three.js에서 경로(Path)를 따라 객체 이동시키기

구현하고자 하는 결과는 아래의 그림처럼 노란색 경로가 있고 빨간색 직육면체가 이 경로를 따라 자연스럽게 이동하는 것입니다.

먼저 제가 사용하는 three.js의 구성 중 거의 변경되지 않는 HTML과 CSS를 살펴보겠습니다. HTML은 다음과 같습니다.

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
        <link rel="stylesheet" href="style.css">
        <script type="module" src="app.js" defer>
    </head>
    <body>
    </body>
</html> 

CSS는 다음과 같구요.

* {
    outline: none;
    padding: 0;
    margin: 0;
}

그리고 이제 app.js에 대한 코드를 살펴보겠습니다. 먼저 기초 코드입니다.

import * as THREE from 'https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r126/three.module.min.js'

class App {
    constructor() {
        this._initialize();
    }

    _initialize() {
        this.domWebGL = document.createElement('div');
        document.body.appendChild(this.domWebGL);

        let scene = new THREE.Scene();
        let renderer = new THREE.WebGLRenderer();

        renderer.setClearColor(0x000000, 1.0);
        this.domWebGL.appendChild(renderer.domElement);  
        window.onresize = this.resize.bind(this); 
        
        this.renderer = renderer;
        this.scene = scene;

        this._setupModel();
        this._setupLights()
        this._setupCamera();

        this.resize();
    }

    _setupModel() {
        // 경로 및 직사각형 모델 구성
    }

    update(time) {
        // 직사각형 모델을 경로에 따라 이동시킴
    }

    _setupLights() {
        const light = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 1);
        light.position.set(30, 50, 20);
        this.scene.add(light);
    }

    _setupCamera() {
        const fov = 60;
        const aspect = 1;
        const zNear = 0.1;
        const zFar = 1000;
        
        let camera = new THREE.PerspectiveCamera(fov, aspect, zNear, zFar);

        camera.position.set(40, 40, 40).multiplyScalar(0.3);
        camera.lookAt(0,-2,0);
        
        this.scene.add(camera);
        this.camera = camera;
    }

    render(time) {
        requestAnimationFrame(this.render.bind(this));

        this.update(time);
        this.renderer.render(this.scene, this.camera);
    }

    resize() {
        let camera = this.camera;
        let renderer = this.renderer;
        
        renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio);
        renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);

        camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
        camera.updateProjectionMatrix();
    }
}

window.onload = function() {
    (new App()).render(0);
}

위의 코드에서 경로와 정육면체 매쉬를 구성하는 _setupModel과 매쉬 모델을 움직이도록 속성값을 업데이트하는 update 함수는 아직 비어 있습니다.

모델을 구성하는 _setupModel 함수의 코드는 다음과 같습니다.

_setupModel() {
    const path = new THREE.SplineCurve( [
        new THREE.Vector2( 10, 5 ),
        new THREE.Vector2( 5, 5 ),
        new THREE.Vector2( 5, 10 ),
        new THREE.Vector2( -5, 10 ),
        new THREE.Vector2( -5, 5 ),
        new THREE.Vector2( -10, 5 ),
        new THREE.Vector2( -10, -5 ),
        new THREE.Vector2( -5, -5 ),
        new THREE.Vector2( -5, -10 ),
        new THREE.Vector2( 5, -10 ),
        new THREE.Vector2( 5, -5 ),
        new THREE.Vector2( 10, -5 ),
        new THREE.Vector2( 10, 5 ),
    ] );

    this.path = path;

    const points = path.getPoints( 100 );
    const geometry = new THREE.BufferGeometry().setFromPoints( points );
    const material = new THREE.LineBasicMaterial( { color : 0xffff00 } );
    const pathLine = new THREE.Line( geometry, material );
    pathLine.rotation.x = Math.PI * .5;
    this.scene.add(pathLine);

    const boxGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 3);
    const boxMaterial = new THREE.MeshPhongMaterial({color: 0xff0000});
    const boxMesh = new THREE.Mesh(boxGeometry, boxMaterial);
    this.scene.add(boxMesh);

    this.boxMesh = boxMesh;
}

그리고 update 함수는 다음과 같습니다.

update(time) {
    const boxTime = time * .0001;

    const boxPosition = new THREE.Vector3();
    const boxNextPosition = new THREE.Vector2();
    
    this.path.getPointAt(boxTime % 1, boxPosition);
    this.path.getPointAt((boxTime + 0.01) % 1, boxNextPosition);
    
    this.boxMesh.position.set(boxPosition.x, 0, boxPosition.y);
    this.boxMesh.lookAt(boxNextPosition.x, 0, boxNextPosition.y);
}

위의 코드 중 7과 8번 라인의 getPointAt은 경로를 구성하는 좌표를 얻을 수 있는데, 이 함수의 첫번째 인자는 0에서 1사이의 값을 가질 수 있고 0일때 경로의 시작점 1일때 경로의 끝점을 얻을 수 있습니다.

“three.js에서 경로(Path)를 따라 객체 이동시키기”에 대한 4개의 댓글

  1. 혹시 저 path 경로 를 원하는 위치로 옮기려면 어떻게 해야할까요?
    pathline을 position.set으로 움직이니 pathline만 움직이고 실질적인 path는 움직이지 않아서 질문드립니다! 실질적인 path인 SplineCurve에는 position 속성이 존재하지않아서요!

    1. path 객체는 Curve 클래스를 부모로 하는 SplineCurve 클래스입니다. Curve는 수학식입니다. SplineCurve를 생성할때 인자로 전달하는 좌표값들은 수학식을 정의하기 위한 값이지 변환을 할 수 있는 좌표의 개념이 아닙니다.

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