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머릿속으로 상상하던 물체가 있다면 주목해 주세요! 상상을 현실로 만들 수 있는 비법을 알려드리겠습니다. 그건 바로 소프트웨어(이하 SW) ‘한캐드’입니다. 한캐드를 이용하면 누구나 쉽게 상상한 물체를 3차원으로 디자인한 뒤, 3D프린터로 출력할 수 있다고 하는데요. 과연 정말인지 한캐드를 개발한 로이비즈를 찾아가 봤습니다.

2018년 4월 3일 로이비즈는 3D 모델링 SW 한캐드를 전면 무료화한다고 발표했다. 학생들이 쓰기에는 어려울 수 있는 해외 SW 대신, 쉽게 조작할 수 있는 한캐드를 무료로 다운받아 쓸 수 있게 한 것이다. 프로그램이 모두 한글로 돼 있기 때문에 처음 접하더라도 편하게 이용할 수 있다. 강대영 로이비즈 대표는 “3D프린터로 출력할 물체를 디자인하는 기존 SW는 어렵지만, 한캐드로는 쉽게 3차원 도면을 그릴 수 있습니다”라고 말했다.

무료라고 해서 품질이 떨어지는 건 아니다. 로이비즈에서 4년 동안 공들여 개발한 알찬 SW다. 한캐드는 점이나 선, 면, 도형, 공간과 같은 대상을 다루는 수학 분야인 기하학을 기반으로 만들었다. 한캐드를 실행하면 왼쪽에 입체도형이 있는 창이 있는데, 필요한 입체도형을 클릭하면 주요 화면에 도형이 나타난다. 총 110가지 입체도형을 더하고, 빼고, 자르며 다양하게 조작해 상상한 물체를 만들 수 있다.

한캐드를 개발한 박강수 로이비즈 이사는 “어릴 때 육면체, 삼각뿔, 구 같은 입체도형으로 이뤄져 있는 레고로 자동차 같은 모형을 만드는 놀이를 즐겼습니다”라며, “3차원 물체를 디자인하는 SW도 그런 식으로 개발하면 쉽고 재미있게 즐길 수 있을 거라고 생각했습니다”라고 기본 입체도형을 활용해 한캐드를 개발한 이유를 설명했다.

한캐드의 주요 화면은 3차원 공간 좌표로 돼 있다. 위치는 물론이고 회전 방향, 도형의 크기 모두 좌표로 조절한다. 한캐드로 물체를 설계하다 보면 다양한 입체도형과 좌표 개념을 이해할 수 있다. 공간지각능력이 자연스럽게 키워지는 건 덤이다.

디자인에서 코딩까지 한 번에!

한캐드로 디자인한 물체를 3D프린터로 출력하려면 먼저 ‘파일메뉴’를 눌러 ‘STL로 출력’을 선택해 STL파일을 만들어야 한다. STL파일은 3D프린터로 출력하기 위한 표준 파일이다.

모든 3D프린터는 각 회사에서 제공한 ‘슬라이서’라는 프로그램을 통해 작동한다. 슬라이서에 STL파일을 불러온 뒤 인쇄품질 같은 옵션을 정하면 프로그램이 물체를 층별로 쪼개 어떻게 인쇄할지 정한다. 3D프린터는 가루나 액체 형태의 재료를 가장 아래부터 얇게 한 장씩 쌓아올리는 ‘적층가공’ 방식으로 물체를 만들기 때문에 이런 과정이 꼭 필요하다. 슬라이서가 분석을 끝내면 3D프린터가 이해할 수 있는 코드가 나오고, 이를 3D프린터로 보내면 출력이 시작된다.

내가 디자인하고 출력한 물체가 움직인다면 만드는 재미가 더 쏠쏠하지 않을까? 로이비즈에서는 이를 위해 아두이노를 접목했다. 아두이노는 움직이는 장난감, 드론, 산업용 기계, 로봇 등에 쓰이는 소형 보드로 아주 작은 컴퓨터라 생각하면 된다.

디자인한 물체를 아두이노로 움직이게 하려면 동작을 명령하는 알고리즘이 필요하다. 이 알고리즘은 교육을 목적으로 만든 프로그래밍 SW인 ‘스크래치’로 만들 수 있다. 로이비즈는 스크래치로 아두이노에 쓰일 알고리즘을 프로그래밍할 수 있도록 ‘한블록’이라는 아두이노용 블록도 개발했다. 한캐드로 디자인한 물체를 3D프린터로 출력하고, 한블록으로 프로그래밍한 알고리즘을 담은 아두이노를 연결하면 원하는 대로 움직이는 로봇을 만들 수 있다.

박 이사는 “한캐드가 쉬운 캐드에서 국민 캐드가 되는 게 목표”라며, “기능을 더 강화해 더 쉽게 3D 모델링을 할 수 있도록 할 계획”이라고 포부를 밝혔다. 이에 덧붙여 수학동아 독자들에게 마지막 말을 남겼다.

“SW를 개발하는 데 있어서 수학은 반드시 필요 합니다. SW의 성능은 수학식을 어떻게 만드느냐에 따라 달라지기 때문입니다. 지금 공부하고 있는 수학 개념을 잘 이해하고, 발전시켜 세상을 바꾸는 인재가 되길 바랍니다.”