colin's 블로그

파이썬과 PyOpenGL을 이용한 게임 개발 - 실시간 3D 그래픽 처리하기

10 Oct 2023

pyopengl

게임 개발은 다양한 기술과 도구를 활용하여 실시간으로 동적인 그래픽을 처리하는 것을 필요로 합니다. 이번에는 파이썬과 PyOpenGL를 사용하여 게임의 3D 그래픽 처리를 어떻게 할 수 있는지 알아보겠습니다.

1. PyOpenGL 소개

PyOpenGL은 파이썬으로 OpenGL을 사용할 수 있게 해주는 라이브러리입니다. OpenGL은 3D 그래픽을 렌더링하기 위해 사용되는 일반적인 API이며, PyOpenGL은 이를 파이썬에서 사용할 수 있도록 해줍니다.

2. 파이썬으로 3D 그래픽 처리하기

필요한 라이브러리 설치하기

pip install PyOpenGL PyOpenGL_accelerate

OpenGL 초기화하기

from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GLUT import *
from OpenGL.GLU import *
 
def init_opengl():
    glutInit()
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH)
    glutInitWindowSize(800, 600)
    glutCreateWindow(b"3D Game Development")
    glEnable(GL_DEPTH_TEST)
    glEnable(GL_LIGHTING)
    glEnable(GL_LIGHT0)
 
def main():
    init_opengl()
    glutMainLoop()
 
if __name__ == "__main__":
    main()

객체 모델링하기

def draw_cube():
    glBegin(GL_QUADS)
 
    glColor3f(1, 0, 0)
    glVertex3f(-0.5, -0.5, 0.5)
    glVertex3f(0.5, -0.5, 0.5)
    glVertex3f(0.5, 0.5, 0.5)
    glVertex3f(-0.5, 0.5, 0.5)
    
    # ... 다른 면들 표시
 
    glEnd()
 
def display():
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
    gluLookAt(0, 0, 5, 0, 0, 0, 0, 1, 0)
    draw_cube()
    glutSwapBuffers()
 
def main():
    # ...
    glutDisplayFunc(display)
    glutIdleFunc(display)
    # ...

텍스처 매핑하기

def load_texture(filename):
    image = Image.open(filename)
    image_data = np.array(list(image.getdata()), np.uint8)
 
    texture_id = glGenTextures(1)
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture_id)
    glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1)
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, image.width, image.height,
                 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, image_data)
 
    return texture_id
 
def draw_textured_cube(texture_id):
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture_id)
    glEnable(GL_TEXTURE_2D)
    glBegin(GL_QUADS)
 
    glTexCoord2f(0, 0)
    glVertex3f(-0.5, -0.5, 0.5)
 
    glTexCoord2f(1, 0)
    glVertex3f(0.5, -0.5, 0.5)
 
    glTexCoord2f(1, 1)
    glVertex3f(0.5, 0.5, 0.5)
 
    glTexCoord2f(0, 1)
    glVertex3f(-0.5, 0.5, 0.5)
    
    # ... 다른 면들 표시
 
    glEnd()
    glDisable(GL_TEXTURE_2D)

셰이더 프로그래밍 사용하기

VERTEX_SHADER = """
#version 330 core

in vec3 a_position;
in vec3 a_color;
out vec3 color;

uniform mat4 u_projection;
uniform mat4 u_view;

void main()
{
    gl_Position = u_projection * u_view * vec4(a_position, 1.0);
    color = a_color;
}
"""

FRAGMENT_SHADER = """
#version 330 core
in vec3 color;
out vec4 frag_color;

void main()
{
    frag_color = vec4(color, 1.0);
}
"""

def init_shaders():
    vertex_shader = compileShader(VERTEX_SHADER, GL_VERTEX_SHADER)
    fragment_shader = compileShader(FRAGMENT_SHADER, GL_FRAGMENT_SHADER)
    shader_program = glCreateProgram()
    glAttachShader(shader_program, vertex_shader)
    glAttachShader(shader_program, fragment_shader)
    glLinkProgram(shader_program)
    glUseProgram(shader_program)
 
def draw_colored_cube():
    vertices = [
        -0.5, -0.5, 0.5,
        0.5, -0.5, 0.5,
        0.5, 0.5, 0.5,
        -0.5, 0.5, 0.5,
        # ... 다른 면들의 좌표
    ]
 
    colors = [
        1, 0, 0,
        1, 1, 0,
        0, 1, 0,
        0, 0, 1,
        # ... 다른 면들의 색상
    ]
 
    indices = [
        0, 1, 2, 3,
        # ... 다른 면들의 인덱스
    ]
 
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertices)
    glEnableVertexAttribArray(0)
 
    glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, colors)
    glEnableVertexAttribArray(1)
 
    glDrawElements(GL_QUADS, len(indices), GL_UNSIGNED_INT, indices)
 
    glDisableVertexAttribArray(0)
    glDisableVertexAttribArray(1)

3. 게임 개발에 활용하기

위에서 작성한 코드들을 기반으로 게임 개발에 활용할 수 있습니다. 키 입력이나 마우스 입력을 처리하여 캐릭터를 움직이거나 게임 이벤트를 구현할 수도 있습니다.

4. 결론

파이썬과 PyOpenGL을 사용하여 실시간 3D 그래픽을 처리하는 게임을 개발할 수 있습니다. PyOpenGL을 충분히 이해하고 활용하면 다양한 게임 개발 가능성이 열립니다. 직접 코드를 작성하고 실험해보면서 게임 개발에 도전해보세요!

#python #PyOpenGL

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