[python] PyOpenGL을 사용하여 3D 터레인 생성 및 가시화하기

01 Dec 2023

python

이 포스트에서는 Python의 PyOpenGL 라이브러리를 사용하여 3D 터레인을 생성하고 가시화하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

PyOpenGL 소개

PyOpenGL은 OpenGL을 Python에서 사용할 수 있도록 해주는 라이브러리입니다. OpenGL은 2D 및 3D 그래픽을 렌더링하기 위한 업계 표준 그래픽 라이브러리입니다. PyOpenGL은 Python과의 통합을 용이하게 하여 OpenGL 기능을 쉽게 이용할 수 있도록 합니다.

터레인 생성

첫 번째 단계는 3D 터레인을 생성하는 것입니다. 터레인의 형태와 모양은 사용자가 직접 결정할 수 있습니다. 예를 들어, 높이 맵을 사용하여 터레인의 높이를 제어할 수 있습니다.

import numpy as np

# 터레인 크기 정의
terrain_width = 100
terrain_length = 100

# 터레인 높이 맵 생성
height_map = np.random.rand(terrain_width, terrain_length) * 10

# 터레인 메시 생성
vertices = np.zeros((terrain_width * terrain_length, 3))
for i in range(terrain_width):
    for j in range(terrain_length):
        vertices[i * terrain_length + j] = [i, j, height_map[i, j]]

# 터레인 인덱스 생성
indices = []
for i in range(terrain_width - 1):
    for j in range(terrain_length - 1):
        indices.append(i * terrain_length + j)
        indices.append(i * terrain_length + j + 1)
        indices.append((i + 1) * terrain_length + j)

        indices.append((i + 1) * terrain_length + j)
        indices.append(i * terrain_length + j + 1)
        indices.append((i + 1) * terrain_length + j + 1)

위의 코드는 numpy를 사용하여 터레인의 높이 맵을 생성하고, 그에 따라 터레인의 정점과 인덱스를 생성하는 방법을 보여줍니다.

터레인 가시화

터레인을 가시화하기 위해 PyOpenGL을 사용하여 OpenGL 컨텍스트를 생성하고 터레인 메시를 렌더링합니다.

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

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

    gluLookAt(0, 0, 10, 0, 0, 0, 0, 1, 0)

    glBegin(GL_TRIANGLES)
    for i in range(len(indices)):
        glVertex3fv(vertices[indices[i]])
    glEnd()

    glFlush()
    glutSwapBuffers()

def main():
    glutInit()
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH)
    glutInitWindowSize(800, 600)
    glutCreateWindow(b"Terrain Visualization")
    glEnable(GL_DEPTH_TEST)
    glutDisplayFunc(display)
    glutMainLoop()

if __name__ == "__main__":
    main()

위의 코드는 OpenGL 컨텍스트를 생성하고, 이를 통해 터레인 메시를 렌더링하는 방법을 보여줍니다. display 함수에서는 glBegin(GL_TRIANGLES)와 glEnd()를 사용하여 터레인의 정점들을 삼각형으로 정의하고, glutSwapBuffers()를 사용하여 결과를 화면에 출력합니다.

결론

이 포스트에서는 PyOpenGL을 사용하여 3D 터레인을 생성하고 가시화하는 방법에 대해 알아보았습니다. PyOpenGL의 강력한 기능을 활용하면 실시간 3D 그래픽 애플리케이션을 개발할 수 있습니다. 추가로 텍스처 매핑, 조명 및 재질 설정 등을 통해 터레인의 시각적 효과를 더욱 향상시킬 수 있습니다.

목차

PyOpenGL 소개

터레인 생성

터레인 가시화

결론