xwMOOC 라즈베리 파이

파이썬 프로그래밍

1. Hello World !!!

마인크래프트가 실행중이고 세상(world)이 생성되고 나면, Tab 키를 누르게 되면 마우스를 자유로이 사용할 수 있게 되는데 마인크래프트 게임에서 벗어나 마우스 포인터를 옮길 수 있다. 데스트톱(바탕화면)에 IDLE (IDLE3이 아님)을 열고 윈도우를 옮겨서 나란히 놓는다.

파이썬 윈도우에 직접 명령어를 타이핑하거나 파일을 생성해서 콛를 적어 저장하고 나중에 다시 실행할 수 있다.

만약 파일을 생성하고자 한다면, File > New window(파일>새창) 다음에 File > Save(파일>저장하기) 수행한다. 대체로 파일을 홈(home) 폴더나 새 프로젝트 폴더에 파이썬 프로그램 코드 파일을 저장한다.

마인크래프트 라이브러리를 가져오고, 게임에 연결을 생성하고, 마인크래프트 화면에 “Hello World” 메시지를 찍어 테스트한다.

from mcpi import minecraft

mc = minecraft.Minecraft.create()

mc.postToChat("Hello world")

만약 명령어를 파이썬 윈도우에서 직접 입력한다면, 각 라인을 입력하고 Enter 키를 친다. 만약 파일에서 코드를 입력한다면, Ctrl + S를 눌러 저장하고, F5를 눌러 실행한다. 작성한 코드를 실행하면, 게임 화면에 작성한 메시지가 보여야 한다.

마인크래프트 윈도우에서 “Hello World”를 본다면, 이제 본격적으로 프로그래밍을 시작한다.

2. 현재 위치 찾기

현재 본인의 위치를 찾기 위해서, 다음을 타이핑한다:

pos = mc.player.getPos()
print pos

Vec3(645.305762678,37.8643559655,-194.585066121)

대안으로, 좌표를 얻어 변수에 나눠 저장하는 멋진 방식으로 파이썬 개봉(unpacking) 기법을 사용한다.

x, y, z = mc.player.getPos()

이제 x, y, z가 현재 위치 좌표 각각의 정보를 담고 있다. x와 z는 걷는 방향(전진/후진, 좌측/우측) 정보를, y는 상/하 정보를 담고 있다. 마인크래프트 좌표계는 다음과 같이 구성된다. 윈도우 F3를 클릭(노트북이나 맥에서 Fn+F3)하게 되면 디버그 화면에서 좌측 상단에 좌표정보를 확인할 수 있다.

• x축은 원점에서 동쪽(양수), 서쪽(음수), 즉 경도 (longitude)
• z축은 원점에서 남쪽(양수), 북쪽(음수), 즉 위도 (latitude)
• y축은 원점에서 높낮이(0~255, 64가 해수면), 즉 표고 (elevation)

getPos() 메쏘드가 당해 시점에 플레이어 위치를 반환하는 것에 주목한다. 만약 위치를 이동하게 되면, 다시 함수를 호출하거나 저장된 위치정보를 사용해야 한다.

3. 순간이동(Teleport, 텔레포트)

현재 위치정보를 알아낼 수도 있을 뿐만 아니라, 특정 지점을 명시해서 순간이동(teleport)도 할 수 있다.

x, y, z = mc.player.getPos()
mc.player.setPos(x, y+100, z)

상기 명령어는 플레이어를 공중으로 100 칸 순간이동 시킨다. 이것이 의미하는 바는 하늘 중간으로 플레이어를 순간이동 시킬 수 있고, 처음 시작한 장소로 바로 되돌아 올 수도 있다.

다른 곳으로 지금 순간이동해 보세요!

4. 블록(block) 설치

mc.setBlock() 메쏘드를 사용해서 특정 좌표위치에 한개 블록을 놓을 수 있다.

x, y, z = mc.player.getPos()
mc.setBlock(x+1, y, z, 1)

플레이어가 서있는 옆에 돌블록(stone block)이 나타나야 한다. 만약 플레이어 앞에 즉시 보이지 않는다면, 플레이어 뒤나 옆에 자리하고 있을 수 있다. 마인크래프트 윈도우로 돌아가서 마우스를 사용해서 플레이어 앞에 바로 회색 블록이 보일 때까지 주변을 돌려본다.

set block에 전달되는 인자는 x, y, z, 그리고 id다. (x,y,z)는 세계(world)에서 위치를 나타낸다. (한개 블록 위치를 플레이어가 서 있는 장소에서 한칸 떨어지게 x+1으로 명시했다) id는 설치하고자 하는 블록 유형을 나타낸다. 1은 돌이 된다.

다른 유형의 블록을 시도해보라.

Air:   0
Grass: 2
Dirt:  3

이제 눈앞에 보이는 블록을 뭔가 다른 것으로 바꿔보자.

mc.setBlock(x+1, y, z, 2)

눈 앞에 회색 돌블록이 변경된 것을 봐야 한다.

4.1. 변수로서 블록

프로그램 코드 가독성을 높이기 위해서 변수를 사용해서 ID를 저장할 수 있다. ID가 block으로 읽어올 수 있다.

from mcpi import block

dirt = block.DIRT.id
mc.setBlock(x,y,z, dirt)

혹은, 만약 ID를 알고 있다면, 직접 설정할 수 있다.

dirt = 3
mc.setBlock(x,y,z, dirt)

4.2. 특수 블록

추가적인 속성(property)을 갖는 블록이 몇개 있다. 양모(wool) 같은 경우에는 색깔을 추가로 설정해야 한다. 양모 색깔을 설정하기 위해서 setBlock에 네번째 매개변수를 선택사항 옵션으로 사용한다.

wool = 35
mc.setBlock(x,y,z, wool, 1)

여기서 네번째 매개변수 1은 양모색깔을 오렌지색으로 설정한다. 네번째 매개변수가 없다면, 디폴트(0)로 하얀색으로 설정한다. 이용가능한 다른 색깔은 다음과 같다:

2: Magenta
3: Light Blue
4: Yellow

숫자를 변경해서 시도해 보고 블록 색깔이 바뀌는 것을 지켜보자.

추가적인 속성을 갖는 다른 블록에는 나무(17): 떡갈 나무(oak), 가문비 나무(spruce), 자작 나무(birch); 키큰 잔디(31): 관목, 잔디, 고사리; 토치(50): 동쪽, 서쪽, 북쪽, 남쪽; 그리고 추가로 더 있다. 전체 세부내용에 대해서는 API 참고 문헌을 살펴보기 바란다.

4.3. 다수 블록 설치

setBlock 메쏘드로 블록 한개를 설치할 수도 있지만, setBlocks으로 특정 공간을 채울 수도 있다.

stone = 1
x, y, z = mc.player.getPos()
mc.setBlocks(x+1, y+1, z+1, x+11, y+11, z+11, stone)

10 x 10 x 10 정육면체를 단단한 돌로 채운다.

setBlocks함수로 더 용량을 갖는 도형을 생성할 수 있지만, 생성하는데 시간이 더 오래 걸릴 수도 있다.

4.4. 걸어가면서 블록 설치하며 지나가기

이제 어떻게 블록을 설치하는지 알기 때문에, 걸어가면서 이동경로를 따라서 블록을 떨어뜨려 설치해보자.

다음 코드는 걸어가는 곳마다 플레이어 뒤에 꽃을 떨어뜨려 지나간다.

from mcpi import minecraft
from time import sleep

mc = minecraft.Minecraft.create()

flower = 38

while True:
    x, y, z = mc.player.getPos()
    mc.setBlock(x, y, z, flower)
    sleep(0.1)

이제 잠시 동안 앞으로 전진하고 나서 뒤를 돌아 지나온 이동 경로에 꽃이 떨어져 있는지 살펴보자.

while True 루프를 사용해서 무한반복된다. 무한반복을 중지시키려면, 파이썬 윈도우에서 Ctrl + C를 누른다.

스페이스바를 두번 눌러 하늘로 날아보자. 하늘을 날면서 걸어간 경로에 꽃이 보인다.

잔디위를 걸을 때만 꽃을 지나온 경로에 떨어 뜨리고 싶다면 어떨까? getBlock을 사용해서 블록이 어떤 유형인지 알아낼 수 있다:

x, y, z = mc.player.getPos()  # player position (x, y, z)
this_block = mc.getBlock(x, y, z)  # block ID
print(this_block)

상기 코드는 플레이어가 있는 블록 위치를 알려준다(0일 것이다–공기블록). 플레이어가 서있는 블록 유형을 알고 싶다. 이를 위해서는 y에 1을 빼서 getBlock()을 사용하게 되면 플레이어가 서있는 블록의 유형을 식별할 수 있다.

x,y,z = mc.player.getPos() # 플레이어 위치 (x,y,z)
block_beneth = mc.getBlock(x, y-1, z) # 블록 ID
print(block_beneth)

상기 코드는 플레이어가 서있는 블록 ID 정보를 출력하여 알려준다.

플레이어가 현재 서있는 곳 어디서나 블록 ID를 출력하는 루프를 실행하는 다음 코드를 테스트해보라.

while True:
    x, y, z = mc.player.getPos()
    block_beneath = mc.getBlock(x, y-1, z)
    print(block_beneath)

if 문장을 사용해서 꽃을 심을 것인지 심지 않을 것인지 선택한다.

grass = 2
flower = 38

while True:
    x, y, z = mc.player.getPos()  # 플레이어 위치 (x, y, z)
    block_beneath = mc.getBlock(x, y-1, z)  # 블록 ID

    if block_beneath == grass:
        mc.setBlock(x, y, z, flower)
    sleep(0.1)

아마도 다음에 만약 플레이어가 잔디 위에 있지 않는다면, 서있는 블록을 뒤집어 잔디위에 서있게 한다.

if block_beneath == grass:
    mc.setBlock(x, y, z, flower)
else:
    mc.setBlock(x, y-1, z, grass)

이제 앞으로 전진하는데, 만약 잔디 위를 걷게되면 뒤에 꽃을 놓게 된다. 만약 걸어가는 다음 블록이 잔디가 아니라면, 잔디로 뒤집는다. 뒤를 돌아 다시 걷게 되면, 플레이어가 걸어 간 뒤에는 꽃이 놓여지게 된다.

5. 폭탄 블록 가지고 놀기

또다른 흥미로운 블록은 TNT다! 정상적인 일반 TNT 블록을 위치시킬때, 다음과 같이 코드를 작성한다.

tnt = 46
mc.setBlock(x, y, z, tnt)

하지만, TNT 폭탁이 매우 단조롭다. data에 1값을 적용해보자.

tnt = 46
mc.setBlock(x, y, z, tnt, 1)

이제 칼을 사용해서 TNT 블록을 좌클릭하자: 폭탄이 활성화되고 수초내에 폭발할 것이다!

이제 엄청나게 큰 TNT 블록 폭탄더미를 만들어보자.

tnt = 46
mc.setBlocks(x+1, y+1, z+1, x+11, y+11, z+11, tnt, 1)

이제 매우 커다란 TNT 블록으로 가득찬 정육면체를 볼 수 있다. 다가가서 TNT 블록중에 하나를 활성화시키고 나서 장관을 지켜보기 위해 냅다 도망간다. 정말 많은 것이 한번에 변경되어서 그래픽을 렌더링하는데 정말 느릴 것이다.

6. 흐르는 용암가지고 놀기

가지고 놀기 좋은 블록은 흐르는 용암(flowing lava) 블록이다.

from mcpi.minecraft import Minecraft

mc = Minecraft.create()

x, y, z = mc.player.getPos()

lava = 10

mc.setBlock(x+3, y+3, z, lava)

방금전에 설치한 블록을 찾아보라. 블록에서 용암이 땅으로 흐르는 것이 보일 것이다.

용암에 관해 매우 좋은 점은 용암이 식으면 돌이 된다는 점이다. 다른 위치로 이동해서 다음 코드를 실행한다:

from mcpi.minecraft import Minecraft
from time import sleep

mc = Minecraft.create()

x, y, z = mc.player.getPos()

lava = 10
water = 8
air = 0

mc.setBlock(x+3, y+3, z, lava)
sleep(20)
mc.setBlock(x+3,y+5, z, water)
sleep(4)
mc.setBlock(x+3, y+5, z, air)

sleep 모수를 적절히 조절해서 더 많은 혹은 더 적은 용암이 흐르게 한다.

다음 학습

이제 마인크래프트 세상을 여기저기 돌아다니는 방법과 파이썬 인터페이스 프로그래밍을 익혔기 때문에 할 수 있는 것은 무척이나 많다.

네트워크 게임

만약 로컬 네트워크로 라즈베리 파이에 다수 학생이 접속한다면, 동일한 마인크래프트 세계에 접속해서 함께 게임을 즐길 수 있다. 플레이어는 마인크래프트 세상에서 서로를 만나게 된다.

API 참고 문헌

블록 ID에 대한 전체 목록과 좀더 폭넓은 문서에 대해서 stuffaboutcode.com을 참조하기 바란다.

게임 만들기

또다른 학습 교재를 읽어보고 두더지 잡기(whac-a-mole) 게임을 만들어 보세요: Minecraft Whac-a-Block