ExoCosmos: Three.js 기반의 인터랙티브 외계 행성 시뮬레이터 개발 여정 및 기술 분석

핵심 기술

ExoCosmos는 Three.js를 기반으로 외계 행성의 속성을 실시간으로 수정하고 지구 유사 지수(ESI)를 계산하는 인터랙티브 웹 시뮬레이터로, NASA의 Exoplanets 데이터를 활용하여 과학적 정확성과 사용자 경험을 결합한 프로젝트입니다.

기술적 세부사항

• 3D 웹 렌더링: Three.js를 사용하여 외계 행성의 상세한 3D 모델을 구현하고, 조명, 셰이더 프로그래밍을 통해 사실적인 시각 효과를 구현했습니다.
• 렌더링 기법: 프레넬 효과, 레이 마칭(Ray Marching), 절차적 구름 생성, 볼륨 메트릭 구름, Worley Noise 및 Fractal Brownian Motion 등의 노이즈 기법을 적용하여 사실적인 행성 표면 및 대기 질감을 표현했습니다.
• 레벨 오브 디테일(LoD) 시스템: 사용자가 행성에 가까이 다가갈 때 구름이 자연스럽게 사라지고 상세한 표면이 드러나는 동적인 LoD 시스템을 구현하여 시각적 품질과 성능 간의 균형을 맞췄습니다.
• 텍스처 맵핑: 변위 맵, 노멀 맵, 앰비언트 오클루전 맵, 디퓨즈 맵 등을 활용하여 행성 표면에 깊이감과 사실적인 디테일을 더했습니다.
• 과학적 정확성 및 지표: 지구 유사 지수(ESI)를 포함한 다양한 외계 행성 거주 가능성 지표(RSI, BSI, PHI, SEPHI 등)를 연구하고, 사용자가 이해하기 쉬운 4가지 핵심 속성(질량, 반경, 항성 질량, 항성과의 거리) 조절을 통해 ESI 변화를 실시간으로 반영했습니다.
• 상태 관리: 슬라이더 값, ESI 계산, 3D 모델 변환 간의 실시간 동기화를 유지하면서 부드러운 성능과 불필요한 리렌더링을 방지하는 정교한 상태 관리 시스템을 구축했습니다.
• 웹 프레임워크 및 스타일링: Next.js와 TailwindCSS를 사용하여 성능과 현대적인 디자인을 강조했으며, Aceternity UI 및 shadcn/ui 컴포넌트 라이브러리를 활용하여 모듈화되고 확장 가능한 코드를 작성했습니다.

개발 임팩트

이 프로젝트는 3D 웹 개발, 특히 Three.js를 활용한 실시간 인터랙티브 그래픽스 구현에 대한 깊이 있는 실무 경험을 제공합니다. 또한, 복잡한 과학적 개념을 사용자 친화적인 인터페이스로 전환하는 UX 디자인 원칙과 성능 최적화 기법에 대한 학습 기회를 제공합니다.

커뮤니티 반응

(원문에 직접적인 커뮤니티 반응에 대한 언급은 없으나, 유사 프로젝트의 경우 개발자 커뮤니티에서 기술적 깊이와 창의성에 대한 긍정적인 반응을 얻을 것으로 예상됩니다.)