게임에서 충돌 감지는 매우 중요한 요소 중 하나다. 유니티는 충돌 감지를 위해 다양한 Collider 컴포넌트를 제공한다. Collider 컴포넌트는 충돌을 감지하는 일종의 센서라고 생각하면 이해하기 쉽고, 다음과 같이 여러 형태로 제공하다.

모양과 기능에 따라 Box, Sphere Capsule, Mesh, Wheel, Terrain 등이 있다

충돌 감지 조건

충돌을 일으키는 양쪽 게임오브젝트에는 모두 Collider 컴포넌트가 추가돼 있어야 한다.

두 게임오브젝트 중 움직이는 쪽에는 반드시 Rigidbody 컴포넌트가 있어야 한다.

사방의 벽인 Wall에는 기본적으로 Collider가 들어 있으나 Bullet에는 Rigidbody만 있고  Collider는 안들어 있다 . AddComponent로 Box Collider를 추가해준다.

박스가 총알에 비해 크므로 좀 줄여준다.

플레이 해보면 총알이 벽에 튕기는 걸 볼수 있다.

Collision action matrix

두 객체가 충돌하면 충돌하는 객체의 강체 구성에 따라 다양한 스크립트 이벤트가 발생할 수 있습니다. 아래 차트는 개체에 연결된 구성 요소를 기반으로 호출되는 이벤트 함수에 대한 세부 정보를 제공합니다. 일부 조합은 두 오브젝트 중 하나만 충돌의 영향을 받지만 일반적인 규칙은 Rigidbody 구성 요소가 첨부되지 않은 오브젝트에는 물리가 적용되지 않는다는 것입니다.

충돌 감지가 발생하고 충돌 시 메시지가 전송됩니다. 리지드바디는 트리거가 아닌 콜라이더와 반응한다.

트리거 메시지는 충돌 시 전송됩니다. 트리거는 트리거끼리 반응하는것 같다.

Physics - 물리학

Unity는 프로젝트에서 물리를 시뮬레이션하여 객체가 올바르게 가속되고 충돌에 응답하도록 합니다. 중력 및 기타 다양한 힘. Unity는 3D, 2D, 객체 지향 또는 데이터 지향 등 프로젝트 요구에 따라 사용할 수 있는 다양한 물리 엔진 구현을 제공합니다. 

Built-in 3D Physics

유니티에는 엔비디아(Nvidia)사의 피직스(PhysX)엔진이 내부에 탑재가 되어 있어서 이를 토대로 다양한 컴포넌트들을 이용 물리 효과를 줄 수 있게 하였다.

Physics Reference 2D

  2D 물리 엔진으로는 유명한 Box2D 엔진이 탑재가 되어 있다. 다음 같은 2D 컴포넌트들이 있다.

Physics 설정(메인 메뉴: Edit > Project Settings 에서 Physics 카테고리 선택 ) 을 사용하여 3D 물리에 대한 전역 설정을 적용합니다. 

참고: 2D 물리에 대한 전역 설정을 관리하려면 Physics 2D 설정을 대신 사용하십시오.

3D 물리 설정

이러한 설정은 물리적 시뮬레이션의 정확도에 대한 제한을 정의합니다. 일반적으로 더 정확한 시뮬레이션에는 더 많은 처리 오버헤드가 필요하므로 이러한 설정은 정확도와 성능을 절충할 수 있는 방법을 제공합니다. 자세한 내용은 매뉴얼의 물리학 섹션을 참조하십시오.

BulletCtrl이라는 스크립트를 하나 만듭니다.

Start() 함수에서 Rigidbody 참조를 rb에 저장한후 Addforce()메서드로 힘을 한번준다.

Update()함수가 없는데도 플레이해보면 총알이 발사된다.

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class BulletCtrl : MonoBehaviour
{
    public float damage = 20.0f;
    public float force = 1500.0f;
    private Rigidbody rb;
    void Start()
    {
        rb = GetComponent<Rigidbody>();
        rb.AddForce(transform.forward * force);
    }
}

스크립트를 하이라키의 Bullet에 끌어다 넣는다. 자식인 lowpolybullet에 넣으면 안됩니다.

플레이 해보면 순식간에 없어져서 확인하기 어렵습니다.

Bullet 인스펙터뷰의 BulletCtrl스크립트컴포넌트의 force를 100으로 하면 천천히 움직이는 걸 볼수 있다. 확인후 다시 1500으로 돌려준다. 플레이중 100을 입력하면 실행이 끝난후 자동으로 1500으로 돌아간다.

플레이전에 값을 바꾸면 영구적으로 바뀌게 되고 스크립트의 초기화 보다 우선하게 된다. 이게 가끔 문제를 일으킨다. 코드에서 초기값을 바꾸어도 변화가 없기 때문에 찾는데 애를 먹는다.

AddForce()의 인자 Vector3는 월드좌표기준으로 힘을 가하므로 게임오브젝트의 Y축이 회전해도 항상 같은 월드좌표의 Z축방향으로 날라간다. 로컬좌표를 기준으로 힘을 주려면 transform.forward * force로 지정하거나 AddRelativeForce()함수를 사용해야 한다.

AddForce(Vector3) : 월드좌표로 힘을준다
AddForce(transform.foward)  : 게임오브젝트의 forward로 힘을준다.
AddRelativeForce(Vector3) : 게임오브젝트의 로컬좌표로 힘을준다.

좀 직관적이지 않는데

만일 AddForce(new Vector3(0,0,1f)) 하면 오브젝트의 방향과 상관없이 월드좌표로 앞으로 날라간다.

 AddForce(transform.foward)  오브젝트의 로테이션된 방향으로 날라간다. transform.foward 는 객체의 회전을 반영한 앞 방향을 나타닌다. 로컬좌표 앞방향이다.

 AddRelativeForce(new Vector3(0,0,1f)) 하면 오브젝트의 로테이션된 방향으로 날라간다.

아래 실험은 책에는 없는건데 개인적으로 해본거다 여러분은 하지 말아주길 바란다. 잘못하면 코드가 꼬인다.

 이걸 실험해 볼려고 코드를 한번 짜 봤다.

AddForceCtrl이라는 스크립트를 하나 만들어 하이라키의 Player에 적용한다. 

코드는 G:글로벌좌표 F:forward R:Relative 를 누르면 해당 함수가 실행된다. 이 함수는 BulletCtrl에 추가했다. 세 함수를 보면 인자가 조금씩 다르다.

AddForceCtrl.cs 스크립트 다음2개의 글로벌변수에 Bullet,Player오브젝트를 끌어다 연결해준다.

    public GameObject bullet;  //총알의 life를 참조하기 위함
    public Transform playerTr;  //player와 총알의 회전을 맞추기 위해 참조

GameManager에서 BulletCtrl의 메서드를 불러서 사용한다. 외부스크립트를 참조하기위해서는 Bullet을 인스펙터창에서 연결해준후 script컴포넌트의 참조를 참조변수에 지정해서 사용하면 된다. 스크립트의 참조는 GameObject가 아닌 스크립트이름이다. 스크립트 이름으로 class가 생성되기 때문이다.

  public GameObject bullet;  //인스펙터창에서 연결해야함.

 private BulletCtrl sc;   //BulletCtrl 스크립트 클래스의 참조
    void Start()
    {
        sc = bullet.GetComponent<BulletCtrl>();  //BulletCtrl 스크립트클래스참조를 받아온다
    }

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using Unity.VisualScripting;
using UnityEngine;

public class AddForceCtrl : MonoBehaviour
{
    public GameObject bullet;  //총알의 life를 참조하기 위함
    public Transform playerTr;  //player와 총알의 회전을 맞추기 위해 참조
    private BulletCtrl sc;   //BulletCtrl 스크립트 클래스의 참조
    void Start()
    {
        sc = bullet.GetComponent<BulletCtrl>();  //BulletCtrl 스크립트클래스참조를 받아온다
    }

    // Update is called once per frame
    void Update() {
        if (sc.GetLife() == false) {
            if (Input.GetKeyDown(KeyCode.G)) {
                sc.AddForceG(playerTr);
                Debug.Log("g");
            }
            if (Input.GetKeyDown("f")) {
                sc.AddForceF(playerTr);
                Debug.Log("F");
            }
            if (Input.GetKeyDown("r")) {
                sc.AddForceR(playerTr);
                Debug.Log("R");
            }
        } 
    }
}

Bullet에 적용된 BulletCtrl.cs 

 인스펙터에서 public Transform rifleTr; 에 하이라키뷰의 Player의 라이플을 끌어다 놔준다.  Bullet을 총 앞쪽에 놓을려고 총의 위치를 참조하려고 한다. 

총알의 발사속도를 빠르게 하기위해 public float force = 1500.0f;로 수정해 힘을 쎄게한다.

GameManager에서 사용한 3개의 함수가 추가되었다. Addforce의 인자가 조금씩 다르다.

 rb.AddForce(Vector3.forward*force);   //월드좌표로 앞으로만 날라간다.

 rb.AddRelativeForce(Vector3.forward * force);   //똑같은 Vector3.forward인데 로컬좌표로 앞으로 날라간다

 rb.AddForce(transform.forward * force);   //로컬좌표로 앞으로 날라간다

Update()함수 안을 보면

총알이 발사되는 life=true로 설정해 관리한다.

총알이 발사된시간을 lastTime에 저장해 1초가 지나면 false로 해준고 

코드는 총알의 생명 life를 참조해 2가지 처리를 하는데

총알이 발사되고 1초가 지나면 속도를 0으로 하고 .

        if(life && (Time.time > lastTime + 1f)) {
            rb.velocity = Vector3.zero;
            lastTime = Time.time;  // lastTime을 갱신해준다.
            life = false;
        } 

life가 flase라면 위치와 방향을 총을 참조해 초기화 한다

else if(!life){
            transform.position = rifleTr.position + rifleTr.forward +rifleTr.up * 0.3f;
            transform.rotation = rifleTr.rotation;
        }

그리고 bullet에 Rigidbody컴포넌트가 추가되어있어 FixedUpdate()를 사용했는데 실행시 버벅거려서 LateUpdate()를 사용하니 해결되었다 FollowCam도 LateUpdate()를 사용하는 문제가 되는지는 잘 모르겠다.

버벅거리는 이유는 아마 .Bullet이 rifle(총)의 position과 rotation을 참조하는데 이게 같은 Update()에서 이루어지기 때문에 우선순위가 없어 생기는 일인것 같다. 따라서 LateUpdate()로 Player처리후 맨 마지막에 하니 문제가 해결되는것 같다. 

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using Unity.VisualScripting;
using UnityEngine;
using static Unity.VisualScripting.Member;

public class BulletCtrl : MonoBehaviour
{
    public Transform rifleTr;
    public float damage = 20.0f;
    public float force = 1500.0f;  //빠르게 하기위해
    private bool life = false;
    private Rigidbody rb;
    private float lastTime=0f;
    void Start()
    {
        transform.position = rifleTr.position;
        rb = GetComponent<Rigidbody>();  
    }
    private void LateUpdate() {
        if(life && (Time.time > lastTime + 1f)) {
            rb.velocity = Vector3.zero;
            lastTime = Time.time;
            life = false;
        } else if(!life){
            transform.position = rifleTr.position + rifleTr.forward +rifleTr.up * 0.3f;
            transform.rotation = rifleTr.rotation;
        }
    }

    public void AddForceG(Transform tr) {
        rb.AddForce(Vector3.forward*force);
        life = true;
        lastTime = Time.time;
        Debug.Log("g");
    }
    public void AddForceF(Transform tr) {
        rb.AddForce(transform.forward * force);
        life = true;
        lastTime = Time.time;
    }
    public void AddForceR(Transform tr) {
        rb.AddRelativeForce(Vector3.forward * force);
        life = true;
        lastTime = Time.time;
    }
    public bool GetLife() {
        return life;
    }
}

전망을 좋게하기위해 FollowCam.cs의 public float height = 3.0f;로 조금 높혀준다.

실행화면이다.

G, F ,R을 각각 2번씩 눌러 총알을 발사했다.

G를 누르면 캐릭터방향과 상관없이 앞으로만 발사된다.

F와R를 누르면 캐릭터의 방향을 따라 발사된다.

실험때문에 좀 스크립트가 복잡하게 되었다. ㅠㅠ

앞에서는 게임오브젝트의 이동을 Transform을 이용했는데 이제 물리엔진의 힘을 이용해 발사해보자. 그러기 위해서는 Ridigbody 컴포넌트가 필요하다. 

하이라키의 Bullet오브젝트를 선택한후 인스펙터뷰에서 Ridigbody컴포넌트를 추가한다.

실행해보면 총알이 바닥으로 떨어지는데 Rigidbody 컴포넌트의 Use Gravity속성이 체크되어 중력의 영향을 받았기 때문이다. 이속성을 언체크해서 안 떨어지게 한다.

Rigidbody는 물리학 용어의 강체를 의미한다. 충돌감지및 물리 시뮬레이션을 위한 중요한 컴포넌트다. 아래 내용은 지금은 넘어가도 되지만 꼭 한번 읽어보시기 바랍니다. Rigidbody는 Transform에 영향을 주므로 둘을 같이 제어하면 안됩니다.

리지드바디 (유니티매뉴얼 2021.3)

Rigidbody 는 GameObject 가 물리 제어로 동작하게 합니다. 리지드바디는 힘과 토크를 받아 오브젝트가 사실적으로 움직이도록 해줍니다. 리지드바디가 포함된 모든 게임 오브젝트는 중력의 영향을 받아야 하며 스크립팅을 통해 가해진 힘으로 움직이거나 NVIDIA PhysX 물리 엔진을 통해 다른 오브젝트와 상호 작용해야 합니다.

프로퍼티

프로퍼티:기능:

세부 정보

리지드바디를 사용하면 게임 오브젝트의 동작이 물리 엔진으로 제어됩니다. 따라서 사실적인 충돌과 다양한 조인트 타입 같은 동작이 가능해집니다. 리지드바디에 힘을 더해서 게임 오브젝트를 조작하면 Transform 컴포넌트 를 직접 조정할 때와 느낌과 모양이 상당히 다릅니다. 일반적으로 동일한 게임 오브젝트의 리지드바디와 트랜스폼을 모두 조작하지 않고 둘 중 하나만 조작해야 합니다.

트랜스폼 조작과 리지드바디 조작의 가장 큰 차이점은 힘의 사용입니다. 리지드바디는 힘과 토크를 받을 수 있지만 트랜스폼은 그렇지 않습니다. 트랜스폼도 트랜스폼되고 회전할 수는 있지만 물리를 사용할 때와는 다릅니다. 리지드바디에 힘/토크를 더하면 오브젝트 Transform 컴포넌트의 포지션과 회전을 바꿉니다. 그러므로 둘 중에서 하나만을 사용해야 하는 것입니다. 트랜스폼을 바꾸면서 물리를 사용하면 충돌 및 기타 연산에 문제가 발생할 수 있습니다.

리지드바디는 물리 엔진의 영향을 받기 전에 게임 오브젝트에 명시적으로 추가되어야 합니다. 메뉴의 Components->Physics->Rigidbody 에서 선택한 오브젝트에 리지드바디를 추가할 수 있습니다. 이제 오브젝트에 물리 연산이 일어날 수 있게 된 것입니다. 중력의 영향을 받고 스크립팅을 통해 힘을 받을 수 있지만 원하는 대로 정확하게 동작시키려면 Collider 나 조인트를 추가해야 합니다.

부모 설정

오브젝트가 물리 제어를 받으면 트랜스폼 부모가 움직이는 방식에 의존하게 됩니다. 부모를 움직이면 리지드바디의 자식이 같이 따라갑니다. 하지만 리지드바디는 여전히 중력때문에 떨어지고 충돌 이벤트에 반응합니다.

스크립트

리지드바디를 제어하기 위해 기본적으로 스크립트를 사용하여 힘이나 토크를 추가합니다. 이 작업은 AddForce() 와 AddTorque() 를 리지드바디의 오브젝트에 호출해야 합니다. 물리를 사용할 때는 오브젝트의 트랜스폼을 직접 변경하면 안 된다는 사실을 기억해야 합니다.

애니메이션(Animation)

래그돌 효과를 만드는 등 일부 상황에서는 애니메이션과 물리 간 오브젝트의 제어를 전환해야 합니다. 이를 위해 리지드바디는 isKinematic 으로 지정될 수 있습니다. 리지드바디가 isKinematic 으로 정해진 경우 충돌, 힘이나 어떤 물리 연산에도 영향을 받지 않습니다. 이 경우 트랜스폼 컴포넌트를 직접 조작해서 오브젝트를 제어할 수밖에 없습니다. 키네마틱 리지드바디는 다른 오브젝트에 영향을 주지만 그들 자체는 물리의 영향을 받지 않습니다. 예를 들어, 키네마틱 오브젝트에 추가된 조인트는 이에 추가된 다른 리지드바디를 제한하지만 키네마틱 리지드바디는 충돌을 통해 다른 리지드바디에 영향을 미칩니다.

콜라이더(Colliders)

콜라이더는 충돌이 일어나게 만들기 위해 리지드바디에 함께 추가해야 하는 또 다른 유형의 컴포넌트입니다. 두 개의 리지드바디가 서로 충돌하더라도 두 오브젝트 모두 콜라이더가 추가되어 있지 않으면 물리 엔진은 충돌을 연산하지 않습니다. 콜라이더가 없는 리지드바디는 물리 시뮬레이션 동안 서로를 지나쳐가기만 합니다.

콜라이더는 리지드바디의 물리적 경계를 정의합니다.

Component->Physics 메뉴에서 콜라이더를 추가합니다. 보다 자세한 내용은 각 콜라이더의 컴포넌트 레퍼런스 페이지를 참조하십시오.

• 박스 콜라이더 - 박스의 프리미티브 셰이프
• 스피어 콜라이더 - 구체의 프리미티브 셰이프
• 캡슐 콜라이더 - 캡슐의 프리미티브 셰이프
• 메시 콜라이더 - 오브젝트의 메시에서 콜라이더를 생성하며 다른 메시 콜라이더와는 충돌할 수 없습니다.
• 휠 콜라이더 - 특별히 차량이나 기타 이동수단을 생성하는 데 쓰입니다.
• 터레인 콜라이더 - Unity 터레인 시스템과의 충돌을 처리합니다.

복합 콜라이더

복합 콜라이더는 기본 콜라이더의 조합으로, 단일 리지드바디처럼 함께 움직입니다. 정확하게 시뮬레이션하기에는 성능 측면에서 너무 복잡하거나 비용이 큰 모델을 가지고 있어 간단한 근사값을 사용해 최적의 방법으로 셰이프 충돌을 시뮬레이션할 때 유용합니다. 컴파운드 콜라이더를 생성하기 위해서는 충돌 오브젝트의 자식 오브젝트를 만든 후 Collider 컴포넌트를 각각의 자식 오브젝트에 추가합니다. 이렇게 하면 각 콜라이더의 포지션, 회전, 스케일을 손쉽고 개별적으로 수행할 수 있습니다. 자체적인 컴파운드 콜라이더를 여러 기본 콜라이더 및/또는 볼록한 메시 콜라이더로 빌드할 수 있습니다.

실제 월드 복합 콜라이더 설정

위의 그림에서 총 모델 게임 오브젝트에는 리지드바디가 추가되어 있고 여러 기본 콜라이더가 자식 게임 오브젝트로 있습니다. 힘에 의해 부모 리지드바디가 이동하면 자식 콜라이더도 따라서 이동합니다. 프리미티브 콜라이더는 환경에서 메시 콜라이더와 충돌하며, 부모 리지드바디는 자식 콜라이더가 다른 콜라이더와 씬에서 상호작용하는 방식을 기반으로 이동 방식을 변경합니다.

일반적으로 메시 콜라이더는 서로 충돌하지 않습니다. 메시 콜라이더가 Convex 로 지정되면 다른 메시 콜라이더와 충돌할 수 있습니다. 일반적인 해결책은 움직이는 모든 오브젝트에는 기본 콜라이더를 사용하고 정적 배경 오브젝트에는 메시 콜라이더를 쓰는 것입니다.

참고: 충돌 콜백을 사용하는 경우 복합 콜라이더는 각 콜라이더 충돌 페어에 대한 개별 콜백을 반환합니다.

연속 충돌 검사(Collision Detection)

연속 충돌 검사는 빠르게 움직이는 콜라이더가 서로 통과하는 것을 방지하는 기능입니다. 일반적인(Discrete) 충돌 검사를 사용할 때 이런 일이 발생할 수 있는데 한 프레임에서 오브젝트 하나가 콜라이더의 이쪽 편에 있고 다음 프레임에서 이미 콜라이더를 지나쳐버리는 것입니다. 빨리 움직이는 오브젝트의 리지드바디에서 연속 충돌 검사를 활성화하면 문제를 해결할 수 있습니다. 충돌 검사 모드를 Continuous 로 설정해 리지드바디가 다른 정적 (즉, 리지드바디가 아닌)메시 콜라이더를 통과하지 않게 합니다. Continuous Dynamic 으로 설정해도 리지드바디가 Continuous 또는 Continuous Dynamic 으로 충돌 검사 모드가 설정된 리지드바디를 통과하지 않습니다. 연속 충돌 검사는 박스-, 구체- 및 캡슐 콜라이더 용으로 지원됩니다. 연속 충돌 검사는 오브젝트가 서로 통과하는 경우에 충돌을 잡기 위한 안전망 역할을 하나 물리적으로 정확한 충돌 결과를 내지는 않습니다. 그러므로 빠르게 움직이는 오브젝트와 관련해 문제가 생기면 TimeManager 인스펙터의 고정 타임 스텝 값을 줄여 보다 정확한 시뮬레이션을 구현하는 방안을 고려할 수 있습니다.

올바른 크기의 사용

게임 오브젝트의 메시 크기는 리지드바디의 질량보다 훨씬 중요합니다. 리지드바디가 천천히 움직이거나, 떠 있거나, 제대로 충돌하지 않는 등 예상한 대로 동작하지 않으면 메시 에셋의 스케일을 조정해 보아야 합니다. Unity의 기본 단위 스케일은 1 unit = 1 미터이므로 임포트한 메시의 스케일은 유지되며 물리 연산에 적용됩니다. 예를 들어 무너지고 있는 고층 빌딩은 장난감 블록으로 쌓아 올린 탑과는 붕괴되는 양상이 상당히 다를 것입니다. 그러므로 다른 크기의 오브젝트를 정확한 스케일로 모델링해야 합니다.

사람을 모델링한다면 Unity에서 모델의 신장이 약 2미터인지 확인해야 합니다. 오브젝트가 올바른 크기인지 여부를 확인하려면 기본 큐브와 비교해봅니다. 큐브는 GameObject > 3D Object > Cube 로 생성할 수 있습니다. 큐브의 높이는 정확히 1미터이기 때문에 사람은 큐브보다 두 배 정도 커야 합니다.

메시 자체를 조정할 수 없다면 Project View 를 선택하고 메뉴에서 Assets->Import Settings… 에서 특정 메시 에셋의 균등한 스케일을 바꿀 수 있습니다. 여기에서는 스케일을 변경하고 메시를 다시 임포트할 수 있습니다.

게임 오브젝트를 다른 스케일로 인스턴스화할 필요가 있는 경우 트랜스폼의 스케일 축 값을 조정해도 됩니다. 이 때 단점은 오브젝트가 인스턴스화될 때 물리 시뮬레이션이 더 많은 작업을 해서 게임 퍼포먼스를 저하시킬 수 있다는 점입니다. 상당한 손실까지는 아니지만 다른 두 가지 옵션으로 스케일을 마무리하는 것만큼 효율적이지는 않습니다. 또한 불균등한 스케일은 부모가 사용될 때 원하지 않는 동작을 수행하게 할 수 있습니다. 그렇기 때문에 언제나 오브젝트를 모델링 애플리케이션에 맞게 정확한 스케일로 생성하는 것이 좋습니다.

힌트

• 두 리지드바디의 상대 Mass 는 둘이 서로 충돌했을 때 어떻게 반응할지를 결정합니다.
• 한 리지드바디의 Mass 를 다른 리지드바디보다 크게 만들어도 자유 낙하 시 더 빨리 낙하하지 않습니다. 이 경우 Drag 를 사용해야 합니다.
• Drag 값이 작으면 오브젝트가 무거워 보이고 값이 크면 가벼워 보입니다. Drag 의 일반적인 값은 .001(단단한 금속 덩어리)과 10(깃털) 사이입니다.
• 오브젝트의 Transform 컴포넌트를 직접 조작하면서도 물리 연산이 필요하다면 리지드바디를 추가하고 키네마틱으로 만듭니다.
• Transform 컴포넌트를 통해 게임 오브젝트를 이동시키면서도 충돌/트리거 메시지를 받고자 한다면 이동하는 오브젝트에 리지드바디를 추가해야 합니다.
• 앵글 드래그를 무한대로 설정하는 것 만으로는 오브젝트의 회전을 멈추게할 수는 없습니다.

Resources/Models폴더에서 Bullet 패키지를 임포트하면 Bullet폴더가 생성되고 프로젝트뷰의 Models로 옮긴다.

Bullet폴더안 lowpolybullet 모델을 씬뷰로 끌어다 놓으면 다음과 같이 수직으로 서있다. 3D모델링툴의 Z축이 Up방향으로 설정되어 있어 생기는 문제이다. 유니티는 Z축이 전후방향이다.

해결방법은 3D모델링툴에서 Up방향을 y축으로 설정해 FBX파일로 Export한후 유니티좌표계와 맞추는 법이다.

두번째는 빈게임오브젝트를 만들고 해당모델을 차일드화해 X축으로 90도 돌려주는거다.

하이라키에 빈게임오브젝트를 만들고 이름을 Bullet으로 한다. 아마 위치가 0,0,0으로 캐릭터와 겹치므로 일단 적당히 이동시킨후 lowpolybullet을 끌어다 차일드화 한다. Transform Position을 (0,0,0)으로 바꾼다. Rotation은 x축을 90으로 바꾼다. 총알이 옆으로 잘 회전되어 있다.

보통하는 실수가 Parent를 90도 회전시키면 forward방향이 바뀌어 총알이 아래로 발사된다.

이장에서는 물리엔진과 충돌감지처리 파티클에 대해 공부해보겠다.

게임에서 총기발사는 Projectile방식과 RayCasting방식이다.

Projectile방식 : 총알이 물리적으로 발사되는 방식 부하가 높다

RayCasting방식 : 레이저빔과 같이 눈에 보이지 않는 광선을 발사해 적 또는 물체를 검출하는 방식, 총알발사루틴뿐 아니라 로봇의 센서기능이나 추적기능을 구현할 수도 있다.

프로젝트뷰에 스크립트를 하나만들고 이름을 FollowCam으로 변경한다.

다음 코드를 입력한다.

[Range(2.0f,20.f)]는 다음줄의 퍼블릭 변수의 범위를 지정해준다.

LateUpdate()는 모든 Update()함수가 실행되고 난 후에 호출되는 함수다. 이 함수는 주인공캐릭터가 이동을 완료한후 카메라를 이동시키기위해 사용된다.

Camera의 위치를 Player의 뒤쪽으로 이동시킨다. 이때 카메라의 높이도 약간 올려준다.

LootAt()이라는 함수로 Camera를 Rotate시킨다. 이때 시선을 약간 위로하기 위해 조정이 필요해서 Vector3.up을 더해 줬다

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class FollowCam : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update
    public Transform targetTr;
    private Transform camTr;
    [Range(2.0f, 20.0f)]  //따라갈 대상으로 부터 떨어질 거리
    public float distance = 4.0f;
    [Range(0f, 10.0f)] // Y축으로 이동할 높이
    public float height = 2.0f;
    void Start()
    {
        camTr= GetComponent<Transform>();  // 자신의 Transform참조를 camTr에 저장
    }

    // Update is called once per frame
    void LateUpdate()
    {   //추적해야할 대상의 뒤쪽+위쪽 으로 이동
        camTr.position = targetTr.position + -targetTr.forward * distance + Vector3.up* height;
        camTr.LookAt(targetTr.position+Vector3.up);  //Camera를 피봇 좌표를 향해 회전
    }
}

코드를 하이라키의 Main Camera에 적용하고. Main Camera의 Inspector>FollowCam Scriptor컴포넌트에 Palyer를 끌어다 놓는다.

오 카메라가 캐릭터 뒤에서를 잘따라 다닌다. 점도 부드럽게 이동시키기 위해 시간간격을 추가해 보겠다.

Vector3.Lerp, Vector3.Slerp

선형보간(Linear Interpolation)과 구면 선형보간(Spherical Linear Interpolatoin)은 시작점과 끝점 사이의 특정 위치의 값을 추정할 때 사용한다.이러한 보간 함수는 현재 값을 목표값으로 변경할 때 갑자기 변경하지 않고 부드럽게 변경시키는 로직에 많이 활용된다.

Lerp는 선형보간 함수를 제공하며 Vector3, Mathf, Quaternion, Color구조체에서 사용할 수 있다.

Vector3.Lerp(시작좌표, 종료좌표, t);
Mathf.Lerp(시작좌표, 종료좌표, t);
Quaternion.Lerp(시작좌표, 종료좌표, t);

Slerp는 구형 선형 보간함수를 제공하며 Vector Quaternion에서 사용할수 있다.

FollowCam 스크립트를 Slerp를 사용하는 방식으로 수정한다.

        Vector3 pos = targetTr.position + -targetTr.forward * distance + Vector3.up* height;
        camTr.position = Vector3.Slerp(camTr.position, pos, Time.deltaTime*damping);

이전에는 Player의Position을 직접Camera에 넣어 무조건 따라붙게 만들었는데 이번에는 Vector3.Slerp(camTr.position, pos, Time.deltaTime*damping);가 천천히 따라 붙게 만든다 서있으면 카메라가 천천히 따라오다 서는 걸 느낄수 있다.

실제 실행시켜보면 Slerp는 Lerp에 비해 시작과 끝에서 좀더 반응속도가 빠르다.

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class FollowCam : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update
    public Transform targetTr;
    private Transform camTr;
    [Range(2.0f, 20.0f)]  //따라갈 대상으로 부터 떨어질 거리
    public float distance = 4.0f;
    [Range(0f, 10.0f)] // Y축으로 이동할 높이
    public float height = 2.0f;
    public float damping = 10.0f;
        void Start()
    {
        camTr= GetComponent<Transform>();  // 자신의 Transform참조를 camTr에 저장
    }

    // Update is called once per frame
    void LateUpdate()
    {   //추적해야할 대상의 뒤쪽+위쪽 으로 이동
        Vector3 pos = targetTr.position + -targetTr.forward * distance + Vector3.up* height;
        camTr.position = Vector3.Slerp(camTr.position, pos, Time.deltaTime*damping);
        camTr.LookAt(targetTr.position+Vector3.up);  //Camera를 피봇 좌표를 향해 회전
    }
}

Vector3.SmoothDamp

부드럽게 이동하는 방법중 Vector3.SmoothDamp도 있다. 많이 사용된다. 가까워질수록 느려진다.

SmoothDamp(시작벡터, 목표벡터, 현재속도, 도달시간)

소스를 다음과 같이 고쳐보자 플레이해보면 엄청 늦게 따라간다. Slerp의 시간은 진행시간이고 smoothDamp의 시간은 이동에 걸리는 시간이라 작아야 빨라진다. 인스펙트뷰 에서 bumping 변수를 0.1로 하면 빨라진다. 1정도로 해도 멋진 장면이 연출된다.

velocity 는 ref 키워드로 참조를 전달하는데, Debug.Log 로 값을 찍어보면 지속적으로 갱신되는 속도값을 얻고, 다음 프레임에 다시 전달하고 있다는 걸 알 수 있습니다.

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class FollowCam : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update
    public Transform targetTr;
    private Transform camTr;
    [Range(2.0f, 20.0f)]  //따라갈 대상으로 부터 떨어질 거리
    public float distance = 4.0f;
    [Range(0f, 10.0f)] // Y축으로 이동할 높이
    public float height = 2.0f;
    public float damping = 10.0f;
    private Vector3 velocity = Vector3.zero;
        void Start()
    {
        camTr= GetComponent<Transform>();  // 자신의 Transform참조를 camTr에 저장
    }

    // Update is called once per frame
    void LateUpdate()
    {   //추적해야할 대상의 뒤쪽+위쪽 으로 이동
        Vector3 pos = targetTr.position + -targetTr.forward * distance + Vector3.up* height;
        //camTr.position = Vector3.Slerp(camTr.position, pos, Time.deltaTime*damping);
        camTr.position = Vector3.SmoothDamp(camTr.position, pos, ref velocity, damping);
        camTr.LookAt(targetTr.position+Vector3.up);  //Camera를 피봇 좌표를 향해 회전
    }
}

보간

Unity의 보간 함수를 사용하면 주어진 두 점 사이의 값을 계산할 수 있습니다. 이러한 각 함수는 상황에 맞게 다른 방식으로 작동합니다. 자세한 내용은 각각의 예제를 참조하십시오.

• Lerp
• LerpAngle
• LerpUnclamped
• InverseLerp
• MoveTowards
• MoveTowardsAngle
• SmoothDamp
• SmoothDampAngle
• SmoothStep

Player 는 LOD(Level of Detail)이라는 기능을 위해 3개의 폴리곤으로 이뤄진 모델이다. LOD는 Character와 카메라간의 거리에 따라 렌더링할 메시를 결정해준다.

Player를 선택하고 Add Component>LOD Group컴포넌트를 추가한후 slade_mesh0 1 2를 끌어다   LOD 0 1 2 에 끌어다 놓는다

멀티플레이게임 또는 모바일게임 최적화의 중요한 기능이다.

하이라키뷰에서 Directional Light를 선택하고 인스펙터뷰에서 Shadow Type을 Hard로 바꾼다. Soft는 사실적이지만 부하가 무겁다. RealTime Shadows Strength를 적당히 낮추고 Resolution을 Low로 해서 부담을 더 줄일수 있다.

3D 모델은 Mesh Render 또는 Skinned Mesh Renderer중 한 컴포넌트를 반드시 갖고 있다. 여기는 그림자와 관련된 Cast Shadows와 Receive Shadows 속성이 있다.  실시간 그림자의 영향을 받지 않아도 시각적 효과에 크게 상관없는 3D모델은 이 두가지 옵션을 적절히 설정해 그림자를 생성하지 않게 한다.

Cast Shadows : 빛을 받아서 자신의 그림자를 만들 것인지 결정하는 속성

Two Sided : Plane 또는 Quad처럼 단면만 렌더링하는 모델은 Cast Shadows 속성을 On하고 빛을 모델의 뒷쪽으로 비추면 그림자가 생성되지 않는다. 이때 Cast Shadow 속성을 Two Sided로 하면 그림자가 생성된다.

메시를 이용한 그림자

실시간 그림자보다는 효과가 약하지만 갸벼운 그림자 처리를 구현해보자. 단순한 평면 메시를 이용하는 방법으로 모바일 게임에서 흔히 볼 수 있는 방식이다.

먼저 Player에 적용된  실시간 그림자가 생성되지 않도록 설정한다.하이라키뷰의 Player를 펼쳐 slade_mesh, slade_meshod1, slade_meshod2의 세개의 메시로 구성돼 있다. 모두 선택한후 인스텍터뷰에서 Skinned Mesh Renderer 컴포넌트의 Cast Shadows 속성을 Off로 변경하고  Receive Shadows속성도 언체크한다.

들고있는 총도 같은 처리를 해줘 그림자를 Off한다.

하이라키뷰에서Player를 선택후 우클릭후 3D Object>Quad모델을 생성하면 자동으로 Player의 차일드가 된다.

Quad를 선택하고 인스펙터뷰에서 Transform을 다음과 같이 변경한다. Y position을 0.01로 한 이유는 Floor와 겹치는 부분이 깜빡이는 현상이 발생하기 때문이다.

유니티의 원시모델은 기본으로 Collider컴포넌트가 있는데 Quad에서는 필요없으므로 이를 제거한다.

Quad의 이름을 Shadow로 변경한다. Resorces/Texture폴더에서 BlobShadow.psd파일을 Images폴더로 복사한뒤 Shadow(Quad)에 끌어다 적용한다. Material 폴더안에 자동으로 동일한 이름의 머터리얼이 생성된다

Shadow(Quad)선택후 인스펙터에서 필요없는 Cast Shadows를 Off하고 Bos Shadow Shader>Mobile>Particles>Multiply를 선택하면 잘 적용된다. 부하는 적어지지만 바닥이 경사로나 굴곡이 있다면 제대로 표현되지 않는다.

무기장착을 위해 Resources/Models 폴더에서 Wepons 패키지를 임포트 한다.

패키지를 임포트한 후 Weapon폴더를 Model 폴더 하위로 옮긴다.

무기를 장착하려면 주인공 캐릭터의 Bone구조를 확인해야한다.

하이라키뷰의 Player를 펼쳐보면 pelvis가 있다. 이는 관절의 정보를 담고 있는 오브젝트로 골반을 의미한다. 여기서 Rweapnholder나 없다면 Rwrist관절에 무기류를 장착한다.

임포트한 Weapons의 w_rifle01모델을 Rweaponholder로 끌어다 놓는다 다른총모델도 무관하다.

오른손에 총이 잘 붙어 있지만 받치고 있는 왼손이 좀 떨어져 있다.

하이라키의 라이플을 선택하고 transform을 리셋한다.

이제 받치는 손이 잘 붙어 있다