[python] PyOpenGL을 사용하여 파이썬으로 3D 시뮬레이션 구현하기

01 Dec 2023

python

이 튜토리얼에서는 파이썬과 PyOpenGL을 사용하여 간단한 3D 시뮬레이션을 만드는 방법을 알아보겠습니다. PyOpenGL은 OpenGL을 파이썬으로 사용할 수 있게 해주는 라이브러리입니다.

필수 사항 설치하기

먼저, PyOpenGL을 설치해야 합니다. 다음 명령을 사용하여 필요한 패키지를 설치하세요.

pip install PyOpenGL

3D 모델 로딩하기

먼저, 3D 모델을 로딩해야 합니다. 이 예시에서는 Wavefront OBJ 파일 형식을 사용합니다. pywavefront라는 라이브러리를 사용하여 OBJ 파일을 로딩할 수 있습니다.

먼저, pywavefront 모듈을 설치합니다:

pip install PyWavefront

다음과 같이 OBJ 파일을 로딩하는 코드를 작성할 수 있습니다:

from pywavefront import Wavefront

model = Wavefront('model.obj')

OpenGL 컨텍스트 생성하기

OpenGL 컨텍스트를 생성하여 3D 모델을 렌더링할 창을 생성해야 합니다. PyOpenGL 모듈을 사용하여 OpenGL 컨텍스트를 생성할 수 있습니다.

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

def init():
    glutInit()
    glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH)
    glutInitWindowSize(800, 600)
    glutCreateWindow("3D Simulation")

init()
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0)
glClearDepth(1.0)
glEnable(GL_DEPTH_TEST)
glDepthFunc(GL_LEQUAL)
glShadeModel(GL_SMOOTH)
glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST)
glMatrixMode(GL_PROJECTION)
glLoadIdentity()
gluPerspective(45, 1.33, 0.1, 100.0)
glMatrixMode(GL_MODELVIEW)
glLoadIdentity()

glutMainLoop()

3D 모델 렌더링하기

이제, OpenGL 컨텍스트를 구성하였으므로 3D 모델을 렌더링할 수 있습니다. OpenGL에서는 기본적으로 정점(vertex)와 삼각형(triangle)으로 구성된 모델을 이용하여 물체를 표현합니다.

def render():
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
    glLoadIdentity()

    # 모델 렌더링 코드를 작성하세요

    glutSwapBuffers()

glutDisplayFunc(render)
glutIdleFunc(render)
glutMainLoop()

모델 위치 및 회전 조정하기

모델을 이동시키거나 회전시킬 수 있습니다. 이를 위해서는 glTranslate와 glRotate 함수를 사용합니다.

def render():
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
    glLoadIdentity()

    glTranslatef(0.0, 0.0, -5.0)  # 모델을 카메라에 가깝게 이동
    glRotatef(90, 1.0, 0.0, 0.0)  # x축을 중심으로 90도 회전

    # 모델 렌더링 코드를 작성하세요

    glutSwapBuffers()

조명 설정하기

물체를 렌더링할 때 조명 설정을 추가할 수 있습니다. glLight 함수를 사용하여 조명을 설정할 수 있습니다. 다음은 예시 코드입니다.

def init():
    # ...

    # 조명 설정
    glEnable(GL_LIGHTING)
    glEnable(GL_LIGHT0)
    light_position = [1.0, 1.0, 1.0, 0.0]
    light_ambient = [0.2, 0.2, 0.2, 1.0]
    light_diffuse = [1.0, 1.0, 1.0, 1.0]
    light_specular = [1.0, 1.0, 1.0, 1.0]
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position)
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, light_ambient)
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light_diffuse)
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light_specular)

    # ...

init()
# ...

결론

이제 PyOpenGL을 사용하여 파이썬으로 간단한 3D 시뮬레이션을 구현하는 방법을 배웠습니다. 이 예시를 기반으로 여러분께서 원하는 3D 시뮬레이션을 만들어보세요!

참고 자료: