IGES부터 STEP, Parasolid, ACIS까지 — 캐드 데이터 교환 포맷과 커널의 모든 것

IGES·STEP·Parasolid·ACIS — 캐드 데이터는 왜 서로 다른 프로그램에서 안 열릴까

들어가며 — 캐드 파일이 서로 안 열리는 이유

협력사에서 받은 .sldprt 파일이 내 NX에서 안 열리고, 고객이 요청한 도면을 .step으로 내보냈더니 곡면 일부가 깨져서 돌아오고, 오래전에 IGES로 저장해둔 파일을 열었더니 면과 면 사이에 미세한 틈(gap)이 보이는 경험, 기계·설계 업무를 하다 보면 한 번쯤 겪게 됩니다. 이 문제의 뿌리에는 캐드 소프트웨어마다 형상을 내부적으로 표현하는 방식이 다르다는 사실이 있습니다.

이번 글에서는 캐드 데이터를 다른 시스템과 주고받을 때 반드시 마주치는 이름들 — IGES, STEP, Parasolid, ACIS — 이 각각 무엇이고, 누가 만들고 지금은 누가 소유하고 있으며, 같은 기술을 쓰는 캐드/캠 프로그램은 어디까지인지 정리합니다. 결론부터 말하면 이 넷은 성격이 완전히 다른 두 그룹으로 나뉩니다. IGES와 STEP은 특정 회사가 소유하지 않는 중립 교환 포맷이고, Parasolid와 ACIS는 특정 회사가 소유·판매하는 형상 모델링 커널(엔진)입니다. 이 구분을 모르고 보면 “왜 SolidWorks(다쏘)가 경쟁사인 지멘스의 Parasolid를 쓰지?” 같은 질문이 이해가 안 되는데, 구분해서 보면 오히려 자연스러운 이야기입니다.

1. 먼저 개념부터 — 네이티브 포맷, 커널, 중립 포맷

캐드 관련 파일 형식은 성격이 전혀 다른 세 층위로 나눌 수 있습니다.

• 네이티브 포맷 — 특정 캐드 소프트웨어 자신의 저장 형식입니다. SolidWorks의 .sldprt, NX의 .prt, CATIA의 .CATPart가 여기 해당합니다. 그 프로그램의 모든 기능(피처 트리, 파라미터, 스케치 구속조건 등)을 손실 없이 담지만, 원칙적으로 그 프로그램(또는 같은 커널을 쓰는 프로그램)에서만 완전하게 읽힙니다.
• 형상 모델링 커널 — 3차원 형상을 수학적으로 계산하고 표현하는 엔진입니다. 곡면·솔리드의 경계표현(B-rep), 불리언 연산(합집합·차집합·교집합), 필렛·블렌드 같은 기하 연산을 실제로 수행하는 소프트웨어 라이브러리로, 최종 사용자가 직접 만지는 제품이 아니라 캐드 회사가 라이선스를 받아 자사 프로그램 안에 내장하는 부품입니다. 대표적으로 Parasolid와 ACIS가 있습니다.
• 중립 교환 포맷 — 어떤 커널을 쓰든 상관없이 형상 데이터를 주고받기 위해 만든 공용 언어입니다. IGES와 STEP이 대표적이며, 국제표준으로 제정되어 있어 특정 회사가 소유하지 않습니다.

이 세 층위를 구분하면 캐드 데이터 교환에서 흔히 마주치는 현상 하나가 바로 설명됩니다. 서로 다른 회사가 만든 두 프로그램이라도 같은 커널을 쓰면(예: NX와 SolidWorks는 둘 다 Parasolid) 커널 고유의 네이티브 형상 포맷(.x_t)을 거의 그대로 주고받을 수 있어 변환 손실이 적습니다. 반대로 커널이 다른 두 프로그램(예: CATIA의 CGM과 AutoCAD의 ASM) 사이에는 반드시 STEP이나 IGES 같은 중립 포맷을 거쳐야 하고, 이 변환 과정에서 형상 근사·피처 정보 손실이 발생할 여지가 생깁니다.

그림 1 — 같은 형상 커널을 쓰는 캐드끼리는 커널 고유 포맷으로 직접에 가깝게 교환할 수 있지만, 커널이 다르면 STEP·IGES 같은 중립 포맷을 거쳐야 하며 이 과정에서 손실 가능성이 생깁니다.

2. IGES — 최초의 표준 중립 포맷

IGES(Initial Graphics Exchange Specification)는 캐드 데이터 교환을 위해 만들어진 최초의 공식 표준 포맷입니다. 1980년, 미국 국립표준국(NBS, 현재의 NIST)이 공군의 ICAM 프로그램 지원 아래 보잉·GE 등 항공·중공업 업체들과 함께 만들었습니다. 이후 ANSI 표준(Y14.26M)으로 채택되었고, 관리 주체는 IGES/PDES 조직을 거쳐 US PRO로 이어졌습니다.

IGES는 처음부터 특정 기업이 아니라 미국 정부·산업계가 함께 만든 공개 표준이라는 점이 중요합니다. 곡선·곡면(NURBS 포함)과 와이어프레임은 물론 B-rep/CSG 방식의 솔리드, 도면 주석까지 담을 수 있도록 설계되어 2D·3D 데이터를 모두 지원하지만, 실무에서는 정확한 솔리드 위상 정보보다 와이어프레임·곡면 데이터 교환에 훨씬 많이 쓰였습니다.

확장자는 .igs / .iges이며, 버전은 1.0(1980)에서 시작해 5.3(1996)이 사실상 마지막 정식 버전입니다. 6.0 초안이 1998년에 나왔지만 정식 표준으로 채택되지 못했고, 이후 개발이 사실상 멈췄습니다.

다만 오래된 도면·부품 라이브러리가 여전히 IGES로 남아 있는 경우가 많아, AutoCAD·Inventor·Fusion·SolidWorks·CATIA·NX·Creo·Mastercam 등 사실상 모든 주요 캐드/캠 프로그램이 지금도 IGES 가져오기/내보내기를 하위 호환 기능으로 지원합니다.

3. STEP(ISO 10303) — IGES를 대체한 국제표준

STEP(STandard for the Exchange of Product model data)은 국제표준화기구(ISO) 산하 ISO TC184/SC4가 개발·관리하는 국제표준으로, 정식 명칭은 그냥 ISO 10303입니다. SC4는 1983년 결성되어 1984년부터 본격적인 기술 작업에 들어갔고, 미국의 IGES, 프랑스의 SET, 독일의 VDAFS처럼 나라마다 따로 쓰이던 포맷을 하나의 국제표준으로 통합하는 것이 목표였습니다.

IGES가 “형상만” 옮기는 포맷이었다면, STEP은 형상은 물론 제품의 구조·구성(assembly)·치수공차(PMI/GD&T)·수명주기 정보까지 아우르는 제품 모델 전체를 표현하도록 설계됐습니다. 이를 위해 EXPRESS라는 정형 데이터 모델링 언어로 스키마를 정의하고, 실제 파일은 ISO 10303-21(Part 21) 방식의 사람이 읽을 수 있는 텍스트로 저장합니다. 확장자는 .stp / .step을 씁니다.

STEP은 하나의 포맷이 아니라 산업별 용도에 맞춘 여러 응용 프로토콜(Application Protocol, AP)의 모음입니다.

• AP203 — “형상관리 대상 3차원 설계”. 1994년 최초로 제정된 AP로, 솔리드 형상·조립 구조·형상관리(버전 관리)에 집중했습니다. 항공·방위 산업에서 오래 표준으로 쓰였습니다.
• AP214 — “자동차 설계 핵심 데이터”. 2001년 제정, AP203을 사실상 확장해 색상·레이어·치수공차 등 자동차 설계 프로세스에 필요한 정보를 추가했습니다.
• AP242 — “관리형 모델기반 3차원 엔지니어링”. 2014년 처음 발표된, AP203과 AP214를 통합·계승한 최신 AP입니다. 그래픽(도시된 그대로 보여주는) PMI와, 소프트웨어가 실제로 해석할 수 있는 의미론적(semantic) PMI/GD&T를 모두 지원하는 것이 핵심 개선점이며, 이후 2020년(2판, 전기배선·적층제조 데이터 추가)과 2022년(3판)까지 계속 갱신되고 있습니다.

2D 도면 전용 AP(AP201, AP202)도 존재하지만 현재 실무에서는 2D 도면 교환에 STEP보다 DXF·DWG·PDF를 훨씬 많이 씁니다. 오늘날 STEP 활용은 사실상 3D 솔리드 모델(AP203/214/242) 중심입니다.

현재 NX, CATIA, SolidWorks, Creo, Solid Edge, Inventor, Fusion 360, Onshape, FreeCAD 등 사실상 모든 3D 캐드/캠/PLM 소프트웨어가 STEP 가져오기/내보내기를 지원하며, 실무에서 서로 다른 회사·다른 커널의 캐드 사이에 데이터를 주고받아야 할 때 가장 먼저 선택하는 포맷입니다.

4. 형상 모델링 커널이란 무엇인가

여기서부터는 성격이 다른 이야기입니다. IGES·STEP이 “파일 형식”이라면, 지금부터 다룰 Parasolid와 ACIS는 파일 형식이 아니라 캐드 프로그램 내부에서 형상을 계산하는 엔진, 즉 커널입니다.

비유하자면 커널은 자동차의 엔진이고, 캐드 프로그램은 그 엔진 위에 얹힌 차체·인테리어·계기판입니다. 커널 자체는 사용자가 직접 만지는 화면이나 메뉴가 없는 라이브러리 형태의 소프트웨어이며, 캐드 회사는 이 커널을 라이선스로 받아 그 위에 스케치 도구, 피처 트리, 조립 관리, 도면 작성 같은 사용자 기능을 쌓아 하나의 완제품 캐드 소프트웨어를 만듭니다. 서로 전혀 다른 브랜드의 캐드 프로그램이라도 같은 커널을 쓰면, 그 밑바탕의 곡면·솔리드 수학적 표현 방식이 동일합니다. 그래서 NX·Solid Edge·SolidWorks처럼 서로 경쟁하는 세 회사의 제품이 모두 Parasolid를 쓰는 일이 실제로 일어납니다.

5. Parasolid — 지멘스가 쥔 업계 표준 커널

Parasolid의 뿌리는 1974년 영국 케임브리지에서 설립된 Shape Data Ltd로 거슬러 올라갑니다. 케임브리지 대학 컴퓨터연구소 CAD 그룹 출신인 Ian Braid, Charles Lang, Alan Grayer, Peter Veenman 네 명이 설립했으며, 이들이 1978년 내놓은 Romulus는 제3자 캐드 회사가 자기 프로그램에 내장할 수 있도록 설계된 최초의 상용 솔리드 모델링 커널로 꼽힙니다. Parasolid는 이 Romulus의 후속작으로 개발되었습니다.

회사의 소유권은 이후 여러 차례 넘어갔습니다.

• 1981년 — Evans & Sutherland Computer Corporation에 인수
• 1988년 — McDonnell Douglas Information Systems로 매각
• 1991년 — GM 계열의 EDS(Electronic Data Systems)가 인수하며 “EDS Unigraphics”로 통합
• 1997년~2001년 — Unigraphics Solutions → UGS로 사명 변경
• 2004년 — EDS가 PLM 사업부를 사모펀드(Bain Capital·Silver Lake·Warburg Pincus)에 매각, UGS Corp.으로 독립
• 2007년 — 지멘스(Siemens)가 UGS Corp.을 약 35억 달러에 인수, 이후 Siemens Digital Industries Software의 핵심 자산이 됨

네이티브 파일 확장자는 텍스트(ASCII) 형식이 .x_t, 바이너리 형식이 .x_b입니다. 지멘스는 Parasolid를 200개 이상의 독립 소프트웨어 업체에 라이선스하고 있다고 밝히고 있으며, 매년 기능이 추가되는 현재진행형 제품입니다.

6. ACIS — 스페이셜(다쏘 시스템즈)의 커널

ACIS는 1986년 미국 콜로라도에서 설립된 Spatial Technology Inc.가 기획하고, 실제 형상 연산 코드는 영국 케임브리지의 Three-Space Ltd(1985년 설립, Ian Braid·Charles Lang·Alan Grayer — 앞서 나온 Romulus/Parasolid의 창업자들과 같은 인물들입니다)가 개발해 1989년 처음 출시됐습니다. 첫 라이선스 고객은 HP의 ME10/ME30 캐드 소프트웨어였습니다. ACIS라는 이름의 정확한 유래는 회사도 명확히 밝힌 적이 없어 “Alan, Charles, Ian’s System” 등 여러 설이 전해질 뿐 확정된 정설은 없습니다.

Spatial Technology는 2000년 다쏘 시스템즈에 인수(발표 7월, 완료 11월, 인수액 약 2,150만 달러)되어 지금은 다쏘 산하의 Spatial Corp라는 이름으로 운영되고 있습니다. 네이티브 확장자는 텍스트가 .sat(“Standard ACIS Text”), 바이너리가 .sab(“Standard ACIS Binary”)입니다. ACIS도 매년 새 버전(2023/2024/2025 릴리스)이 나오는 현재진행형 제품이며, Spatial은 자사 커널 계열 제품군(ACIS 포함)을 350개 이상의 소프트웨어가 쓰고 있다고 밝히고 있습니다.

흥미로운 사실 하나는, 다쏘가 2011년부터 자사의 또 다른 커널 CGM(다음 절 참고)을 Spatial을 통해 외부에 컴포넌트 형태로 팔기 시작했다는 점입니다. 즉 다쏘는 ACIS와 CGM이라는 서로 경쟁하는 두 커널 사업을 한 회사(Spatial) 산하에 동시에 두고 있는 셈입니다.

7. 그 밖에 알아둘 포맷과 커널

7.1 JT — 가벼운 시각화·PLM 표준 (ISO 14306)

JT(Jupiter Tessellation)는 Engineering Animation Inc.(EAI)가 HP와 함께 만든 경량 3D 시각화 포맷으로, 이후 Unigraphics Solutions/UGS를 거쳐 2007년부터 지멘스 소유가 되었습니다. 2012년 ISO 14306으로 표준화되었고, 2017년 버전(V2)부터는 정확한 STEP 기반 B-rep 데이터도 함께 담을 수 있게 됐습니다. 원본 캐드 파일의 1~10% 수준으로 용량이 작아 대형 조립체를 가볍게 시각화하거나, Teamcenter 같은 PLM 시스템에서 여러 회사의 캐드 데이터를 한데 모아 보는 용도로 널리 쓰입니다. 2D 도면용은 아니며 3D 전용 포맷입니다.

7.2 DWG·DXF — 오토데스크의 2D/3D 포맷

DWG는 AutoCAD의 네이티브 저장 형식으로, 오토데스크가 사양을 완전히 공개하지 않는 사실상의 비공개 포맷입니다. Open Design Alliance(ODA)라는 단체가 이를 역설계해 만든 라이브러리를 BricsCAD·ZWCAD 같은 다른 회사들이 자사 제품에 넣어 DWG 호환을 구현합니다. DXF는 오토데스크가 처음부터 문서화해 공개한 교환 전용 포맷입니다. 두 형식 모두 2D 선·도형뿐 아니라 3D 솔리드(내부적으로 ACIS/ASM 계열의 형상 데이터가 담김)까지 담을 수 있어, 흔히 오해하는 것과 달리 2D 전용이 아닙니다.

7.3 Open CASCADE(OCCT) — 오픈소스 커널

프랑스 Matra Datavision이 자사 캐드 Euclid를 위해 1990년대 초 개발한 “CAS.CADE”가 시초입니다. 1999년 오픈소스로 공개되었고, 2013년부터는 LGPL 라이선스로 전환되어 상용 소프트웨어에도 비교적 자유롭게 링크해 쓸 수 있습니다. 오픈소스 캐드인 FreeCAD를 비롯해 시뮬레이션 플랫폼 SALOME, PCB 설계 도구 KiCad의 3D 미리보기 등에 쓰입니다.

7.4 Granite — PTC의 자체 커널

PTC가 Pro/ENGINEER 시절부터 자체 개발해온 커널로, 후속 제품인 Creo Parametric에도 그대로 이어지고 있습니다. Parasolid·ACIS처럼 외부 라이선스 사업(Creo Granite Interoperability Kernel)도 하지만, 주 목적은 PTC 자사 제품용입니다.

7.5 CGM — 다쏘의 자체 커널

다쏘 시스템즈가 CATIA를 위해 자체 개발한 커널로, CATIA V5 초기 버전은 실은 ACIS를 쓰다가 이후 자체 커널인 CGM(Convergence Geometric Modeler)으로 옮겨간 것으로 알려져 있습니다. 2011년 Spatial을 통해 외부 업체에도 컴포넌트 형태로 라이선스하기 시작했습니다. 현재 CATIA V5/V6와 3DEXPERIENCE 플랫폼의 기반 커널입니다.

7.6 STL — “교환 포맷”이라 부르기 어려운 이유

STL은 1987년 3D 프린팅(광경화 조형, SLA)을 개발한 3D Systems가 만든 포맷으로, 형상을 삼각형 메쉬로만 표현합니다. 색상·단위·조립 구조·파라메트릭 피처 정보가 전혀 없고, 한 번 STL로 변환하면 원래의 곡면·솔리드 정보로 되돌릴 수 없는 비가역적 변환입니다. 그래서 STL은 IGES·STEP·JT와 같은 선상에 놓고 비교할 “설계 데이터 교환 포맷”이 아니라, 3D 프린팅·CAM을 위한 최종 출력용 포맷으로 구분해서 봐야 합니다.

8. 한눈에 정리 — 비교표

9. 프로그램 이름으로 찾기 — 소프트웨어별 커널 조견표

앞의 표들은 “커널 → 그 커널을 쓰는 프로그램” 순서였다면, 이번에는 반대로 프로그램 이름을 기준으로 정렬했습니다. 내가 쓰는 소프트웨어가 어떤 커널인지 바로 찾아볼 수 있도록 구성했습니다.

마무리 — 결국 무엇을 알고 있어야 할까

정리하면 이렇습니다. IGES와 STEP은 회사가 아니라 표준 기구가 관리하는 중립 포맷이고, 그중 STEP이 현재 사실상 유일한 표준으로 자리 잡았습니다. Parasolid와 ACIS(그리고 Granite, CGM, ASM, Open CASCADE)는 캐드 프로그램 안에서 실제로 형상을 계산하는 커널이며, 서로 다른 브랜드의 캐드라도 같은 커널을 쓰면 훨씬 안전하게 데이터를 주고받을 수 있습니다.

실무에서 협력사와 데이터를 주고받을 때는 상대 캐드가 어떤 커널을 쓰는지 먼저 확인해보는 것이 도움이 됩니다. 같은 커널이면 네이티브에 가까운 포맷(.x_t, .sat 등)으로, 다르면 STEP(가능하면 최신 AP242)으로 주고받는 것이 현재 시점에서는 가장 안전한 선택입니다.

이 글은 위 참고자료를 바탕으로 작성한 기술 정리 자료입니다. 각 소프트웨어의 커널 채택 이력 중 일부(특정 버전이 정확히 언제 커널을 바꿨는지 등)는 개발사가 공식적으로 상세히 공개하지 않아 출처마다 세부 사항이 다를 수 있으며, 라이선스 업체 수 등 일부 수치는 해당 기업이 공개한 마케팅 자료 기준입니다. 실무에 적용하기 전에는 사용 중인 소프트웨어의 최신 공식 문서를 함께 확인하시기 바랍니다.