Dip2K’s WPF 3D 입문 (1/3)

.NET 3.0의 기초화장(파운데이션) 중에 하나인 WPF에 대한 자료를 찾아 살펴보았다. 2D에 앞서 바로 3D를 살펴보았는데.. 이를 정리해 보고자한다.

먼저 개발을 위한 요구사항은 먼저 .NET 3.0 Framework를 설치해야 한다. 그리고 2개를 더 설치해줘야 하는데..  Microsoft Windows SDK for .NET Framework 3.0와  Visual Studio 2005 extensions for .NET Framework 3.0 (WCF & WPF)를 순서대로 설치해야 한다. 물론 이 모두에 앞서 OS(Win2000, XP, Vista)와 Visual Studio 2005가 설치되어져 있어야 한다. 참고로 필자의 OS는 .NET 3.0이 이미 설치된 윈도우즈 비스타이다.

일단 필요한것을 모두 실치했다면 VS2005를 실행해보라. 그리고 새로운 프로젝트 생성을 실행시키면 다음과 같은 WPF와 WCF 관련 프로젝트 생성을 위한 템플릿이 추가된다. (아래 이미지 캡춰는 비스타의 기본 프로그램인 “캡처도구”를 사용하였다) 참고로 WWF, 즉 지금의 WF는 또 다른 Extensions를 설치해줘야 한다.

여기서 Windows Application (WPF)를 선택하자. WPF에서 2D와 3D가 따로 있는것이 아니라 2D든 3D든 똑같이 WPF인데, 새로운 프로젝트를 생성하게 되면 자동으로 솔루션 탐색기에 아래와 같은 파일들이 자동으로 구성된다.

여기서 실제 우리가 관심을 집중시켜 코딩할 소스 파일은 Window1.xaml과 Windows1.xaml.cs이다. 확장자 XAML은 eXtansible Application Markup Language로써 개발단계에서 UI와 Data 부분을 정의할 수 있는 XML 포멧이다. UI와 Data가 아닌 실행에 관련된 로직은 확장자가 CS인 XAML 까지 포함한 동일한 파일명이다. 여기서 한가지 더 언급하면 Data의 경우 XAML 에도 넣을 수 있지만 CS 에서도 정의할 수 있다는 점이다. 여하튼 바로 이러한 UI와 Logic의 분리.. 즉, UI는 XAML 에 작성하고 로직은 CS 에 작성한다는 것이 디자이너와 개발자간의 분리된 효율적인 협업이 손쉬워졌다는 것이다. 아직 이러한 방식으로 프로젝트에서 디자이너와 협업을 해보지 않아서 모르겠지만, 적용했을시에 개발자는 편해지겠지만 디자이너는 머리가 좀 아플것같다. 디자이너가 XAML 에 익숙해져야 하는데, 이 XAML 이 꽤나 많은 내용을 담고 있기 때문인데… 이러한 문제점에 대해서 MS에서는 디자이너가 코딩보다는 미적인 감각을 더욱 잘살리길 바라는 바, XAML을 좀더 쉽게 만들 수 있는 툴을 MS에서 제공하고 있다. (참고로 XAML은 발음은 “제믈” 이다)

이제 UI를 작성해보자. 즉, 아래와 같은 폼을 구성할 것이다.

도구모음을 통해 해당 컨트롤을 가져다 디자인을 하든, 아니면 필자처럼 직접 xaml을 막코딩하든…. 위의 폼 구성에 대한 xaml의 내용은 다음과 같다. 참고로 여전이 WPF를 위한 VS2005의 개발환경의 지원은 완벽하지 않다.


  
    
      
        
        
        
        
      
      
      
        
          
        
        
          
            
          
        
      
    
  

청색 코드가 실제로 새롭게 추가된 코드이다. 먼저 폼에 DockPanel 컨트롤을 올려 놓았고 그 DockPanel의 좌측에 StackPanel와 우측에 Viewport3D 컨트롤을 올려놓았다. StackPanel에는 Cube, RotateX, RotateY, RotateZ 버튼이 놓여있다. 위의 코드를 보면 각 버튼을 클릭했을때 수행해야할 이벤트 매서드가 Click이라는 속성의 값으로 지정 되어져 있다. 이 이벤트 지정에 관련된 부분만 뽑아내 보면 아래와 같다.


    
    
    
    

이제 Viewport3D를 살펴보자. OpenGL이나 DirectX와 같은 3D 그래픽 개발을 해본 사람이라면 알겠지만 이 XAML 의 Viewport3D 요소 안에 카메라의 설정과 빛이 정의되어져 있다. 마찬가지로 3D Model에 대한 좌표데이터와 같은 Data 부분도 이 XAML 에 정의할 수 있다는 것은 앞서 언급을 했다. Viewport3D를 로직 구현부분(CS 파일)에서 접근하기 위해 Viewport3D의 Name 속성의 값으로 “mainViewport”로 지정해 놓았다. 그리고 카메라와 빛에 대한 정의가 되어 있다. 3D 개발을 해본 사람이라면 이 부분(카메라와 빛의 속성)은 직관적으로 알 수 있기에 자세히 설명하지 않겠다. (궁금하면 방명록에 질문을 하시길..) Viewport3D에 대한 부분만을 다시 나타내보면 아래와 같다.


    
        
    
    
        
            
        
    

여기까지가 UI에대한 XAML 부분이고 UI의 이벤트 등과 같은 로직에 대한 부분은 다음에 살펴보기로 하겠다.

Shape에 Effect 넣기

예전에 PowerPoint 2007을 설치하고 글자와 도형에 멋진 효과를 넣을 수 있는 것을 보고 직접 구현해 보았다. GDI+을 이용하였으며 Native C++로 구현하였다. 필요한 자료를 찾던 중에 윈도우즈 개발 환경은 이제 C#으로 넘어가야하나라는 생각이 강하게 들었다. 같은 GDI+라도 .NET과 Native Win32에서 제공되는 클래스가 차별화되어있고 많은 GDI+ 관련 자료가 C#으로 되어 있는 이유이다.

위의 실행 결과를 보면 Shape에 입체효과(베벨 또는 엠보싱)와 그림자를 넣어주었다. 이미지 처리에서 사용되는 Convolution Filter로써 Blur Filter와 Emboss Filter를 사용하여 효과를 주었다.

간단이 과정을 살명하면 먼저 도형을 GraphicsPath를 통해 만들고 이 Path를 임시 버퍼에 검정색으로 그린뒤, 이 버퍼에 Blur 효과를 주고 화면상에 그리면 그림자가 그려지게 된다. 여기에 사용한 Convolution Filter는 다음과 같다.

const int filterHalfSize = 4;
int convolutionFilter[(filterHalfSize*2+1)*(filterHalfSize*2+1)] = { 
	1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
	1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
	1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
	1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
	1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
	1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
	1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
	1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
	1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
};

Divider 값은 필터의 크기가 9이므로 그 두배인 81로 했다. 이렇게 그림자를 그린후에 이 위에 그대로 Path를 그린다. 이제 다시 Emboss 효과를 줘서 만든 이미지를 생성하는데 여기에 사용한 Filter는 다음과 같다.

const int filterHalfSize2 = 1;
int convolutionFilter2[
	(filterHalfSize2*2+1)*(filterHalfSize2*2+1)] = { 
	1, 0, 0,
	0, 0, 0,
	0, 0, -1,
};

Divider 값은 1로 했으며(즉, 평균을 내기 위해 나누지 않았으며) 결과값에 32를 더했다. Emboss 효과를 적용해서 만들어진 이미지는 다음과 같다.


이것을 그대로 사용하면 않되고 원래 도형의 모양으로 Clipping 해야한다. GDI+의 grfx의 SetClip 함수를 이용해 Clipping해서 그려주게 되면 완료된다.

과거에는 이러한 효과를 실시간으로 적용하기에는 연산 속도가 느려 전문분야에나 활용되다가 이제는 윈도우즈 비스타의 UI에 기본적으로 사용되고 있다. 갑작이 드는 생각은 OS에서 버전업이라는 개념은 그 속내의 변화보다는 겉모양의 변화가 발생했을때 이루어지고 있다는 것이다. 속내의 변화는 서비스팩이나 업데이트를 통해 이루어지고 있고 새로운 제품으로써 버전업은 일반 사용자에게 가장 강하게 어필할 수 있는 UI 부분의 진보이다. 이러한 UI의 중요성을 절대 무시해서는 않될 것 같다.

4대 비지니스 스킬

파워포인트 2007을 이용해서 만들어 본것이다. 파워포인트의 산출물 퀄러티.. 간지가 아주 그냥 좔좔… 내가 담당하고 있는 저작툴.. 파워포인트 2007처럼 만들어봐?

In Thinking..

나는 전북대학교 토목공학과를 졸업했다. 고등학교 3학년때 컴퓨터공학이나 컴퓨터과학과를 가고 싶었지만, 학점도 딸렸고 정확히 말하면 그 당시에 컴퓨터는 단지 도구이고 그 도구 자체를 배우는 것보다는 좀더 현실에서 응용할 수 있는 분야를 공부하고 싶어서라는 당돌하고 아무것도 모르는 발상으로 토목공을 지원했다.

지금 생각해보면 만약 내가 처음부터 컴퓨터공학 쪽을 갔다면 또 어땠을까 하는 후회도 드는것도 사실이지만 GIS를 접할 수 있는 계기가 되어줬다는 점에서 후회는 그다지 크지도 않고, 항상 컴퓨터 분야를 전공하는 사람보다는 실력면에서 부족할 것이므로 더욱더 열심히 독학으로 공부를 했다. 내가 토목공을 나왔지만 토목공을 잘모르는 것처럼 컴퓨터분야를 나왔다고 해서 컴퓨터를 잘아는 것과는 관계가 없는 것 같다. 단지 동기부여와 기회을 제공한다는 차이점만 있을뿐 그 동기에 감동하고 기회를 잡는 것은 각자 자신의 몫이라는 것을 깨닫는것이 중요하지 않을까?

나에게 무척이나 진부하고 재미없었던 토목공학과를 겨우 졸업하고, 토목공학과 지형공간정보 대학원에 들어갔다. 간판으로 내세우는 홍보용 명칭은 GSIS & RS 연구실이였고, 나는 나와 친한 선배를 따라 GIS를 하게 되었다. 대학원에서 나는 4년동안 토목공학이라는 가시덩쿨에서 벗어나 마음껏 컴퓨터를 공부하고 활용할 수 있었다. 지금 생각해보면 학교에서였지만, 대학원생으로써 사회인 못지 않은 규모의 프로젝트를 수행 했었고 여느 전문 개발자 못지 않는 품질의 GIS 프로그램을 개발했다고 자부했었다. 하지만 그것은 내가 실력이 있어서가 아니라는 것을 깨닫게 되었다.

PDA용 프로그램을 작성해야할때 C밖에 몰랐던 나는 C++을 공부하면서 클래스만 사용하면 C++인줄로만 알고 열심히 “알기쉽게 해설한 C++” 책을 찾아가며 코딩을 했다. 그것이 내가 남들보다 쉽게 졸업 논문을 쓸 수 있게 한 “PDA를 이용한 교통사고 후처리 시스템”이며 이 블로그의 GIS 카테고리에 간단히 소개가 되어져있다. 오늘 잠시 그 당시에 C++를 공부하면서 코딩했던 그 코드를 들여다 보았다. 웃음은 커녕 내 가슴을 철렁하게 만든다. 문자열 처리라든지 메모리 할당방법, 메모리 해제는 제대로 해주고 있기나 한걸까? 그리고 UI를 띠우는 코드가 클래스와 공존한다든지… 어떻게 이런식으로 작성을 해서, 잘 돌아간다고 생각을 하고 자랑스럽게 시연을 했던 것일까? 이 소스를 가지고 어느 모업체에서 사업을 하고 있다고 하는데, 얼굴이 불어지고 가슴이 철렁 내려 앉는다. 또한 그때 스스로 대견해하며 우쭐하기만 했던 내 자신이 부끄러워진다.

그 시절에 제법 나는 실력이 있어.. 라는 생각은 완전이 잘못된 것이다. 열정이였다. 그 열정으로 순간 순간 머리가 노랗게 되는 상황에서도 해결책을 찾기 위해 나와 사투를 벌이며 노력했었고 그 열정의 댓가로 항상 해결책은 제공되었다. 어쩌면 운이 좋았기 때문인지도 모르겠다. 하지만 그 당시에는 코더로써 무엇가를 만들어 내는 것이 너무나도 즐거웠고 만족스러웠다.

그런데 그 당시에 항상 마음에 걸리는 것이 있었다. 그것은 내가 지금 하고 있는것이 GIS인가? 라는 의구심이였다. 대학원에서 선배들은 GIS에 이용하여 환경, 수질, 토지적성에 대한 분석을 할때, 나는 그 분석에 대한 것을 코딩으로 구현하고 그럴듯하게 UI를 만들어 주며 우쭐해 하곤 했었다. 하지만 그 우쭐함 뒤에는 나도 이런 코딩이 아니라 선배들처럼 GIS를 이용한 분석을 해야하지 않겠는가… 라는 갈등이 있었지만, 학사 4년동안 컴퓨터에 목말랐던 나는 컴퓨터 코딩 이외에 어느 무엇에도 눈을 돌릴 여유가 없었다……….. 하지만 언젠가는 정말 좀더 보다 GIS적인 것을 할것이기에 석사때는 컴퓨터에 매진하는것이 옳다고 믿었고 그래왔다.

그러다가 지금….. 나를 돌아본다… 여전이 나는 코더이다. 첫번째도 지금 다니는 회사 역시 GIS 분야이며, GIS 관련 어플을 개발하고 있다. 내가 전산분야 학과를 지망하지 않고 토목공학과를 지망해서 귀에 걸면 귀걸이, 코에 걸면 코걸이라는 속담에 딱인 GIS 활용 분야의 무한한 매력을 가지는GIS를 선택하였고, 지금도 후회는 없다. 하지만 석사때의 나와 지금의 나는 전혀 발전이 없이 그대로이다. GIS에 대한 전문 지식이 없어도 컴퓨터 프로그래머라면 누구나 자신이 아는 지식의 범위에서, 아니면 공부를 해서라도 할 수 있는 그런 것들이다.

이 순간만을 놓고 불때 나는 좌절을 느낀다. 아무리 넘쳐나는게 석사라지만, 그래도 GIS 분야의 석사라면, GIS 분야의 석사 다워야 하지 않겠는가? 하지만 여전이 나는 코딩을 좋아하고 코더라는 직업은 하늘이 내게 정해준 직업과 같다. 하지만 문득 이런 생각도 든다. 혹시 이 코딩이 나에게 천직이 아닌건 아닐까? 단지 내가 지금까지 가장 열심히 해왔던 것이 코딩이였기때문에 이런 착각이 드는 것은 아닐까….

하지만 이제 그건 중요하지 않다. 여전이 나는 코딩을 미치도록 좋아라하는 코더이고, 항상 공부를 해야하는 것에 대한 괴리감에 빠지는 일부 개발자와 다르게 최신 기술에 대한 공부를 즐길 줄 아는 운 좋은 코더이다. 이제는 하늘이 정해준 직업이 아니라 내 자신이 나에게 정해진 직업이다. 하지만 지금 나의 코더로써의 모습은 대학원 시절에 “알기쉽게 해설한 C++”을 읽으며 열정 하나로, 오로지 나에게는 엄청난 무엇을 만든다는 착각에서의 그때와 변한게 하나도 없다. 내가 불안한 것은 지금 현재의 열정은 언젠가는 식는다는 것이다. 어떤 목표에 대한 열정은 그 목표를 이루기 전에도 소멸할 수 있고, 그 목표를 이룬 후에도 소멸할 수 있다. 그 열정을 통해 또 다른 발전된 나와 상황을 만들어야 하며 그런 나와 상황에서 또 다른 목표에 대한 열정을 창조해야하지 않을까?

내 안의 나에게 절실하게 묻는다. 내가 원하는 것은 무엇인가? 내가 원하는 것이 내 삶에 더 많은 가능성과 설레임 그리고 희망을 제공할 수 있는가? 만약 그렇다면 내가 원하는 것을 이루기 위해 해야할 것은 무엇인가? 그리고 내 안의 나에게 간절이 부탁한다. 생각해보라고…. 내가 나에게 대답했던 것에 대한 답변에 대해서 깊이… 깊이… 생각해 보라고 말이다.

STL의 map 컨테이너 테스트

STL의 컨테이너 중에서 Hash 검색 알고리즘을 사용하고 있는 map 컨테이너를 테스트 해보았다. Hash 검색 알고리즘은 검색 항목의 개수에 상관없이 검색시간은 항상 일정하다라고 되어 있다. 바로 이것을 테스트해 보고자 했다.

N의 개수는 천만(10,000,000)개를 생성했으며 hash key는 unsigned long 타입으로 했다. 0, 2000000, 5000000, 7000000, 9999999 hash key 값을 검색하여 그곳에 -1을 넣었다. 과연 상수 시간이 나올 것인가? 나올 경우 시간은 얼마나 걸릴것인가…

아래는 그 결과다..


소요 시간은 분명 상수이긴 한데…. 0초다. 분명 0초는 아니겠지만 거의 0초가 걸린다. 사실 믿기지가 않는다. 아래는 테스트한 코드인데… 잘못된 부분이라도 있는건가? 옳바르다면 stl의 map 컨테이너는 정말 물건이다…

<#include 
#include <sys/timeb.h>
#include 

using namespace std;

void PerformanceTest(bool bStart, const char *szTitle="") {
    static timeb start;
    static timeb stop;

    if(bStart) {
        ftime(&start);
    } else {
        ftime(&stop);

        double gab;
        gab = 1.0e3 * difftime(stop.time, start.time);
        gab+=(double)(stop.millitm - start.millitm);

        double ReturnValue = gab/1.0e3;
        printf( "%s: %.10lf sec required.\n", szTitle, ReturnValue);
    }
}

map container_;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    PerformanceTest(true);
    for(unsigned long i=0; i<10000000; i++) {
        container_[i] = i;
    }
    PerformanceTest(false, "generating 10000000 data");

    printf("Now container has %ld items.\n\n", container_.size());

    for(size_t i=0; i<5; i++) {
        PerformanceTest(true);
        container_[0] = -1;
        PerformanceTest(false, "finding index 0:");

        PerformanceTest(true);
        container_[2000000] = -1;
        PerformanceTest(false, "finding index 2000000:");

        PerformanceTest(true);
        container_[5000000] = -1;
        PerformanceTest(false, "finding index 5000000:");

        PerformanceTest(true);
        container_[7000000] = -1;
        PerformanceTest(false, "finding index 7000000:");

        PerformanceTest(true);
        container_[10000000-1] = -1;
        PerformanceTest(false, "finding index 9999999:");
    }

    printf("\n[%ld %ld %ld %ld %ld]\n", 
        container_[0], 
        container_[2000000], 
        container_[5000000], 
        container_[7000000], 
        container_[9999999]
    );

    return 0;
}