[python] PyOpenGL을 활용하여 파이썬으로 3D 터레인 랜더링 및 가시화기법

01 Dec 2023

python

소개

이번 포스트에서는 PyOpenGL을 사용하여 파이썬으로 3D 터레인 랜더링 및 가시화 기법에 대해 알아보겠습니다.

PyOpenGL은 OpenGL (Open Graphics Library)을 파이썬에서 사용할 수 있도록 해주는 라이브러리입니다. OpenGL은 컴퓨터 그래픽스를 위한 표준 인터페이스로써, 2D 및 3D 그래픽 랜더링을 지원합니다.

터레인 랜더링은 주로 게임, 시뮬레이션 및 시각화 애플리케이션에서 사용되는 기술로, 지형이나 지형과 관련된 개체를 생성하고 표현하는 것을 의미합니다. 터레인 랜더링을 통해 현실적이고 자연스러운 환경을 구현할 수 있으며, 사용자가 실제로 경험하는 것과 유사한 시각적 효과를 제공할 수 있습니다.

PyOpenGL 설치

PyOpenGL은 pip를 통해 간단하게 설치할 수 있습니다. 다음 명령을 사용하여 PyOpenGL을 설치하세요:

pip install PyOpenGL PyOpenGL_accelerate

터레인 생성

터레인을 생성하기 위해 우리는 주로 잡음 함수를 사용합니다. 잡음 함수는 픽셀의 값에 랜덤한 값을 할당하여 자연스럽고 다양한 지형의 형태를 생성합니다.

import noise

def generate_terrain(width, height, scale):
    terrain = [[0] * height for _ in range(width)]
    
    for i in range(width):
        for j in range(height):
            x = i / scale
            y = j / scale
            terrain[i][j] = noise.snoise2(x, y)
    
    return terrain

위의 코드에서는 noise 모듈을 사용하여 2D 퍼린 노이즈를 생성합니다. width, height, scale은 터레인의 크기와 세부 사항을 조정하는 파라미터입니다.

터레인 가시화

터레인을 실제로 가시화하려면 OpenGL을 사용하여 3D 객체를 생성 및 표현해야 합니다. PyOpenGL을 사용하여 이 작업을 수행할 수 있습니다.

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

def render_terrain(terrain, width, height, scale):
    glBegin(GL_TRIANGLES)
    
    for i in range(width - 1):
        for j in range(height - 1):
            x = i * scale
            y = j * scale
            
            # Vertices
            glVertex3f(x, y, terrain[i][j])
            glVertex3f(x + scale, y, terrain[i + 1][j])
            glVertex3f(x + scale, y + scale, terrain[i + 1][j + 1])
            
            glVertex3f(x, y, terrain[i][j])
            glVertex3f(x, y + scale, terrain[i][j + 1])
            glVertex3f(x + scale, y + scale, terrain[i + 1][j + 1])
    
    glEnd()

위의 코드에서는 OpenGL 함수를 사용하여 터레인을 가시화하는 render_terrain 함수를 정의합니다. glBegin()과 glEnd() 함수 사이에는 삼각형의 정점을 설정하고, glVertex3f() 함수를 사용하여 정점 좌표와 높이 값을 설정합니다.

실행

이제 generate_terrain 함수와 render_terrain 함수를 사용하여 터레인을 생성하고 가시화할 수 있습니다.

def main():
    width = 100
    height = 100
    scale = 10
    
    terrain = generate_terrain(width, height, scale)
    
    glutInit()
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE)
    glutInitWindowSize(800, 600)
    glutCreateWindow(b"Terrain Rendering")
    
    gluOrtho2D(0, width*scale, 0, height*scale)
    
    glutDisplayFunc(lambda: render_terrain(terrain, width, height, scale))
    glutIdleFunc(lambda: glutPostRedisplay())
    
    glutMainLoop()

if __name__ == "__main__":
    main()

위의 코드에서는 OpenGL 컨텍스트를 초기화하고 창을 생성한 다음, gluOrtho2D() 함수를 사용하여 터레인을 적절히 배치합니다. glutDisplayFunc() 함수는 실행 시 render_terrain 함수를 호출하여 터레인을 가시화하도록 설정합니다. 마지막으로 glutMainLoop() 함수를 사용하여 OpenGL 이벤트 루프를 시작합니다.

결론

이번 포스트에서는 PyOpenGL을 사용하여 파이썬으로 3D 터레인 랜더링 및 가시화 기법에 대해 알아보았습니다. PyOpenGL을 활용하면 다양한 3D 그래픽 애플리케이션을 개발할 수 있으며, 자연스러운 환경을 구현할 수 있습니다.

더 많은 PyOpenGL 기능과 OpenGL에 대해 알아보기 위해 공식 문서와 예제 코드를 확인해보세요.

소개

PyOpenGL 설치

터레인 생성

터레인 가시화

실행

결론

참고 자료