[python] PyOpenGL을 활용하여 파이썬으로 3D 터레인 랜더링하기

01 Dec 2023

python

이번 블로그 포스트에서는 PyOpenGL을 사용하여 파이썬으로 3D 터레인을 렌더링하는 방법에 대해 알아보겠습니다. PyOpenGL은 OpenGL을 파이썬에서 사용할 수 있도록 해주는 라이브러리입니다. 터레인 랜더링은 게임 개발이나 시뮬레이션 등 다양한 분야에서 사용되는 중요한 기술입니다.

PyOpenGL 소개

PyOpenGL은 파이썬에서 OpenGL을 사용하기 위한 라이브러리입니다. OpenGL은 다양한 플랫폼에서 2D 및 3D 그래픽을 렌더링하기 위한 API입니다. PyOpenGL은 파이썬 개발자들이 OpenGL을 손쉽게 사용할 수 있도록 돕습니다.

터레인 생성

터레인은 지형의 표면을 나타내는 3D 모델입니다. 파이썬에서 터레인을 생성하기 위해서는 NumPy와 같은 수학적 라이브러리를 사용할 수 있습니다. 터레인을 생성하기 위해 필요한 것은 지형의 높이 데이터입니다. 이 데이터는 일반적으로 이미지 파일이나 텍스트 파일로 제공됩니다.

import numpy as np

# 터레인 높이 데이터 로드
height_map = np.loadtxt('height_map.txt')

# 터레인 생성
def generate_terrain(height_map):
    # 터레인 생성 로직 구현
    pass
    
terrain = generate_terrain(height_map)

렌더링을 위한 셰이더

렌더링을 위해 셰이더(shader)를 사용합니다. 셰이더는 그래픽스 카드에서 실행되는 작은 프로그램으로, 픽셀과 정점의 속성을 계산하여 화면에 표시될 최종 이미지를 생성합니다.

from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GL import shaders

# 셰이더 코드
vertex_shader = """
#version 330
layout(location = 0) in vec3 position;
void main() {
    gl_Position = vec4(position, 1.0);
}
"""

fragment_shader = """
#version 330
out vec4 fragColor;
void main() {
    fragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
}
"""

# 셰이더 컴파일 및 링크
shader_program = shaders.compileProgram(
    shaders.compileShader(vertex_shader, GL_VERTEX_SHADER),
    shaders.compileShader(fragment_shader, GL_FRAGMENT_SHADER)
)

# 셰이더 사용
glUseProgram(shader_program)

카메라 조작

카메라를 조작하여 터레인을 원하는 시점에서 볼 수 있습니다. 카메라 조작은 시점 변환과 원근 변환을 통해 이루어집니다.

from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GLUT import *

def draw_func():
    # 카메라 조작 로직 구현
    pass

# GLUT 초기화
glutInit()
glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH)
glutInitWindowSize(800, 600)
glutCreateWindow("3D Terrain Rendering")

# 렌더링 함수 등록
glutDisplayFunc(draw_func)

glutMainLoop()

결론

이번 포스트에서는 PyOpenGL을 사용하여 파이썬으로 3D 터레인을 랜더링하는 방법에 대해 알아보았습니다. PyOpenGL을 활용하면 파이썬 개발자들도 효율적이고 직관적인 방식으로 3D 그래픽을 구현할 수 있습니다. 추가적으로 텍스처 매핑, 빛 조절 등 다양한 기술을 적용하여 더욱 흥미로운 3D 시뮬레이션을 개발할 수 있습니다.

참고 자료:

목차

PyOpenGL 소개

터레인 생성

렌더링을 위한 셰이더

카메라 조작

결론