[python] 파이썬으로 OpenGL을 활용한 실시간 물리 시뮬레이션 구현

01 Dec 2023

python

이번 블로그에서는 파이썬과 OpenGL을 사용하여 실시간으로 물리 시뮬레이션을 구현하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

물리 시뮬레이션의 개요

물리 시뮬레이션은 현실 세계의 물리 법칙을 모사하여 가상의 환경에서 물체의 움직임을 시뮬레이션하는 것입니다. 이를 통해 다양한 분야에서 실제 실험 없이 시뮬레이션을 통해 결과를 예측하고 분석할 수 있습니다.

OpenGL 소개

OpenGL은 고성능의 그래픽 라이브러리로, 2D 및 3D 그래픽을 렌더링하기 위해 사용됩니다. 파이썬에서 OpenGL을 사용하기 위해서는 PyOpenGL이라는 라이브러리를 사용할 수 있습니다.

파이썬과 PyOpenGL을 사용한 물리 시뮬레이션 구현

이제 파이썬과 PyOpenGL을 사용하여 물리 시뮬레이션을 구현해보겠습니다. 여기서는 간단한 중력 시뮬레이션을 예로 들겠습니다.

import pygame
from pygame.locals import *
from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GLU import *

def init():
    glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0)
    gluOrtho2D(0.0, 800, 0.0, 600)

def draw_circle(x, y, radius):
    num_segments = 100
    theta = 2 * 3.1415926 / num_segments
    cos = cosf(theta) 
    sin = sinf(theta)

    glBegin(GL_TRIANGLE_FAN)
    glVertex2f(x, y)
    for i in range(num_segments + 1):
        glVertex2f(x + radius * cos, y + radius * sin)
        temp = cos
        cos = cos * cosf(theta) - sin * sinf(theta)
        sin = sin * cosf(theta) + temp * sinf(theta)
    glEnd()

def main():
    pygame.init()
    display = (800, 600)
    pygame.display.set_mode(display, DOUBLEBUF | OPENGL)

    init()

    while True:
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                pygame.quit()
                quit()

        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)
        glColor3f(1.0, 0.0, 0.0)
        draw_circle(400, 300, 100)

        pygame.display.flip()
        pygame.time.wait(10)

if __name__ == '__main__':
    main()

이 코드에서는 주요 함수인 init(), draw_circle(), main()을 정의하고 있습니다. init() 함수는 OpenGL 초기화를 수행하고, draw_circle() 함수는 지정된 좌표와 반지름으로 원을 그리는 역할을 합니다. main() 함수에서는 Pygame 윈도우를 초기화하고, 루프를 실행하여 화면을 계속 업데이트합니다.

이제 파이썬 스크립트를 실행하면, 지정한 좌표와 반지름을 가진 빨간색 원이 화면에 그려지는 것을 확인할 수 있습니다.

결론

파이썬과 PyOpenGL을 사용하여 실시간으로 물리 시뮬레이션을 구현하는 방법을 알아보았습니다. 이를 통해 파이썬을 사용하여 다양한 물리 시뮬레이션을 구현하여 결과를 시각화하고 분석할 수 있습니다. 더 복잡한 시뮬레이션을 구현하고 싶다면, OpenGL의 다양한 기능과 물리 엔진 라이브러리를 활용할 수 있습니다.