3D 외계행성 시뮬레이터 개발: 실시간 습지성 분석 구현

카테고리

프로그래밍/소프트웨어 개발

서브카테고리

웹 개발

대상자

• 웹 개발자, 3D 그래픽 프로그래머, 교육용 툴 개발자
• 난이도: 중간~고급 (Three.js, 실시간 상태 관리, 과학 모델 통합 기술 필요)

핵심 요약

• 실시간 Earth Similarity Index (ESI) 계산으로 외계행성의 습지성 분석 가능
• Three.js 기반 3D 렌더링과 Next.js + TailwindCSS 웹 인터페이스 통합
• Fresnel 효과, 레이 마칭, 프로시저형 구름 생성 등 고급 렌더링 기법 적용

섹션별 세부 요약

1. 프로젝트 개요

• ExoCosmos는 NASA의 Eyes on Exoplanets 프로젝트를 기반으로 한 웹 기반 시뮬레이터
• 사용자가 외계행성의 질량, 반지름, 별 질량, 거리 등을 조절하여 ESI 점수 계산
• 실시간으로 3D 모델과 교육 콘텐츠(습지성 관련 설명) 제공

2. 기술적 도전 과제

• 볼륨 클라우드, 레벨 오브 디테일(LoD) 시스템 구현
• Fresnel 효과, 레이 마칭, 프로시저형 구름 생성 등 복잡한 렌더링 기법 사용
• Displacement Map, Normal Map, Ambient Occlusion Map 등 다양한 텍스처 적용

3. 과학적 정확성 확보

• ESI, RSI, BSI, PHI, SEPHI 등 습지성 지표 비교 후 개선된 ESI 사용
• ESI 계산에 반지름, 밀도, 탈출 속도, 표면 온도 4개 변수 적용

4. 웹 인터페이스 구현

• Next.js + TailwindCSS로 동적 랜딩 페이지, 행성 카탈로그, 3D 탐색 페이지 개발
• Aceternity UI, shadcn/ui 라이브러리 사용으로 모던 디자인 구현

5. 성능 최적화

• Shader 계산 최적화 및 렌더링 레이어 관리로 실시간 3D 렌더링 성능 향상
• LoD 시스템으로 줌 인 시 클라우드 투명화 및 표면 디테일 노출

6. 미래 계획

• NASA 데이터베이스 통합으로 외계행성 데이터 확장
• SEPHI 등 추가 습지성 지표 도입
• 교육 기능 강화(튜토리얼, 어시스턴트 도구)
• 실시간 차트/그래프로 파라미터 조절 영향 시각화

결론

• Three.js + Next.js 기반의 고성능 3D 웹 인터페이스 설계가 핵심
• ESI 계산 로직과 사용자 인터페이스 상태 동기화는 실시간성 확보에 주요 요소
• 과학 모델과 사용자 경험 간 균형을 맞추는 인터페이스 설계 전략이 중요
• TailwindCSS와 모듈형 컴포넌트 사용으로 확장성 높은 웹 애플리케이션 구축 가능