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@JunShimura(淳 志村)in専門学校デジタルアーツ仙台ゲームクリエイター科

[Unity初心者Tips]どれが良いかわかる！ものを動かす方法はこうして決める

Last updated at Posted at 2019-01-30

Unityでサンプル通りにやってみてから、「さて、自分でいっちょ作ってみるか！」と思い立つも、壁になるのが物体を動かす方法です。どう「動かしたいのか」で、実装する方法は変わります。以下を参考に、何をしたら良いか、考えてみてください。

方法:one:：瞬間移動で物理を無視するTranslate

これが一番、単純な方法ですが、場所が瞬間で移動するワープです、途中の動きはありません。

実装方法

以下はどれも同じになります。

transform.positionに代入する

例）現在位置から(1,2,3)の位置へ場所を移す

SubstituteTransformPosition
transform.position=transform.position +new Vector3(1,2,3);

スクリプトリファレンス:Transform.position

transform.translateを用いる

上記と全く同じ意味を持ちます。
例）現在位置から(1,2,3)の位置へ場所を移す

Transform.Translate
transform.Translate(1,2,3);

スクリプトリファレンス:Transform.Translate

Animationで動かす

標準のAnimatorとAnimationを使ったものは、こちらとほぼ同様になります。

positionへの代入を使ってみたサンプル

これを使うと、一瞬でその位置に移動します。そのため、物体の当たり判定などを考慮すると、適切ではない状態になりやすいです。
例として、これを使って往復運動するものを用意しました。

Turn.cs
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Turn : MonoBehaviour
{

    [Header("かかる時間"), Range(0.0625f, 30)]
    public float duration = 1.0f;
    [Header("移動する距離"), Range(0, 30)]
    [SerializeField] private float _distance;

    public float distance
    {
        set
        {
            _distance = value;
            targetPosition = GetTargetPosition(value);
        }
        get
        {
            return _distance;
        }

    }

    float pastTime = 0;
    Vector3 homePosition;
    Vector3 targetPosition;

    private Vector3 GetTargetPosition(float distance)
    {
        return transform.localPosition + transform.forward * distance;
    }
    // Use this for initialization
    private void Awake()
    {
        homePosition = transform.localPosition;
        targetPosition = GetTargetPosition(distance);
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        pastTime += Time.deltaTime;
        Vector3 newPosition = Vector3.Lerp(homePosition, targetPosition, Mathf.PingPong(pastTime, duration) / duration);
        transform.localPosition = newPosition;
    }

}

このScriptは、変数durationに格納された時間（秒数）で、distanceに格納された距離を移動し、往復を繰り返します。
利用しているClassなどはそれぞれ、リファレンスで参照してください。
これを用いたSceneのサンプルがこちらになります。
これを移動して見える大きなcubeにアタッチしています。さらに、周囲のおおきなCubeと小さなCubeは共通で以下がアタッチされています。

  • BoxCollider
  • Rigidbody:Collision Detection=Continuous Dynamicにしてできるだけ当たり判定をする設定

Image from Gyazo

見ると判る通り、ポリゴンが喰いこんで物理的にあり得ない状況が生まれています。Colliderが瞬間で移動するため、当たった瞬間が検知されず、内包を許しています。こうした状況を生むため、Colliderを持った物体には注意が必要です。

使い途は、Colliderが関係ないリスポーン処理やGUIに

考えられる使い途は、Colliderを持たないもの、持っていてもLayer Collision Matrixで無効になっていたり、周囲に何もないのが明らかな空間へ移動する場合に適しています。例えば、以下のようなとき。

  • Canvas等で表示するだけのGUIで、Colliderを持たないTextなどを空間に表示する。
  • 壁も通り抜けちゃうお化けのGameObject
  • リスポーンなどで一旦、画面から消えてリスポーン地点に戻す（周囲に何もない）
  • 再利用するためにカメラから一旦、見えないところに移動して待機しているNPC（処理が重い時によく使うテクニックです）

など、色々あります。基本的に物理を無視するので、Rigidbodyが必要なものに使う場合は、Colliderが干渉しないか調べて問題ないなら使う、ということになります。逆に、リスポーンでリスポーン地点に戻るときにこれじゃない方法を用いると、途中の障害物にぶつかって戻れない、なんていうことになりますからね！

方法:two::isKinematicとMovePositionでゴリ押し

上記の方法と同じで指定位置へ確実に移動しますが、物理挙動を周囲に与えることができます。

実装方法

以下をそれぞれ、対象の物体にアタッチします。

Rigidbodyをアタッチし、isKinematicにする

Componentをアッタッチし、InspectorでisKinematicを☑します。
Image from Gyazo

こうすることで、移動先を指定し、さらに物理挙動も与えられます。
リファレンス：Rigidbody

Rigidbody.MovePositionを使うScriptコンポーネント

移動したい先の座標を指定します。この座標は絶対座標です。
例：相対位置(1,2,3)の場所に強制移動

GetComponent<Rigidbody>().MovePosition(transform.position+new Vecttor3(1,2,3));

詳しくは以下を見てください。
スクリプトリファレンス：Rigidbody.MovePosition

MovePositionを使ってみたサンプル

確実に移動し、その物理挙動を周囲に影響を与えるサンプルとして、以下を作りました。
前記と同様の処理を、MovePositionで実装しています。

TurnKinematic.cs
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Assertions;

[RequireComponent(typeof(Rigidbody))]

public class TurnKinematic : MonoBehaviour
{

    [Header("かかる時間"), Range(0.0625f, 30)]
    public float duration = 1.0f;
    [Header("移動する距離"), Range(0, 30)]
    [SerializeField] private float _distance;

    public float distance
    {
        set
        {
            _distance = value;
            targetPosition = GetTargetPosition(value);
        }
        get
        {
            return _distance;
        }

    }
    private Vector3 GetTargetPosition(float distance)
    {
        if (targetPosition == Vector3.zero)
        {
            return transform.position + transform.forward * distance;
        }
        else
        {
            return (transform.position + targetPosition).normalized * distance;

        }
    }


    float pastTime = 0;
    Vector3 homePosition;
    private Vector3 targetPosition = Vector3.zero;
    Rigidbody rigidBody;

    // Use this for initialization
    private void Awake()
    {
        homePosition = transform.position;
        targetPosition = GetTargetPosition(_distance);
        rigidBody = GetComponent<Rigidbody>();
        if (rigidBody == null)
        {
            Debug.LogError("Unable to GetComponent rigidbody at Awake");
        }
        else if (!rigidBody.isKinematic && this.enabled)
        {
            Debug.LogWarning("Rigidbody is not Kinematic");
        }

    }

    private void FixedUpdate()
    {
        pastTime += Time.fixedDeltaTime;
        rigidBody.MovePosition(
            Vector3.Lerp(homePosition, targetPosition, Mathf.PingPong(pastTime, duration) / duration));
    }
}

周囲の物体は上記と同じになっています。
Image from Gyazo

このように、ポリゴンが食い込むこともなく、きちんと指定通りの場所に移動します。速度を上げても適切に動作します。
Image from Gyazo

MovePositionの使い途は抗うことができない物体に

周りにあるRigidbodyを持つものに影響を与えますが、自身は何にぶつかっても押し通すことができますから、使い方には注意が要ります。

利用する対象には以下のようなものが考えられます。

  • ダンジョンのエレベーターやエスカレーター、自動ドア
  • 宇宙空間に浮かんでいて、何かにぶつかられてもびくともしない巨大な星や宇宙船
  • 地震で動く地面
  • 乗客で速度が落ちたりしない、回り続ける観覧車

⚠️MovePositionは強力なので注意も必要！

動く範囲に同じようなMovePositionで動くものが在って衝突すると重なり合います、適切でないと厄介なときもあるでしょう。
Image from Gyazo

また、isKinematicの☑を外した場合、一応、動きはしますが、衝突した物体の影響を受けます。
Image from Gyazo

これだと、後述するAddForceによる動きに近くなりますが、自身が受けた状態は相手に従い、ぶつかった相手側は食い込むことを許すのでそのあとの挙動がColliderが重なり合い、強く反発するところが違います。こうした特殊な状態を作り出したいゲームの仕様はあまり、無いように思われますし、こういうのがたまたまゲームに残っていて使い道があると、グリッチ扱いですね。

方法:three::ぶつかってぶつかられて動くAddForce

力学の計算をして相互作用したい場合に用います。

実装方法

以下のコンポーネントをそれぞれアタッチします。

RigidBodyをアタッチし、isKinematic☐にする

Componentをアッタッチし、InspectorでisKinematicをの☑は外し☐にします。
Image from Gyazo

こうすることで、物理挙動を受け付けさせます。☑isKinematicの場合は、AddForceを受け付けません。

リファレンス：Rigidbody

Rigidbody.AddForceを使うScriptコンポーネント

移動したい先の座標を指定します。この座標は絶対座標です。
例：相対位置(1,2,3)のベクトルの方向に力を加える

GetComponent<Rigidbody>().AddForce(new Vector3(1,2,3),ForceMode.VelocityChange);

この場合では質量を無視するので、速度を代入する記述でも、同じ効果が得られます。

GetComponent<Rigidbody>().velocity+=new Vector3(1,2,3);

リファレンス:Rigidbody.AddForce

ここで指定するForceModeで色々、挙動が変わります。試してみると面白いでしょう。

リファレンス:ForceMode

AddForceを使った例

これまでの例と同じSceneで、動かすScriptを以下のものと差し替えました。

TurnPhysical.cs
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Assertions;

[RequireComponent(typeof(Rigidbody))]

public class TurnPhysical : MonoBehaviour
{

    [Header("かかる時間"), Range(0.0625f, 30)]
    public float duration = 1.0f;
    [Header("移動する距離"), Range(0, 30)]
    [SerializeField] private float _distance;

    public float distance
    {
        set
        {
            _distance = value;
            targetPosition = GetTargetPosition(value);
        }
        get
        {
            return _distance;
        }

    }
    private Vector3 GetTargetPosition(float distance)
    {
        if (targetPosition == Vector3.zero)
        {
            return transform.position + transform.forward * distance;
        }
        else
        {
            return (transform.position + targetPosition).normalized * distance;

        }
    }

    float pastTime = 0;
    private Vector3 homePosition;
    private Vector3 targetPosition = Vector3.zero;
    private Vector3 nextPosition;
    Rigidbody rigidBody;

    // Use this for initialization
    private void Awake()
    {
        homePosition = transform.position;
        targetPosition = GetTargetPosition(_distance);
        rigidBody = GetComponent<Rigidbody>();
        if (rigidBody == null)
        {
            Debug.LogError("Unable to GetComponent rigidbody at Awake");
        }
        else if (rigidBody.isKinematic && this.enabled)
        {
            Debug.LogWarning("Rigidbody is Kinematic");
        }

    }

    private void FixedUpdate()
    {
        pastTime += Time.fixedDeltaTime;
        nextPosition = Vector3.Lerp(homePosition, targetPosition, Mathf.PingPong(pastTime, duration) / duration);
        rigidBody.AddForce(nextPosition - transform.position - rigidBody.velocity, ForceMode.VelocityChange);
    }
}

これを、以下の設定で実行してみます。
Image from Gyazo

実行した結果がこちらです。
Image from Gyazo

このように、自ら動きつつ、周囲の物体に接触すると影響を受けているのが分かります。

AddForceは動きまわる物体に

isKinematicが☐の状態のRigidbodyを持つ者同士は、相互に作用・反作用します。空間で絶対的に固定しなくないものに用います。

  • 飛び回るボール:baseball:
  • 銃弾や矢:bow_and_arrow:
  • ぶつかりあうキャラクター:runner_tone2:

まとめ：動かしたいもので３パターン

以上をまとめると以下になります。

実装方法 動き Colliderの食い込む可能性 用途
TranslateやPosition代入 瞬間移動する あり リスポーンの戻りやUIアニメーション
isKinematic☑でMovePosition 自分の動きはごり押し、他は影響を受ける isKinematic☑同士 エレベーターや動く壁
isKinematic☐でAddForce 周囲と影響しあう 無し(CollisionDetectionによる) 動くボール

どう動かしたいかを考えて、選びましょう。また、それぞれが独立で利用するものではなく、組み合わせもあります。例えば３Dゲームのキャラクターなら、

  • 通常の動きはAddForceでWASDの操作で動かす
  • パワーアップアイテムでダッシュするときはMovePositionでごり押し
  • 敵にやられてリスポーンポイントまで戻るときはTranslate

といった具合です。

補足

尚、上記は直線運動でしたが、これが回転でも同じ３種類になります、参考にしてみてください。

直線 回転
:one:TranslateやPosition代入 RotateやRotation代入
:two:isKinematic☑でMovePosition isKinematic☑でMoveRotation
:three:isKinematic☐でAddForce isKinematic☐でAddTorque

ここで紹介した動画になっているプロジェクトデータは以下から入手可能です。
https://github.com/JunShimura/Roll-a-Ball-Custom-1stDev-2018

それではよいUnityLifeを！

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