유니티 중력 시스템[Rigidbody]

Intro

이번 포스팅에서는 유니티엔진을 사용할 때 필수적으로 알아야할 컴포넌트인 Rigidbody에 대해서 찾아보고, 정리하였습니다.
 

게임에서 물리적인 상호작용은 게이머가 게임에 몰입하는데 아주 중요한 역할을합니다. 물체가 여기저기 부딪히고, 떨어지는모습이나 캐릭터를 조작할 때 중력의힘에 영향을 받는 등 플레이어가 좀 더 실감나는 게임을 플레이할 수 있도록 해줍니다.  

유니티에서는 이런 물리적 효과를 구현할 수 있도록 도와주는 물리엔진을 제공합니다.

Rigidbody 컴포넌트

  Rigidbody는 게임 오브젝트에 물리법칙을 적용하는 핵심 컴포넌트중 하나입니다. Rigidbody 컴포넌트가 붙은 오브젝트는 중력의 영향을 받고, 충돌이나 힘의 작용을받아 마치 현실에 있는것과같은 움직임을 보이게됩니다.

  Rigidbody는 에디터의 인스펙터창에서 추가할 수 있습니다.
큐브 오브젝트를 하나 생성한 뒤, Rigidbody 컴포넌트를 붙여보았습니다.
    Rigidbody 컴포넌트에서 제어할 수 있는 옵션들을 정리해봤습니다.

• Mass(질량) : 객체의 질량입니다. Default값은 1로, 질량은 중력의 영향을 받는 속도에는 영향을 주지는 않지만 힘과 충돌 시 반응에 영향을 미칩니다.
• Drag(항력) : 객체가 이동할 때 받는 공기 저항입니다. 0은 저항이 없음을 나타내고, 높은값일수록 큰 저항을 받게됩니다.
• Angular Drag(각 항력) : 객체가 회전할 때 받는 공기 저항입니다. 높은값일수록 더 빨리 멈춥니다.
• Use Gravity(중력 사용여부) : 활성화되어있으면 객체가 중력의 영향을 받습니다.
• Is Kinematic(Kinematic 여부) : 활성화되어있으면 객체는 물리 엔진에의해 구동되지 않고 Transform으로만 조작할 수 있습니다.
• Interpolate(보간) : 객체의 움직임이 끊기는것을 방지하기위한 보간옵션입니다.
• Collision Detection(충돌 감지) : 빠르게 움직이는 객체가 다른 객체를 통과하지 않도록 충돌감지를 설정합니다.
• Constraints(제약)
  • Freeze Position : 체크되어있는 축에서의 객체의 이동을 막습니다.
  • Freeze Rotation : 체크되어있는 축에서의 객체의 회전을 막습니다.

   

전역 중력

  Project Settings에서 중력을 조정할 수 있습니다.
   

• 3D/2D 프로젝트에서 기본적으로 Y축에 -9.81로 중력값이 설정되어있습니다.  

2D 프로젝트와 3D 프로젝트 중력 설정 차이

• 3D 프로젝트 : 중력이 X, Y, Z축 모두에 적용되며, 기본적으로 중력이 아래쪽으로 작용하도록 되어있습니다.
• 2D 프로젝트 : 중력이 XY 평면에서만 작용하며 기본적으로 Y축에만 적용되도록 설정되어있습니다. 따라서 2D 캐릭터는 위아래로만 중력의 영향을 받게됩니다.

   

전역 중력값을 다르게 설정하면 다양한 환경을 시뮬레이션할 수 있습니다.  

• 지구 : -9.81(Default)
• 달 : 약 -1.62
• 화성 : 약 -3.71
• 목성 : 약 -24.79

 

개별 오브젝트의 중력 조절

유니티에서 개별 오브젝트의 중력을 조절하는 방법은 두가지입니다.  

첫째로 Rigidbody의 Use Gravity 속성을 활용하는 방법입니다.
  Use Gravity 속성을 통해 중력의 영향을 받을지의 여부를 설정할 수 있습니다. 인스펙터창에서 체크를 통해 설정할 수 있으며, 스크립트에서는 useGravity 메서드를 사용하여 컨트롤합니다.

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

public class GravityTest : MonoBehaviour
{
    private Rigidbody rigid;

    private void Awake()
    {
        rigid = GetComponent<Rigidbody>();    
    }

    private void Update()
    {
        // 스페이스바 입력을 통해 중력사용 토글
        if(Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
        {
            rigid.useGravity = !rigid.useGravity;
        }
    }
}

 

특정 방향으로 중력을 적용하거나 오브젝트에 따라 중력값을 추가할 수 있습니다.

private void Update()
{
        Vector3 dirGravity = new Vector3(-1f, 0, 0);        // 왼쪽으로 중력 적용
        rigid.AddForce(dirGravity * 9.81f);
}

다양한 Rigidbody 옵션

Rigidbody 컴포넌트를 통해 중력뿐만아니라 다양한 옵션들을 스크립트를 통해 설정할 수 있습니다.

 

이런 옵션들을 적절히 사용한다면 물체의 여러 재미있는 움직임들을 표현할 수 있고, 플레이어로 하여금 캐릭터를 컨트롤하는 재미를 느낄수 있도록 할 수 있습니다.