웹 3D 라이브러리(Three.js)를 이용한 메타버스 환경 구축 및 인터랙티브 웹 개발

안녕하세요, GIS Developer 김형준입니다.

오는 5월 25일부터 3일간 메타버스 환경 구축 및 인터랙티브 웹 개발이라는 주제를 가지고 강의를 진행합니다. 메타버스 환경 구축은 Blender라는 3차원 모델링 툴을 사용하고 인터렉티브 웹 개발은 three.js 라이브러리를 활용합니다. Javascript을 이미 알고 있다는 가정 하에 Blender나 three.js를 전혀 모르시는 분들도 이해하실 수 있도록 진행할 계획입니다.

아래의 영상은 교육 내용 중 실습 예제 중 하나입니다.

교육장소는 서울 판교에 있는 메타버스 캠퍼스입니다. 교육비는 무료이지만 참여할 수 있는 인원 수에 제한이 있습니다. 참여 신청을 위한 링크는 아래의 이미지를 클릭하시면 됩니다. 많은 참여 바랍니다.

[THREE.JS] Blooming Earth

원하는 결과는 다음과 같습니다.

장면에 추가된 모델은 3개입니다. 지구 본체, 지구 주변의 푸른 빛(Blooming Light), 지구 주위의 하얀 작은 무수한 별들.

먼저 지구 본체에 대한 코드입니다.

const sphere = new THREE.Mesh(
    new THREE.SphereGeometry(5, 50, 50), 
    new THREE.ShaderMaterial({
        uniforms: {
            globeTexture: {
                value: new THREE.TextureLoader().load("data/earth.jpg")
            }
        },
        vertexShader: `
            varying vec2 vertexUV;
            varying vec3 vertexNormal;

            void main() {
                vertexUV = uv;
                vertexNormal = normalize(normalMatrix * normal);

                gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);
            }
        `,
        fragmentShader: `
            uniform sampler2D globeTexture;

            varying vec2 vertexUV;

            void main() {
                vec4 color = texture2D(globeTexture, vertexUV);
                gl_FragColor = vec4(color.xyz, 1.);
            }
        `
    })
);

결과는 다음과 같습니다.

지구 가장자리가 어두워서 가장자리를 밝게 만들기 위해 위의 코드에서 fragmentShader 코드를 다음처럼 변경합니다.

fragmentShader: `
    uniform sampler2D globeTexture;

    varying vec2 vertexUV;
    varying vec3 vertexNormal;

    void main() {
        float intensity = 1.05 - dot(vertexNormal, vec3(0.,0.,1.));
        vec3 atmosphere = vec3(0.3, 0.6, 1.0) * pow(intensity, 1.5);

        vec4 color = texture2D(globeTexture, vertexUV);
        gl_FragColor = vec4(atmosphere + color.xyz, 1.);
    }
`,

결과는 다음과 같습니다.

지구 주변의 푸른 빛(Blooming Light)에 대한 코드입니다.

const atmosphere = new THREE.Mesh(
    new THREE.SphereGeometry(5, 50, 50),
    new THREE.ShaderMaterial({
        vertexShader: `
            varying vec3 vertexNormal;

            void main() {
                vertexNormal = normalize(normalMatrix * normal);
                gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);
            }
        `,
        fragmentShader: `
            varying vec3 vertexNormal;

            void main() {
                float intensity = pow(0.76 - dot(vertexNormal, vec3(0,0,1.)), 2.0);
                gl_FragColor = vec4(0.3, 0.6, 1.0, 1) * intensity;
            }
        `,
        transparent: true,
        blending: THREE.AdditiveBlending,
        side: THREE.BackSide
    })
);
atmosphere.scale.set(1.2, 1.2, 1.2);

결과는 다음과 같습니다.

이제 지구 주위의 하얀 작은 무수한 별들에 대한 코드입니다.

const starGeometry = new THREE.BufferGeometry();

const starVertices = [];
for(let i=0; i<10000; i++) {
    const x = (Math.random() - 0.5) * 1000; 
    const y = (Math.random() - 0.5) * 1000; 
    const z = (Math.random() - 0.5) * 1000; 
    starVertices.push(x, y, z);
}

starGeometry.setAttribute("position", new THREE.Float32BufferAttribute(starVertices, 3));

const starMaterial = new THREE.PointsMaterial({color: 0xffffff});
const stars = new THREE.Points(starGeometry, starMaterial);
this._scene.add(stars);

결과는 이 글의 가장 첫번째 이미지와 같습니다.

gwc-resizable-panel를 이용해 사이드 패널 구성

크기 조절이 가능한 gwc-resizable-panel 태그를 이용한 사이드 패널을 구성하기 위한 코드를 정리합니다. 아래의 이미지에서 우측의 초록색과 빨간색 외곽선을 내용으로 가지는 것이 이 글의 주인공입니다.

이제 웹 개발도 클래스 기반으로 개발을 하는게 당연한데요. 사이드 패널에 대한 JS 코드는 다음과 같습니다.

class SearchResultUI {
    constructor() {
        const domLayout = document.createElement("div");
        domLayout.classList.add("search-result-ui");

        domLayout.innerHTML = `
            
                
`; document.body.appendChild(domLayout); GeoServiceWebComponentManager.instance.update(); } }

7번의 gwc-resizable-panel의 resizable-left와 min-width는 각각 패널의 왼쪽 모서리를 이용해 크기를 조절할 수 있고, 패널의 가로 크기는 최소 200px를 유지해야 한다는 것입니다. min-width 값의 단위는 px이며 값을 지정할 때는 단위를 지정하지 않습니다./p>

해당되는 CSS는 다음과 같습니다.

.search-result-ui > gwc-resizable-panel {
    box-shadow:  0 0 2px rgb(0 0 0 / 50%), 0 0 10px rgb(0 0 0 / 50%);;
    left: calc(100% - 20em);
    right: 0;
    top: 3em;
    width: 20em;
    height: calc(100vh - 3em);
}

.search-result-ui > gwc-resizable-panel > .search-result-header {
    border: 2px solid green;
    background-color: #202020;
    height: 2.6em;
    display: flex;
}

.search-result-ui > gwc-resizable-panel > .search-result-content {
    border: 2px solid red;
    min-height: calc(100% - 2.6em);
    display: flex;
    flex-direction: column;
    gap: 0.1em;
    background: #0f0f0f;
}

중요한 부분은 gwc-resizable-panel의 처음 크기를 지정하기 위해 width를 20em으로 지정했다면 left의 값을 지정할 때 초기 크기의 width 만큼 빼줘야 한다는 것입니다. 크기 조정을 위해 반드시 고려해야 할 부분입니다.

지오코딩 서비스(GEOCODER-XR) 기능 개선

OpenAPI 형태의 서비스 단위로 제공되는 GEOCODER-XR이 고객의 요구사항에 맞춰 개선되었습니다. 다음과 같이 3가지 내용이 변경되었습니다.

  1. 지오코딩 결과에 대한 정좌표, 인근좌표, 대표좌표에 대한 구분(기존에는 인근좌표와 대표좌표의 구분이 없었음)
  2. 결과가 여러 개인 경우 정확도 순서에 따라 정렬해서 모든 결과를 다 제공하도록 변경
  3. 결과 형식을 JSON으로 변경(기존은 XML 형식였음)

예를들어 주소 중 “중앙동”으로 검색을 하기 위한 REST 방식의 OpenAPI는 다음과 같습니다.

http://localhost:8080/Gp?command=gc;addr=중앙동

위의 호출에 대한 결과는 다음과 같습니다.

[
   {
      "user-input":"중앙동",
      "full-address":"경기도 성남시 중원구 중앙동",
      "coordinate":[
         37.43959765091859,
         127.1505276103632
      ],
      "vicinity":true,
      "type":"대표좌표"
   },
   {
      "user-input":"중앙동",
      "full-address":"경상남도 통영시 중앙동",
      "coordinate":[
         34.84482143430977,
         128.42308057122085
      ],
      "vicinity":true,
      "type":"대표좌표"
   },
   {
      "user-input":"중앙동",
      "full-address":"경상남도 창원시 진해구 중앙동",
      "coordinate":[
         35.14902784720422,
         128.66126916577852
      ],
      "vicinity":true,
      "type":"대표좌표"
   },

   ...
]

JSON 형식이며 중앙동이라는 이름의 행정명칭은 우리나라에 여러 개이므로 복수의 결과를 모두 전달하고 vicinity가 true이므로 인근좌표이면서 type을 통해 “대표좌표”라는 것을 파악할 수 있습니다.

이번에는 “중앙로10″으로 호출하기 위해 다음 API를 사용합니다.

http://localhost:8080/Gp?command=gc;addr=중앙로10

결과는 다음과 같습니다.

[
   {
      "user-input":"중앙로10",
      "full-address":"경기도 가평군 중앙로 10 (가평읍)",
      "coordinate":[
         37.82638794989058,
         127.5132600931772
      ],
      "vicinity":false,
      "type":"도로명주소"
   },
   {
      "user-input":"중앙로10",
      "full-address":"강원도 영월군 중앙로 10 (영월읍)",
      "coordinate":[
         37.18337775533778,
         128.46505641724204
      ],
      "vicinity":false,
      "type":"도로명주소"
   },
   {
      "user-input":"중앙로10",
      "full-address":"강원도 원주시 중앙로 10 (인동)",
      "coordinate":[
         37.34571078558531,
         127.95473309264851
      ],
      "vicinity":false,
      "type":"도로명주소"
   },

   ...
]

vicinity 값이 false이므로 “정좌표”를 의미합니다.

마지막으로 정확히 1건으로 매칭되는 주소에 대한 경우입니다.

http://localhost:8080/Gp?command=gc;addr=아차산로7나길18

결과는 다음과 같습니다.

[
   {
      "user-input":"아차산로7나길18",
      "full-address":"서울특별시 성동구 아차산로7나길 18 (성수동2가)",
      "coordinate":[
         37.54770170889392,
         127.05746040023593
      ],
      "vicinity":false,
      "type":"도로명주소"
   }
]