3D 모델링과 렌더링, 확장자 파일 종류까지 완벽 정리

 

1. 3D 모델링: 디지털 세계를 만드는 첫 단계

3D 모델링은 객체의 구조를 디지털로 표현하는 과정입니다.

• 주요 소프트웨어: Blender, 3ds Max, Maya, SketchUp 등 다양한 프로그램이 사용됩니다.
• 활용 분야: 건축 설계, 제품 디자인, 캐릭터 제작 등에서 폭넓게 활용됩니다.
• 작업 과정: 점(vertex), 선(edge), 면(face)을 조합하여 3차원 형상을 만듭니다.

모델링은 창의력과 기술의 조화가 필요하며, 작업자는 객체의 크기, 질감, 형태 등을 정확히 표현해야 합니다.

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2. 3D 렌더링: 현실감을 더하는 기술

모델링이 끝난 후, 렌더링 과정을 통해 객체에 생명력을 불어넣습니다.

• 렌더링 정의: 3D 모델에 조명, 그림자, 질감을 추가하여 현실감 있게 표현하는 과정입니다.
• 렌더링 종류: 실시간 렌더링(게임 엔진 사용)과 비실시간 렌더링(영화 제작 등 고해상도 작업)으로 나뉩니다.
• 주요 소프트웨어: V-Ray, Lumion, Unreal Engine, KeyShot 등이 대표적입니다.

렌더링은 최종 결과물의 품질을 결정하며, 이는 프로젝트의 성공 여부와 직결됩니다.

 

확장자가 STL파일은 설계한 데이터의 내부가 비어있는 타입이고,

확장자가 STP인 파일은 내부가 꽉 차있는 형태라 생각하면 이해가 빠를 거라 봅니다.

 

이렇게 속이 꽉 차 있는 데이터가 솔리드데이터입니다.(사각 박스 안이 비어 있는 것과 물이 가득 채워져 있는 것을 상상하면 됩니다.)

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문제는 3D Max나 Sketch up, Maya 등에서 작업된 파일들은 폴리곤(3차원 입체형상을 구성하는 가장 기본 단위)타입으로 3D 프린터에서 작동되는 것은 문제가 안되지만 MCT작업으로는 솔리드 데이터가 아니어서 작동이 되지 않아 문제가 되기에 솔리드 모델링 프로그램에서 다시 작업을 진행해야 하는 번거로움이 있습니다.

 

변환기 프로그램이 있으나 치수 오차 및 오류 등이 생겨 정확한 치수 반영하기가 어렵습니다.

 

금형 제작을 목적으로 3D Modeling을 하신다면 아래와 같은 설계 기반 프로그램으로 작업하시기를 바랍니다. 주로 사용하는 프로그램으로 NX, Pro-e, Catia, Solid-Works, Rhino 3D등의 프로그램을 사용하시면 stp파일은 물론 stl파일도 변환이 가능합니다.

맥스나 마야는 주로 애니메이션용으로 제작이 되어지기에 파일 용량을 최적화 시키기 위하여 세그먼트 타입으로 모델링이 제작되어집니다. 라이노도 가능하지만 라이노로 설계해서 금형이나 시제품을 제작 할 경우에는 몇 가지 주의 사항이 있습니다.

 

3D프린터에는 stl 이라는 확장자로 변환이 되어야 작업이 가능합니다.

 

적층 방식의 구조라 공용화된 stl파일을 이용하여 시제품을 만들게 됩니다.

 

대량의 제품 생산 시에는 금형을 제작하여 사출 하는 방법을 생각해야 하기 때문에 솔리드 모델링이 가능한 프로그램(주로 NX나 카티아입니다.) 으로 설계하는 것을 추천합니다. 비교적 초보 입문자들이 쉽게 접근 할 수 있는 프로그램으로 Rhino 3D가 있지만 데이터 손실이 많기 때문에 디자인 용도가 더 적합할 것으로 보입니다. 본격적으로 제품 디자인 및 설계를 요한다면 좀 더 상위 버전의 프로그램을 다루시는 것이 좋습니다.

 

3. 주요 3D 파일 확장자와 그 특성

3D 작업에서 파일 확장자는 소프트웨어 호환성과 작업 효율성을 좌우합니다.

• OBJ: 가장 널리 사용되는 포맷으로, 텍스처 및 모델 데이터 포함.
• FBX: 애니메이션 데이터를 포함할 수 있어 게임 및 영화 제작에 주로 사용.
• STL: 3D 프린팅에 최적화된 파일.
• GLTF/GLB: 웹과 모바일에 적합한 경량 파일 형식.
• DXF: CAD 프로그램 간의 데이터 교환에 유용.

# STP (STEP, Standard for the Exchange of Product model data)

• 특징:
  STP 파일은 ISO 표준 형식으로, CAD 소프트웨어 간 데이터 교환을 위해 설계되었습니다. 제품 모델 데이터를 구조적이고 정밀하게 저장하며, 기하학적 데이터와 함께 어셈블리 정보도 포함합니다.
• 활용 분야:
  • CAD 데이터 교환: 다양한 CAD 소프트웨어 간 설계 데이터 공유.
  • 제품 개발: 복잡한 제품 설계와 어셈블리 작업.
  • 기계 공학: 3D 모델의 정밀성을 요구하는 작업.
• 장점:
  • 소프트웨어 간 높은 호환성.
  • 3D 모델의 정확한 기하학적 데이터 보존.
  • 어셈블리 구조를 포함하여 대규모 설계 프로젝트에 적합.
• 단점:
  • 파일 크기가 상대적으로 클 수 있음.
  • 텍스처나 렌더링 정보는 포함되지 않음.

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# X_T (Parasolid Text)

• 특징:
  X_T 파일은 Parasolid 커널에서 사용하는 기본 파일 형식으로, 3D 기하학적 데이터와 모델링 작업의 세부 정보를 포함합니다. 고정밀 설계 데이터를 보존하며, Parasolid를 사용하는 다양한 CAD 소프트웨어에서 기본적으로 지원됩니다.
• 활용 분야:
  • 정밀 모델링: 기계 부품 및 제품 설계.
  • 고급 CAD 작업: 고정밀 모델의 설계 및 분석.
  • 시뮬레이션: 구조 및 유동 해석에 사용될 설계 데이터 준비.
• 장점:
  • 기하학적 데이터의 높은 정밀도.
  • 경량화된 데이터로 복잡한 작업도 효율적으로 처리 가능.
  • Parasolid 기반 소프트웨어 간 호환성이 뛰어남.
• 단점:
  • Parasolid 기반이 아닌 소프트웨어에서는 제한적 사용.
  • 어셈블리 구조나 텍스처 정보가 포함되지 않음.

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STP와 X_T의 차이점과 선택 가이드

파일 형식주요 특징장점단점활용 추천

STP	ISO 표준, 제품 모델 교환용	높은 호환성, 어셈블리 지원, 정밀한 데이터 보존	파일 크기 큼, 텍스처 정보 미지원	다양한 CAD 소프트웨어 간 데이터 교환, 어셈블리 설계
X_T	Parasolid 기반 고정밀 모델링	경량화, 정밀도 높음, Parasolid 소프트웨어 최적화	Parasolid 비호환 소프트웨어 사용 제한	고정밀 기계 설계, 시뮬레이션 준비

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STP와 X_T 파일을 활용한 팁

1. 프로젝트 요구 사항 파악:
   • 정밀 설계가 필요하다면 X_T 파일을 사용하는 것이 적합합니다.
   • 여러 CAD 소프트웨어 간 호환성이 중요하다면 STP 파일이 이상적입니다.
2. 소프트웨어 지원 확인:
   • Parasolid 커널 기반 소프트웨어(예: SolidWorks, Siemens NX)에서는 X_T가 더 효율적입니다.
   • AutoCAD, CATIA, Creo와 같은 소프트웨어 간 작업이 필요한 경우 STP 파일이 유리합니다.
3. 파일 크기와 성능 고려:
   • STP 파일은 어셈블리 정보로 인해 파일 크기가 크지만, 복잡한 설계 데이터를 쉽게 공유할 수 있습니다.
   • X_T 파일은 경량화된 구조로 작업 속도가 빠릅니다.
4. 저장 시 멀티포맷 고려:
   • 프로젝트에 따라 동일한 데이터를 여러 형식으로 저장하여 유연성을 확보하세요.

STP와 X_T 파일은 CAD 설계에서 핵심적인 역할을 합니다. 각 파일의 특성과 장단점을 이해하고, 프로젝트의 요구 사항에 맞는 형식을 선택하면 설계와 데이터 교환의 효율성을 극대화할 수 있습니다. 정밀도와 호환성을 모두 고려해 최적의 파일 형식을 선택하세요!

작업 목적에 따라 적합한 파일 형식을 선택하면 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.

 

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4. 3D 작업 시 파일 확장자를 선택하는 팁

적합한 파일 형식을 선택하는 것은 프로젝트의 성공에 필수적입니다.

• 호환성 확인: 사용 중인 소프트웨어와 하드웨어가 파일을 지원하는지 확인합니다.
• 파일 크기 고려: 용량이 큰 파일은 작업 속도를 저하시킬 수 있으므로 적절한 포맷을 선택합니다.
• 프로젝트 목적: 3D 프린팅, 애니메이션, 실시간 렌더링 등 목적에 따라 최적의 파일 형식을 선택합니다.
• 다양한 포맷 저장: 필요 시를 대비하여 동일한 모델을 여러 확장자로 저장하는 것도 좋은 방법입니다.

파일 확장자를 잘 이해하고 활용하면 작업의 효율성과 결과물의 품질을 동시에 높일 수 있습니다.

 

또한, 3D모델링 파일을 주고 받을 때는 PDF 등으로 제품을 확인할 수 있는 파일과 함께 보내는 것이 좋습니다.

(3D프로그램이 없는 제조업체들도 많습니다.)