼭 필터들 간의 어떤 관계를 암시할 필요는 없다.

그렇지만, 데이터 필터들 간의 계층적 관계를 정의하는 것이 편리할 수 있다. 하나의 필터가, 데이터 집합 내의 어떤 데이터일지라도, 다른 필터에 의해 선택된 데이터의 진부분집합을 선택할 수 있다. 예를 들어, 제1 필터는 모든 파이프를 선택할 수 있고, 제2 필터는 모든 송수관을 선택할 수 있다. 이 일례에서, 제2 필터에 의해 선택된 모든 데이터는 제1 필터에 의해 선택된 데이터의 진부분집합을 형성한다.

필터는 따라서 도 5b에 도시된 바와 같이 트리로 구성될 수 있고, 필터를 기술하는 데 계보 용어를 사용하는 것이 편리하다. 따라서, 제1 필터를 "부모" 필터라고 하고, 부분집합 필터를 "자식" 필터라고 한다. 부모 필터가 많은 자식을 가지는 경우, 자식들은 모두 합하여 "형제 필터"라고 할 수 있다. 자식 필터가 자식들을 가지는 경우, 이들은 자식 필터의 부모의 "손자"이고, 그러면 이 부모는 "조부모"이다. 필터의 부모 및 그의 부모의 모음은 "조상" 필터라고 할 수 있고, 기타 등등이 있다. 본 개시 내용의 목적상, 이러한 방식으로 배열된 계층적 필터는 계보상 세대와 유사한 "레벨" 특성을 부여받는다. 따라서, 자식 필터는 그의 부모보다 하나만큼 더 큰 레벨을 가진다. 형제 필터는 동일한 레벨을 가진다(그렇지만, 주어진 레벨을 가지는 모든 필터가 형제여야 하는 것은 아니다). 손자는 그의 조부모보다 둘만큼 더 큰 레벨을 가지고, 기타 등등이 있다.

보다 구체적으로는, 도 5b의 예시적인 트리(520)는 산업 공장을 설계하는 데 적절한 필터에 관한 것이지만, 당업자라면 다른 목적에 적절한 다른 필터를 찾아낼 수 있다. 트리의 최상위 레벨 필터(530)("공장"이라고 표시됨)는 도면의 상단에 있고, 공장의 모든 구성요소를 선택한다. 조작자가 공장을 설계하는 것을 돕기 위해, 그래픽 응용 프로그램은, 예를 들어, 배선, 배관, 기계적 요소 및 기타 구성요소를 표현하는 데이터를 데이터 집합으로부터 선택하는 광의의 필터를 가질 수 있다. 이들 자식 필터(540, 542, 544)는, 각각, 트리의 분기로서 도시되어 있고, 모두가 레벨 1을 가지는데, 그 이유는 이들이 트리의 기저(base)로부터 나오기 때문이다. 이들 필터 중 하나의 필터 - 예를 들어, 배관 필터(542) - 내에서, 상이한 종류의 서브필터를 구분하는 것이 편리할 수 있다. 따라서, 조작자는 공기 및 물 둘다를 전달하는 파이프를 가지는 공장을 설계할 수 있다. 공기 및 물에 대한 서브필터(550, 552)는, 각각, 레벨 2를 가지는데, 그 이유는 이들이 레벨 1 필터를 국한시키기 때문이다. 게다가, 조작자는 물의 유형에 따라 물을 전달하는 몇가지 유형의 파이프를 정의할 수 있다. 조작자는 공장 전체에 걸쳐 담수를 적절히 분배하는 어떤 종류 또는 수의 파이프를 필요로 할 수 있는 반면, 하수 및 염수는 상이한 방식으로 분배될 수 있다. 따라서, 조작자는, 도 5b에서 필터(560, 562, 564)로 도시된 바와 같이, 이들 유형의 송수관에 대해 레벨 3 필터를 정의할 수 있다. 이러한 방식으로 필터를 생성하고 레벨로 구성하는 프로세스는 임의의 레벨까지 또는 무한히 확장될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 조작자는 그래픽 응용 프로그램에 대한 조작자 입력의 결과로서 임의의 구성 구조 - 집합 또는 트리 등 - 에 따라 필터를 생성하고 구성할 수 있다. 다른 실시예에서, 조작자는 필터들 사이에 보다 복잡하고 추상적인 관계를 정의할 수 있다. 예를 들어, 조작자는 특정의 필터 조합이 함께 사용될 수 있도록 그래픽 응용 프로그램에 명령할 수 있다. 따라서, 객체의 구성에 관련된 필터 및 구조적 구성요소에 관련된 필터가 함께 사용될 수 있다. 조작자는 그로써 직접 곱(direct product) 또는 카티션 곱(Cartesian product) 필터의 모음을 정의하고, 이들 각각은 특정의 구조 및 특정의 구성 둘다를 갖는 모든 객체를 선택한다. 필터의 곱 집합은, 예를 들어, 철 철근(iron rebar)에 대한 필터(즉, 철 필터와 철근 필터의 곱)를 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 곱 집합은 강철 대들보에 대한 필터 및 목재 A-프레임에 대한 필터를 포함할 수 있다. 각각의 이러한 곱 필터는 2개의 필터 - 재료에 관련된 필터와 구조에 관련된 필터 - 의 자식이다. 본 발명의 범위가 이 일례에 의해 제한되지 않고 필터를 구성하는 방법에 관한 명백한 변형이 생각된다는 것을 잘 알 것이다.

도 6a는 하나 이상의 데이터 필터에 의해 필터링된 데이터를 비디오 디스플레이상에 디스플레이하는 프로세스의 일 실시예를 나타낸 것이다. 프로세스에서의 제1 단계(610)는 복수의 데이터 필터를 정의한다. 이 단계(610)는, 일 실시예에서, 조작자에게 입력을 요청하는 그래픽 응용 프로그램을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 그래픽 응용 프로그램은 조작자에게 배포되기 전에 복수의 데이터 필터로 사전 프로그램될 수 있다. 다른 실시예에서, 데이터 필터가, 조작자 개입에 의해 또는 조작자 개입 없이, 컴퓨터 네트워크, 휴대용 저장 매체, 또는 기타 수단에 의해 업데이트될 수 있다.

조작자는 다수의 방식으로 데이터 필터를 정의할 수 있다. 예를 들어, 응용 프로그램은 조작자가 수작업으로 편집할 수 있는 데이터의 데이터베이스 또는 텍스트 파일을 포함할 수 있다. 필터 자체는 XML 및 XML-기반 형식(이들로 제한되지 않음)을 비롯한 다수의 상이한 방식 - 사람이 읽을 수 있는 형식 및 기계가 판독가능한 형식 둘다 - 으로 기록하는 데 도움이 되는 속성 및 특성을 가진다. 조작자는 응용 프로그램 GUI에 의해 제공되는 메뉴를 사용하는 것, 또는 데이터베이스(SQL) 명령을 수행하는 것, 또는 워드 프로세서 또는 텍스트 프로세서를 사용하여 데이터 필터 파일을 여는 것에 의해, 데이터 필터에 관한 정보를 편집할 수 있다.

데이터 필터는 또한 사전 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 특정 부류의 3차원 구조물의 설계에 특히 적합하게 되어 있는 그래픽 응용 프로그램의 버전 - 그 구조물의 구성요소에서 발견될지도 모르는 상이한 유형의 속성들 중 다수에 대한 필터를 가짐 - 이 제작될 수 있다. 이러한 필터는 건축 자재의 유형, 또는 시공 일자, 또는 각각의 구성요소에 의해 수행되는 기능을 선택하는 필터를 포함할 수 있다. 이들 데이터 필터는 소프트웨어 업데이트를 통해 그래픽 응용 프로그램을 공급하는 회사에 의해 주기적으로 또는 간헐적으로 업데이트될 수 있다. 이러한 소프트웨어 업데이트는, 예를 들어, 컴퓨터 데이터 네트워크, 유형의 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 의해 또는 기타 수단에 의해 전달될 수 있다. 업데이트를 수행하는 데 조작자 개입이 필요할 수 있거나, 업데이트가 설정된 간격으로 또는 임의의 다른 스케줄에 따라 자동으로 일어날 수 있다.

도 6a의 프로세스에서의 그 다음 단계(612)는 데이터 필터의 제1 선택을 수신하는 것이다. 통상적으로, 그래픽 응용 프로그램은, 도 2와 관련하여 기술된 바와 같이, 3D 객체 또는 객체들의 모음, 및 복수의 데이터 필터의 일부 또는 전부를 비디오 디스플레이상에 디스플레이한다. 이들 데이터 필터는 3D 객체의 물리적 속성에 관한 것일 수 있거나, 객체의 온톨로지컬 특성에 관한 것일 수 있거나(이하에서 더 상세히 기술됨), 둘다일 수 있다. 도 9와 관련하여 이하에서 기술하는 바와 같이, 응용 프로그램은 사전 선택에 기초하여 이용가능한 데이터 필터의 목록 중 일부를 제거할 수 있다. 그래픽 응용 프로그램의 조작자는 이어서 상이한 디스플레이에 대한 3D 객체 데이터 부분집합을 선택하기 위해 하나 이상의 데이터 필터를 선택한다. 조작자는 개개의 필터를 선택하고 각각의 필터에 대해 드래그 앤 드롭 동작을 수행할 수 있으며, 이에 대해서는 도 11 및 도 12와 관련하여 이하에서 기술한다. 조작자로부터 선택을 수신하는 공지된 임의의 다른 방법이 사용될 수 있다.

이 프로세스에서의 그 다음 단계(614)는 데이터 집합으로부터 제1 선택에 대응하는 데이터 부분집합을 필터링한다. 응용 프로그램은 하나 이상의 데이터베이스 쿼리를 수행하는 것(이것으로 제한되지 않음)을 비롯한 임의의 공지된 수단에 의해 데이터 집합을 필터링할 수 있다. 필터링은 또한 텍스트 파일을 검색하는 것, 또는 그래픽 응용 프로그램이 실행되고 있는 워크스테이션의 메모리에 저장된 데이터 구조를 검색하는 것에 의해서도 행해질 수 있다. 데이터 부분집합이 필터링되었으면, 그 다음 단계(616)는 부분집합을 하나 이상의 비디오 디스플레이상에 독특한 방식으로 디스플레이한다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 응용 프로그램이 이 단계를 수행할 수 있는 상이한 방식들 중 일부는 도 13a와 관련하여 이하에서 기술된다. 이 시점에서, 응용 프로그램은, 조작자가 디스플레이하기 위한 부가의 데이터를 선택할 수 있게 해주기 위해, 부가의 데이터 필터 표시를 디스플레이할 수 있다. 이 동작은 단계(616)와 단계(612) 사이의 화살표로 표시되어 있다.

구별하여 디스플레이되는 데이터 부분집합의 서브필터링을 수행하는 것이 유익할 수 있다. 예를 들어, 조작자는 특정의 파이프, 또는 용접, 또는 전기 패널을 위치 확인하고 하이라이트하는 것에 관심을 가질 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 조작자는, GUI가 서브필터의 목록 또는 2번 선택된 필터에 대응하는 3D 객체 데이터의 목록을 디스플레이하게 하기 위해, 제1 선택된 데이터 필터들 중 하나의 필터의 추가의 선택을 할 수 있다. 도 6a의 프로세스는 따라서 그 다음 단계(618)에서 그래픽 응용 프로그램이 데이터 필터의 제2 선택을 수신하는 것으로 계속될 수 있다.

프로세스의 단계(620)에서, 응용 프로그램은 3D 객체 데이터의 목록을 비롯한 제2 선택된 필터와 연관된 데이터를 열거한다. 도 6b는 단계(618) 이후의 예시적인 그래픽 사용자 인터페이스를 나타낸 것이다. 동 도면에서, 조작자는 단계(618)에서 두번째로 "Structure" 필터 표시(630)를 선택하였으며, 따라서 그래픽 응용 프로그램은 "Components" 리본 내의 이 필터에 의해 선택된 구조적 구성요소(632, 634, 636, 638, 640)의 목록을 디스플레이하였다. 응용 프로그램은, 시각적 표시(630)가 두번째로 선택되었다는 사실에 조작자의 관심을 끌기 위해, 비선택된 표시와 상이한 배경색을 갖는 시각적 표시(630)를 보여주고 있다. 그렇지만, 화면의 구성요소 영역에 그려진 구성요소들 중 어느 것도 하이라이트되어 있지 않은데, 그 이유는 조작자가 그들 중 어느 것도 아직 선택하지 않았기 때문이다.

도 6a로 돌아가서, 프로세스의 단계(622)에서, 응용 프로그램은 열거된 데이터 중 특정의 데이터에 대한 시각적 표시의 조작자 선택을 수신한다. 표시가 선택되었다는 사실에 조작자의 관심을 끌기 위해, 선택된 표시가 사용자-선택가능 색상으로 디스플레이될 수 있다. 단계(624)에서, 그래픽 응용 프로그램은 그 특정의 3D 데이터에 의해 표현되는 객체의 표현을 비디오 디스플레이상에 디스플레이한다. 디스플레이하기 위해 선택된 데이터는 분해도, 단면도, 또는 확대도로 보여질 수 있다.

도 6c는 단계(624) 이후의 다른 예시적인 그래픽 사용자 인터페이스를 나타낸 것이다. 동 도면에서, 조작자는 두번째로 "Electrical(전기)" 필터 표시(650)를 선택하였으며, 따라서 그래픽 응용 프로그램은 "Components" 리본 내의 전기 구성요소(652, 654, 656, 658, 660)의 목록을 디스플레이하였다. 이 특정의 필터 표시가 이들 구성요소의 온톨로지컬 특성에 관련되어 있지만, 이러한 필터가 또한 구성요소의 물리적 속성에 관련되어 있을 수 있다. 단계(622)에서, 조작자는 구성요소 U01-CW003-ET-000에 대한 시각적 표시(660)를 선택하였다. 단계(624)에서, 응용 프로그램은 구성요소 데이터를, 선택된 "Electrical" 필터에 대응하는 사용자-선택가능 색상으로 음영 처리된 확대된 3D 객체(670)로서 디스플레이하였다. 도 6c의 실시예에서, 응용 프로그램은 데이터 집합 내의 비선택된 데이터를, 구별되지 않은 와이어프레임 방식으로 3D 객체로서 비디오 디스플레이상에 디스플레이한다.

조작자는 상이한 레벨의 필터들 - "파이프" 및 "송수관" 등 - 뿐만 아니라 동일한 레벨의 필터들 - "파이프" 및 "전선" 등 - 을 결합시키고자 할 수 있다. 예를 들어, 산업 공장을 설계하는 개인은 파이프를 따라 절연된 배선을 포설하고자 할 수 있고, 설계에서의 어느 파이프가 현재 전선의 포설을 지원하고 있고 어느 파이프가 지원하고 있지 않은지의 표현을 비디오 디스플레이상에서 보고자 할 수 있다. 그렇지만, 2개 이상의 상이한 필터에 의해 선택된 데이터 집합의 부분집합을 어떻게 결합시켜야 하는지의 문제가 발생한다. 필터링된 데이터의 부분집합들 중 일부가 중복할 수 있고, 디스플레이할 최종적인 데이터 집합을 결정하기 위해 이들 부분집합에 적용될 수 있는 몇가지 논리(부울) 함수가 있다.

도 7a 및 도 7b는 몇개의 필터에 의해 데이터 집합으로부터 동시에 필터링된 데이터가 디스플레이하기 위해 결합되는 일부 실시예의 논리적 동작을 나타낸 것이다. 상세하게는, 도 7a는 구별하여 디스플레이하기 위해 데이터 집합의 교집합(논리 AND)이 선택되는 프로세스를 나타낸 것이고, 도 7b는 데이터 집합의 합집합(논리 OR)을 선택하는 프로세스를 나타낸 것이다. 디스플레이할 데이터를 선택하기 위해 기타 논리 함수(예컨대, 배타적 OR 및 다수의 인수를 취하는 기타 부울 함수)가 데이터 집합에 적용될 수 있다.

도 7a 및 도 7b에서의 데이터 집합(710) 및 제1 필터(720)는 도 4에서의 것과 동일하다. 상세하게는, 데이터 집합(710)은 A 내지 H로 표시된 8개의 데이터를 포함하고, 제1 필터(720)는 제1 부분집합(730)에 들어가는 데이터 A, C 및 G를 선택한다. 이들 도면에서의 제2 필터(722)는 제2 부분집합(732)에 들어가는 데이터 B, C 및 D를 선택한다. 이들 부분집합은 이어서 지금부터 기술되는 바와 같이 결합된다. 도 7a에서, 필터는 부분집합들 각각(또는 3개 이상의 부분 집합이 사용되는 경우, 전부)에 있는 데이터만을 선택한다. 이 일례에서, 데이터 C만이 양쪽 부분집합(730, 732)에 있고[결합된 집합(740)에 음영 처리로 표시되어 있음], 필터는 구별하여 디스플레이할 데이터 C만을 선택한다. 응용 프로그램은, 예컨대, 2개의 선택된 부분집합의 내용을 원소끼리 비교하고 양쪽 부분집합에 들어 있는 원소를 포함하는 디스플레이할 제3 부분집합을 구성하는 것에 의해 이 선택을 수행할 수 있다.

이와 달리, 도 7b에 나타낸 프로세스에 의해 표현된 실시예에서, 그래픽 응용 프로그램은 필터링된 부분집합 둘다(또는 보다 일반적으로, 전부)에 들어 있는 모든 데이터를 구별하여 디스플레이한다. 이 경우에, 결합된 집합(742)은, 음영 처리로 나타낸 바와 같이, 데이터 A, B, C, D 및 G를 포함한다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 실시예 둘다에서, 데이터 집합 내의 비선택된 데이터는 구별되지 않는 방식으로 또는 도 13a와 관련하여 이하에 기술되는 임의의 방법에 따라 디스플레이될 수 있다. 도 7a에서, 비선택된 데이터는 데이터 A, B, D, E, F, G, 및 H이다. 도 7b에서, 비선택된 데이터는 데이터 E, F, 및 H이다. 이전과 같이, 디스플레이하기 위해 선택된 데이터는 분해도, 단면도, 또는 확대도로 보여질 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에서, 조작자는 구별하여 디스플레이할 최종적인 데이터 모음을 형성하기 위해 어느 논리 함수(AND, OR 등)가 데이터 집합에 적용되는지를 선택한다. 예를 들어, 조작자는, 드래그 앤 드롭 동작을 사용하는 것, 구성 파일에 있는 텍스트를 편집하는 것, 또는 공지된 임의의 다른 방법에 의해, 메뉴 드롭 다운 디스플레이에 있는 함수들의 목록으로부터 함수를 선택할 수 있다.

금방 기술한 데이터 집합을 결합하는 기법은 부분집합이 동일한 레벨에 있는 필터에 의해 선택되는지 상이한 레벨에 있는 필터에 의해 선택되는지에 상관없이 적용가능하다. 예를 들어, 조작자는 "파이프"에 대해 제1 레벨 필터를 선택하고 "송수관"에 대해 제2 레벨 필터를 선택할 수 있다. 조작자는 이어서 "배선"에 대해 제2의 제1 레벨 필터를 선택할 수 있다. 이 경우에, 그래픽 응용 프로그램은, 다른 형태의 배관을 따라가는 배선과 달리, 구체적으로는 송수관을 따라가는 배선 데이터 집합을 획득하기 위해 제1 레벨 필터 "배선"을 제2 레벨 필터 "송수관"과 결합할 수 있다. 당업자라면 이 기능을 어느 레벨이든 그 레벨의(또는 레벨이 없는) 다른 필터의 조합에 어떻게 적용하는지를 잘 알 것이다.

도 8a 및 도 8b는 2개 이상의 필터를 사용하여 데이터 집합으로부터 동시에 필터링되는 3D 모델 데이터를 보여주는 예시적인 그래픽 사용자 인터페이스를 그림으로 나타낸 것이다. GUI는, 도 2와 유사하게, 4개의 리본(802, 804, 806, 808)을 보여주고 있다. 2개의 필터 - 표시(810, 820)를 각각 갖는 "Distributive Systems(분배 시스템)" 및 "Inline-Instrumentation(인라인 계측)" 필터 - 가 적용되었다. 각각의 필터는, 그를 표현하는 표시 내의 컬러 정사각형으로 나타낸 바와 같이, 구별되는 색상을 가진다. 이들 필터에 의해 선택된 데이터 집합 내의 데이터의 합집합이 화면의 3D 객체 디스플레이 영역에 구별되는 색상으로 보여지는 반면, 비선택된 데이터는 와이어프레임으로 보여진다. 시각적 표시(830, 840)를 각각 갖는 "Piping Components(배관 구성요소)" and "Hangers & Supports(행거 및 지지부)"와 같은 다른 필터가 이용가능하다.

도 8b에서, 리본(804)으로부터 리본(806)으로 시각적 표시(830)를 이동시킴으로써 부가의 필터 "Piping Components"가 적용되었다. 다른 곳에서 기술하는 바와 같이, 이 이동은 두번 클릭, 드래그 앤 드롭 동작, 풀다운 메뉴로부터의 선택, 또는 공지된 다른 수단에 의해 달성될 수 있다. 그래픽 응용 프로그램은 다른 2개의 필터를 적용함으로써 디스플레이하기 위해 선택된 3D 객체에 부가하여 이 필터의 표시(830)와 연관된 구별되는 색상으로 배관 구성요소를 보여준다. 그에 부가하여, 조작자는 표시(840)를 선택하였고, 이를 리본(806) 상으로 드래그 앤 드롭할 준비를 한다. 이것은 표시(830)의 오른쪽에 있는 황색 삽입 커서 및 "Drop here to enable filter(필터를 활성화시키려면 여기에 드롭하세요)"라고 표시된 상자로 나타내어져 있다.

온톨로지컬 데이터의 필터링

이상의 설명은 데이터의 속성 필터링에 관한 것이다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 그래픽 응용 프로그램은 또한(또는 다른 대안으로서) 온톨로지에 기초하여 데이터를 선택하는 필터를 제공할 수 있는데, 왜냐하면 그 용어가 본 명세서에 정의되어 있기 때문이다. 본 개시 내용의 목적상, 이러한 필터는 온톨로지컬 필터라고 불리운다. 일부 실시예는 조작자가, 이들 온톨로지컬 필터를 사용하여, 데이터의 특성 뿐만 아니라 온톨로지컬 분류에 의해서도 검색 또는 필터링할 수 있게 해준다. 온톨로지컬 필터를 제공함으로써, 데이터의 속성별로 2차 검색을 필요로 할 수 있는 데이터의 양이 크게 감소된다. 수백만 개의 객체에 의해 뒷받침되는 그래픽 응용 프로그램과 관련하여, 이러한 감소는 계산 능력 및 조작자가 인지하는 렌더링 지연 둘다의 점에서 이점이 있다. 게다가, 조작자는 조작자의 정신 모델을 반영하는 데이터에 의미를 추가함으로써 온톨로지를 세분화할 수 있다. 시간이 지남에 따라, 응용 프로그램은 조작자의 정신 구성에 따라 점점 더 많은 기능을 하여, 응용 프로그램에 보다 자연스럽고 직관적인 "느낌"을 제공한다.

도 9는 인스턴스, 클래스, 역할 및 온톨로지를 포함하는 상이한 개념들 간의 관계를 개략적으로 나타낸 것이다. 가장 기본적인 레벨에서, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 그래픽 소프트웨어 응용 프로그램은 3차원 객체의 모음을 디스플레이한다. 각각의 객체는, 처음에, 임의의 다른 객체와 독립적으로 존재하는 것으로 간주될 수 있다. 비디오 디스플레이상에 객체를 디스플레이하기 위해, 그래픽 응용 프로그램은 객체의 위치, 형상, 공간적 배향, 및 디스플레이 색상을 비롯한 특정 데이터를 사용할 수 있다. 이들 데이터의 일부의 일례가 도 3에 나타내어져 있다.

그렇지만, 개념상으로, 응용 프로그램과 상호작용하는 사람 조작자가 특정 그룹의 객체를 동시에 처리하는 것이 보다 유익하다. 그렇게 하는 한가지 논리적 방법은 유사한 객체를 객체의 클래스(920)로 분류하는 것이며, 그로써 클래스 내의 개개의 객체는 인스턴스(910)라고 한다. 예를 들어, 조작자는 객체 "인스턴스 P101-014, P102-0146, P104-018..." 대신에 "모든 파이프"라는 클래스를 지칭할 수 있다. 다시 도 3을 참조하면, 예를 들어, 데이터(310)는 8" 파이프를 표현하고, 데이터(320)는 4" 파이프를 표현하며, 데이터(330)는 2.5" 파이프를 표현하고, 이들 모두가 파이프라는 클래스에 들어 있다. 그렇지만, 3가지 파이프의 온톨로지컬 분류는 아주 다르며, 데이터(310)는 "승온 장치"이고, 데이터(320)는 "연료 라인"이며, 데이터(330)는 "담수" 파이프이다. 이들 예시적인 데이터 값은 때때로 "파이프"라는 분류가 파이프의 목적의 온톨로지컬 분류만큼 조작자에게 중요하지 않다는 것을 보여준다.

객체 인스턴스는 그래픽 응용 프로그램이 액세스할 수 있는 데이터베이스 내에 저장될 수 있다. 충분한 범위 및 복잡도의 프로젝트에서, 데이터베이스에 저장된 3D 객체의 인스턴스의 수는 아주 클 수 있고, 어쩌면 수백만에 이를 수 있다. 그 결과, 이들 데이터를 검색하는 것은 계산 비용이 아주 많이 들 수 있다.

그럼에도 불구하고, 클래스(920) 및 인스턴스(910)의 레벨에서조차도, 조작자는 이미 그래픽 응용 프로그램와 유용한 상호작용을 할 수 있다. 데이터 집합으로부터, 특정의 클래스 내의 객체의 인스턴스를 표현하는 모든 데이터를 선택하는 데이터 필터를 안출할 수 있다. 따라서, 조작자는 모든 파이프 또는 모든 전선을 디스플레이하거나 하이라이트하도록 응용 프로그램에 명령할 수 있고 그로써 유용한 시각적 정보를 획득할 수 있다. 특정의 클래스 내의 인스턴스의 수가 그다지 크지 않는 한, 응용 프로그램은 그다지 지연 없이 이들을 렌더링할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예는 역할을 정의함으로써 데이터의 구성을 다른 레벨까지 확장한다. 역할(930)은 몇개의 클래스(920)에 의해 공유될 수 있는 속성들의 모음이다. 몇개의 클래스(920)가 유사한 기능적 특징을 공유한다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 화학 공정 공장의 건설 단계 동안에, 강철 빔, 콘크리트 교각 및 철근 객체 클래스 모두는 잘 정의된 구조적 역할을 수행한다. 화학 반응 용기, 파이프, 밸브 그리고 진공 및 가스 시스템 모두는 화학 공정 기능을 지원할 수 있다. 각각의 역할 또는 기능의 유형은, 클래스에 상관없이, 동일한 특정의 특성을 가진다. 예를 들어, 각각의 구조적 부재는 다른 객체들의 모음으로 이루어진 구조물을 지지한다. 각각의 구조적 부재는 특정 조건 하에서 특정의 중량을 지지해야만 하고, 기타 등등이어야 한다. 이와 달리, 이들 기능을 수행할 수 있는 임의의 객체(어떤 클래스든지 상관없음)가 구조적 부재인 것으로 간주되고 구조적 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 빔, 교각 및 철근 각각은 구조적 역할을 실현하고, 용기, 파이프 및 밸브는 화학 공정 역할을 실현한다.

클래스(920)는 몇가지 역할(930)을 실현할 수 있다. 예를 들어, 화학 용기의 클래스는 구조적 역할 및 화학적 역할 둘다를 수행할 수 있다. 밸브의 클래스는 화학적 역할 및 안전 역할 둘다를 수행할 수 있다. 전기 전선의 클래스는 전력 배분, 안전 및 계측 역할 등을 수행할 수 있다. 이와 달리, 이미 언급한 바와 같이, 동일한 역할(930)이 몇개의 클래스(920)에 의해 실현될 수 있다. 역할(930)을 클래스(920)에 할당하는 것은, 응용 프로그램이 특정 유형의 설계 프로젝트에 따라 조정되는 경우, 응용 프로그램 내에서 그의 프로그래머에 의해 행해질 수 있다. 또는, 역할(930)을 클래스(920)에 할당하는 것이 나중에 조작자에 의해 행해질 수 있다.

역할을 정의하는 것에 의해 제공되는 추상화의 레벨은 그래픽 응용 프로그램고 상호작용하는 사람 조작자에게 추가적인 귀중한 정보를 산출한다. 응용 프로그램은 클래스(920)에 기초한 필터 뿐만 아니라, 역할(930)에 기초한 필터(이상에서 기술함)도 제공할 수 있다. 따라서, 역할 필터를 사용하여, 조작자는 특정의 역할을 수행하는 모든 객체 인스턴스(910), 예를 들어, 모든 구조 요소를 디스플레이하도록 응용 프로그램에 지시할 수 있다. 활성화될 때, 이 필터는 빔, 교각 및 철근의 모든 인스턴스를 선택한다. 이하에서 기술하는 바와 같이, 조작자는 다른 객체 클래스를 이 역할과 연관시킬 수 있다. 일 실시예에서, 역할 필터가 선택되면, 응용 프로그램은, 제2 리본을 사용하여, 이 역할과 연관된 클래스에 대한 제2 레벨 필터를 디스플레이한다. 조작자는 이어서 특정의 클래스 필터를 선택하여, 그 클래스의 모든 인스턴스를 디스플레이도록 응용 프로그램에 지시할 수 있다. 이러한 방식으로, 조작자는 설계 내에서의 객체의 기능적 역할 또는 역할들에 따라 디스플레이할 객체를 마샬링하여, 응용 프로그램의 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.

어떤 상황에서 역할을 개개의 인스턴스보다는 클래스 자체와 연관시키는 것이 편리하다. 그렇게 함으로써, 본 발명의 실시예는 부가의 효율성을 실현한다. 예를 들어, 조작자가 설계에 새로운 인스턴스를 추가할 때, 그 인스턴스(연관된 클래스의 멤버임)는 자동으로 그의 클래스에 의해 실현되는 각각의 역할을 맡는다. 보다 구체적으로는, 화학 공정 공장 설계자가 공장의 설계에 강철 빔을 추가할 때, 그 강철 빔은, 조작자 측에서의 부가적인 작업을 필요로 하지 않고, 자동으로 구조적 부재의 역할(및 모든 강철 빔에 의해 실현되는 임의의 다른 역할)을 실현한다. 따라서, 그의 인스턴스 데이터가 이 역할에 관한 어떤 정보도 포함하지 않는다는 사실에도 불구하고 또한 조작자가 이 새로운 빔이 구조적인 것이라고 명시적으로 지정하지 않았다는 사실에도 불구하고, 구조적 부재의 검색 시에 새로운 빔이 나타날 것이다. 이렇게 되는 이유는, 인스턴스와 그의 역할 사이의 연결 - 메타데이터임 - 이 보통의 데이터베이스 검색 경로 밖에서 액세스되기 때문이다. 통상적으로, 이들 메타데이터 연결의 수는 데이터베이스 내의 데이터 요소의 수보다 훨씬 더 작다. 따라서, 메타데이터에 대해 수행된 검색은 통상적으로 순수한 데이터베이스 검색 단독보다 속도 및 계산 효율성에서 상당한 이득을 실현한다.

본 발명의 일부 실시예는, 온톨로지(940)를 정의하기 위해, 메타데이터 검색에 의해 제공되는 효율성 이득을 이용한다. 온톨로지는 조작자가 객체 인스턴스(910), 객체 클래스(920) 및 객체 역할(930)에 관한 유용한 정보를 정의하는 메커니즘을 제공한다. 이들 의미를 그래픽 응용 프로그램 소프트웨어 개발자가 꼭 알고 있을 필요는 없는데, 그 이유는 이들 의미가 개개의 프로젝트에 특유하기 때문이다. 예를 들어, 화학 공정 공장의 설계는 관여된 화학 반응의 상세에 따라 달라질 수 있다. 공정 용기 내에서 반응하게 될 화학 물질에 따라 공정 용기의 제조에 상이한 재료가 필요할 수 있다. 상이한 가스, 가열 및 냉각 시스템이 필요할 수 있고, 기타 등등일 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예는 조작자가 온톨로지(940)에서 인스턴스(910), 클래스(920), 및 역할(930)에 프로젝트-고유의 의미를 제공할 수 있게 해주고, 그로써 설계에 대한 조작자의 정신 모델을 반영하는 방식으로 설계의 상세에 따라 일반 그래픽 소프트웨어 응용 프로그램을 조정할 수 있다. 이러한 방식으로, 처음에 일반적으로 구성되어 있는 응용 프로그램이 유익하게도, 시간이 지남에 따라, 조작자 자신의 특성에 적합하게 될 것이고, 심지어 조작자에게 "직관적인" 느낌을 주게 될 수 있다.

온톨로지는, 예컨대, 조작자가 하나 이상의 인스턴스(910), 클래스(920) 및 역할(930)과 연관시키는 태그로서 구현될 수 있는 의미를 포함한다. 이와 유사하게, 임의의 주어진 인스턴스(910), 클래스(920) 또는 역할(930)이 온톨로지(940) 내의 임의의 수의 의미로 태깅될 수 있다. 임의의 객체 인스턴스가 다수의 상이한 의미를 가질 수 있고, 임의의 의미가 다수의 상이한 인스턴스에 적용될 수 있다. 그와 같이 정의된 관계는 따라서 다대다 관계이다. 이와 유사하게, 클래스와 온톨로지 사이의 관계 및 역할과 온톨로지 사이의 관계도 역시 다대다 관계이다.

조작자가 온톨로지(940)를 정의한 경우, 그래픽 응용 프로그램은 조작자가, 온톨로지(940)에서의 할당된 의미에 기초하여, 설계 프로젝트의 인스턴스 데이터 및 그의 메타데이터(즉, 그의 클래스 및 역할)를 검색할 수 있게 해주는 온톨로지컬 필터를 정의할 수 있다. 속성 클래스 필터 및 역할 필터와 함께, 온톨로지컬 필터는 응용 프로그램이 설계 프로젝트에 대한 조작자의 정신 모델을 모방하는 직관적 인터페이스를 제시할 수 있게 해준다.

예를 들어, 조작자가 특정의 객체 클래스 - 예컨대, "승온 장치" - 를 "연료 라인"으로 식별되는 파이프의 근방에 가질 좋지 않은 선택이라고 표시하는 것이 중요할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 조작자는 파이프를 "연료 라인"으로서 식별해주는 온톨로지컬 태그를 연관시키고 다른 태그를 "승온 장치"로서 식별된 파이프와 연관시킬 수 있다. 물론, 항목이 특정의 외함(envelope) 내에 있는지를 결정하는 데 "승온 장치" 및 "연료 라인"의 3D 좌표가 중요하고, 이 좌표는, 예컨대, 승온 장치를 연료 라인으로부터 6 피트 내에 있지 않도록 하는 규칙을 설계하는 데 중요할 수 있다.

온톨로지를 제공하고 이어서 온톨로지컬 필터를 다양한 인스턴스, 클래스 및 역할에 적용함으로써, 조작자는 유용한 새로운 특성을 갖는, 데이터와 메타데이터 사이의 일련의 관계를 형성한다. 예를 들어, 조작자는, 예컨대, "열원"의 인스턴스를 식별해주는 온톨로지컬 필터를 선택할 수 있다. 열원의 목록을 디스플레이하는 것에 부가하여, 응용 프로그램은 목록을 조사하고 대부분의 열원이 실제로 조작자-정의 역할인 반응 용기라고 판정할 수 있다. 따라서, 응용 프로그램은, 열원에 부가하여 조작자로부터의 추가적인 입력 없이, 모든 반응 용기(열원이 아닌 것을 포함함)의 목록을 디스플레이할 수 있다. 이들 부가적인 반응 용기가 요청된 인스턴스에 의해 충족되는 역할과 실질적으로 중복하는 역할을 가지기 때문에, 이들이 리본 또는 메뉴에 포함되는 것이 조작자에게는 자연스럽게 보일 수 있거나 심지어 조작자의 그 다음 입력을 예측하는 것처럼 보일 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예가 설계 프로젝트에 대한 조작자의 정신 모델 또는 조작자의 설계 기법을 학습한 것처럼 조작자에게 보일 수 있다.

클래스(920) 및 역할(930)에서와 같이, 각각의 인스턴스(910)는 그의 클래스에 의해 실현되는 각각의 역할과 연관된 온톨로지컬 의미를 상속할 수 있다. 상세하게는, 인스턴스는 그의 그래픽 시각화 데이터 또는 그의 클래스 데이터가 아니라 그의 메타데이터에 대한 변경에 기초한 의미를 상속할 수 있다. 그래픽 응용 프로그램은, 클래스, 역할 및 온톨로지(즉, 메타데이터)가 있는지 데이터베이스를 쿼리하는 기술 분야에 공지된 방법을 사용하여, 임의의 특정의 조작자 질의에 대해 모든 이러한 상속된 관계를 판정할 수 있다.

방금 기술한 본 발명의 그래픽 응용 프로그램 실시예는, 다음과 같이, 어쩌면 수백만 개의 이러한 객체로부터 원하는 3D 객체를 분리시키는 아주 빠른 방법을 제공한다. 먼저, 응용 프로그램은 구축된 온톨로지에 기초한 입력 검색 쿼리를 수신한다. 조작자가 많은 수의 특정의 온톨로지컬 의미를 정의할 수 있고 이러한 특정의 의미로 많은 클래스(또는 심지어 인스턴스)에 태깅할 수 있기 때문에, 임의의 주어진 의미와 연관된 데이터 요소(즉, 인스턴스)의 수가 아주 작을 수 있다. 이어서, 연관된 그래픽 데이터에 대한 고도로 최적화된 쿼리가 수행될 수 있다. 환언하면, 응용 프로그램은 조작자 쿼리를 메타데이터 쿼리(비교적 작은 데이터 집합에 작용함) 및 최적화된 데이터 쿼리(메타데이터 쿼리에 의해 사전 선택된 데이터의 작은 부분에만 적용됨)로 분해한다. 쿼리를 이들 2개의 서브쿼리로 나눔으로써, 입력 쿼리에 응답하는 데 필요한 전체 시간이 크게 감소될 수 있다.

기술된 바와 같이 본 발명을 구현하는 컴퓨터 프로그램이 프로그램 제품 제작업체로부터 다양한 상태로 전달될 수 있다. 통상적으로, 객체의 개개의 인스턴스(910)는 조작자에 의해 정의된다. 복잡한 3차원 설계를 개발할 유용한 플랫폼을 제공하기 위해, 사전 정의된 클래스(920), 역할(930) 또는 둘다의 모음으로 컴퓨터 프로그램이 제작될 수 있다. 예를 들어, 화학 공정 공장을 설계하는 제품이 조작자가 특정의 설계에 적합하도록 구성할 수 있는 치수를 갖는 산업적으로 공통인 형상을 갖는 공정 용기를 표현하는 클래스(920)를 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 구조적 구성요소를 표현하는 몇가지 공통의 클래스를 사전 정의함으로써, 제품이 클래스들 모두가 실현하는 구조적 역할에 기초하여 이들 클래스를 링크시키는 역할을 사전 정의할 수 있다. 조작자는 이어서 이들 기본 제공 클래스 및 역할을 사용하여 그의 특정의 설계 요구에 적합한 객체를 인스턴스화하고 이들 객체에 의미를 할당한다.

응용 프로그램은 인스턴스(910), 클래스(920), 역할(930) 및 온톨로지(940)를 몇가지 방식으로 구현할 수 있다. 인스턴스 데이터는 데이터베이스에 저장될 수 있는 반면, 클래스, 역할 및 온톨로지 메타데이터는 그 데이터베이스에 별도로, 다른 데이터베이스에, 조작자에 의해 직접 또는 응용 프로그램 인터페이스를 통해 편집가능한 텍스트 파일에, 또는 다른 적당한 장소에 저장될 수 있다. 일부 실시예에서, 이들 데이터는 그래픽 응용 프로그램 자체 내에서 직접 편집될 수 있다. 이들 실시예에 대한 명백한 변형이 생각된다.

도 10은 온톨로지컬 필터에 따라 데이터 집합 내의 데이터를 필터링하는 프로세스의 일 실시예를 나타낸 것이다. 이 프로세스의 제1 단계(1010)는 정의된 인스턴스, 클래스 및 역할과 연관시키기 위한 온톨로지를 형성한다. 예를 들어, 온톨로지는 한 클래스를 역할을 공유하는 다른 클래스에 관계시키는 복수의 의미를 포함할 수 있다. 추가의 의미가 특정의 범위에 속하는 데이터 값을 갖는 인스턴스들(예컨대, 공정 공장의 특정의 층에 있는 모든 송수관)을 관계시킨다. 또 다른 의미는 특정의 집합(예컨대, 녹색 전선이 아닌 모든 적색 및 청색 전선)으로부터 선택된 데이터를 정의할 수 있다. 본 발명의 실시예는 온톨로지에 임의의 유형 또는 수의 의미를 형성할 수 있다.

단계(1020)에서, 그래픽 응용 프로그램은 GUI를 비디오 디스플레이상에 디스플레이한다. GUI는, 예를 들어, 도 2에 도시된 것과 유사할 수 있다. 응용 프로그램은 GUI를 사용하여 조작자로부터의 온톨로지에서 의미의 선택을 수신하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 의미의 목록이 GUI에서의 입력 영역(234)의 일부로서, 또는 드롭다운 메뉴에, 또는 다른 적당한 입력 수단을 사용하여 디스플레이될 수 있다.

단계(1030)에서, 응용 프로그램은 특정의 의미의 선택을 수신한다. 통상적으로, 조작자는 의미를 표현하는 아이콘(250)과 같은 시각적 표시를 선택할 것이다. 조작자는, 예를 들어, 상기한 바와 같이 표시를 한 리본으로부터 다른 리본으로 드래그 앤 드롭할 수 있거나, 선택을 나타내기 위해 표시를 두번 클릭할 수 있다.

단계(1040)에서, 응용 프로그램은 어느 인스턴스(및/또는 클래스 및 역할)가 선택된 의미를 갖는지를 결정한다. 이 결정은, 도 9에 도시된 바와 같이, 온톨로지와 인스턴스, 클래스 및 역할 사이의 연관을 포함하는 데이터베이스의 검색을 비롯한, 공지된 임의의 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 단계(1050)에서, 그래픽 응용 프로그램은 선택된 의미와 매칭하는 객체 인스턴스를 디스플레이한다. 온톨로지컬 필터링의 기능을 추가적으로 향상시키기 위해, 프로세스의 마지막 단계(1060)에서, 응용 프로그램은 비관련된 객체를 관련된 객체와 상이하게 비디오 디스플레이상에 보여준다. 몇가지 상이한 유형의 디스플레이 방법이 도 13a와 관련하여 이하에 논의된다.

응용 프로그램은 특정의 시각적 표시를 온톨로지컬 필터 또는 속성 필터를 나타내는 것으로서 구분하는 마킹을 디스플레이하거나 디스플레이하지 않을 수 있다. 따라서, 응용 프로그램은 균일하고 관심을 끄는 비디오 디스플레이에 양 종류의 필터를 동시에 디스플레이할 수 있다. 그에 부가하여, 2가지 유형의 필터가 유익하게도 사용 중에 혼합될 수 있다. 예를 들어, 제1 속성 필터는 모든 파이프를 선택할 수 있다. 조작자가 주어진 파이프를 선택한 후에, 제2 온톨로지컬 필터는 조작자-정의 "산소" 태그를 사용하여 산소를 전달하는 모든 파이프를 선택할 수 있다. 이러한 방식으로, 조작자는 간단하고 빠른 방식으로 많은 상세 정보를 획득할 수 있다.

몇개의 온톨로지컬 의미가 선택되는 경우, 그래픽 응용 프로그램은 선택된 카테고리에 따라 온톨로지 내의 다른 데이터에 관련되어 있는 데이터를 갖는 객체의 일부 또는 전부를 디스플레이할 수 있다. 상세하게는, 조작자는 유용한 합성 필터를 형성하기 위해 2개의 온톨로지컬 필터를 결합할 수 있다. 예를 들어, 조작자는 화학 반응에서 산소를 사용하는 모든 반응 용기를 선택하여 디스플레이하기 위해 "산소" 온톨로지컬 필터를 "반응 용기" 필터와 결합할 수 있다. 이러한 방식으로, 조작자는 또한 그 자신의 정신 모델에 따라 그래픽 응용 프로그램을 조정할 수 있다. 당업자라면 본 발명의 범위 내에 속하는 속성 필터와 온톨로지컬 필터의 다른 조합은 물론 이들을 적용하는 다른 방법을 잘 알 수 있다.

사용자 인터페이스 특징

본 발명의 일부 실시예는 조작자가 편리하게 필터를 찾아내고 조작하며 적용할 수 있게 해주는 간단한 비디오 디스플레이를 제공한다. 이것은 조작자가 특정의 3D 객체에 쉽고 빠르게 집중할 수 있게 해주고 응용 프로그램의 사용을 단순화시킬 수 있게 해준다. 상세하게는, 드래그 앤 드롭 동작은 한 리본으로부터 다른 리본으로 필터를 이동시키는 편리한 방법을 제공한다. 필터(들)가 선택되면, 그래픽 응용 프로그램은 필터링된 데이터가, 구별되고 이해하기 쉬운 방식으로, 디스플레이될 수 있게 해주는 사용자-커스터마이즈가능 디스플레이 옵션을 조작자에게 제시할 수 있다. 게다가, 조작자가 다수의 필터 집합을 동시에 적용하고자 하는 경우, 본 발명의 다양한 실시예는 조작자가 몇개의 비디오 디스플레이를 사용하여, 상이한 시각적 파라미터에 따라 동일한 "가상" 환경에 존재하는 3D 객체를 동시에 볼 수 있게 해준다.

도 11은 본 발명의 드래그 앤 드롭 실시예에 따른, 그래픽 사용자 인터페이스에 데이터 필터를 선택하는 프로세스의 일 실시예를 나타낸 것이다. 프로세스의 제1 단계(1110)에서, 응용 프로그램은 온톨로지에 또는 데이터의 속성에 대응하는 복수의 시각적 표시를 갖는 제1 영역을 디스플레이한다. 제1 영역은 아직 적용되지 않았지만 적용될 수 있는 필터에 대한 보유 영역으로서 역할한다. 임의의 특정의 필터에 대한 속성은 색상, 위치, 카테고리, 건축 자재, 또는 임의의 다른 속성일 수 있다. 제1 영역은 리본 또는 어떤 다른 입력 영역일 수 있다.

단계(1120)에서, 응용 프로그램은 제2 영역을 비디오 디스플레이상에 디스플레이한다. 제2 영역은 적용된 필터에 대한 보유 영역으로서 역할한다. 도 2와 관련하여 상기한 바와 같이, 조작자는 제2 영역으로 이동시킴으로써 적용할 필터를 선택할 수 있다. 다시 말하지만, 제2 영역은 리본을 포함하는 임의의 종류의 입력 영역일 수 있다.

단계(1130)에서, 응용 프로그램은 영역들 사이에서 드래그 앤 드롭 동작이 일어났다는 통지를 수신한다. 예를 들어, 조작자는 제1 영역으로부터 시각적 표시를 드래그하고 이를 제2 영역에 드롭했을 수 있거나, 그 반대일 수 있다. 어느 경우든지, 응용 프로그램이 드래그 앤 드롭 동작의 통지를 수신할 때, 응용 프로그램은 적용된 필터의 목록의 구성이 변했고 따라서 비디오 디스플레이가 부정확한 데이터를 포함하고 있을 수 있다고 추론할 수 있다. 따라서, 시각적 표시가 드래그 앤 드롭된 것에 응답하여, 응용 프로그램은 활성 필터의 표시를 포함하는 제2 영역에 있는 시각적 표시에 대응하는 의미를 가지는 데이터를 디스플레이한다.

단계(1130)는 3개의 부분에서 달성될 수 있지만, 본 발명의 실시예가 이 예시적인 구현으로 제한될 필요는 없다. 첫째, 응용 프로그램은 어느 필터가 제2 영역에 있는 시각적 표시에 대응하는지를 결정한다. 둘째, 응용 프로그램은 기반 데이터 집합에 이들 필터를 적용하고, 필터들이 각각 선택하는 데이터 부분집합을 결합하는 규칙에 따라 디스플레이 데이터 부분집합을 형성하며, 이에 대해서는 도 7a 및 도 7b와 관련하여 기술하였다. 셋째, 응용 프로그램은 디스플레이 부분집합에 데이터를 시각적으로 표현하는 3D 객체를 렌더링하여 하나 이상의 비디오 디스플레이상에 디스플레이한다.

도 12a 및 도 12b는 드래그 앤 드롭 동작 동안에 예시적인 그래픽 사용자 인터페이스를 그림으로 나타낸 것이다. 상세하게는, 도 12a는 드래그 동작 도중의 비디오 디스플레이를 나타낸 것이다. 리본(1210)은 필터에 대한 몇개의 시각적 표시(1220, 1222, 1223, 1224) - 각각 "Piping Components(배관 구성요소)", "Drawing Feature(그리기 특징)", "Hangers & Supports(행거 및 지지부)", 및 "Structure(구조물)"라고 표시되어 있음 - 를 포함하고 있다. 게다가, 리본(1210)은 표시(1220)의 좌측에 좌측-캐럿을 보여주고 있으며, 이 캐럿은 부가의 필터를 디스플레이하기 위해 조작자에 의해 선택될 수 있다. 조작자는 "Structure" 시각적 표시를 선택하였고, 이를 좌측으로 드래그하고 있다. 화면 캡처로부터 알 수 있는 바와 같이, "Structure" 시각적 표시가 두번 드로잉되어 있다 - 한번은 제2 리본에 표시(1224)로서 드로잉되고 한번은 화면 상에서 포인팅 장치(즉, 마우스 커서)의 시각적 위치에 보다 엷은 색상으로 되어 있는 표시(1230)로서 드로잉된다 -. 그에 부가하여, 리본(1210)은, 조작자가 드롭 동작을 수행하는 경우, 목록에서의 드래그된 시각적 표시의 위치를 표현하는 황색의 수직 커서(1240)를 포함하고 있다. 유의할 점은, 드래그 동작 동안에, "Structure" 필터가 디스플레이된 3D 객체에 적용되지 않았다는 것이다. 오히려, "Electrical(전기)" 필터의 표시와 연관된 구별되는 색상으로 특정 구성요소를 디스플레이한 것으로 나타낸 바와 같이, "Electrical" 필터만이 적용되었다.

도 12b는 조작자가 드래그된 시각적 표시(1230)를 커서(1240)의 위치에 드롭한 후의 비디오 디스플레이를 나타낸 것이다. GUI는 이제 제2 리본에 동일한 일련의 시각적 표시를 상이한 순서로 보여주고, "Structure" 표시(1230)가 이제는 제4 위치 대신에 제2 위치에 있다. "Piping Components" 표시(1220)는 이동되지 않은 반면, "Drawing Feature" 및 "Hangers & Supports" 표시(1222, 1223)는 우측으로 이동되어, 더 이상 보이지 않는 "Structure" 표시(1224)가 남긴 빈 공간을 차지하였다. 도 12a 및 도 12b가 조작자가 하나의 리본 내에서 시각적 표시를 구성하는 효과를 나타내고 있지만, 본 발명의 다양한 실시예는 조작자가 한 리본으로부터 시각적 표시를 드래그하여 다른 리본에 드롭할 수 있게 해준다.

조작자는 하나의 리본 내에서 시각적 표시를 구성하는 다양한 특징을 사용할 수 있다. 예를 들어, 조작자는 특정의 필터를 빈번히 사용할 수 있고, 그 필터에 대한 시각적 표시를 리본의 디스플레이 영역의 시작에 배치하고자 할 수 있다. 이러한 요망은 드래그 앤 드롭 동작을 사용하여 이행될 수 있다. 또는, 조작자는 사용된 빈도수별 정렬과 같은 자동 정렬 기준을 필터에 적용하고자 할 수 있다. 이러한 정렬 기준은, 추가적인 조작자 개입 없이, 시각적 표시를 자동으로 정렬하도록 응용 프로그램에 지시한다. 조작자는 드롭다운 메뉴에서의 옵션과 같은 그래픽 응용 프로그램의 함수를 사용하는 것, 비디오 디스플레이상의 아이콘을 선택하는 것, 대화상자 창에서 또는 텍스트 파일에서 스크립트를 편집하는 것, 또는 공지된 기타 수단에 의해 정렬 기준을 구성할 수 있다.

도 13a는 사용자-커스터마이즈가능 디스플레이 선택 항목에 따라 비디오 디스플레이상에 필터링된 데이터를 디스플레이하는 프로세스의 일 실시예를 나타낸 것이다. 이 프로세스의 제1 단계(1310)에서, 응용 프로그램은 데이터 필터의 조작자 선택을 수신하고, 이상에서 상세히 기술한 바와 같이, 데이터 부분집합을 획득하기 위해 그 데이터 필터를 데이터 집합에 적용한다.

그 다음 단계(1320)에서, 응용 프로그램은 데이터 필터에 관련된 복수의 디스플레이 옵션을 디스플레이한다. 예를 들어, 디스플레이 옵션은 데이터의 디스플레이 동안 필터에 의해 선택된 데이터에 적용할 일련의 색상을 포함할 수 있다. 응용 프로그램은, 조작자에게 시각적 기준을 제공하기 위해, 선택된 필터를 표현하는 리본 내의 시각적 표시에서 동일한 색상을 사용할 수 있다. 다른 디스플레이 옵션은 주어진 데이터 필터에 의해 선택되지 않은 데이터를 디스플레이할지 여부일 수 있다. 다른 디스플레이 옵션은 필터링되지 않은 데이터를 중성색으로 디스플레이할지 여부일 수 있다. 다른 디스플레이 옵션은 필터링되지 않은 데이터를 반투명을 사용하여 디스플레이할지 여부일 수 있다. 이들 디스플레이 옵션이 상호 배타적일 필요는 없다 - 예를 들어, 디스플레이하기 위해 필터링되지 않은 데이터가 선택되는 경우, 응용 프로그램은 이를 중성색으로 또한 어느 정도의 반투명으로 디스플레이할 수 있다 -. 당업자라면 본 발명의 범위 내에 속하는 많은 다른 디스플레이 옵션을 잘 알 수 있다.

단계(1330)에서, 응용 프로그램은, 복수의 디스플레이 옵션으로부터 조작자에 의해 선택된 디스플레이 옵션을 사용하여, 데이터 필터에 의해 선택된 데이터 부분집합에 대응하는 3D 객체를 디스플레이한다. 따라서, 조작자가 필터링되지 않은 데이터를 감추기로 선택하는 경우, 응용 프로그램은 현재 적용되고 있는 필터에 의해 선택된 데이터만을 디스플레이한다. 이러한 디스플레이의 일례가 도 13b에 도시되어 있다. 이 예시적인 도면에서, "View Options(옵션 보기)" 상자가 보이며, "Color(색상)" 보기 옵션이 선택되었다. 따라서, 방금 기술한 프로세스에 따르면, 특정의 3D 모델 데이터 집합이 컬러로 디스플레이된다. 도 13b에서, 이들 데이터는 파선(백색을 나타냄)으로 디스플레이되는 반면, 비선택된 데이터는 중성의 회색 와이어프레임으로 디스플레이된다.

예를 들어, 도 13c에 나타낸 것과 같은 인터페이스를 사용하여 다른 색상이 선택될 수 있다. 동 도면에서, 조작자가 "Equipment(장비)" 필터 표시 및 디스플레이상의 3D 객체와 연관된 색상 및 투명도를 선택할 수 있게 해주는 "Equipment - Filter Options(장비 - 필터 옵션)"이라고 표시된 상자가 디스플레이된다. 공지된 바와 같은 컬러 휠 또는 색 공간이 큰 상자에 디스플레이되고, 원형 커서(주 상자의 우측 상부에 나타내어져 있음)는 조작자가 어느 색상을 선택했는지를 나타낸다. 다채로운 색상이 보통 우측에 있는 보다 작은 직사각형에 디스플레이된다. 다채로운 색상 내의 색상을 클릭하면 색상 정사각형에 보여지는 우세 색상을 변경한다. 선택의 적색, 녹색, 청색 및 알파(RGBA) 색상 성분이 우측에 보여진다. 도 13c에서, 선택된 색상은, RGBA 성분(255,0,0,255)으로 나타낸 바와 같이, 완전히 불투명한 적색이다. 이들 아래에, 16 색상 견본이 보여진다. 통상적으로, 이들은 가장 최근에 선택된 색상을 나타낸다. 주 색상 정사각형 아래에 2개의 하부 상자가 있다. 좌측 하부 상자는 이 필터에 대해 이전에 선택된 색상을 보여주는 반면, 우측 하부 상자는 현재 선택된 색상을 보여준다.

도 13a로 되돌아가서, 단계(1340)에서, 조작자는 추가적인 처리를 가능하게 해주기 위해, 예를 들어, 포인팅 장치로 클릭함으로써, 디스플레이된 3D 필터 또는 객체를 선택하거나 하이라이트할 수 있다. 추가적인 단계에서, 응용 프로그램은, 조작자 선택에 응답하여, 디스플레이된 객체들 중 하나 이상의 객체를 하이라이트한다. 일 실시예에서, 프로세스는 단계(1350)로 계속된다. 이 실시예에서, 조작자가 필터를 선택할 때, 응용 프로그램은 그 선택된 필터에 대응하는 각각의 객체를 사용자-선택가능 색상으로 디스플레이한다. 이 기능은 도 6b 및 도 6c와 관련하여 기술된 것과 유사하지만, 상이한 방식으로 달성된다. 구체적으로는, 도 6의 실시예에서, 응용 프로그램은 활성 필터에 대응하는 3D 객체를 디스플레이하여, 특정의 필터에 대응하는 색상으로 각각의 객체를 디스플레이한다. 본 실시예에서, 응용 프로그램은 중성색으로 디스플레이하기 위한 객체를 선택하기 위해 활성 필터를 사용하고, 조작자가 개개의 활성 필터를 두번째로 선택한 후에만, 그의 대응하는 객체가 그 필터에 대응하는 사용자-선택가능 색상으로 보여진다.

본 발명의 다른 실시예에서, 프로세스는 대안의 단계(1352)로 계속된다. 이 실시예에서, 조작자는 포인팅 장치를 사용하여 3D 객체를 선택하고, 상이한 비디오 디스플레이 사이에서 그 객체에 대한 드래그 앤 드롭 동작을 수행한다. 이 실시예는 조작자가 하나의 가상 환경의 상이한 위치 상에서 동시에 작업할 수 있게 해준다. 예를 들어, 한 장소는, 3D 객체를 제2 장소 내의 위치로 드래그하기 전에, 조작자가 3D 객체를 생성하고 공간적으로 배향시키며 3D 객체의 특성을 조정하는 준비 단계일 수 있다.

도 14는 단일 데이터 집합으로부터의 필터링된 데이터를 몇개의 비디오 디스플레이상에 동시에 디스플레이하는 프로세스의 일 실시예를 나타낸 것이다. 이 프로세스의 제1 단계(1410)에서, 그래픽 응용 프로그램은 조작자로부터 필터링 조건의 제1 선택을 수신하고, 제2 단계(1420)에서, 응용 프로그램은 필터링 조건에 대응하는 3D 객체 데이터를 제1 비디오 디스플레이상에 디스플레이한다. 이들 단계(1410, 1420)는 도 6a에 도시된 프로세스에 따라 행해질 수 있다. 단계(1430)에서, 응용 프로그램은 필터링 조건의 제2 선택을 수신하고, 단계(1440)에서, 응용 프로그램은 이들 제2 조건에 대응하는 3D 객체 데이터를 제2 비디오 디스플레이상에 디스플레이한다. 다시 말하지만, 이들 단계(1430, 1440)는 도 6a에 도시된 프로세스 이후에 행해질 수 있다. 그렇지만, 이 프로세스에 따르면, 비록 3D 객체 데이터가 다수의 비디오 디스플레이상에 디스플레이되고 있지만, 응용 프로그램이 필터링 조건의 각각의 선택을 동일한 데이터 집합에 적용한다는 것을 잘 알 것이다. 따라서, 디스플레이된 3D 객체가 2개 이상의 비디오 디스플레이상에 실현되어 있는 동일한 가상 환경에 존재하는 것으로 생각될 수 있다. 게다가, 제1 및 제2 선택이 하나의 워크스테이션에서 또는 다수의 워크스테이션에서 작업하고 있을 수 있는 한명의 조작자에 의해 또는 상이한 조작자에 의해 행해질 수 있다. 이 실시예의 예시적인 용도에서, 예를 들어, 산업 공장 내의 모든 파이프가 하나의 비디오 디스플레이상에 보여질 수 있고, 동일한 공장 내의 모든 전기 배선이 제2 비디오 디스플레이상에 보여질 수 있다.

그래픽 응용 프로그램은 동일한 선형 스케일 및 약간 다른 투시법을 사용하여 3D 객체 데이터를 다수의 디스플레이상에 보여주도록 구성될 수 있다. 그러한 경우, 조작자는 2개의 비디오 디스플레이를 입체 사진으로서 취급함으로써 공장의 3차원 입체 영상을 볼 수 있다. 응용 프로그램이 상이한 데이터를 상이한 색상으로 보여주도록 구성될 수 있기 때문에, 2개의 비디오 디스플레이가 컬러 3D 안경에서 사용되는 입체 영상을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 비디오 디스플레이가 편광을 방출하는 경우, 동일한 효과를 달성하기 위해 편광 3D 안경이 사용될 수 있다.

응용 프로그램은 또한 임의의 수의 비디오 디스플레이상에서의 각종의 선형 스케일에 대해 구성될 수 있다. 예를 들어, 한 비디오 디스플레이가 3D 모델의 전체 뷰를 보여줄 수 있는 반면, 제2 비디오 디스플레이는 가상 환경의 특별히 관심을 끄는 영역의 클로즈업 뷰를 보여준다. 이러한 구성은, 전체 설계 프로젝트에 대한 설계 파라미터 또는 미학에 대한 느낌을 여전히 유지하면서, 조작자가 한번에 한 영역씩 상세하고 복잡한 3D 객체를 설계할 수 있게 해줄 것이다.

관련 실시예에서, 도 14의 프로세스는 단계(1450)로 진행하여, 조작자는 한 비디오 디스플레이상에서 3D 객체를 선택하고, 응용 프로그램은 다른 비디오 디스플레이상의 대응하는 3D 객체를 하이라이트한다. 이 실시예에서, 조작자는 세부 디스플레이상의 세부 영역의 특정의 구성요소를 선택할 수 있고, 개요 디스플레이상에 하이라이트된 가상 환경에서의 그의 위치를 볼 수 있으며, 그로써 구성요소가 전체 설계 프로젝트에 어떻게 들어가는지의 감각을 조작자에게 제공할 수 있다. 또는, 전역 설계 조작자는 구성요소 조작자가 구성요소를 업데이트해야만 한다는 표시로서 구성요소 조작자의 디스플레이상에서 하이라이트되는 특정 구성요소를 한 디스플레이상에서 선택할 수 있다.

다른 관련 실시예에서, 도 14의 프로세스는 대안의 단계(1452)로 진행한다. 이 단계에서, 조작자가 한쪽 비디오 디스플레이상에 보여진 객체를 선택하고 그의 특성을 변경한 후에, 응용 프로그램은 대응하는 변경을 다른 쪽 비디오 디스플레이상에 디스플레이한다. 예를 들어, 조작자가 한쪽 비디오 디스플레이상에서 3D 객체를 한 장소로부터 다른 장소로 드래그하는 경우, 응용 프로그램은 다른 쪽 비디오 디스플레이로 하여금 (물체의 새로운 위치가 다른 쪽 디스플레이의 현재 시야 절두체 내에 있는 경우) 물체의 새로운 위치를 보여주게 한다. 또는, 조작자가 한쪽 비디오 디스플레이상에 디스플레이되는 GUI의 일부분을 사용하여 특정의 객체의 색상을 변경하는 경우, 응용 프로그램은 다른 쪽 비디오 디스플레이상에 새로운 색상을 사용하여 객체를 디스플레이한다.

공간 경계를 사용하는 온톨로지컬 필터링

상기 예시적인 실시예에 부가하여, 그래픽 응용 프로그램에서의 온톨로지가 다른 방식으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 응용 프로그램에서 데이터에 의해 표현되는 각각의 3D 객체는 길이, 폭, 높이 및 경계 상자를 포함하는 기하학적 또는 토폴로지컬 속성을 포함할 수 있다. 관심의 특정 객체가 상기한 온톨로지컬 필터링 기법을 사용하여 조작자에 의해 찾아내어지면, 그 객체의 기하 데이터에 관한 다양한 쿼리가 수행될 수 있다.

예를 들어, 그래픽 사용자 인터페이스에서 휘발성 화학 물질이 들어 있는 드럼이 선택되는 경우, 조작자는 그 드럼이 임의의 잠재적인 점화원으로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 알고자 할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 그래픽 응용 프로그램은 모든 점화원을 결정하기 위해 온톨로지컬 쿼리를 수행하고 이들 점화원과 선택된 드럼 사이의 거리를 계산할 수 있다. 이 계산의 결과가 그래픽 응용 프로그램 내의 결과 상자에 디스플레이될 수 있거나, 가장 가까운 이러한 점화원의 모음이 비디오 디스플레이상에 그래픽적으로 하이라이트될 수 있다.

보다 일반적으로, 본 발명의 다양한 실시예는 조작자가 온톨로지컬 필터 및 기하학적 관계 둘다의 특징을 결합시키는 복잡한 쿼리를 수행할 수 있게 해준다. 이전 단락의 예시적인 쿼리는 일대다 쿼리였고, 특정의 드럼에 대해, 많은 잠재적인 점화원이 발견되었다. 본 발명의 실시예가 그렇게 제한될 필요는 없다. 다대다 쿼리도 역시 형성될 수 있다. 따라서, 조작자는 점화원으로부터 특정 거리(예컨대, 2 미터) 내에 있는 휘발성 화학 물질이 들어 있는 모든 드럼을 보여주도록 그래픽 응용 프로그램에 지시할 수 있다. 상이한 화학 물질이 상이한 점화 온도를 가지기 때문에, 조작자가 관심을 가지고 있는 화학 물질의 유형에 따라 거리가 변화될 수 있다. 실제로, 이것은 본 발명의 실시예에 따라 수행될 수 있는 쿼리의 유형의 한 일례에 불과하다. 따라서, 다른 쿼리는 "이 계기 패널의 상단이 천장으로부터 얼마나 떨어져 있는가?", "이 반응 용기에 가장 가까운 산소 차단 밸브가 어디에 있는가?", "제어 센터로부터 위험한 작업 영역까지 얼마나 떨어져 있는가?" 등을 포함할 수 있다. 당업자라면 기하학적 관계를 사용하여 온톨로지컬 의미를 가지는 객체를 다른 이러한 객체에 연결시키는 임의의 수의 쿼리를 어떻게 형성해야 하는지를 알 수 있다. 본 발명의 실시예는 당업자가 그래픽 응용 프로그램에서 이러한 쿼리를 실행할 수 있게 해준다.

도 15는 비디오 디스플레이상에 디스플레이하기 위한 3차원 객체를 표현하는 데이터를 선택하는 본 발명의 컴퓨터화된 실시예에서의 단계를 나타낸 플로우차트이다. 단계(1510)에서, 한명 이상의 개인이 3차원 객체를 표현하는 데이터 집합 내의 각각의 데이터에 의미를 할당한다. 도 9 및 도 10과 관련하여 앞서 기술한 바와 같이, 이들 의미는 설계 프로젝트에서 객체 인스턴스, 클래스 및 역할을 기술하고 모델링하는 데 사용될 수 있는 온톨로지를 형성한다. 그 다음에, 단계(1520)에서, 컴퓨터 프로세스는 데이터 집합의 2개의 부분집합의 교집합을 구하기 위해 쿼리를 수행한다. 2개의 부분집합 각각은 온톨로지컬 의미에 관련되어 있다. 따라서, 예를 들어, 제1 의미는 "승온 장치"일 수 있고, 제2 의미는 "연료 라인"일 수 있으며, 2개의 데이터 부분집합은, 각각, 모든 승온 장치 및 모든 연료 라인을 표현할 것이다. 또한, 단계(1520)에서, 컴퓨터 프로세스에서 이들 2개의 부분집합의 교집합을 구하여, 제3 부분집합을 형성한다. 이 제3 부분집합의 구성원은 제2 부분집합 내의 적어도 하나의 데이터와의 주어진 기하학적 관계를 만족시키는 제1 부분집합 내의 데이터를 포함한다. 기하학적 관계는, 예를 들어, 거리 관계 - "2 미터 이내" 등 - 일 수 있다. 이 경우에, 제1 부분집합이 모든 "승온 장치"의 집합이고 제2 부분집합이 모든 "연료 라인"인 경우, 제3 부분집합은 적어도 하나의 연료 라인으로부터 2 미터 이내에 있는 모든 승온 장치의 모음이다. 다른 기하학적 관계, 예를 들어, "위에" 또는 "아래에", "보다 큰" 또는 "보다 작은", "~에 대해 경사진", "~에 가까운" 또는 "~로부터 멀리 있는", 또는 임의의 다른 기하학적 관계가 정의될 수 있다. 이 목록은 단지 예시적인 것이다 - 당업자라면 사용될 수 있는 많은 다른 기하학적 관계를 알 수 있다 -. 마지막으로, 단계(1530)에서, 제3 (교집합) 부분집합이, 이 부분집합을 다른 시각적 데이터와 구분하기 위해 그래픽 하이라이트를 사용하여, 비디오 디스플레이상에 디스플레이된다. 이러한 그래픽 하이라이트는, 제3 부분집합이 나머지 디스플레이된 데이터보다 밝게 보이도록, 그 중에서도 특히, 비선택된 데이터의 밝기를 조광(dimming)하는 것을 포함할 수 있다. 시각적 데이터를 하이라이트하는 임의의 방법이 사용될 수 있다.

도 15의 예시적인 방법 실시예를 수행하는 효과의 일례가 도 16a 및 도 16b에 도시되어 있다. 도 16a는 3차원 객체를 표현하는 데이터 집합의 디스플레이이다(입력 리본은 명확함을 위해 도시되어 있지 않다). 알 수 있는 바와 같이, 3차원 객체는, 주로, 건물 내에 위치하는 파이프이다. 조작자는, 예를 들어, 연료 라인으로부터 2 미터 이내에 있는 임의의 열원을 결정하기 위해 이 디스플레이에 표현된 객체에 대해 쿼리를 수행할 수 있다. 이 쿼리의 결과가 도 16b에 도시되어 있으며, 여기서 쿼리에 의해 선택되지 않은(즉, 연료 라인으로부터 2 미터 이내에 열원이 없는) 3D 객체의 일부분이 엷게 표시되어 있다. 열원 자체(승온 장치)는 적색 경계 상자로 보여지며, 그로써 조작자가 연료 라인 및 승온 장치를 찾아내는 데 도움을 준다. 이 쿼리를 수행한 결과로서, 조작자는 건물 내에서의 파이프의 배열이 문제가 있는지를 결정하고, 건물이 실제로 건축되기 전에 그래픽 응용 프로그램에서 설계를 정정하는 조치를 취할 수 있다.

본 발명의 실시예는 청사진과 같은 2차원 객체만을 디스플레이하는 임의의 종류의 비디오 디스플레이를 사용할 수 있다. 2차원 실시예에 따르면, 조작자는, 예를 들어, 도 15에 도시된 프로세스에 의해 복잡한 쿼리를 수행한다. 쿼리와 매칭하는 객체 인스턴스의 목록이, 3개의 좌표 중 하나를 버리는 것과 같은 기술 분야에 공지된 방법을 사용하여, 2차원으로 매핑될 수 있는 3D 경계 상자를 가진다. 청사진과 같은 전형적인 실시예에서, 몇개의 도면이 있을 수 있고, 버려지는 좌표는 도면에 의존할 수 있다. x-좌표 및 y-좌표만을 필요로 하는 평면도의 경우는, z-좌표가 버려진다. 입면도의 경우는, x-좌표 또는 y-좌표가 버려진다.

보다 구체적으로는, 특정의 온톨로지컬 및 기하학적 쿼리에 매칭하는 객체 인스턴스는 좌표 (1, 2, 3) 및 (10, 20, 30)을 갖는 마주하는 코너에 의해 정의되는 3차원 경계 상자를 가질 수 있다. 평면도에서는, z-좌표가 버려지고, 디스플레이할 2차원 경계 상자가 점 (1, 2) 및 (10, 20)에 의해 정의된다. 그렇지만, 정입면도에서는, x-좌표가 버려지고 그 결과 (2, 3) 및 (20, 30)에 의해 정의되는 경계 상자가 얻어지는 반면, 측입면도에서는, y-좌표가 버려지고 그 결과 (1, 3) 및 (10, 30)에 의해 정의되는 경계 상자가 얻어진다. 그러면, 기술 분야에 공지된 기법을 사용하여 특정의 경계 상자를 각자의 2차원 디스플레이상에 중복시키는 것은 비교적 간단한 일이다.

얻어지는 2차원 디스플레이가 그래픽 응용 프로그램에서 보여질 수 있거나, 다른 응용 프로그램에서 보여질 수 있다. 예를 들어, 건축 엔지니어는 PDF 파일인 건축 현장에서의 설계 청사진의 전자 사본을 가질 수 있다. 엔지니어는 레이저 스캔으로부터 건축 중인 건물을 표현하는 시공 데이터를 수신할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔지니어는 적절한 소프트웨어 패키지를 사용하여 이 데이터에 대해 쿼리를 수행한다. 이 결과가 이어서 쿼리 결과를 원래의 청사진 상에 오버레이로서 보여주는 제2 PDF 파일을 생성하는 데 사용된다. 이러한 방식으로, 설계 프로젝트와 시공 프로젝트 사이의 차이가 매끄럽고 효율적으로 확인될 수 있다. 이러한 종류의 2차원 디스플레이는 유익하게도, 예를 들어, 랩톱 또는 터치 스크린 컴퓨터와 같은 휴대용 전자 장치에서 사용될 수 있으며, 그로써 (예를 들어) 안전 검사원이 양쪽 청사진 세트를 사용하여 현장 검사를 수행할 수 있게 해준다.

복잡한 온톨로지컬 및 기하학적 쿼리를 수행하는 기능이 건축 프로젝트의 기간 전체에 걸쳐 엄청나게 중요할 수 있다. 초기 설계 단계 동안에, 조작자가 프로젝트의 물리적 구성요소 모두를 배치하기 위해 그래픽 응용 프로그램을 사용하는 경우, 설계에서의 문제점(휘발성 화학 물질에 너무 가까이 있는 열원 등)이 검출되고 정정될 수 있다. 이상에서 기술한 바와 같이, 현장에 있는 공정 엔지니어는 건축 단계 동안에 프로젝트의 시공 시방서를 설계 계획과 비교할 수 있다. 변경 및 커미셔닝 동안에, 표준 준수 엔지니어는 준수해야 하는 특정의 표준에 적합한 온톨로지를 사용하여 데이터를 쿼리할 수 있다. 따라서, 조작자가 임의적으로 선택하는 것에 관한 온톨로지컬 쿼리가 수행될 수 있다. 소유자-조작자가 시설의 관리를 책임지고 있는 경우, 직원 안전 훈련을 돕기 위해 그리고 시설 검사 동안에 온톨로지컬 쿼리가 수행될 수 있다. 사고가 일어난 경우, 응급 처치 요원은, 예를 들어, 가장 가까운 급수 본관이 어디에 위치하는지를 확인하기 위해 청사진 데이터에 대해 온톨로지컬 쿼리를 수행할 수 있다. 당업자라면 본 발명의 실시예가 사용될 수 있는 다른 방식 - 건축 프로젝트의 비용을 감소시키는 다양한 방식을 포함함 - 을 잘 알 수 있다.

본 발명이 프로세서(예를 들어, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 처리기, 또는 범용 컴퓨터)에서 사용되는 컴퓨터 프로그램 논리, PLD(programmable logic device)에서 사용되는 프로그램가능 논리[예를 들어, FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 기타 PLD], 개별 구성요소, 집적 회로[예를 들어, ASIC(Application Specific Integrated Circuit)], 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 다른 수단(이들로 제한되지 않음)을 비롯한 많은 상이한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명의 전형적인 실시예에서, 기술된 논리의 일부 또는 전부가 컴퓨터 실행가능 형태로 변환되고 그 자체로서 컴퓨터 판독가능 매체에 저장되며 운영 체제의 제어 하에서 컴퓨터 내의 마이크로프로세서에 의해 실행되는 일련의 컴퓨터 프로그램 명령어로서 구현될 수 있다.

본 명세서에서 앞서 기술된 기능들 전부 또는 그 일부를 구현하는 컴퓨터 프로그램 논리가 소스 코드 형태, 컴퓨터 실행가능 형태, 및 다양한 중간 형태[예를 들어, 어셈블러, 컴파일러, 링커(linker), 또는 로케이터(locator)에 의해 발생되는 형태](이들로 제한되지 않음)을 비롯한 다양한 형태로 구현될 수 있다. 소스 코드는 다양한 운영 체제 또는 운영 환경에서 사용되는 다양한 프로그램 언어들(예를 들어, 오브젝트 코드, 어셈블리어, 또는 Fortran, C, C++, JAVA, 또는 HTML 등의 고수준 언어) 중 임의의 언어로 구현되는 일련의 컴퓨터 프로그램 명령어들을 포함할 수 있다. 소스 코드는 다양한 데이터 구조 및 통신 메시지를 정의하고 사용할 수 있다. 소스 코드는 (예를 들어, 인터프리터를 통해) 컴퓨터-실행가능 형태로 되어 있을 수 있거나, 소스 코드는 (번역기, 어셈블러 또는 컴파일러를 통해) 컴퓨터-실행가능 형태로 변환될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 반도체 메모리 장치[예를 들어, RAM, ROM, PROM, EEPROM, 또는 플래시-프로그램가능 RAM(Flash-Programmable RAM)], 자기 메모리 장치(예를 들어, 디스켓 또는 고정 디스크), 광 메모리 장치(예를 들어, CD-ROM), PC 카드(예를 들어, PCMCIA 카드), 또는 기타 메모리 장치와 같은 유형의 저장 매체(tangible storage medium)에 영구적으로 또는 일시적으로 임의의 형태(예를 들어, 소스 코드 형태, 컴퓨터-실행가능 형태, 또는 중간 형태)로 고정되어 있을 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 부속하는 인쇄된 문서 또는 전자 문서를 갖는 이동식 저장 매체[예를 들어, 압축(shrink-wrapped) 소프트웨어]로서 임의의 형태로 배포되거나, 컴퓨터 시스템에(예를 들어, 시스템 ROM 또는 고정 디스크에) 사전 로드되어 있거나, 통신 시스템(예를 들어, 인터넷 또는 월드 와이드 웹)을 통해 서버 또는 전자 게시판으로부터 배포될 수 있다.

본 명세서에서 이상에서 기술한 기능들 전부 또는 그 일부를 구현하는 하드웨어 논리(hardware logic)[PLD(programmable logic device)에서 사용되는 프로그램가능 논리를 포함함]가 종래의 수동 방법을 사용하여 설계될 수 있거나, CAD(Computer Aided Design), 하드웨어 기술 언어(hardware description language)(예를 들어, VHDL 또는 AHDL), 또는 PLD 프로그래밍 언어(예를 들어, PALASM, ABEL, 또는 CUPL)와 같은 다양한 도구들을 사용하여 전자적으로 설계, 포착, 시뮬레이트, 또는 문서화될 수 있다. 프로그램가능 논리는 반도체 메모리 장치[예를 들어, RAM, ROM, PROM, EEPROM, 또는 플래시-프로그램가능 RAM(Flash-Programmable RAM)], 자기 메모리 장치(예를 들어, 디스켓 또는 고정 디스크), 광 메모리 장치(예를 들어, CD-ROM), 또는 기타 메모리 장치와 같은 유형의 저장 매체(tangible storage medium)에 영구적으로 또는 일시적으로 고정되어 있을 수 있다. 프로그램가능 논리는 부속하는 인쇄된 문서 또는 전자 문서를 갖는 이동식 저장 매체[예를 들어, 압축(shrink-wrapped) 소프트웨어]로서 배포되거나, 컴퓨터 시스템에(예를 들어, 시스템 ROM 또는 고정 디스크에) 사전 로드되어 있거나, 통신 시스템(예를 들어, 인터넷 또는 월드 와이드 웹)을 통해 서버 또는 전자 게시판으로부터 배포될 수 있다.

전술한 본 발명의 실시예는 단지 예시적인 것으로 보아야 한다. 본 발명의 실시예의 기본적인 신규의 비자명한 특징이 도시되고 기술되어 있지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 당업자에 의해, 예시된 방법 및 장치의 형태 및 상세에서와 그의 동작에서의 다양한 생략, 변경 및 치환이 행해질 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 모든 이러한 변형 및 수정이 임의의 첨부된 청구항에서 한정되는 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (30)

1. 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하는 컴퓨터 지원 설계 응용 프로그램 (computer-aided design application)에 의한, 컴포넌트들을 구비하는 3차원 객체의 설계를 위한 방법으로서,
   상기 컴퓨터 지원 설계 응용 프로그램에서, 복수의 의미를 사용자로부터 수신하는 단계 - 각각의 의미는 (a) 상기 설계 내의 컴포넌트의 사용자 정의 목적 또는 (b) 컴포넌트(like component)들의 클래스(class)들로의 사용자에 의한 카테고리화와 연관됨 - ,
   상기 컴퓨터 지원 설계 응용 프로그램에서, 상기 사용자로부터 복수의 상기 의미와 복수의 상기 컴포넌트 사이의 다수 대 다수 관계(many-to-many relationship)들을 표현하는 데이터를 수신하는 단계,
   상기 복수의 수신된 의미에서 한 의미의 선택의 수신 가능한 입력을 상기 그래픽 사용자 인터페이스 상에 디스플레이하는 단계, 및
   상기 사용자로부터의 이러한 선택을 수신하는 것에 응답하여, 상기 3차원 객체의 컴포넌트들의 집합을 상기 그래픽 사용자 인터페이스 상에 구별하여(distinctively) 디스플레이하는 단계 - 상기 집합에서 각각의 컴포넌트는 상기 수신된 관계들에 따라 상기 선택된 의미와 연관됨 -
   를 포함하는, 3차원 객체의 설계를 위한 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 사용자로부터 컴포넌트들의 상기 집합에서 상기 디스플레이된 컴포넌트들 중 하나의 선택을 수신하는 단계, 및
   상기 그래픽 사용자 인터페이스 상에 상기 선택된 컴포넌트와 연관된 속성 데이터를 디스플레이하는 단계
   를 더 포함하는, 3차원 객체의 설계를 위한 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 선택이 복수의 의미를 포함하고, 상기 방법이 상기 선택된 의미들 중 적어도 하나의 의미와 연관되어 있는 상기 3차원 객체의 컴포넌트들의 집합을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 3차원 객체의 설계를 위한 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 컴포넌트들의 상기 집합을 디스플레이하는 단계는, 상기 컴포넌트들을 사용자-선택가능 색상으로 디스플레이하는 단계를 포함하는, 3차원 객체의 설계를 위한 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 3차원 객체의 컴포넌트들의 제2 집합 - 상기 컴포넌트들의 상기 제2 집합의 어느 것도 상기 선택된 의미와 연관되어 있지 않음 - 을 디스플레이하는 단계를 더 포함하고, 상기 선택된 의미와 연관된 컴포넌트들의 집합은 상기 컴포넌트들의 상기 제2 집합과는 상이하게 디스플레이되는, 3차원 객체의 설계를 위한 방법.
6. 비디오 디스플레이 상에, 컴포넌트들을 구비하는 3차원 객체의 설계를 위한 컴퓨터 판독가능 기록 매체로서, 상기 컴퓨터 판독가능 기록 매체는, 상기 컴퓨터 판독가능 기록 매체 상에 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드를 포함하고, 상기 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드는,
   복수의 의미를 사용자로부터 수신하기 위한 프로그램 코드 - 각각의 의미는 (a) 상기 설계 내의 컴포넌트의 사용자 정의 목적 또는 (b) 컴포넌트들의 클래스들로의 사용자에 의한 카테고리화와 연관됨 - ,
   상기 사용자로부터 복수의 상기 의미와 복수의 상기 컴포넌트 사이의 다수 대 다수 관계들을 표현하는 데이터를 수신하기 위한 프로그램 코드,
   상기 복수의 수신된 의미에서 한 의미의 선택의 수신 가능한 입력을 상기 비디오 디스플레이 상에 디스플레이하기 위한 프로그램 코드, 및
   이러한 선택을 수신하는 것에 응답하여, 상기 3차원 객체의 컴포넌트들의 집합을 상기 비디오 디스플레이 상에 구별하여 디스플레이하기 위한 프로그램 코드 - 상기 집합에서 각각의 컴포넌트는 상기 수신된 관계들에 따라 상기 선택된 의미와 연관됨 -
   를 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
7. 제6항에 있어서, 상기 선택이 복수의 의미를 포함하고, 상기 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드가, 상기 선택된 의미들 중 적어도 하나의 의미와 연관되어 있는 상기 3차원 객체의 컴포넌트들의 집합을 디스플레이하기 위한 프로그램 코드를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
8. 제6항에 있어서, 상기 컴포넌트들의 상기 집합을 디스플레이하는 것은, 상기 컴포넌트들을 사용자-선택가능 색상으로 디스플레이하는 것을 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
9. 제6항에 있어서, 상기 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드는,
   상기 3차원 객체의 컴포넌트들의 제2 집합 - 상기 컴포넌트들의 상기 제2 집합의 어느 것도 상기 선택된 의미와 연관되어 있지 않음 - 을 디스플레이하기 위한 프로그램 코드를 더 포함하고, 상기 선택된 의미와 연관된 컴포넌트들의 상기 집합은 상기 컴포넌트들의 제2 집합과는 상이하게 디스플레이되는, 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
10. 그래픽 디스플레이 디바이스를 사용하여 컴포넌트들을 구비하는 3차원 객체의 설계를 용이하게 하는 장치로서,
    (1) 상기 3차원 객체의 상기 컴포넌트들을 모델링하는 데이터의 데이터세트, (2) 복수의 의미 - 각각의 의미는 (a) 상기 설계 내의 컴포넌트의 사용자 정의 목적 또는 (b) 상기 사용자에 의해 컴포넌트들을 클래스들로의 카테고리화(categorization), 및 (3) 복수의 상기 의미와 복수의 상기 컴포넌트 사이의 다수 대 다수 관계들을 표현하는 데이터를 저장하도록 구성된 데이터베이스,
    각각이 상기 복수의 의미 중 적어도 한 의미와 연관되어 있는, 복수의 데이터 필터를 저장하도록 구성된 저장 디바이스,
    상기 데이터베이스 및 상기 저장 디바이스에 연결되어, 상기 복수의 의미 중 적어도 하나의 의미의 선택을 수신하고, 상기 3차원 객체의 컴포넌트들의 집합을 생성하기 위하여 상기 적어도 하나의 의미와 상기 저장된 관계들에 따라 상기 데이터 세트 내의 데이터를 필터링하도록 구성된 필터링 프로세서, 및
    상기 그래픽 디스플레이 장치 및 상기 필터링 프로세서에 연결되어, 상기 필터링 프로세서로부터 상기 컴포넌트들의 집합을 수신하고, 상기 그래픽 디스플레이 디바이스로 하여금 상기 컴포넌트들의 집합을 구별하여 디스플레이하도록 구성된 디스플레이 프로세서
    를 포함하는, 3차원 객체의 설계를 용이하게 하는 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 저장 디바이스는, 복수의 온톨로지컬 필터를 저장하도록 더 구성되어 있고, 각각의 온톨로지컬 필터는 상기 데이터베이스에 저장된 상기 데이터 중 하나 이상의 데이터와 연관되어 있으며, 상기 필터링 프로세서가 상기 컴포넌트들의 집합을 생성하기 위하여, 선택된 온톨로지컬 필터와 연관된 상기 하나 이상의 데이터에 따라 상기 데이터 세트 내의 데이터를 필터링하도록 더 구성되어 있는, 3차원 객체의 설계를 용이하게 하는 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 필터링 프로세서가 드래그 앤 드롭 이벤트에 응답하여 상기 선택을 수신하도록 더 구성되어 있는, 3차원 객체의 설계를 용이하게 하는 장치.
13. 제10항에 있어서, 상기 디스플레이 프로세서가 대화적으로 구성가능한 데이터 디스플레이 옵션에 따라 상기 컴포넌트들의 집합을 디스플레이하도록 더 구성되어 있는, 3차원 객체의 설계를 용이하게 하는 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 데이터 디스플레이 옵션이 색상 선택, 보여주기 또는 감추기 선택, 하이라이트 선택, 또는 선택들의 조합인, 3차원 객체의 설계를 용이하게 하는 장치.
15. 제10항에 있어서,
    제2 그래픽 디스플레이 장치, 및
    상기 제2 그래픽 디스플레이 디바이스 및 상기 필터링 프로세서에 연결되어, 상기 필터링 프로세서로부터 상기 컴포넌트들의 제2 집합을 수신하고, 또한 상기 제2 그래픽 디스플레이 디바이스를 사용하여 상기 컴포넌트들의 상기 제2 집합을 디스플레이하도록 구성된 제2 디스플레이 프로세서
    를 더 포함하는, 3차원 객체의 설계를 용이하게 하는 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 필터링 프로세서는, 다른 컴포넌트들의 집합에서의 변화를 반영하기 위하여, 컴포넌트들의 하나의 집합을 변경하도록 더 구성되어 있고, 상기 제1 및 제2 디스플레이 프로세서는 변경된 컴포넌트들의 집합 둘다를 실질적으로 동시에 디스플레이하도록 구성되어 있는, 3차원 객체의 설계를 용이하게 하는 장치.
17. 제10항에 있어서, 상기 필터링 프로세서는 기하학적 관계에 따라 상기 데이터 세트 내의 상기 데이터를 필터링하도록 더 구성되어 있는, 3차원 객체의 설계를 용이하게 하는 장치.
18. 데이터 세트로부터 선택된 데이터 서브세트를 비디오 디스플레이상에 디스플레이하는 방법으로서 - 상기 데이터 세트 내의 각각의 데이터는 3차원 객체를 표현함 -,
    상기 데이터 세트 내의 적어도 하나의 데이터에 적어도 하나의 의미를 할당하는 단계 - 모든 할당된 의미들의 집합은 온톨로지를 형성함 -,
    컴퓨터 프로세스에서,
    a) 상기 데이터 세트의 제1 서브세트를 결정하고 - 상기 제1 서브세트 내의 각각의 데이터는 상기 온톨로지 내의 주어진 제1 의미를 가짐 -,
    b) 상기 데이터 세트의 제2 서브세트를 결정하고 - 상기 제2 서브세트 내의 각각의 데이터는 상기 온톨로지 내의 주어진 제2 의미를 가짐 -,
    c) 상기 데이터 세트의 제3 서브세트를 형성하는 - 상기 제3 서브세트는 상기 제2 서브세트 내의 적어도 하나의 데이터와의 주어진 기하학적 관계를 만족시키는 상기 제1 서브세트 내의 각각의 데이터를 포함함 - 단계, 및
    상기 비디오 디스플레이로 하여금, 상기 제3 서브세트에 의해 표현되는 상기 3차원 객체들을 그래픽적으로 하이라이트하도록 하는 신호를 상기 비디오 디스플레이 쪽으로 전달하는 단계
    를 포함하는 디스플레이 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 제3 서브세트에 의해 표현되는 상기 3차원 객체들을 그래픽 하이라이트로 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 방법.
20. 제18항에 있어서, 상기 데이터 세트가 건물 또는 함선의 설계, 건조, 조사, 사용허가, 또는 작동에서 사용되는 3차원 객체들을 표현하는 디스플레이 방법.
21. 제18항에 있어서, 상기 데이터 세트는 데이터베이스에 저장되고, 상기 데이터 세트의 상기 제1 및 제2 서브세트를 결정하는 단계가 데이터베이스 쿼리를 사용하여 수행되는 디스플레이 방법.
22. 제18항에 있어서, 상기 비디오 디스플레이는 상기 3차원 객체들을 2차원 뷰로 디스플레이하는 디스플레이 방법.
23. 제18항에 있어서, 상기 비디오 디스플레이는 상기 3차원 객체들을 3차원 뷰로 디스플레이하는 디스플레이 방법.
24. 제18항에 있어서, 상기 제3 서브세트에 의해 표현되는 상기 3차원 객체들을 그래픽 하이라이트로 디스플레이하는 단계는, 상기 디스플레이 내의 위치들에 시각적 표시의 사본들을 디스플레이하는 단계를 포함하는 디스플레이 방법.
25. 비디오 디스플레이 상에, 데이터 세트 내의 각각의 데이터가 3차원 객체를 표현하는 상기 데이터 세트로부터 선택된 데이터의 서브세트를 디스플레이하기 위한, 컴퓨터 시스템 상에서의 사용을 위한 컴퓨터 판독가능 기록 매체로서, 상기 컴퓨터 판독가능 기록 매체는, 상기 컴퓨터 판독가능 기록 매체 상에 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드를 포함하고, 상기 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드는,
    상기 데이터 세트 내의 적어도 하나의 데이터에 적어도 하나의 의미를 할당하는 프로그램 코드 - 모든 할당된 의미들의 집합은 온톨로지를 형성함 -,
    상기 데이터 세트의 제1 서브세트를 결정하기 위한 프로그램 코드 - 상기 제1 서브세트 내의 각각의 데이터는 상기 온톨로지 내의 주어진 제1 의미를 가짐 -,
    상기 데이터 세트의 제2 서브세트를 결정하기 위한 프로그램 코드 - 상기 제2 서브세트 내의 각각의 데이터는 상기 온톨로지 내의 주어진 제2 의미를 가짐 -,
    상기 데이터 세트의 제3 서브세트를 형성하기 위한 프로그램 코드 - 상기 제3 서브세트는 상기 제2 서브세트 내의 적어도 하나의 데이터와의 주어진 기하학적 관계를 만족시키는 상기 제1 서브세트 내의 각각의 데이터를 포함함 -, 및
    상기 비디오 디스플레이로 하여금, 상기 제3 서브세트에 의해 표현되는 상기 3차원 객체들을 그래픽적으로 하이라이트하도록 하는 신호를 상기 비디오 디스플레이 쪽으로 전달하기 위한 프로그램 코드
    를 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
26. 제25항에 있어서, 상기 데이터 세트는 건물 또는 함선의 설계, 건조, 조사, 사용허가, 또는 작동에서 사용되는 3차원 객체들을 표현하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
27. 제25항에 있어서,
    상기 데이터 세트를 데이터베이스에 저장하기 위한 프로그램 코드, 및
    상기 데이터 세트의 상기 제1 및 제2 서브세트를 결정하기 위하여, 데이터베이스 쿼리를 수행하기 위한 프로그램 코드를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
28. 제25항에 있어서, 상기 3차원 객체들을 2차원 뷰로 상기 비디오 디스플레이상에 디스플레이하기 위한 프로그램 코드를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
29. 제25항에 있어서, 상기 3차원 객체들을 3차원 뷰로 상기 비디오 디스플레이상에 디스플레이하기 위한 프로그램 코드를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
30. 제25항에 있어서, 상기 디스플레이 내의 위치들에 시각적 표시의 사본들을 디스플레이함으로써 상기 3차원 객체들의 제3 서브세트를 그래픽적으로 하이라이트하기 위한 프로그램 코드를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.

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