【unity】特定の平面に速度上限を設定する

はじめに

オブジェクトを水平方向（前後左右）に移動させる際、AddForce()にて力を加えていたため、移動キーを入力し続けると際限なく加速し続け、限界突破してしまう。

そのため、rigidbody.velocity.magnitudeにてオブジェクトの速度を取得し、一定の速度を超えないようにプログラムを書こうと思ったが、上下方向の速度、つまりジャンプも考慮されてしまい、ジャンプした際に高さが低くなってしまう。

そこで、特定の平面（xz平面）に関してのみ上限速度を設定してみた。

内容

非常に単純な実装で対応できた。要するに任意の平面に関しての速度を計算し、上限の速度を超えた際はrb.velocityの各値を調整する。

速度の調整（抜粋）

public class PlayerMoveController : MonoBehaviour
{
    void FixedUpdate()
    {
        // 移動速度設定
        rb.AddForce(playerSpeedSide, playerJumpPower, playerSpeedFront);
        
        // 移動速度上限チェック
        float horizontalSpeed = (float)Math.Sqrt(Math.Pow(rb.velocity.x, 2) + Math.Pow(rb.velocity.z, 2));
        if (horizontalSpeed > Main.PLAYER_SPEED_MAX)
        {
            rb.velocity = new Vector3(
                rb.velocity.x / (horizontalSpeed / Main.PLAYER_SPEED_MAX),
                rb.velocity.y,
                rb.velocity.z / (horizontalSpeed / Main.PLAYER_SPEED_MAX)
            );
        }
    }
}

詳細

まず、通常通りAddForce()にて力を加える。その後、現在の特定の平面の速度を計算し、上限と比較する。
もし上限を超えていた場合、velocityの各値を調整する。

1. 特定平面に関する速度

速度の計算

float horizontalSpeed = (float)Math.Sqrt(
    Math.Pow(rb.velocity.x, 2) + Math.Pow(rb.velocity.z, 2)
);

今回はxz平面の速度を制限したいので、x方向とz方向の速度を合成して算出する。やっていることはただのベクトルの合成となる。（それぞれの速度をvx,vzとする場合、√(vx^2+vz^2)となる。）

2. 速度の制限

速度の制限

if (horizontalSpeed > Main.PLAYER_SPEED_MAX)
{
    rb.velocity = new Vector3(
        rb.velocity.x / (horizontalSpeed / Main.PLAYER_SPEED_MAX),
        rb.velocity.y,
        rb.velocity.z / (horizontalSpeed / Main.PLAYER_SPEED_MAX)
    );
}

上限を超えた分だけ、各方向の速度を制限する。

例えば、vxが9, vzが12, 上限が5だった場合、平面に関する速度は15となる。
この場合、上限が5なので、vx,vzそれぞれを15/5 = 3で割り、vx=3, vz=4となるため、方向を変えずに速度を制限することができる。

まとめ

これで、ジャンプに関する挙動はそのままに速度制限ができる。限界突破せずに安心して世界を移動できる。

参考文献

• 【Unity入門】Rigidbodyで自在に移動!velocityの活用方法!