Unity 토이프로젝트 찍먹 - 플레이어 이동 & 회전 ( 이론 )

Changhoony·2022년 9월 30일

Unity 유니티 유니티 기초 유니티 사이드 프로젝트 유니티 이동 유니티 초보 유니티 회전 토이 프로젝트

Unity_Toy_Project

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* 목표

* 대상의 이동과 회전을 조작할 수 있다.
* 가상 조이스틱과 키보드, 마우스를 이용할 수 있다.

* 방법

1. Transform - MoveTowards & eulerAngles 이용
2. Rigidbody - MovePosition & MoveRotation 이용
3. NavAgent - Move 이용
4. DOT - Translation & Rotation 이용

* 내용

1.Transform 이동

1.1 RigidyBody와 차이점

RigidBody의 유무에 따라서, 성능상의 차이를 가져온다.
대상에 RigidyBody와 Collider 컴포넌트가 있다면, rigidbody.MovePosition()을 권장한다.
transform.position 이동은 RigidBody, Collider 위치를 재계산 하기 때문에 이 경우 권장되지 않는다.

1.2 transform.position 과 transform.Translate의 차이점

transform.position 이동은 transform의 월드 좌표 기준으로 이동한다. - transform 방향에 영향을 받지 않음.
transform.Translate 이동은 transform의 로컬 기준으로 이동한다. - transform 방향에 영향을 받음.

1.2.1 position 예시

transform.position = Vector3.Lerp(position , destination, Time.deltaTime * speed);
transform.position = Vector3.MoveTowards(position, destination, Time.deltaTime * speed);

1.2.2 Translate 예시

transform.Translate(destination);
transform.Translate(transform.position + destination);

1.3 Transform.LookAt(), Transform.Rotate() 그리고 EulerAngles, Quaternion

인간/동물형 3D 오브젝트의 경우 Y축을 기준으로 회전하고,
인간/동물형 2D 오브젝트의 경우 Z축을 기준으로 회전해야 자연스럽다.

1.31 transform.Rotate() transform.LookAt() 차이

Rotate 함수는, 자기 자신 또는 월드 기준으로 transform을 회전시킨다.
LookAt(target) 은 바라보는 (대상:target)을 기준으로 transform을 회전한다.

1.32 eulerAngles와 Quaternion의 차이

eulerAngle을 사용할 경우 발생할 수 있는 짐벌락 현상을 해결하기 위해 Quaternion이 존재한다.
1.321 Quaternion 예시
transform.rotation = Quaternion.Euler(0,90,0);
1.322 eulerAngles 예시 (3D 기준)
transform.eulerAngles = new Vector(0, Mathf.Atan2(getAxisX,getAxisY) * Mathf.Rad2Deg, 0);
1.323 eulerAngels 예시 (2D 기준)
transform.eulerAngles = new Vector(0, 0, Mathf.Atan(getAxisX,getAxisY) * Mathf.Rad2Deg);

2. RigidBody

2.1 MovePosition() vs RigidBody.position

Collider와 RigidBody가 있는 물체가 지속적으로 움직여야할 경우 MovePosition()을 사용한다.
순간이동이나 좌표 변경은 RigidBody.position을 사용한다.
만약 transform.position을 접근 한다면, 접근하는 영역에서 rigidbody.isKinematic을 true로 사용한다.

2.11 MovePosition 예시

RigidBody rigid;

Vector3 vel;
float inputMagnitude;
float inputDirection;
float moveSpeed = 5;
float smoothMoveTime = 0.1f;
float smoothMoveVel = 0;

void CalVelocity()
{
	inputDirection = new Vector3(Input.GetAxisRaw("Horizontal"), 0, (Input.GetAxisRaw("Vertical"));
	
    inputMagnitude = inputDirection.magnitude;

	float smoothInputMagnitude = Mathf.SmoothDamp(smoothInputMagnitude, inputMagnitude, ref smoothMoveVel, smoothMoveTime);

	vel = transform.forward * moveSpeed * smoothInputMagnitude;
}

void Update()
{
	...
	CalVelocity();
    ...
}

void FixedUpdate()
{
	rigid.MovePosition(rigid.position + vel * Time.deltaTime);
}

2.12 MoveRotation()

MovePosition과 함께 작성한다.

...
float angle;
float turnSpeed = 5;
...

void CalAngle()
{
	flaot target = Mathf.Atan2(inputDirection.x,inputDirection.z) * Mathf.Rad2Deg;
    angle = Mathf.LerpAngle(angle, targetAngle, Time.deltaTime * turnSpeed * inputMagnitude);
}
void Update()
{
	...
	CalVelocity();
    CalAngle();
    ...
}
void FixedUpdate()
{
	rigid.MoveRotation(Quaternion.Euler(Vector3.up * angle));
	rigid.MovePosition(rigid.position + vel * Time.deltaTime);    
}

3. NavMeshAgent

Navmes위를 자유롭게 이동할 수 있다.
UnityEngine.AI를 사용할 수 있다.
회전은 내부적으로 구현되어있다. ( 수동 제어가능 )
사용하기 위해서 NavMesh를 Bake(블로그 링크) 해야 한다. 또는 Brakeys - Navmesh tutorial 참고

3.1 적용 예시

 NavmeshAgent agent;
 Transform target;
 
 void Start()
 {
 	agent = GetComponent<NavMeshAgent>();
 }
 void Update()
 {
 	agent.Move(target.position);
 }

4. ECS (1.0v - 기준 (계속 업데이트))

4.1 ECS Component Data

public struct PlayerSpeed : IComponentData
{
    float speed;
}
public struct InputVectorComponent : IComponentData
{
	float3 input;
}

4.2 Create Baker

이동 데이터.
접미사 혹은 접두사 Authoring을 에디터상에 올려서 사용.
Baker로 EntitySystem에 사용할 목록 등록

// moving speed authoring

public class PlayerSpeedAuthoring : MonoBehaviour
{
	public float speed;
}
public class PlayerSpeedBaker : Baker<SpeedAuthoring>
{
	public override void Bake(SpeedAuthoring authoring)
    {
    	AddComponent(new Speed()
        {
        	speed = authoring.speed;
        });
    }
}
// input Horizontal or Vertical authoring

public class InputVectorAuthoring : MonoBehaviour
{
	public float3 input;
}
public class InputVectorBaker : Baker<InputVectorAuthoring>
{
	public override void Bake(InputVectorAuthoring authoring)
    {
    	AddComponent(new InputVectorComponent()
        {
        	input = authoring.input;
        });
    }
}

4.3 Create Tag

이동 적용 대상. 만약 태그가 없다면 모든 엔티티가 움직여 질 수 있음.
별다른 내용이 없어도 작동함.

public struct MovingPlayerTag : IComponentData
{ 
	// stay empty..
}

public class MovingPlayerAuthoring : MonoBehaviour
{ 
	// stay empty..
}

public class MovingPlayerBaker : Baker<MovingPlayerAuthoring>
{
	public override void Bake(MovingPlayerAutohring authoring)
    {
    	AddComponent(new MovingPlayerTag());
    }
}

4.4 Create IAspect

행동 정의 부분.
주의

구조체여야 함
readonly와 partial 반드시 사용
내부 필드 변수는 무조건 타입별로 한개만 인식됨.
내부에서 필드 값에 변화를 줘야 한다면 RefRW를 사용, 그 외에는 속도를 위해 RefRO 사용.

// must use 'readonly-partial' pair
public readonly partial struct PlayerMovementAspect : IAspect
{
	private readonly Entity _entity;
    private readonly TransformAspect _transformAspect;
    
    public void Move(float deltaTime, RefRO<Speed> speed, RewfRW<InputVectorComponent> input)
    {
    	_transformAspect.Position += input.ValueRW.input * deltaTime * speed.ValueRO.speed;
        
    }
}

4.5 Create SystemBase

정의된 행동 실행 로직
ISystem은 주로 병렬 (JobParelle) 작동을 위해 사용. 4.7에서 다룸
SystemBase는 자동 등록 및 적용.
partial 반드시 사용.
class이기 때문에, 일반 클래스 자료들을 호출 할 수 있음.
- 유니티 엔진 클래스는 SystemAPI. 클래스 참고
접미사 System 사용

4.51 Not Rotate But Move

public partial class PlayerMovementSystem : SystemBase
{

	protected override void OnUpdate()
    {
		// Do not use UnityEngine.Time.DeltaTime;
    	// Use SystemAPI
		var deltaTime = SystemAPI.Time.DeltaTime;
    	// 2d 이동
    	var input = new float3(Input.GetAxis("Horizontal"), Input.GetAxis("Vertial"),0);
    	// 3d 이동
    	// var input = new float3(Input.GetAxis("Horizontal"), 0,Input.GetAxis("Vertial"));
    	// Init InputVectorComponent, RW - Read & Write | RO - ReadOnly
    	var inputVector = SystemAPI.GetSingletonRW<InputVectorComponent>();
    
    	inputVector.ValueRW.input = input;
    
    	// 3 way
    	// 1. foreach 
    	/* 
    		foreach((var agent in SystemAPI.Query<PlayerMovmentAspect, PlayerTag, PlayerSpeed, InputVectorComponent>())
        	{
            	// item1 => PlayerMovementAspect : For Behaviour
                // item2 => PlayerTag : For Filtering
                // item3 => PlayerSpeed : Variable
                // item4 => InputVectorComponent : Controll
                
        		agent.Item1.Move(deltaTime, agent.item3, agent.item4);
        	}
    	*/
    	// Player Only one ..But It also Work.
        // 2. Entities.With-..
 		
        /*
        Entities
        .WithAll<PlayerTag>()
        .ForEach((PlayerMovementAspect player, RefRW<PlayerSpeed> speed) =>
        {
        	player.Move(deltaTime,speed,inputVectorComponent);
        }).Run();
        */
        
        // 3. GetSingletonEntity ( recommand )
        
        var player = GetSingletonEntity<PlayerTag>();
        var speed = GetSingletonRW<PlayerSpeed>();
        
        SystemAPI.GetAspectRW<PlayerMovementAspect>(player)
        .Move(deltaTime,speed, inputVectorComponent);        
    }
}

4.6 Rotation Self

math.mul로 계산한다.
quaternion.AxisAngle( 방향, 변화량 );

protected override void OnUpdate()
{
	
        _transformAspect.Rotation =
        math.mul(math.normalize(_transformAspect.Rotation.value),
        quaternion.AxisAngle(math.forward(),deltaTime * speed.ValueRW.value));
}

결과 ▼

4.61 Rotation & Move Orbit

원형 움직임
cos : x좌표 | sin : y좌표
삼각함수 -> 주기를 가짐

  public void Move(float deltaTime,RefRW<PlayerSpeed> speed, RefRW<PlayerMoveComponent> _playerMoveComponent)
    {
    	// self speed
        _transformAspect.Rotation = math.mul(math.normalize(_transformAspect.Rotation.value), quaternion.AxisAngle(math.forward(),deltaTime * speed.ValueRW.value));

		// orbit speed
        _playerMoveComponent.ValueRW.speed += deltaTime * speed.ValueRW.value;
        
        // orbit Move
        _transformAspect.Position = new float3(math.cos(_playerMoveComponent.ValueRW.speed), math.sin(_playerMoveComponent.ValueRW.speed ), 0);
        
        // x와 y좌표에 angle을 float로 더해주고 여러개의 오브젝트를 배치하면, 원 위의 여러 점으로 나타난다.
        // ex. 위의 코드 재활용 
        // new float3(math.cos(_playerMoveComponent.ValueRW.speed + 45) , math.sin(_playerMoveComponent.ValueRW.speed + 45) , 0)
        // 당연히 45 대신 간단한 알고리즘을 사용하여 여러 개를 자동 배치 하자.
    }

결과 ▼

4.7 Random Move

4.71 Create IComponentData & Authoring & Baker

public struct Destination : IComponentData
{
	public float3 destination;
}

public class DestinationAuthoring : MonoBehaviour
{
	public float3 destination;
}

public class DestinationBaker : Baker<DestinationAuthoring>
{
	public override void Bake(DestinationAuthoring authoring)
    {
    	AddComponent(new Destination()
        {
        	destination = authoring.destination
        });
    }
}

public struct Random : IComponentData
{
	public Random random;
}

public class RandomAuthoring : MonoBehaviour
{
	// Empty
}

public class RandomBaker : Baker<RandomAuthoring>
{
	public override void Bake(RandomAuthoring authoring)
    {
    	AddComponent(new Random()
        {
        	random = new Random(seed : 1)
        });
    }
}

4.72 Set Random Destination & Check Arrived

 private float3 SetRandomDestination(RefRW<RandomComponent> random, float2 range)
 {
    return new float3(random.ValueRW.random.NextFloat(range.x, range.y), random.ValueRW.random.NextFloat(range.x, range.y), 0);
 }
    
    
 public bool IsArrived(float3 lhs, float3 rhs, float tolerence)
 {
    return math.distance(lhs, rhs) < tolerence;
 }

4.73 Move Aspect

public readonly partial struct MoveAspect : IAspect 
{
	private readonly Entity _entity;
    private readonly TransformAspect _transformAspect;
    private readonly RefRW<DetectComponent> _detectComponent;
    private readonly RefRW<Speed> _speed;
    private readonly RefRW<Destination> _destination;
    
    public void Move(float deltaTime, RefRW<RandomComponent> random, float2 range)
    {
        if (IsArrived(_destination.ValueRW.point, _transformAspect.Position, _detectComponent.ValueRO.detectingDistanceRangeSensitive))
       _destination.ValueRW.point = SetRandomDestination(random, range);
        
        var dir = math.normalize(_destination.ValueRW.point - _transformAspect.Position);

        _transformAspect.Position += dir * deltaTime * _speed.ValueRW.value;
    }
}

4.74 Use Job & Create SystemBase

partial 사용.
struct 사용.

public partial struct MoveJob : IJobEntity
{
    public float deltaTime;
    // Must use this attributte.
    [NativeDisableUnsafePtrRestriction]public RefRW<RandomComponent> random;
    public float2 range;

    public void Execute(MoveAspect agent)
    {
        agent.Move(deltaTime, random, range);
    }
}

public partial struct MovingISystem : ISystem
{
    public void OnCreate(ref SystemState state)
    {
        
    }

    public void OnDestroy(ref SystemState state)
    {
        
    }
    [BurstCompile]
    public void OnUpdate(ref SystemState state)
    {
        var deltaTime = SystemAPI.Time.DeltaTime;
        var random = SystemAPI.GetSingletonRW<RandomComponent>();
        var range = new float2(10, -10);
        var moveJobHandle = new MoveJob()
        {
            deltaTime = deltaTime,
            random = random,
            range = range
        }.Schedule(state.Dependency);
        
        moveJobHandle.Complete();
    }
}

결과 ▼

Changhoony

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Unity_Toy_Project

* 목표

* 방법

* 내용

1.Transform 이동

1.1 RigidyBody와 차이점

1.2 transform.position 과 transform.Translate의 차이점

1.2.1 position 예시

1.2.2 Translate 예시

1.3 Transform.LookAt(), Transform.Rotate() 그리고 EulerAngles, Quaternion

1.31 transform.Rotate() transform.LookAt() 차이

1.32 eulerAngles와 Quaternion의 차이

2. RigidBody

2.1 MovePosition() vs RigidBody.position

2.12 MoveRotation()

3. NavMeshAgent

3.1 적용 예시

4. ECS (1.0v - 기준 (계속 업데이트))

4.1 ECS Component Data

4.2 Create Baker

4.3 Create Tag

4.4 Create IAspect

4.5 Create SystemBase

4.6 Rotation Self

4.61 Rotation & Move Orbit

4.7 Random Move

4.71 Create IComponentData & Authoring & Baker

4.72 Set Random Destination & Check Arrived

4.73 Move Aspect

4.74 Use Job & Create SystemBase

Unity 토이 프로젝트 찍먹 - OT

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