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three.js의 scene 구성 요소들 확인하기

3차원에서는 다양한 3차원 객체가 Scene Graph 형태로 구성되어 있습니다. 렌더링하는 결과에 따라 그 형태가 매우 복잡하게 구성될 수 있는데.. Scene Graph의 구성 요소를 확인하기 위한 간단한 함수입니다.

dumpVec3(v3, precision = 3) {
    return `${v3.x.toFixed(precision)}, ${v3.y.toFixed(precision)}, ${v3.z.toFixed(precision)}`;
}

dumpObject(obj, lines = [], isLast = true, prefix = '') {
    const localPrefix = isLast ? '└─' : '├─';
    lines.push(`${prefix}${prefix ? localPrefix : ''}${obj.name || '*no-name*'} [${obj.type}]`);
    const dataPrefix = obj.children.length
        ? (isLast ? '  │ ' : '│ │ ')
        : (isLast ? '    ' : '│   ');
    lines.push(`${prefix}${dataPrefix} pos: ${this.dumpVec3(obj.position)}`);
    lines.push(`${prefix}${dataPrefix} rot: ${this.dumpVec3(obj.rotation)}`);
    lines.push(`${prefix}${dataPrefix} scl: ${this.dumpVec3(obj.scale)}`);
    const newPrefix = prefix + (isLast ? '  ' : '│ ');
    const lastNdx = obj.children.length - 1;
    obj.children.forEach((child, ndx) => {
        const isLast = ndx === lastNdx;
        this.dumpObject(child, lines, isLast, newPrefix);
    });
    return lines;
}

사용은 다음과 같습니다.

console.log(this.dumpObject(root).join('\n'));

결과 예는 다음과 같습니다.

*no-name* [Scene]
  │  pos: 0.000, 0.000, 0.000
  │  rot: 0.000, 0.000, 0.000
  │  scl: 1.000, 1.000, 1.000
  ├─*no-name* [DirectionalLight]
  │    pos: -250.000, 800.000, -850.000
  │    rot: 0.000, 0.000, 0.000
  │    scl: 1.000, 1.000, 1.000
  ├─*no-name* [Object3D]
  │    pos: -550.000, 40.000, -450.000
  │    rot: 0.000, 0.000, 0.000
  │    scl: 1.000, 1.000, 1.000

... 

  ├─*no-name* [Object3D]
  │ │  pos: 571.897, -76.040, -1163.608
  │ │  rot: 0.000, 0.000, 0.000
  │ │  scl: 1.000, 1.000, 1.000
  │ └─CAR_03_3 [Object3D]
  │   │  pos: 0.000, 33.000, 0.000
  │   │  rot: 0.000, 3.142, 0.000
  │   │  scl: 1.500, 1.500, 1.500
  │   └─CAR_03_3_World_ap_0 [Mesh]
  │        pos: 0.000, 0.000, 0.000
  │        rot: 0.000, 0.000, 0.000
  │        scl: 1.000, 1.000, 1.000
  └─*no-name* [Line]
       pos: 0.000, -621.000, 0.000
       rot: 0.000, 0.000, 0.000
       scl: 100.000, 100.000, 100.000
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matter.js를 이용한 강체 시뮬레이션

matter.js 라이브러리를 이용하여 구현하고자 하는 결과는 아래와 같습니다.

먼저 HTML 코드입니다.

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
    <link rel="stylesheet" href="style_matter.js.css">
    <script src="decomp.js"></script>
    <script src="pathseg.js"></script>
    <script src="matter.0.16.1.js"></script>
    <script src="app_matter.js.js" defer></script>
</head>
<body>
    <div></div>
</body>
</html>

지형은 SVG 데이터를 통해 좌표를 뽑아오는데 이를 위해 matter.js 이외에도 decomp.js와 pathseg.js 라이브러리가 필요합니다. div 요소에 강체 시뮬레이션의 결과가 표시됩니다. 다음은 CSS입니다.

* {
    outline: none;
    padding: 0;
    margin: 0;
}
    
body {
    display: flex;
    justify-content: center;
    align-items: center;
    width: 100%;
    height: 100vh;
}

div 요소를 화면 중심에 놓기 위한 것이 전부입니다. 이제 js 코드를 살펴보겠습니다.

먼저 아래의 코드로 기본 코드를 작성합니다.

const engine = Matter.Engine.create();
const world = engine.world;

const render = Matter.Render.create({
    element: document.querySelector("div"),
    engine: engine,
    options: {
        width: 800,
        height: 600,
        wireframes: false,
        background: 'black'
    }
});

Matter.Render.run(render);

const runner = Matter.Runner.create();
Matter.Runner.run(runner, engine);

다음으로 지형과 지형 속에 사각형 물체를 구성하는 코드입니다.

fetch("./terrain.svg")
    .then((response) => { return response.text(); })
    .then((raw) => { return (new window.DOMParser()).parseFromString(raw, "image/svg+xml"); })
    .then(function(root) {
        const paths = Array.prototype.slice.call(root.querySelectorAll('path'));
        const vertices = paths.map((path) => { return Matter.Svg.pathToVertices(path, 30); });
        const terrain = Matter.Bodies.fromVertices(400, 350, vertices, {
            isStatic: true,
            render: {
                fillStyle: '#2c3e50',
                strokeStyle: '#2c3e50',
                lineWidth: 1,
            }
        }, true);

        Matter.World.add(world, terrain);

        const bodyOptions = {
            frictionAir: 0.1, 
            friction: 0.5,
            restitution: 0.1
        };
        
        Matter.World.add(world, Matter.Composites.stack(100, 200, 40, 10, 15, 15, (x, y) => {
            if (Matter.Query.point([terrain], { x: x, y: y }).length === 0) {
                return Matter.Bodies.polygon(x, y, 4, 10, bodyOptions);
            }
        }));
    }
);

끝으로 마우스를 통해 사각형 객체를 드레그하여 옮길 수 있도록 합니다.

const mouse = Matter.Mouse.create(render.canvas),
mouseConstraint = Matter.MouseConstraint.create(engine, {
    mouse: mouse,
    constraint: {
        stiffness: 0.2,
        render: {
            visible: false
        }
    }
});

Matter.World.add(world, mouseConstraint);

matter.js는 매우 정교한 강체 시뮬레이션에는 적합하지 않으나 시각적인 면에서 다양한 물리 효과를 2차원에서 폭넓게 응용할 수 있다는 점이 매우 큰 장점입니다.

아래는 필요한 코드와 데이터 전체를 다운로드 받을 수 있는 링크입니다.