3D CAD G0·G1·G2·G3 커브·서피스 연속성 완전 이해하기 (NX Connectivity 기준)

CAD를 활용해 곡선과 서피스를 만들다 보면 2D Curve와 3D Face가 서로 얼마나 자연스럽게 이어지는지를 고민하게 됩니다. 이때 이야기하는 것이 바로 연속성(Connectivity)이며, 두 오브젝트를 연결했을 때 이음새가 계단처럼 보이는지, 아니면 매끈한 곡면처럼 이어지는지에 대한 기준이라고 보면 됩니다.

연속성이 높아질수록 일반적으로 G0 · G1 · G2 · G3와 같이 더 높은 수준의 조건을 필요로 하고, 그만큼 Degree(디그리) 값도 함께 올라가는 경향이 있습니다.

• Degree : 서피스의 칸이 늘어나면서 CV와 서피스 결이 치밀해짐
• Patches : 디그리 값이 엣지 방향으로 늘어나면서 패치 분할 수가 증가

이 개념은 NX CAD뿐 아니라 CATIA, Alias, 기타 고급 서피스 모델러에서도 공통으로 사용되는 언어입니다.

다만 소프트웨어마다 제공하는 연속성 옵션의 종류와 세부 제어 방법에는 차이가 있기 때문에, 자신이 주로 쓰는 툴에서 어떤 수준까지 표현할 수 있는지 이해해 두는 것이 중요합니다.

아래에서 다루는 Bridge Curve와 Bridge Face는 NX에서 연속성을 컨트롤할 때 자주 사용하는 명령이라, 기본 개념을 알고 있다면 훨씬 이해가 빨라집니다. 여기서는 먼저 G0·G1·G2·G3 연속성이 무엇을 의미하는지부터 정리해 보겠습니다.

커브·서피스 연결 속성 Connectivity 이해하기

NX에서 면과 면을 이어 줄 때 사용하는 Bridge Surface / Bridge Face는 두 서피스를 연결하면서 G0, G1, G2 수준의 연속성을 지원합니다.

즉, 단순히 끊어져 있던 면을 이어 붙이는 것뿐 아니라, 위치·접선·곡률까지 고려해 얼마나 매끄럽게 이어 줄지 제어하는 도구입니다.

이때 연속성은 “두 면이 만나는 경계에서 어떤 수학적 조건까지 맞춰 줄 것인가”에 대한 약속입니다.

숫자가 커질수록 더 자연스럽게 이어지지만, 그만큼 Degree를 높이고, 더 많은 CV(컨트롤 버텍스)를 정렬해야 하고, 계산량도 늘어나게 됩니다.

연결 속성 디그리 G0 · G1 · G2 · G3

커브 생성 명령인 Bridge Curve 쪽을 보면 최대 G3 연속성까지 지원하는 것을 확인할 수 있습니다.

같은 “브릿지” 계열 기능이라도 Bridge Curve와 Bridge Surface가 제공하는 연속성 옵션은 서로 다르다는 점을 기억해 두면 좋습니다.

특히 G1 연속성을 갖는 필렛은 반지름 하나만 지정하면 되지만, G2·G3와 같이 높은 연속성을 요구하는 필렛이나 블렌드는 곡률이 일정하지 않은 자유곡면이 되기 때문에, 단순한 반지름 값 대신 폭, 블렌드 강도, 폴 포지션 같은 추가적인 제어 값이 필요해집니다.

연속성을 높인다는 것은 결국 곡선 혹은 서피스 가장자리에서 CV(Control Vertex)를 어떻게 정렬할 것인가에 대한 문제입니다.

G0에서 G3로 갈수록 더 많은 CV를 일정한 패턴으로 정렬해야 하고, 그만큼 Degree와 Patches도 함께 올라가는 경향이 있습니다.

• G0 – Position : 두 면이 위치만 일치하는 상태, 단순히 모서리가 맞닿은 정도 (길이 공차 기준)
• G1 – Tangent : 위치 + 접선 방향까지 맞춘 상태, 필렛처럼 부드럽게 이어지지만 곡률은 다를 수 있음 (각도 공차 중심)
• G2 – Curvature : 위치 + 접선 + 곡률까지 연속, 두 면이 만나는 지점에서 곡률이 끊기지 않아 반사와 하이라이트가 자연스럽게 이어짐 (보통 각도 공차 0.5° 수준을 목표로 관리)
• G3 – Flow : 곡률 변화율까지 부드럽게 이어지는 상태로, 플로우가 자연스러운 최고 수준 연속성에 가깝습니다. 일반적으로 더 타이트한 각도 공차(예: 0.3° 수준)를 관리하게 됩니다.

정리해서 보면, G0는 단순히 면과 면이 맞닿은 상태이고, G1은 필렛처럼 방향까지 부드럽게 연결합니다. G2·G3는 고급 서피스에서 요구하는 수준의 연속성으로, 외관 품질이 중요한 자동차 외장이나 가전 제품 외형에서 하이라이트가 끊기지 않는 자연스러운 곡면을 만들 때 자주 사용됩니다.

G0 · G1 · G2 · G3 연속성을 언제 어떻게 쓰면 좋을까

실제 모델링에서 모든 곳에 G3를 걸어버리면 계산량이 커지고 모델이 불필요하게 복잡해집니다.

그래서 어디에는 G0만 써도 되고, 어디에는 G2 이상이 꼭 필요한지를 구분하는 감각이 중요합니다.

1) G0 – 기구 설계, 구조 위주 파트
브라켓, 플레이트, 내부 리브처럼 대부분 직선·평면으로 이루어지고, 외관보다 가공성·강도·치수 공차가 중요한 파트는 G0만으로도 충분한 경우가 많습니다.

단순한 모따기(Chamfer)나 직각 결합처럼, 눈으로 봐도 끊겨 있는 것이 이상하지 않은 구조에서는 굳이 높은 연속성을 요구할 필요가 없습니다.

2) G1 – 일반 제품 외형, 필렛 중심 설계
일반적인 전자제품 케이스, 가전, 산업 장비 외형처럼 필렛 중심의 디자인이 많은 파트에서는 G1만 잘 관리해도 상당히 깔끔한 모델을 만들 수 있습니다. NX의 기본 Edge Blend 필렛도 대부분 G1 기준이라, 연속성보다는 반지름 관리가 더 중요한 경우에 적합합니다.

3) G2 – 자동차 Class-A, 하이글로시 외장
조명 반사가 민감하게 드러나는 자동차 외장, 피아노블랙 하이글로시 부품, 곡면이 부드럽게 이어져야 하는 디자인 파트에서는 G2 연속성이 사실상 기본 요구 조건입니다.

이때는 Bridge Curve, Studio Surface, Through Curve Mesh 등 고급 서피스 명령과 함께 곡률 그래프를 확인하면서 작업하는 경우가 많습니다.

4) G3 – 플래그십급 외관, 조명 하이라이트까지 신경 쓰는 영역
아주 민감한 하이라이트를 다루는 영역, 예를 들어 자동차 후드와 펜더가 만나는 라인처럼 브랜드 이미지를 좌우하는 곳에서는 G3에 가까운 연속성을 요구하기도 합니다. 이 정도 영역은 보통 Alias 같은 특화 툴과 협업하면서 NX에서 형상을 정리하는 패턴이 많고, CV 정렬과 Degree 조절을 상당히 섬세하게 다루게 됩니다.

3D CAD 연속성 Connectivity 자주 묻는 질문

G0·G1·G2·G3에서 G와 C 연속성은 어떤 차이가 있나요?

보통 CAD에서는 G(Geometric) 연속성을 기준으로 이야기하지만, 수학적으로는 C(Continuous) 연속성이라는 개념도 함께 등장합니다.

C1, C2처럼 표현하는 것은 파라메트릭 곡선의 미분 연속성 자체를 보는 개념이고, G1, G2는 그보다 조금 더 형상 관점에서의 접선·곡률 일치에 초점을 맞춘 표현입니다.

NX를 포함한 대부분의 실무 CAD에서는 G 연속성을 기준으로 옵션을 제공하기 때문에, 설계에서는 G0·G1·G2·G3에 익숙해지면 충분한 경우가 많습니다.

NX 필렛은 기본이 G1인가요, G2인가요?

일반적인 Edge Blend 필렛은 G1(접선 연속)을 기준으로 동작하는 경우가 많습니다.

일부 고급 블렌드나 서피스 블렌드 명령에서는 G2 옵션을 지원하기도 하지만, 기본 필렛은 반지름 기반 G1이라고 이해해 두면 됩니다. 만약 자동차 외장처럼 G2가 꼭 필요한 영역이라면, Surface 기반 블렌드를 활용해 직접 곡률을 확인하면서 만들어 주는 편이 안전합니다.

G2나 G3를 쓰면 파일이 무거워지나요?

연속성이 올라갈수록 Degree와 CV 개수가 늘어날 가능성이 커지고, 그만큼 연산량도 함께 늘어납니다.

꼭 무거워진다고 단정할 수는 없지만, 복잡한 대형 서피스에서 높은 연속성을 남발하면 재생성 시간과 반응 속도에 영향을 줄 수 있는 것은 사실입니다. 그래서 “전체를 G2로 만들자”보다는, 실제로 눈에 보이는 하이라이트 영역 위주로 G2·G3를 쓰고, 나머지는 G1 수준에서 정리하는 전략을 많이 사용합니다.

Alias나 CATIA에서 만든 Class-A 서피스를 NX에서도 그대로 유지할 수 있나요?

STEP, IGES, JT 등으로 옮길 때는 기본 형상 자체는 그대로 넘어가지만, 파라메트릭 정보와 일부 히스토리, 연속성 제어 정보는 손실될 수 있습니다.

다만 곡면 자체가 이미 G2 이상으로 설계되어 있다면, NX에서도 곡률 분석·하이라이트 분석을 통해 동일한 품질을 확인할 수 있습니다. 문제는 수정이 필요할 때라서, 이 경우에는 CV를 직접 다루는 기능과 고급 서피스 명령을 병행해 사용하는 편이 좋습니다.

Bridge Curve와 Bridge Surface의 연속성 옵션이 다른 이유는 무엇인가요?

Bridge Curve는 곡선 하나를 고급스럽게 제어하기 위한 도구라서, 최대 G3까지 세밀한 연속성을 제공하는 것이 일반적입니다.

반면 Bridge Surface는 두 서피스를 연결하는 실제 면을 만드는 작업이라, 연속성뿐 아니라 면 품질·패치 분할·Degree까지 함께 고려해야 합니다. 이 차이 때문에 같은 “브릿지” 계열이라도 지원하는 연속성 단계가 서로 다른 것입니다.

연속성을 높이면 치수 공차 관리가 더 어려워지나요?

G2·G3 서피스를 만들면 형상이 더 부드럽게 이어지는 대신, 곡률 중심 기반의 자유곡면이 되기 때문에 단순 반지름 치수 하나로 설명하기 어려워집니다.

그래서 Class-A 영역에서는 곡률 분석, 반사선 분석을 함께 사용하고, 치수 공차는 주로 포인트·섹션 단위로 관리하는 경우가 많습니다. 반대로 기구 설계 영역에서는 여전히 직선·원호 기반 G0·G1 형상이 치수 관리 측면에서 훨씬 안정적입니다.

G0인데도 모델이 보기에는 꽤 자연스러워 보일 때가 있습니다.

곡률이 완만한 영역이나, 관찰 거리가 멀고 부품 크기가 작을 때는 G0라도 육안으로는 티가 잘 안 나는 경우가 많습니다.

하지만 강한 하이라이트, 글로시 재질, 근접 촬영이 들어가는 상황에서는 작은 불연속도 눈에 띄게 드러나기 때문에, 어떤 제품인지·어디에 쓰이는 외형인지에 따라 요구 수준을 다르게 가져가는 것이 현실적입니다.

연속성을 확인하는 가장 기본적인 방법은 무엇인가요?

NX를 포함한 대부분의 3D CAD에는 곡률 그래프, 하이라이트 라인, Zebra 분석 같은 시각화 도구가 들어 있습니다.

간단하게는 경계에서 곡률 그래프가 끊기지 않는지를 보는 것만으로도 G1·G2를 구분할 수 있고, Zebra 분석으로 반사선이 자연스럽게 이어지는지 확인해 보는 것도 많이 사용되는 방법입니다.

제품 설계 전체를 G2·G3로 설계하는 것이 이상적인가요?

겉으로 보기에는 그렇게 느껴질 수 있지만, 현실에서는 설계 시간, 계산 속도, 수정 부담을 함께 고려해야 합니다.

제품 대부분이 평면·직선인 구조라면 G0·G1만으로도 충분하고, 정말 외관이 중요한 제한된 영역에서만 G2·G3를 쓰는 편이 설계·제조 양쪽 모두에게 합리적입니다. 결국 중요한 것은 “어디에 비용과 시간을 쓰는 것이 가장 효과적인가”를 판단하는 연속성 전략입니다.

NX에서 연속성 개념을 연습할 때 어떤 접근이 좋을까요?

처음부터 복잡한 자동차 외장을 만들기보다는, 간단한 두 평면과 필렛부터 시작해 G0·G1·G2·G3를 차례로 적용해 보는 것이 좋습니다.

그런 다음 곡률 그래프와 Zebra 분석을 켜서 연속성이 바뀔 때 하이라이트가 어떻게 달라지는지를 눈으로 익히는 것이 도움이 됩니다. 어느 정도 감이 잡히면 Bridge Curve, Through Curve, Studio Surface 순서로 도구를 넓혀 가면 자연스럽게 NX 서피스 모델링 실력이 같이 올라갑니다.