연구의 선진화와 생산성 향상에
필요한 최적의 소프트웨어와 컨설팅을
공급하도록 노력하겠습니다.

OverView

 

3D 이미지 데이터 가시화, 분석 및 모델 생성 소프트웨어

ScanIP는 3D 이미지 데이터를 CAD, FEA(유한요소 해석), CFD(전산 유체 역학) 및 3D 프린팅을 위한 고품질 계산 모델로 변환해 주는 영상처리 및 모델 생성 소프트웨어입니다.

 

ScanIP의 제품 구성 및 옵션들

  • ScanIP: 영상 처리 및 가시화 핵심 소프트웨어(가장 기본 소프트웨어)
  • +FE Module: 메쉬(Mesh) 생성을 위한 추가 모듈
  • +NURBS Module: NURBS 생성을 위한 추가 모듈
  • +CAD Module: CAD 통합을 위한 모듈로 별도 실행 파일

영상안에 캐드 모델 통합


제품 및 모듈 별 기능 비교

Feature ScanIP +FE Module +CAD Module +NURBS Module
Import Image Data (incl. CT, MRI, Jpeg …)      
Volume Rendering    
Segmentation      
Measurement and Statistics Tools      
Robust Booleans Between Parts      
Generate High Quality Surface Mesh      
Export STL    
Generate High Quality Volume Meshes (Hex/Tet or All Tet)      
Automated Greylevel based Material Property Assignment      
Export FE Mesh (Abaqus, Ansys etc.)      
Export CFD Mesh (Fluent etc.)      
Import CAD/STL      
Position CAD within Image      
Export NURBS Surfaces      

라이선스 옵션

본 제품은 사용목적에 따라 컨설팅 비지니스용, 상업용, 연구용, 수업용으로 나뉘며, 년간-계약 라이선스와 영구 라이서스로 판매됩니다. 라이선스 방식은 Node-Locked과 Floating-Network 방식이 있습니다.


컴퓨터 및 소프트웨어 사용 조건

  최소 사양 권장 사양
운영체제 Windows 8* • Windows 7* • Windows Vista*•
Windows XP* • Licensing tools for Linux 64-bit**
Windows 7 64-bit edition
프로세서 Intel Core i3 or equivalent Intel Core i7 or equivalent
메모리 4096 MB (4GB) 16384 MB (16 GB) or higher***
그래픽
카드
OpenGL compatible graphics card with 32 MB RAM OpenGL compatible graphics card with 1024 MB RAM
모니터
해상도
1024 x 768 High colour (16 bit) 1920 x 1080; True Colour (32bit) or more
HDD
용량
10GB 100GB

ScanIP

 

Simpeware ScanIP
3D Image Visualization and Processing Software

ScanIP는 3D 스캔 데이터(MRI, CT, Micro-CT, FIB-SEM 등)를 3D 모델로 빠르게 변환해 주는 영상처리 소프트웨어로, 영상 데이터를 쉽고 편리하게 가시화하고 분석할 수 있는 영상 분할 및 정량화 툴들을 제공합니다.

분할한 영상들을 다른 캐드(CAD) 소프트웨서 사용하거나 3D 프린팅을 위한 Surface 모델 및 메쉬(mesh)로 내보낼 수 있습니다. ScanIP 기본 팩키지에 추가로 FEA 및 CFD 목적의 Volume mesh 생성하거나, 영상과 CAD 데이터를 통합하거나 NURBS 기반의 모델을 생성하기 위한 추가 모듈들이 있습니다.



 

특징

  • •직관적인 사용자 인터페이스
        - 편리한 사용법
  • •고품질의 멀티-파트 STL, 서페이스 모델 생성
        - 수동 수정 또는 매쉬 재구성을 할 필요 없음
  • •스크립팅(Scripting)
        - 반복 작업들을 자동화
  • •서페이스 추출 및 가시화를 위해 영상으로부터 직접 서페이스로 변환
        - 사용자의 데이터를 정확한 고품질로 표현 가능

핵심 기능

  • •폭넓은 입력 파일 형식들을 지원
  • •여러 개의 2D/3D 화면 모드와 사용자 맞춤형 워크스페이스
  • •배경 영상과 마스크 적용한 볼륨 렌더링
  • •다른 소프트웨어서 사용할 수 있도록 CAD 형태로 직접 내보내기
  • •강력한, 자동, 반-자동 분할 도구들
  • •볼륨과 토폴로지(topology)를 유지한 smoothing
  • •강력한 멀티-파트 서페이스 메쉬/STL 생성 기능


 

ScanIP의 주요 기능

입력 파일 형식

  • •DICOM (version 3.0 and 2D stacks)
  • •ACR-NEMA (versions 1 and 2)
  • •Interfile
  • •Analyze
  • •Meta-image
  • •Raw image data
  • •2D image stacks: BMP, GIF, JPEG, PCX, PNG, TIFF, XPM

출력 파일 형식

  • •Segmented image: RAW image
  • •Surface model: STL, IGES, ACIS (SAT), ANSYS surface, ABAQUS surface, OPEN INVENTOR, POINT CLOUD
  • •3D screenshot: JPEG, PNG, VRML, Postscript (*.eps), BMP, PNM, PDF

일반 사용자 인터페이스

  • •현대식 리본 인터페이스
  • •사용자 정의 인터페이스: 도킹 툴 박스, 2D/3D 화면 옵션들
  • •실행취소/재실행 기능 지원
  • •2D와 3D에서 독립적인 부분 가시화 제어 가능
  • •영상 분할을 돕기 위해 워크스페이스 안으로 여러 이미지 세트들을 불러 올 수 있음
  • •최적의 스레쉬홀드 값을 찾기 위한 히스토그램과 프로파일 선 유틸리티들
  • •프로젝트 생성부터 적용한 필터 및 툴들에 대한 자동 로깅 및 타임스탬 기록
  • •워크스페이스 탭: 활성화된 문서, 마스크(mask) 및 모델 통계 , 문서 로그 및 스크립팅 인터페이스 간의 전환
  • •환경설정(Preferences): 기본 설정을 위한 다양한 여러 옵션들
        - General: 실행 취소, 기본 시작 레이아웃, 병렬처리를 위한 최대 허용 CPU 수
        - 3D view: 문서 닫기 전 마지막 카메라 위치 저장. 스테레오 렌더링 설정, 고차원 메쉬 요소로 나누기 위한 옵션들 (FE meshes 및 NURBS patches용)
        - Volume rendering: GPU 렌더링 지원, rendering supported, 시작시 3D 화면 보이기
    •Folders: 임 파일들의 위치를 변경할 수 있는 옵션
    •Statistics: 마스크(Mask)와 모델 통계에 대한 기본 템플릿
    •Scripting: 스크립트 언어 지원 활성화/비활성화

2D 사용자용 인터페이스

  • •3x 2D views(2D 화면 3개)
  • •한 슬라이스 이미지에 대한 작업, 슬라이스 선택, 또는 전체 볼륨 선택
  • •2D 단면들의 위치를 식별하기 위한 마커(Markers) 기능
  • •마스크 투명(Mask transparency)
  • •2D 단면 슬라이스들 상에서 3D 모델 윤곽 표시

3D 사용자용 인터페이스

  • •배경 볼륨 렌더링 : 표준 사전 설정 또는 그레이스케일 매핑 사용
  • •하나의 마스크 볼륨 렌더링
  • •3D 화면을 이용한 인터렉티브한 자르기
  • •자르기 박스: 제한 없는 인터렉티브한 3D의 단면
  • •분할 영상을 빠르게 가시화 하기 위한 매우 빠른 3D 미리보기 모드: 속도를 높이고 메모리 소모를 줄이기 위해 미리보기 품질을 변경할 수 있는 능력
  • •마스크 투명(Mask transparency)
  • •선택한 하드웨어 모드를 적용한 3D 입체적 가시화: Crystal eyes, Red/blue, Interlaced, Left, Right, Dresden, Anaglyph, Checkerboard
  • •와이어프레임 모드
  • •서페이스 모드위에 정점 선들을 중첩
  • •조명 및 3D 렌더링 조정
  • •배경 그라데이션 조정
  • •서페이스 엔티티(entities) 보기 : CFD 경계 조건, node sets, contacts, shells
  • •재질 속성에 기반한 그레이스케일의 등고선 보기
  • •모델 쉐이딩 옵션들: flat, gouraud, shader

통계적 분석

  • •Quick statistics: 일반적으로 요구되는 정량 분석을 빠르게 계산(volume, surface area, average greyscale, etc.)
  • •Mask statistics (벡셀 정보에 기반):
      내장 템플릿: 일반 통계, 재료 속성, 방향, 기공 크기
      사용자 정의 템플릿 생성 능력
      다음을 포함한 다양한 통계 정보들:
        - Voxels: count, volume, surface area, etc.
        - Greyscales: mean, standard deviation, minimum, maximum, etc.
        - Surface estimation: area, area fraction, volume, volume fraction, etc.
        - Material properties: mass, mass density, Young’s modulus, Poission’s ratio,
        - moment of inertia, etc.
        - Axis aligned bounding boxes
        - Axis aligned bounding ellipsoids
        - Object oriented bounding boxes
        - Object oriented bounding ellipsoids
        - Create a user defined statistic

모델 통계(폴리곤 정보에 기반):

  • •사용자 정의 템플릿 생성 능력
  • •내장 템플릿: 일반 통계(perimeters, Surfaces, Volumes), 메쉬 품질, 방향(perimeters, surfaces, volumes), 기공 크기, 서페이스 품질
  • •다음을 포함한 다양한 통계 정보들:
        - Surface parameters: element count, node count, edge count, etc.
        - Perimeters: length, mean edge length, mean dihedral angle, etc.
        - Surface triangle and quadrilateral primitives: edge-length, in-out ratio, distortion, etc.
        - Tetrahedral, hexahedral, pyramid and prismatic volume element primitives: angular skew, volume skew, shape factor, Jacobian, etc.
        - Axis aligned bounding boxes
        - Axis aligned bounding ellipsoids
        - Object oriented bounding boxes
        - Object oriented bounding ellipsoids
        - Create a user defined statistic
  • •사용자가 정의한 템플릿과 통계치들을 저장하고 가겨오기
  • •사용자가 정의한 관심영역(ROIs)내의 통계치들을 계산

측정 도구들

  • •2D/3에서 점, 거리, 각도 생성 및 저장
  • •3D 서페이스에 스냅
  • •프로파일 선
  • •히스토그램
  • •콤마로 구분된 값으로 내보내기

영상처리 도구들

  • •데이터 처리 기능들:
    •Crop
    •Pad
    •Rescale
    •Shrinkwrap
    •다양한 내삽 기술을 이용한 리샘플링: nearest neighbour, linear, majority wins and partial volume effects
    •Flip
    •Shear
    •Align

기본 필터들(가장 일반적으로 사용):

  • •Smoothing: recursive Gaussian
  • •Noise filtering: mean filter, median filter
  • •Cavity fill
  • •Island removal filter

고급 필터들(보다 전문적인 응용에 사용):

  • •Watershed from markers
  • •Equalise slice histograms
  • •CT image stabiliser
  • •Binarisation filter
  • •Gradient magnitude filter
  • •Gradient anisotropic diffusion
  • •Curvature anisotropic diffusion
  • •Curvature flow
  • •Discrete Gaussian filter
  • •Min/max curvature flow
  • •Skeletonisation
  • •Metal artefact reduction

Level set methods:

  • allow segmentation based on implicit surfaces. Contour specific features can therefore be controlled during the region growing/surface adjusting process

Morphological filters:

  • •Erode
  • •Dilate
  • •Open
  • •Close

Lattice factory:

  • 사용자가 정의한 내부 구조로 마스크를 채움

Segmentation tools:

  • •Paint/unpaint
  • •Paint with threshold
  • •Confidence connect region growing
  • •Floodfill
  • •Thresholding
  • •Automated generation of masks for pre-segmented images
  • •Magnetic lasso
  • •Multilevel Otsu segmentation

Boolean operations:

  • •Union
  • •Intersect
  • •Subtract
  • •Invert

Overlap Check:

  • 활성 마스크의 중첩 볼륨을 확인하기 위해 마스크 표시/생성
    Topology and volume preserving smoothing
    Aggressive smoothing
    Decimation
    Multipart surface creation
    Surface element quality control (다른 소프트웨어에서 볼륨 메쉬 작업을 위해)
    So-called ‘sub-pixel accuracy’ through the use of partial volume effects data

Surface Mesh Quality Inspection Tool

  • •서페이스 삼각망 또는 삼각망의 클러스트를 검사
  • •메쉬 에러를 표시하는 옵션(예: 표면의 구멍, 표면의 교차점들)과 경고
  • •사용자가 정의한 스레쉬 홀드 이상 왜곡된 요소들을 표시
  • •문제가 될 만한 요소에 줌인하여 보다 자세히 조사

스크립트(Scripting)

  • ScanIP API: ScanIP 응용 프로그램 인터페이스(API)는 객체 지향 프로그램 라이브러리로 ScanIP의 거의 모든 기능들을 액세스할 수 있다. 다음과 같이 다양한 스크립트 언어들을 지원한다:
    •Python
    •Iron python
    •C#
    •Visual basic
    •Boo
    •Java
  • 매크로 기록: 매크로를 기록, 저장 및 재생
  • 로그 기록을 스크립트로 전환

Other

  • •인터렉티브한 CAD/STL 객체 통합과 배치를 위해 Simpleware의 -CAD 모듈과 완벽한 통합
  • •FE및 CFD 시뮬레이션에 적합한 직접 볼륨 요소 생성을 위해 Simpleware의 +FE 모듈과 완벽한 통합
  • •NURBS 패치 생성을 위해 Simpleware의 +NURBS 모듈과 완벽한 통합

스크린샷 - 활용사례

+FE Module

 

+ FE Module
Meshing Software Module for FEA & CFD

+FE Module은 영상 기반의 메쉬 생성 소프트웨어로, 분할한 3D 영상 데이터를 여러 볼륨 메쉬들로 변환하여 FE(유한요소) 및 CFD(전산 유체 역학) 팩키지로 내보낼 수 있는 고품질 변환 솔루션입니다.

적합한 인터페이스와 공유 노드를 얻기 위해 Simpleware사 소유의 고유 알고리즘을 사용합니다. 또한, material properties를 할당하고, contact sets과 shell elements를 정의할 수 있고, CFD 메쉬에 대한 경계 조건을 정의할 수 있습니다. 다른 소프트웨어에서 다시 메쉬 작업을 할 필요가 없기 때문에 작업 시간을 단축시킬 수 있습니다.



 

특징

  • •자동화, 강력하고 빠른 처리
    -영상 분할에서 모델 분석 준비까지 몇 분 안에 가능
  • •일반 보급형 PC에서 복잡한 메쉬 생성 및 해석이 가능
    - 고성능 PC 없이 복잡한 모델을 얻을 수 있음
  • •영상 품질에 대한 위상학/형태학적 정확도를 대표
    - 영상 분할과 평활화(smoothing) 작업 동안 영상의 정확도 유지
  • •FE 및 CFD를 위한 메쉬 도메인에 적합, FSI 분석에 이상적임
    - 간격(gap)이나 중첩없이 멀티-파트 모델을 생성

핵심 기능

  • •무작위적인 기하학적 복잡성을 띤 데이터로부터 메쉬를 생성할 수 있음
  • •격자 기반과 자유 메쉬 방식 사이의 사용자 선택
  • •신호 강도에 기반한 메쉬에 재료 속성을 할당
  • •토폴로지(Topology)와 볼륨은 스무딩(smoothing) 알고리즘을 유지
  • •여러 구조들/관심 영역들에 대한 메쉬 생성
  • •접촉면/인터페이스와 조화
  • •사용자 정의 메쉬 미세조정


 

+FE 모듈의 주요 기능

+FE 모듈은 ScanIP내에 완전 통합된 메쉬 생성 모듈로 마스크를 볼륨 메쉬로 변환하는 툴입니다. 또한, 접촉면, 표면 요소 세트, 노드 세트, 쉘 요소들을 생성할 뿐만 아니라 재료 속성도 할당할 수 있습니다.

파일 내보내기 형식

  • •FE 출력 형식: FE 출력은 노드(nodes), 육면체(hexahedral), 사면체(tetrahedral), 쉘 요소(shell elements), 재료 특성(material properties), 접촉 표면(contact surfaces)과 노드 세트(node sets)를 포함합니다.
    Abaqus, Adina, Ansys, Ansys Workbench, Comsol, LS-Dyna, MSC Nastran and Patran, VTK
  • •CFD 출력 형식: FLUENT, OpenFOAM, COMSOL, VTK
  •  

매쉬 생성

  • •멀티-파트 볼륨 메쉬 생성(FE 및 CFD 메쉬를 위한 옵션 가능):
      혼합 육면체/사면체 또는 순수 사면체 요소 볼륨 메쉬 생성
      요소 유형들: 선형, 2차(mid-side nodes) 또는 곡선 이차 요소 유형들
      메쉬 생성 알고리즘:
        - +FE Grid: 영상 해상도 기반의 메쉬
        - +FE Free: 영상 해상도로부터 점진적으로 조정한 메쉬
      고급 +FE Grid 옵션들:
        - Smooth or voxel cell (pure hexahedral with unsmoothed boundaries/interfaces) mesh
        - Surface smoothing
        - Mesh quality optimisation
        - Mesh adaptation
      고급 +FE Free 옵션들:
        - Adaptive surface remeshing
        - Characteristic element edge lengths (min/max)
        - Surface elements constraints: surface change rate, number of elements across a layer
        - Volume elements constraints: internal change rate, number of quality optimization cycles
      추가 메쉬 품질 향상 옵션들: User defined minimum target element qualities. Quality metrics include:
        - In-out aspect ratio
        - Tetrahedron volume skew
        - Tetrahedon minimum dihedral angle
        - Jacobian
      Allow element nodes to be slightly off-surface to improve mesh quality
      Preserve mesh periodicity at periodic faces (if any) of the geometry
      Part-wise mesh generation with smooth, conforming interfaces at boundaries
      Adaptive meshing for reduced mesh density away from boundaries
      Automated feature based mesh refinement (+FE Free)
      Element quality statistics provided in the log history
      Mesh refinement regions: User defined mesh density control through the use of regions of interest (ROIs) of high density and relaxation/transition zones. Available ROI options include:
        - Frustum
        - Sphere/spheroid
        - Cube/cuboid
        - Cylinder
        - Finite plane
        - Cone
  • •Multipart Volumetric Meshing (options available for FE meshes only):
    Shell elements: Shell element sets can be defined at the outer surfaces and interfaces of parts. This shell mesh can either be exported on its own or as a layer of elements encasing the volumetric mesh. The ROI tools can also be used to define shell element sets.
    Contact Surfaces and Node Sets: Contact surfaces and node sets can be automatically defined between any parts in contact as well as between a part and the surrounding medium and a part and the borders of the bounding box. The ROI tools can also be used to define surface and node sets.
  • •Multipart Volumetric Meshing (options available for CFD meshes only):
    CFD Export Options: Material definitions can be set to either fluid or solid. It is possible to define any identifiable contact surface as a specific boundary type:
        - Wall
        - Symmetry
        - Inlet (velocity, pressure, mass-flow, vent or fan intake)
        - Outlet (pressure, exhaust, vent or outflow)
        - Interior boundaries (interface, porous jump, fan or radiator)
        - Generic patch (to be assigned in CFD package)
    Define high quality arbitrary inlets/outlets for CFD using mesh clipping planes
    Boundary layer meshing: generate prism cells close to solid boundaries to model high fluid gradients in the viscous regions
  • •Material Properties: Volume element material properties can be set to:
    Placeholder: for later definition in FE package of choice
    Homogeneous: where mass density, Young's Modulus and the Poisson's ratio are constants defined by the user
    Greyscale: where material properties within parts can be automatically assigned from the image data, based on user defined functions to relate
    greyscale value of the original data to density
    Density: as a function of element parent voxel greyscale (GS) is given by:
        ρ = a + (b × GS)
        (where a, b are user defined variables which may be non-integer).
    Young's Modulus: as a function of density is given by:
        E = a + (b × ρc)
        (where a, b and c, are user defined variables)
    Poisson's ratio: as a function of density is given by:
        µ = a
        (where a is user defined)
  • •Mesh Quality Inspection Tool
    Inspect FE/CFD mesh quality based on a variety of metrics
    Inspect elements/cells individually or in groups (violating the same quality metric)
    Show mesh errors (self-intersections) and/or warnings (distorted elements/cells)
    Click on an entry in the quality inspection dialog to zoom into the specific element/cell
    Also pin-points location within the image data/segmentation
    User defined thresholds on quality metrics
    Available mesh quality metrics:
        - In-out aspect ratio
        - Edge length aspect ratio
        - Angular skew
        - Volume skew
        - Shape factor
        - Min/max dihedral angle
        - Jacobian
        - Minimum edge length
        - Boundary layer edge length ratio (for CFD meshes only)

스크린샷 - 활용사례

+NURBS Module

 

+NURBS Module
NURBS Generation Software Module

+NURBS 모듈은 NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines)을 영상에 피팅함으로써 영상 데이터를 컴퓨터 지원 설계(CAD) 형태로 변환합니다. 이러한 통합 모듈은 자동 패치 피팅과 서페이스 생성 기술들을 사용하여 분할한 관심영역(ROIs)을 NURBS IGES 파일로 변환함으로써 다른 CAD 소프트웨어에서 바로 사용할 수 있도록 해줍니다. +NURBS 모듈은 ScanIP에 완전 통합하여 사용할 수 있습니다.



 

특징

  • •완전 자동화 NURBS 패치 피팅
    -영상 분할에서 CAD 모델 준비까지 몇 분 안에 가능
  • •기하학과 토폴로지를 정교하게 유지
    -분할과 모델 간의 특징 손실 없음
  • •패치 레이아웃과 제어점들을 제어
    -지오메트리 본래 특성에 따라 패치 레이아웃 최적화

핵심 기능

  • •NURBS 패치를 피팅하기 전에 삼각 모델 미리보기를 생성하는 두 단계
  • •입력 서페이스를 향상시키기 위한 추가 삼각 최적화 알고리즘
  • •패치 피팅 알고리즘 선택
  • •복잡한 지오메트리에 대한 뛰어나고 빠른 피팅
  • •단순한 부분에 대한 보다 조직화된 패치 피팅
  • •객체 가장자리에 대한 필렛(Fillet) 보존 옵셥
  • •제어점들의 수와 밀도를 설정하는 옵션


 

+NURBS 모듈의 주요 기능

+NURBS 모듈은 NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines)을 생성할 수 있는 모듈로 영상 데이터를 CAD 형태로 변환합니다.
내보내기 파일 형식:IGES(*.iges), 다른 파일 형식들도 곧 지원할 예정임...


패치 피팅(Patch Fitting)

  • •패치 피팅 이전에 삼각 모델 미리 보기를 생성하는 두 단계
  • •패치 피팅하기 전에 삼각 서페이스를 개선시키기 위한 추가적인 재-메쉬 알고리즘
  • •패치 피팅 옵션: curvature and contour algorithms
  • •최적 피팅을 위한 현명한 자동 서페이스 설정 기능
  • •두 피팅 알고리즘을 미세 조정하기 위한 고급 옵션들에 대한 접근성
  • •패치의 목표 개수 설정 옵션
  • •Contour 접근법은 객체 가장자리에 필렛(fillet)를 보존
  • •Allow control points to be adaptively to patch complexity or constant

품질 검사 도구(Quality Inspection Tool)

  • •Inspect NURBS model to check for errors
  • •Inspect individual patches or clusters of patches
  • •Option to show errors (e.g. surface holes and surface intersections) and warnings (e.g. patch distortions)
  • •Show distorted patches above a user-defined threshold
  • •Click on an entry in the quality inspection dialog to zoom into the specific patch
  • •Also pin-points location within the image data/segmentation

스크린샷 - 활용사례

+CAD Module

 

+CAD Module
CAD Integration Software Module

파일을 읽고, 인터렉티브하게 CAD 객체의 위치를 배치하고, 영상 냉에 CAD 모델을 통합할 수 있는 매우 직관적인 방법을 제공합니다.
+CAD 모듈은 ScanIP에 완벽하게 통합되며, CAD 객체들을 3D 영상 안으로 통합하는 기능을 제공합니다. 결합된 결과 모델은 멀티-파트 CAD 모델로 내보내거나 +FE 모듈을 이용하여 멀티-파트 볼륨 메쉬로 내보낼 수 있습니다.



 

특징

  • •3D 영상과 CAD데이터를 쉽게 결합 가능
    -CAD에서 이미지 기반의 모델 작업을 별도로 하지 않아도 됨.
  • •영상과 CAD 데이터를 결합한 결과를 표출하는 정확한 메쉬를 생성
    -ScanIP와 +FE 모듈의 강력한 메쉬 알고리즘
  • •변동성(variability) 테스트를 위해 여러 메쉬들 생성하는 작업을 단순화할 수 있음
    -실제 시나리오를 원활하게 반복해 볼 수 있음

핵심 기능

  • •일반적으로 사용되는 CAD 형식을 3D 영상안으로 직접 가져올 수 있음.
  • •2D/3D화면에 대한 사용자 맞춤-인터페이스 기능
  • •정확한 위치 설정을 위한 실시간 인터렉티브 모드 또는 직접 키보드 사용
  • •사용자가 정의한 벡터를 따라 움직임 위치를 제한
  • •지오메트리 손실 없는 리샘플링
  • •템플릿 생성을 위한 CAD 원형 만들기
  • •내부 마이크로-아키텍처 생성
  • •결합한 모델을 STL로 내보내거나 ScanIP로 가져와서 볼륨 메쉬 작업


 

+CAD 모듈의 주요 기능

+CAD 모듈은 영상 데이터 안으로 CAD 모델을 가져와서 인터렉티브하게 배치할 수 있습니다. 결합된 결과 모델들은 멀티-파트 CAD 모델로 내보내거나 +FE 모듈을 이용하여 멀티-파트 유한 요소 또는 CFD 메쉬로 자동 변환할 수 있습니다. 뿐만 아니라, +CAD는 3D 프린팅 어플리케이션에서 사용할 수 있도록 내부 구조 마법사를 제공합니다.

입력 파일 형식: ScanIP 프로젝트 파일(영상 배경 및 마스크), STL, IGES/IGS, STEP/STP, 3DS

출력 파일 형식: ScanIP 파일(추가 저리 및 메쉬 작업을 위해), STL


사용자 인터페이스

  • •현대식 리본 인터페이스
  • •사용자-맞춤형 인터페이스: 도킹 도구 상자들, 2D/3D 화면 보기 옵션
  • •취소/재실행 지원
  • •2D와 3D에서 독립적인 부분 가시화 제어
  • •워크스페이드 탭: 활성화된 문서와 스크립트 인터페이스가 토글 전환
  • •조명 및 3D 렌더링 조절
  • •배경 그라이데이션 조정

CAD와 영상 데이터 작업 기능들

  • •복셀화 작업을 이용하여 CAD 모델들을 이미지 마스크로 변환. 3가지 방법을 제공:
        - Accurate for manifold objects: when converting watertight object
        - Accurate for non-manifold objects: when converting non-watertight object
        - Robust: Less accurate but failsafe option for poor quality objects
  • •내삽법을 적용한 영상 데이터 리샘플링:
        - Nearest neighbour, Linear, Majority wins, Partial volume effect
  • •복셀화 및 리샘플링 설정을 적용하기 전에 미리보기
  • •CAD 원형 생성:
        - Cuboid, Cylinder, Sphere, Cone, Tube
  • •객체 조작을 다루기 위해 글로벌, 로컬, 또는 사용자 정의 축을 사용할 수 있음
  • •3D에서 한 부분 또는 전체에 대해 인터렉티브하게 자를 수 있는 클립핑(clipping) 박스 제공
  • •영상 배경에 대한 가시화 범위 및 렌더링 설정:
        - Blending functions: Ray casting, texture mapping
        - Colour mapping
        - Opacity mapping
        - Lighting controls
        - Vertex line visibility
  • •내부 구조 마법사 도구: 어떤 객체에 대해 일정 범위의 내부 구조를 유연하게 붙이거나 껍질을 벗기기. 이용 가능한 단위 셀 유형들:
        - Schwartz primitive
        - Schwartz primitive (pinched)
        - Schwartz diamond
        - Schwartz 'W'
        - Schoen gyroid
        - Neovius' surface
        - Cylinder grid
        - Schwartz primitive (2.5D)
        - Schwartz primitive (pinched) (2.5D)
        - Schwartz 'W' (2.5D)

+CAD 스크립팅

  • •Application Programming Interface (API): 객체 지향 라이브러리로 +CAD의 대부분 기능을 액세스할 수 있음
    •지원하는 스크립트 언어들:
        - Python, Iron python, C#, Visual Basic, Boo, Java

스크린샷 - 활용사례

활용 사례

 
Medical & Dental

생체역학 및 정형외과
임플란트 시뮬레이션
생리학적 흐름 및 혈액 동력학
Material & Geology

석유 및 가스
피파괴 평가
소재 규명
기공 크기 및 유체 흐름
Natural Sciences

고생물학
고고학
기능 형태학
식품 과학
수분 작용


 

Medical & Dental 분야

 

작업순서


 


 

활용 사례들


 


Materials & Geology 분야

재료 연구자들은 ScanIP 및 관련 모듈들을 이용하여 3D 영상 데이터를 정교한 3D 모델로 변환하여 검사 및 가상 시험을 해볼 수 있습니다.
    -입력 데이터 예: CT, Mico-CT, 초음파, FIB-SEM 등
    -재료의 상(phases)과 기공망을 가시화
    -시뮬레이션을 위한 멀티-파트 메쉬들을 생성
    -FE 접점, 껍질(shell), 노드 세트, CFD 경계 조건 등을 추가
구성 특성, 산업용 비파괴 검사, 리버스 엔지니어링 등에 활용할 범위에 대하여 모델들을 생성합니다.


 

작업순서


 


 

활용 사례들


 



 

Natural Sciences 분야

 

작업순서


 


 

활용 사례들


 


Materials & Geology 분야

복잡한 자연 구조들을 스캔한 데이터(MRI, CT, Micro-CT 등)를 처리하여 필요한 모델을 얻을 수 있고, 추출한 모델들은 CAE, CAD, 3D 프린팅 등에 활용할 수 있습니다.
    - 3D 영상을 처리/가시화/정량화
    - CAD 모델과 영상 데이터를 결합
    - 멀티-파트 CAE 메쉬들을 생성
    - 3D 프린팅을 위한 STL 파일 생성
예제 응용 프로그램은 멸종한 종의 해부학 및 화석에 대한 리버스 엔지니어링, 그리고 물리학 기반의 해부학적 시뮬레이션을 제공합니다.


 

작업순서


 


 

활용 사례들


 

Support

 

우림텍은 이메일, 전화 및 인터넷을 통해 고객께서 소프트웨어를 잘 사용하실 수 있도록 지원해 드리고 있습니다.

ScanIP를 평가해 보시기 원하시는 분은 전화 또는 이메일로 요청해 주시면, 알려 주신 이메일로 자세한 안내를 드립니다.

데모 요청하실 때에는 간단한 개인 정보 제공이 필 수 있습니다. 이는 ScanIP 데모 사용에 대한 사용 동의를 받기 위해 필요한 최소 정보로 고객명, 소속기관 및 부서, 전화, 이메일 등이 필요합니다.

Physics 모듈

 

Physics Module
+solid, +FLOW, LAPLACE

ScanIP와 완벽하게 통합할 수 있는 +SOLID, +FLOW, +LAPLACE 모듈들은 영상 데이터로부터 균질화 기술을 적용하여 유효 재료 특성들을 계산합니다. FE 솔버에 내장된 quick semi-analytical estimates 또는 simulations을 이용하여 샘플들(CT, micro-CT, FIB-SEM, MRI 등)에 대한 특성들을 계산할 수 있습니다.

+SOLID에서는 효과적인 선형 탄성(Linear elastic properties)을, +FLOW에서는 절대 투과성을, +LAPLACE에서는 전기/열/분자 속성을 계산합니다. 경계 조건의 범위로부터 선택하고 결과를 가시화하고 저장할 수 있습니다.




Physics 모듈의 개요

각 모듈은 개별적으로 또는 번들로 사용할 수 있습니다.


+SOLID Module +FLOW Module +LAPLACE Module
재료 샘플의 유효 강성 텐서(stiffness tensor)와 개별 탄성 계수를 계산합니다. 내장된 FE 솔버를 이용하여 수치 균일화 작업을 수행하거나 분할 영상으로부터 세미-분석 추정치를 도출합니다. 다공성 재료의 절대 투자율 텐서를 계산합니다. 수치 균일화 적업은 내장된 스톡스 솔버(Stokes solver)를 이용하여 처리됩니다. 전기 전도율/유전율, 열 전도율과 분자 확산율을 포함하여 라플라스 방정식에 의해 지배되는 재료의 유효 속성들을 계산합니다. 내장된 FE 솔버를 이용하여 수치 균일화 작업을 수행하거나 분할 영상으로부터 세미-분석 추정치를 도출합니다.
? 유효 강성 센터/ 탄성 계수 계산
? 내장 FE 솔버를 이용한 전체 시뮬레이션
? 절대 투과율 계산
? 내장된 솔버 이용하여 전체 시뮬레이션
? 속도와 압력 가시화
? 유효 전기 전도율과 유전율을 계산
? 열 전도율을 계산
? 분자 확산율을 계산
? 내장 FE 솔버 이용한 전체 시뮬레이션
? 모델 다중상(multiphase) 재료
? 빠른 세미-분석 추정
? 변형, 압력, 응력 가시화
? 등방성(isotropy), 직교이방성(orthotropy) 레벨 평가
? 등방성(isotropy) 레벨을 평가 ? 빠른 세미-분석 추정
? 필드 가시화
? 등방성 레벨 평가

Physics 모듈별 기능 비교

Feature ScanIP +FE Module +CAD Module
Generate High Quality Volume Meshes (Hex/Tet or All Tet)
Automated Greylevel based Material Property Assignment    
Calculate Absolute Permeability    
Calculate Absolute Permeability    
Calculate Effective Thermal and Electric Properties    
Visualise FE Simulation Results


 

특징

  • •균질화 방식들은 강력하고 효과적이다.
        -복합(복잡한) 재료의 분석을 단순화
  • •3D 스캔을 기반으로 한 효율적인 시뮬레이션
        -ScanIP내에서 유효 속성들을 빠르게 계산
  • •·미리 정의한 경계 조건의 넓은 범위로부터 선택
        -표준 설정에 의한 작업으로 시간을 절약
  • •고품질의 가시화 및 데이터 애니메이션
        -시뮬레이션 결과를 관찰 및 동료와 공유
  • •·스크립팅(Scripting)
        -반복 가능한 작업들과 운영을 자동화

핵심 기능

  • •유효 탄성억제 속성들을 계산(+SOLID), 절대 투과율(+FLOW) 과 전기 전도율/유전율, 열 전도율과 분자 확산율(+LAPLACE)을 계산
  • •전체 유한요소 기반의 균질화와 분석 범위(범위는 +SOLID와 +LAPLACE에서만 가능) 사이에서 선택
  • •최적 등방성(모든 모듈), 계산된 유효 텐서에 대한 직교 이방성(+SOLID)와 단축(+LAPLACE, +FLOW) 근사치
  • •모델 서브볼륨에 대한 필드 평균에 의한 경계 효과 감소
  • •모델 주 축들의 방뱡을 자동 결정
  • •계산 결과를 텍스트 및 ㅣVTK 파일로 저장



Physics Modules(+SOLID, +FLOW, +LAPLACE) 주요 기능들

Physics 모듈들은 ScanIP안에 완벽하게 통합됩니다. 이들은 샘플들의 유효 강성(+SOLID), 유효 전도율/유전율/확산율(+LAPLACE)와 절대 투과율을 계산하기 위하여, 유한 요소(FE) 기반의 균질화를 수행하는데 사용됩니다.


FE-기반의 균질화(Homogenisation)

  • •메쉬 작업은 +FE메쉬 작업 알고리즘을 이용하여 내부적으로 수행되는데, 볼륨 메쉬 미세 조정과 요소 품질 검사에 대한 고급 옵션들을 활용 가능
  • •시뮬레이션은 전체 유한 요소 해석을 실행
  • •3D 영상 데이터로부터 직접 유효 특성들에 대한 분석 상한 및 하한 경계들을 빠르게 계산(+SOLID, +LAPLACE)
  • •적합한 균질화 방법을 수용하기 위해 미리 정의한 여러 경계 조건들 중에서 선택
  • •모델 서브-볼륨에 대해 필드들을 평균하여 경계 효과를 감소
  • •멀티-파트 모델들을 개별 재료 특성으로 시뮬레이션 (+SOLID, +LAPLACE)
  • •각 모델 부분의 재질 특성은 균질 또는 그레이스케일 기반으로 표현
  • •컨버전스 그래프(convergence graphs)를 통해 반복되는 솔버의 진행을 모니터링

Results

  • •유효 속성 텐서 계산:
        - o 모델/주축들의 방향을 자동 결정
        - o 최적합 등방성, 이방성을 계산(+SOLID), 계산된 유효 텐서에 대한 단축 근사치 계산(+LAPLACE, +FLOW)
        - o 다른 경계 조건 유형들에 대해 계산된 값들을 비교
        - o 표시된 소수 자릿수를 빠르게 변경
  • •유한 요소 시뮬레이션에서 생성된 필드 가시화:
        - 디스플레이 노드는 유선(streamlines), 크기(magnitudes)와 개별 텐서 콤포넌트들을 포함
        - 축척 조절된 메쉬 변형 표시(+SOLID)
        - 사전 정의한 많은 칼라 스케일 옵션들, 뿐만 아니라 사용자 맞춤형 스케일을 XML 파일로부터 가져올 수 있음
        - 플롯한 값들의 범위를 수동으로 조절 가능
  • •메쉬 자르기는 샘플 내의 플드들을 쉽게 가시화할 수 있게 해줌

Export

  • •계산된 텐서(tensor)를 XML 파일 형식으로 저장
  • •계산된 필드를 VTK 파일 평식으로 저장
  • •가시화된 그래프를 이미지(PNG, BMP, JPEG, PNM, EPS, PDF, VRML 형식)으로 저장
  • •분석 경계를 XML 파일 형식으로 저장



스크린샷 - 활용사례

Simpleware Version 7새로운 기능들

Simpleware사는 3D 영상처리, 업계를 선도하는 분석 및 모델 생성 소프트웨어 v7을 출시하였습니다. 최신 버전은 입자 분석기, 중심선 편집기, 애니메이션 도구 그리고, 균질화 기술을 이용하여 재료 특성을 효과적으로 계산하기 위한 새로운 모듈들을 포함합니다. 최신 버전은 스캔 데이터를 CAD, CAE, 및 3D 프린팅과의 연계 관련하여 기능이 크게 확장되었습니다.



새로운 기능 및 개선된 기능들:

새로운 애니메이션 도구
여러분의 작업을 비디오로 만들 수 있습니다.

추가된 새로운 들을 이용하여 ScanIP 인터페이스 안에서 애니메이션을 만들 수 있습니다. 데이터를 살펴보는 동영상을 만들어 동료들과 공유할 수 있습니다. 여러분의 3D 데이터에 대한 강렬한 동영상을 만들어 보십시오. 미리 정의한 설정이나 맞춤형 설정을 적용할 수 있습니다. 빠르게 고품질의 파일을 생성할 수 있습니다.



새로운 물리학(Physics) 모듈
재료 특성을 효과적으로 계산

버전 7에서 새로운 3가지 모듈이 추가되었습니다: +SOLID, +FLOW, +LAPLACE. 이 모듈은 ScanIP에 추가하여 사용할 수 있습니다. 이 새로운 모듈은 영상 데이터로부터 재료 특성을 효과적으로 계산해 줍니다. FE 솔버에 내장된 quick semi-analytical estimates 또는 simulations을 이용하여 샘플들(CT, micro-CT, FIB-SEM, MRI 등)에 대한 특성들을 계산할 수 있습니다.



새로운 중심선(Centerlines) 편집기
데이터에 대한 이해도를 높여줌

새로운 중심선 기능을 이용하여 데이터의 연결성을 분석할 수 있습니다. 고급 알고리즘을 3D에 적용하여 중심선 측정을 수행할 수 있고, 분석에 대한 상세 통계 정보를 저장할 수 있습니다. 가장 짧은 거리/가장 긴 거리를 얻을 수 있고, 빠르게 측정도 해볼 수 있고, 최단 경로를 그릴 수 있고, 주심선 통계를 생성할 수도 있습니다.



새로운 Watershed Segmentation
쉬운 분할 및 입자 분석

이 분할 기능은 입자들을 분할하고 그룹화합니다. 나노 및 마이크로 크기 데이터 처리에 적합한 watershed 기능은, 관심 영역을 나누지만 유사한 기하학적 특성들을 갖는 객체들을 함께 그룹화하는 스레쉬홀드 기법을 보완합니다.



이외 추가된 것들:

FE 모델을 위한 경계 레이어 메쉬 작업 기능, Abaqus CFD 내보내기 옵션, 의학적 응용을 위한 방향 중첩(orientation overlay), 메쉬 스탭샷 등