Microwave Studio(MWS)의 가장 큰 특징중의 하나인 변수(Paramter)설정과 이용에 대해 알아본다.
1. Paramter(변수)와 History
3D Modeling에서 가장 까다로운 문제는 한번 그려진 개체의 수치를 변경하는 문제이다. 많은 사용자들이 대부분의 3D tool에서 이 문제로 많은 고생을 하며, 수치변경을 위해서는 해당 개체 혹은 전체를 처음부터 다시 그려야 하는 경우가 허다하다. 그러나 공학연구에는 뺑뺑이 노가다가 필수 과정으로서, 대부분 특정한 구조의 수치변화에 따른 결과변화를 탐구해야 하기 때문에 이러한 문제는 연구개발 효율에 적지 않은 영향을 줄 수밖에 없다.
3D 모델링에서 수치변경이 까다로운 이유는, 한번 그려진 개체가 나중에 다른 개체와 합성 또는 overlap에 의한 넣고 빼기 식의 3차원 boolean 연산이 발생하기 때문이다. 그래서 어설프게 수치를 변경하고 나면 곧바로 에러가 나기 십상이다. 그런 경우를 대비하여 3D 모델링에서 언급되는 중요한 개념이 바로 History란 것이다. History는 MACRO처럼 모든 실행과정을 기록하고, 그것을 조절하고 관리해주는 기능을 의미한다. 상업적으로 팔리는 3D Drawing tool에서 History 기능이 지원되느냐 아니냐에 따라서 거의 1000만원 정도의 가격차이가 발생할 정도로 History는 대단히 유용한 기능이다. RF 3D tool로서는 Microwave Studio가 처음으로 본격적인 Full History Modeler를 채용하였으며, 그로 인해 모든 개체의 수치변경이 매우 간편하게 되었다.
History에 대해 간단히 설명한다면, 사용자가 실행한 모든 Drawing 관련 명령을 MACRO처럼 한줄씩의 명령어로 표현하여 순서대로 정리된 기록을 의미한다. 그림을 그리고 옮기고 더하고 빼고, 심지어 개체를 지운 과정 자체까지 하나하나 기록하는 것이다. (이점에서 Unix의 log파일과 유사한 개념을 갖고 있다) 그래서 중간에 하나의 변수값을 바꾸더라도 무조건 history전체를 재실행하여 구조물을 구현함으로써, 수치변형에 의한 순서상의 오류를 제거한다. 여기서 사용자가 변경할 수 있는 모든 입력값을 MWS내에서는 Parameter라고 정의하고 있다. 말로만 들어서는 잘 이해가 안가므로 아래부터 설명되는 과정을 잘 보도록 한다.
2. 개체의 수치변경
일단, MWS상에서 이미 그려진 개체의 수치를 변경하는 방법을 알아보자. 아래와 같은 구조의 구형 도파관의 폭을 변경하고 싶다면,아래 오른쪽과 같이 왼쪽 개체 창에서 해당 개체를 마우스로 선택하고 마우스 오른쪽 버튼을 누른다.
거기서 Property(특성)이라는 메뉴를 선택하면 아래와 같이 개체의 생성과정을 정리해놓은 Partial History List가 나온다.
이중에서 해당 개체의 Drawing 관련 History를 찾아서 선택하고 Edit를 누르면 아래와 같이 처음 그림을 그릴 때 나타나는 수치입력창이 다시 나타난다. 여기서 예를 들어 도파관폭값을 의미하는 Xmax값을 15mm 늘여서 37.86으로 입력한 후 OK를 누르면 아래와 같이 간단하게 수정된다.
MWS에서 그려져 있는 개체의 수치변경은 이와 같이 매우 간단한 과정을 통해 쉽게 변경이 가능하다.
3. History와의 관계
위의 수치변경사례에서
History와의 관계를 자세히 고찰해 보자. 아래는 위의 사례의 History이며, 이것은
메뉴아이콘 
을
누르면 나온다.
위의 내용을 주-욱 판단해보면 모든 작업과정이 하나하나 세분화되어 기록되어 있음을 관찰할 수 있다. 저 위에서처럼 똑같이 Property를 조정하려면 해당 도파관의 그림을 그리는 과정을 찾아서 선택하고 Edit를 누르면 똑같이 수치편집이 가능하다. 위의 예제에서는 두 번째 줄에 있는 define brick: default:solid1 을 선택하고 Edit하면 된다. History에서는 이렇게 수치를 변경할 때 마다 모든 History명령들을 재실행하여서 최종 개체를 구성하게 된다.
4. Parameter의 설정
위의 수치변경 과정을 잘 생각해보면 새로 그리는 것보다는 훨씬 편리하지만, 약간은 번거롭다는 느낌이 들 수 도 있을 것이다. 특히 여러번 수치를 변경해야 할 경우라면 더더욱 그러하다. 그러한 경우를 위해 Parameter 설정이란 과정을 통해서 이 과정을 더욱 단순화할 수 있게 된다. Parameter를 설정하려면 아래와 같이 Edit 메뉴에서 Parameter를 선택한다.
그러면 다음과 같은 Parameter 설정창이 나타난다.
여기서 New 버튼을 눌러서 새로운 Parameter를 생성한다. 아래 그림과 같이 parameter이름은 w, 초기값은 22.86을 입력한 후 맨 아래에는 parameter의 의미를 설명하는 짧은 문구를 삽입한다.
이제 설정된 parameter를 실제로 사용할 수 있도록 개체 property에 삽입해야 한다. 위에서 개체의 수치를 변경하기 위한 설명방법과 똑같이 찾아 들어가되, 중요한 것은 변경하고자 하는 위치값에 수치가 아니라 설정된 parameter 이름을 넣는 다는 것이다. 이 과정이 Parameter이용에서 가장 중요한 부분이며, 지금의 경우 아래 그림에서처럼 폭을 의미하는 Xmax값에 w를 입력한다.
그후에 Parameter를 이용하여 개체를 변경하는 과정을 한번 보도록 하자. 이제 다시 Edit -> Parameter에 들어가서, 원하는 parameter를 마우스로 선택하고 Modify 버튼을 누른다.
거기서 w 값을 원하는 수치로 변경하여 OK를 누른 후, 위 그림에서 Update 메뉴를 누르면 변경된 w값에 대해 전체를 다시 Drawing하게 된다. (여기서 Update 버튼을 꼭 눌러야만 변경된다는 점에 주의한다.) 아래에는 parameter창에서 w값을 바꾸었을 때의 그림변화를 나타낸 것이다.
이와 같이 Parameter 메뉴를 잘 사용하면, 변경하고자 하는 값들을 다 모아놓고 간편하게수정할 수 있게 된다. 하지만 지금 이러한 Parameter 사용법은 아주 간단한 기초수준이다. 아래에서 보다 적극적이고 Powerful한 Parameter 이용법을 알아본다.
5. 보다 진보된 Parameter 활용
위의 사례를 통해 기본적인 Parameter 설정과 이용법을 알아 보았다. 사례로 든 도파관 내에는 특성을 조절하기 위한 wall이 4개 있는데, 위와 같은 하나의 parameter 설정으로는 wall의 길이 까지는 변하지 않는다. 하지만 구조상 분명히 wall의 폭도 도파관 폭에 맞추어 늘어나야 할 것이다. 물론 일일이 property에 들어가서 다 수정할 수도 있지만, 바로 이러한 노가다를 막기 위해 존재하는 것이 Parameter 메뉴인 것이다.
이점을 해결하기 위해, 위와 같이 wall의 Property에 들어가서 wall의 폭도 w라는 parameter 변수 이름으로 입력한다. 즉, 한번 설정된 w라는 parameter는 꼭 도파관 개체에서만 적용되는 것이 아니라, 무한 대로 원하는 만큼 사용할 수 있다. 이렇게 설정한 후 Parameter에서 w값을 바꾸어 보면 아래와 같이 wall도 똑같이 늘어나고 줄어든다.
6. 무한한 Parameter 활용
위의 사례들을 통해 Parameter에 대해 알아보았는데, 실제로 Parameter는 훨씬 복잡한 수준까지 이용가능하다. 설정된 parameter값을 개체의 수치값에 넣을 때 그냥 집어 넣는 것이 아니라 산술연산을 추가해서 넣을 수 있다. 예를 들어 w라는 parameter를 만들고, 개체에 입력할 때는 w 대신에 2*w-2.71 과 같은 식으로 산술연산을 추가할 수 있다는 뜻이다. 이것을 잘 이용하면 중요한 설정변수값 하나로 다양한 형태의 수치값을 equation을 만들 듯이 생성해낼 수 있다. 그 자체로 일종의 라이브러리처럼 활용이 가능하다는 의미이다. Parameter라는 것의 의미를 잘 이해한다면, 뭐든지 할 수 있다.
또한 개체의 크기, 좌표값은 물론 재질값도 변수로 할 수 있고, 더 나아가서 해석 주파수 범위와 mesh특성값까지 변수로 할 수도 있다. 한마디로 사람이 수치로 입력하는 모든 값은 parameter로 설정이 가능하다는 의미이다. 바로 이러한 Parameter의 무한한 가능성을 이용하면 사용자가 머리 쓰기에 따라 굉장히 편리하게 simulation을 수행할 수도 있는 점을 알아두도록 한다.
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