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Light Box  기능 활용 방법

Light Box란 Speos 광학 검토에 있어 각 유저들이 보안을 유지한 채 그 성능을 공유하는 기능입니다.
즉, 협력사가 공급하는 모듈과 ←→ 고객이 관리하는 시스템 간에 Speos의 3D CAD data 뿐만 아니라
그 재질 및 광원까지, 기술적인 노하우를 보호하면서 Simulation 세팅만 공유 가능합니다.
이는 협력사에서 → 고객으로의 한 방향만을 의도하지 않으며, 양 방향 모두 활용에 의미가 있습니다 .

이로써 도급사 ←→ 수급사 뿐만 아니라 제3이해관계자까지 프로젝트에 상호 유기적으로 참여하여 NDA에서 더욱 자유롭게 협업이 가능 해졌습니다.
이에 힘입어, 최근 완성차 고객사에서 광학 검토 시 Light Box 포맷으로 업무 협조 요청을 하는 경향이 증가하고 있고, 따라서 협업을 하는 고객분들의 Light Box 적용 수요가 높아졌다고 보고되고 있습니다.

본 내용은 사실 폐사 주관 ‘Speos 중급’ 교육에서 관련 예제를 통해 집중적으로 다루고 있습니다만,
교육 과정의 속도 및 분량이 다소 타이트하여 전부 안내 드리지 못했던 디테일한 설명을 본 자료로
보완 드리고자 합니다.

그럼 아래의 순서로 안내 드리겠습니다 :

• §1. Light Box 개요
   Light Box 기능을 적용하여 광학 설계 기술력을 보호하면서 3D 모델링 형상 뿐만 아니라
  관련 Speos 정의 요소들을 내보내고(export) 가져오는(import) 방법을 소개합니다.
• §2. Light Box의 Parameter에 대한 이해
   Light Box를 내보내거나(export) 가져올 때(import) 설정해야 할 파라메터를 설명합니다.
• §3. Light Box Export(내보내기)
   Light Box를 *.SPEOSLightBox 파일로 내보내는(export) 방법을 설명합니다.
• §4. Light Box Import(가져오기)
   Light Box로 export된 *.SPEOSLightBox 파일을 Speos로 가져오는(import) 방법을 설명합니다.
• §5. Light Box 활용 Speos Pattern 생성
   Speos Pattern 기능을 응용하여 동일한 Light Box 여러 개를 한번에 생성 가능하며,
   Simulation 패널 트리를 간소화함으로, 가독성 확보 및 PC 성능 과부하를 방지할 수 있습니다.

§1. Light Box 개요

Light Box 기능을 적용하여 광학 설계 기술력을 보호하면서 3D 모델링 형상 뿐만 아니라
관련 Speos 정의 요소들(광원/재질/메쉬 정의)를 내보내고(export) 가져오는(import) 방법을 소개합니다. 

Light Box 기능은 협력사와 고객 간의 Speos 광학 검토 결과를 공유해야 할 때에 3D 모델링 형상을
포함한 Simulation 정보를 비공개 보안 상태로 제공할 수 있습니다.

• Light Box는 유저 관점에서는 비공개로 되어 있으며, simulation compute 실행 시만 반영됩니다.
  Light Box Import 시 유저는 Light Box 내부 콘텐츠와 광선 전파 방식을 확인할 수 없습니다.
• 보안을 더욱 강화하기 위해 Light Box에 암호를 설정할 수도 있습니다.
  제3자는 암호 없이 Light Box를 Speos에 import할 수도, 물론 compute할 수도 없습니다.
• Light Box 기능은 그 자체로도 이미 모든 형상/광원/재질 등 세부 정보에 대한 접근을 제한하고
  지적 재산을 보호할 수 있습니다만, Black Box 옵션을 활용하여 blind 처리를 적용하면
  그나마 참고할 수 있었던 3D 모델링 사이즈 및 광원의 위치/방향 마저도 비공개로 설정되어
   3D view에 직육면체 형태로만 디스플레이 됩니다.

따라서 Light Box 기능은 아래와 같이 크게 3가지 세부적인 역할로 요약할 수 있습니다 :

• Export Speos Light Box   : Light Box 파일 내보내기 (저장)
• Import Speos Light Box  : Light Box 파일 불러오기 (열기)
• Export로 내보낸 Speos Light Box 파일을 다시 import로 가져오기 (확인)

참고 : 이미 제작(export) 된 Light Box 파일은 읽기 전용이며, 원본 프로젝트 파일 없이는
어떠한 방법으로도 수정할 수 없습니다.

§1.1. Light Box 구성요소

1) Geometries

Structure 패널 또는 3D View 상의 모델링 형상을 meshing 설정 정보까지 포함하여 적용합니다.
 Light Box에 포함된 모든 모델링 형상은 mesh 상태로 저장됩니다.

주의 : 3D 모델링 형상만 Light Box에 적용할 수 없습니다. 반드시 Material 정의가 선행되어야 합니다.
즉, Light Box 기능은 단순 3D data 전달 용도 활용 목적이 아닙니다 .

2) Sources

Simulation 패널의 Sources 목록 또는 3D view 상에 디스플레이 된 광원을 적용합니다.

다음의 광원 모두 적용 가능합니다 :

• Source group
• Surface source
• Ray file source
• Display source
• Light Field source
• Light Box 기능을 통해 import 된 광원도 가능

참고 : Speos Pattern으로 정의된 광원은 Light Box에 포함될 수 없습니다.

참고 : 광원의 Length of rays를 설정하셔도 Light Box에는 적용되지 않고, 기본값으로 초기화 됩니다.
따라서, 해당 Light Box를 import 시, Length of rays가 원본 광원에 설정된 길이 다를 수 있습니다.

3) Speos input files

Light Box 기능에는 다음 파일 포맷들이 적용 가능합니다 :

• *.scattering (advanced scattering files)
• *.simplescattering (simple scattering files)
• *.brdf (complete scattering files)
• *.unpolished (unpolished files)
• *.BSDF180 (BSDF180 files)
• *.anisoptropicbsdf (anisotropic bsdf files)
• .material (material files)
• *.ies (IES files)
• *.ldt (Eulumdat files)
• *.spectrum (Spectrum file)

참고 : 위 목록의 파일들로 재질/광원이 정의될 경우, 평상시와 같이 별도 폴더에 파일로 포함됩니다.
위 목록 외 다른 모든 파일 형식은 Light Box에 적용할 수 없습니다.

§2. Light Box의 Parameter에 대한 이해

Light Box를 내보내거나(export) 가져올 때(import) 설정해야 할 파라메터를 설명합니다.

§2.1. Black Box (Export)

1) 개요

Light Box를 import하여 사용하는 유저들은 내부 컨텐츠와 광선 전파 방식을 확인할 수 없으므로,
이미 모든 형상/광원/재질 등 세부 정보에 대한 접근을 제한하고 지적 재산을 보호할 수 있습니다만,
Black Box 옵션을 활용하여 blind 처리를 적용하면 그나마 참고할 수 있었던 3D 모델링 사이즈/트리
및 광원의 위치/방향 마저도 비공개로 설정되어 아래와 같이 3D view에 직육면체만 표시됩니다.

2) 적용 시 영향

• Interactive 또는 Light Expert(LXP) Simulation을 진행할 경우 :
  • Black Box 옵션이 적용된 Light Box에서는 ray tracing을 진행하여도
    그 내부에서 만큼은 광선 경로를 거짓으로 단순한 line만 디스플레이 하며,
    다만, bounding box를 벗어난 부분부터는 참값으로 디스플레이 됩니다.
  • Impact report 또한 Black Box 옵션이 적용된 Light Box 내부의 impact를
    언급하지 않으며, bounding box에 가해진 impact만 기록합니다.
• Speos Pattern 정의 시 Black Box로 처리된 Light Box를 적용할 경우에도 3D view에는
   Light Box가 표시되지 않습니다.
• HTML report 또한 Black Box 처리된 Light Box와 관련된 정보는 극히 제한적으로 기록됩니다.
   (예 : Light Box에 포함된 모델링 형상 개수 또한 기록되지 않음)
• Sensor의 Layer 옵션을 Source로 설정하더라도, Black Box 처리된 Light Box의 경우,
  XMP 결과의 VLC(Virtual Lighting Controller)에서 해당 Source 별 Layer로 처리되지 않으며,
  단일 Layer로만 표시됩니다.
  그러나, Black Box로 처리된 Light Box 외에 simulation 정의 내의 다른 모든 source들에는
  영향을 미치지 않고 평상시대로 VLC에서 각각 별도의 Layer를 가질 수 있습니다.
• Black Box 처리된 Light Box 또한 다른 요소들처럼 시스템 리소스가 분명 존재하지만,
   simulation의 Estimated memory에는 집계되지 않습니다.
  Black Box 옵션이 Light Box로의 모든 접근을 제한하므로, 메모리 계산을 방해하기 때문입니다.

참고 : Black Box 처리된 Light Box를 Speos Pattern으로 적용할 경우, 3D view에서 Light Box의 Bounding Box가 더 크게 보이거나 때로는 잘못된 방향으로 표시될 수도 있습니다 .

§2.2. Display Mode (Import)

Display Mode 기능으로 import된 Light Box를 어떻게 디스플레이 할지 2가지 모드 중 선택합니다 :

• Facets
• Bounding Box

중요 : Display Mode를 변경하면 Light Box를 다시 Compute 해야 합니다.

§2.3. Trajectory File (Import)

Trajectory File이란, Light Box, LiDAR 센서 또는 카메라 센서의 위치와 방향을 실시간으로 정의하는 데 사용되는 옵션이며, 각 시간대별 변화를 포함하는 *.json 파일로 구성됩니다.

Light Box를 import 시 Trajectory File(*.json)이 적용되면, 3D view에 trajectory(궤적)이 표시됩니다.
이를 통해, 차량의 움직임과 그 위에 장착된 LiDAR 센서의 움직임을 모두 설명할 수 있게 됩니다.
 Trajectory File은 IronPython 및 Python에서 제공되는 전용 스크립팅 인터페이스를 사용하여 쉽게 접근(읽기 또는 쓰기)할 수 있습니다.

하지만, 프로그래밍을 응용해야 하는 상급자 전용으로, 본 자료에서는 설명을 생략합니다.

참고: 스크립트를 작성할 때는 반드시 IronPython 또는 Python 언어의 3.10.12 버전을 사용합니다.

§3. Light Box Export(내보내기)

Light Box를 내보내는(export) 방법을 설명합니다.
Light Box로 export 시 3D 모델링 형상 및 관련 Speos 정의 요소들을 공개하지 않고도
 Simulation 가능한 정보를 안전하게 전달할 수 있습니다.

Light Box를 export(내보내기) 하는 방법 :

1. Light Simulation 탭 → Components 섹션 → Light Box → Export Light Box    를 선택합니다.  
   
2. Light Box의 이름을 변경해 주셔도 좋습니다.
    
3. Axis System을 설정은 원점을 위한 한 point와, X/Y 방향을 위한 두 line을 선택하거나,
   또는,  를 클릭하고 Origin 좌표계를 선택하여 Axis System을 한번에 설정할 수도 있습니다.

이는 향후 Light Box를 import 시 정확하게 고려해야 할 위치와 방향이 됩니다.
만약, Axis System을 설정하지 않고 [Default]로 비워 둘 경우, Light Box의 위치와 방향이
해당 프로젝트 파일의 global origin으로 자동 설정되므로 이 점을 주의합니다.

참고 : 한쪽 축만 수동으로 정의하면, 다른 축은 무작위로 배치됩니다.
따라서 무작위로 배치된 임의의 축은 의도치 않은 방향이 될 수도 있습니다.

4. 3D view에서 를 클릭하여 export에 포함할 광원들을 선택합니다.
   선택된 광원들은 Sources 목록에서 확인할 수 있습니다.

참고 : 이미 Light Box를 import하여 가져온 광원은 재차 선택될 수 없습니다 .

5. 3D view에서 를 클릭하여 export에 포함할 형상들을 선택합니다.
   Light Box Export에 포함된 모든 형상들에 각각 재질 정의가 완료되었는지 확인합니다.
   선택된 형상들은 Geometries 목록에서 확인할 수 있습니다.
   선택된 형상과 관련된 모든 재질 정의 요소(VOP, SOP, FOP)가 export에 포함됩니다.

참고 : 이미 Light Box를 import하여 가져온 형상은 재차 선택될 수 없습니다.

6. Light Box를 export할 형상의 meshing을 default값이 아닌 별도 설정하려면,
    simulation 패널에서 해당 Light Box를 우클릭 후 Options에서 진행합니다.
    
7. 경우에 따라, optic이 적용되지 않은 평평한 투과성 재질 특유의 노이즈 발생을 무시하려면,
   FTG(Fast Transmission Gathering)에 해당하는 열의 체크박스를 선택합니다.

참고 : FTG는 3D Texture, Polarization(편광) Plate 및 Light Box Import에는 적용되지 않습니다.
또한, Optic이 적용된 Lens는 FTG로 설정되지 않도록 각별히 주의합니다.

8.  Light Box를 암호로 보호하려면 Password activated를 True로 설정합니다.

단, Light Box 암호는 한번 분실하면 절대 복구할 수 없습니다.

Generate Password 옵션 활용 암호 생성 방법 :

• Password 옵션에 드롭다운 리스트 목록의 Generate Password을 선택합니다.
• 그러면 무작위의 강력한 암호가 자동으로 생성됩니다.
• 경고 메시지가 즉시 표시되며, 생성 즉시 클립보드로 바로 복사됩니다.
• 안전한 장소(메모장 등)에서 붙여넣기(Ctrl+V)로 암호를 꼭 확인합니다.

경고 : 2023R1 이전 버전에서는 암호가 숨겨지지 않았습니다만, 이 후 버전부터는,
암호가 포함된 파일을 열자마자 해당 암호는 숨겨지며, 이후 절대 복구할 수 없습니다.
해당 프로젝트를 열기 전에 암호를 안전한 장소에 반드시 저장 바랍니다.
 

9. Light Box의 모든 세부 정보(형상/광원/재질)에 대한 접근을 제한하고 지적 재산을 보호하려면 Black Box 옵션을 True로 설정합니다.
    
10. 모든 옵션의 설정을 마치고 Compute  를 실행하면 Light Box가 생성되며,
    해당 파일이 *.SPEOSLightBox 확장자로 SPEOS output files 내의 하위 폴더에 export 됩니다.

참고 : 한번 export 이후에 수정을 추가로 진행하였다면 Light Box Export를 다시 Compute하여 Light Box를 재생성해야 수정사항이 반영됩니다.
 

§4. Light Box Import(가져오기)

Light Box로 export된 *.SPEOSLightBox 파일을 Speos로 가져오는(import) 방법을 설명합니다.
Light Box Import 시 3D data 및 재질, 광원 정보를 Speos로 한번에 정의 가능하지만,
세부 모델링 형상 및 광학계 원리 등 정보는 확인할 수 없도록 보호되어 있습니다.

참고 : Import된 Light Box는 수정할 수 없습니다.

Light Box로 import된 요소(형상/광원/재질)들은 interactive, direct, inverse simulation에서만
적용할 수 있습니다.
 Light Box로 simulation을 진행하면 평상시 대비 simulation 시간이 증가할 수 있습니다.

Light Box를 import(가져오기) 하는 방법 :

1. Light Simulation 탭 → Components 섹션 → Light Box →  Import Light Box  를 선택합니다.
   
2. Axis System을 설정하기 위해, 원점을 위한 한 point와 X/Y 방향을 위한 두 line을 선택하거나,
   또는,  를 클릭하고 좌표계를 선택하여 Axis System을 한번에 설정할 수도 있습니다.
   이는 Light Box의 위치와 방향을 정확하게 배치하기 위함입니다.

참고 : 한쪽 축만 수동으로 정의하면, 다른 축은 무작위로 배치됩니다.
따라서 무작위로 배치된 임의의 축은 의도치 않은 방향이 될 수도 있습니다. 

3. Dynamic group of objects를 생성하려면 Trajectory file 옵션에서 Browse를 통해
    Trajectory File(*.json)을 불러옵니다.
    Light Box Import로 Trajectory File(*.json)이 적용되면, 3D view에 trajectory(궤적)이 표시됩니다.
    Trajectory 옵션은 코딩을 활용한 고급 유저 전용이므로, 본 자료에서는 설명을 생략합니다.
   
4. File 입력란에서 Browse를 클릭하여 Light Box(*.SPEOSLightBox) 파일을 import 합니다.
5. 이때, 해당 Light Box를 export 시 암호로 보호된 경우라면, Password를 입력해야 합니다.
6. Preview 섹션의 Display mode 옵션에서 Bounding Box와 Facets 중 하나를 설정합니다.
   Facets : Light Box의 외관 실루엣을 참고하고 싶으시면 Facets를 선택하고,
   Bounding Box : 원치 않으시면 직육면체로 대략적인 크기/위치/방향만 참고합니다.

참고 : Display mode를 변경할 때마다 Light Box를 다시 Compute 해야 합니다.

참고 : Black Box로 처리된 Light Box의 경우, 자동으로 Bounding Box로 제한됩니다.

7. 모든 옵션의 설정을 마치고 Compute  를 실행하면 Light Box가 생성됩니다.

참고 : Light Box를 import 하면, export 때 정의 요소(형상/재질/광원/메쉬)들을 그대로 적용합니다.

참고 : Light Box Import에 설정된 Axis System이 수정된 경우에도 물론, 변경 사항이 반영되도록
 Light Box를 다시 Compute 해야 합니다.

현재 프로젝트 파일 내에 Light Box가 import 되면,
광원과 형상들은 export 시 설정한 파라메터에 따라 3D view에 실루엣 형태로 표시되거나,
또는 직육면체 Bounding Box 안에 숨겨져 접근이 불가능한 Black Box 방식의 Light Box로 처리됩니다.

§5. Light Box 활용 Speos Pattern 생성

Speos Pattern이란, 동일한 광원 데이터 즉, Ray-file Source(*.ray, *.tm25ray) 또는
Speos Light Box(*.SPEOSLightBox)를 여러 위치에 생성하고 방향을 설정하는 기능입니다.
이를 응용하여 동일한 광원 및 Light Box를 많게는 수십 또는 수백 수천개를 한번에 생성 가능하며,
 Simulation 패널 트리를 간소화함으로, 가독성 확보 및 PC 성능 과부하를 방지할 수 있습니다.

 Light Box 활용 Speos Pattern 생성 방법 :

참고 : 해당 Light Box 패턴의 위치 및 방향을 배치할 origin들을 먼저 생성해 놓는 것이 좋습니다.

1. Light Simulation 탭 → Component 섹션 → Speos Pattern  을 선택합니다.  
2. Pattern 섹션에서 적용할 Ray File Source(*.ray, *.tm25ray) 또는
    Light Box 파일(*.SPEOSLightBox)을 찾아 선택합니다.
   참고 : Black Box 처리된 Light Box를 Speos Pattern에서 사용할 경우, 3D view에서 Light Box의 Bounding Box가 더 크게 보이거나 때로는 잘못된 방향으로 표시될 수도 있습니다.
    
3. Speos Pattern으로 Ray File Source를 선택한 경우 :
   
   1. Luminous flux (lm)과 Radiant flux (W) 사이의 flux 유형을 정의합니다.
   2. 광원의 flux값을 정의합니다 :
      • Ray File의 default flux를 사용하려면 From Ray File을 True로 설정합니다.
      • 유저가 flux값을 수동으로 정의하려면 From Ray File을 False로 설정합니다.
   3. One Layer Per Instance 옵션으로 XMP 결과의 VLC(Virtual Lighting Controller)에서
      각 광원별로 Layer를 분리할지 여부를 설정합니다 :
      • XMP 결과에서 각 source에 대해 하나의 Layer를 생성하려면 True로 설정합니다.
      • XMP 결과에서 모든 source에 대해 단일 Layer만 생성하려면 False로 설정합니다.
         
4. Speos Pattern으로 Light Box를 선택한 경우 : 
   1. 파일이 암호화된 경우, 해당 암호를 입력합니다.
   2. One Layer Per Instance 옵션으로 XMP 결과의 VLC(Virtual Lighting Controller)에서
      각 Light Box별로 Layer를 분리할지 여부를 설정합니다 :
      • XMP 결과에서 각 Light Box에 대해 각각 Layer를 생성하려면 True로 설정합니다.
      • XMP 결과에서 모든 Light Box에 대해 한 Layer만 생성하려면 False로 설정합니다.
   3. One Layer Per Source 옵션으로 XMP 결과의 VLC(Virtual Lighting Controller)에서
      해당 Light Box 내에 적용된 각 광원별로 Layer를 분리할지 여부를 설정합니다 :
      • XMP 결과에서 각 source에 대해 하나의 Layer를 생성하려면 True로 설정합니다.
      • XMP 결과에서 모든 source에 대해 단일 Layer만 생성하려면 False로 설정합니다.

참고 : 각 Light Box 내에 적용된 각 광원 당 Layer를 별도로 생성하려면,
One Layer Per Instance와 One Layer Per Source를 모두 True로 설정합니다.
 

5. Optional or advanced settings  :
   • Ray File Source의 경우, 각 광원 당 광선 개수(Number of rays)와 길이(Ray length)를
     조정하여 3D view에 표시할 수 있습니다.  
   • Light Box의 경우, 3D view에서 Light Box를 미리보기 할지 여부를 설정할 수 있습니다 :
     
     • Facets : Light Box의 대략적인 외곽 형상을 실루엣으로 디스플레이 해줍니다.
     • Bounding Box : Light Box의 형상을 숨기고 직육면체로만 디스플레이 합니다.

중요 : Speos Pattern으로 정의된 각 Bounding Box가 서로 간섭되지 않도록 합니다.
 Speos는 Bounding Box 중첩을 허용하지 않습니다.

참고 : Light Box가 복잡한 형상 및 요소들로 구성될수록 Facets로 정의할 경우,
디스플레이 로딩시간이 오래 소요되므로, 이 경우만큼은 Bounding Box로 설정할 것을
권장 드립니다.
 

6. 3D view에서 를 클릭하고 미리 준비된 여러 개의 Origin을 선택합니다.
   Speos Pattern으로 선택된 해당 Light Box를 각 Origin에 대해 위치 및 방향을 설정합니다.

참고: 이미 정의된 Origin이라도 다른 Speos Pattern에서 또 정의할 수 있습니다.

주의 : Speos에서의 axis system은 반드시 right-handed coordinate system을 적용합니다.
 Left-handed로 적용할 경우 예상치 못한 결과를 초래할 수 있으므로,
사용하시는 CAD tool(특히 Catia)에서 axis system만큼은 symmetry되지 않도록 유의합니다.
 

7. Validate  를 클릭합니다.

Light Box가 Speos Pattern으로 생성 완료되어 3D view에 자동으로 디스플레이 됩니다.
Direct/Inverse Simulation에서 생성된 Speos Pattern을 Geometries로 선택하여 적용 가능하며,
또한 Light Box에 광원까지 정의되어 있을 경우, Sources로 선택하여 적용 또한 가능합니다.

이상 Speos Light Box 기능 활용 방법 안내를 마치겠습니다.

Light Box 관련 더욱 자세한 내용은 폐사 주관 “Speos 중급” 교육에서 예제 중심으로 다루고 있습니다.
관심 있으신 분은 한번 수강하셔도 좋을 것 같습니다.

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