[Unity3D] 내비게이션 시스템 (2) - NavMeshAgent와 NavMeshObstacle

내비게이션 시스템 (2) 

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NavMeshAgent와 NavMeshObstacle

 

작성 기준 버전 :: 2019.2

 

[이 포스트는 유튜브 영상으로도 시청하실 수 있습니다]

 

이전 포스트에서는 유니티의 내비게이션 시스템 중에서 길찾기 영역을 설정하는 NavMesh에 대해서 알아보았다.

 

이번 포스트에서는 이 NavMesh 위에서 길을 찾아서 움직일 NavMeshAgent와 NavMeshAgent의 길을 방해하는 NavMeshObstacle에 대해서 알아보도록 하자.

 

NavMeshAgent

 

Agent는 내비게이션 메시 위에서 길을 찾아서 움직일 오브젝트를 의미한다.

 

 

우선 캡슐 게임 오브젝트를 하나 만들어서 내비게이션 메시 위에 배치해보자. 그리고 캡슐의 자식 게임 오브젝트로 큐브 하나를 배치하고 캡슐의 정면이 어디를 가리키고 있는지 알기 쉽게 만든다. 거기에 더해 Rigidbody 컴포넌트를 붙이고 Constraints를 전부 체크해준다.

 

그 다음에는 NavMeshAgent 컴포넌트를 부착한다.

 

게임 오브젝트 준비가 끝나면 이 NavMeshAgent를 움직이기 위해서 Moveable라는 이름으로 C# 스크립트를 생성한다.

 

using UnityEngine;
using UnityEngine.AI;   // 스크립트에서 내비게이션 시스템 기능을 사용하려면 AI 네임스페이스를 using 선언해야함

public class Moveable : MonoBehaviour
{
    // 길을 찾아서 이동할 에이전트
    NavMeshAgent agent;

    // 에이전트의 목적지
    [SerializeField]
    Transform target;

    private void Awake()
    {
        // 게임이 시작되면 게임 오브젝트에 부착된 NavMeshAgent 컴포넌트를 가져와서 저장
        agent = GetComponent<NavMeshAgent>();
    }

    void Update()
    {
        // 스페이스 키를 누르면 Target의 위치까지 이동하는 경로를 계산해서 이동
        if(Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
        {
            // 에이전트에게 목적지를 알려주는 함수
            agent.SetDestination(target.position);
        }
    }
}

 

유니티의 내비게이션 메시와 관련된 기능을 사용하기 위해서는 우선 AI 네임스페이스를 using 선언해줘야 한다.

 

먼저 NavMeshAgent 변수를 선언하고 Awake 함수에서 게임 오브젝트에 부착되어 있는 NavMeshAgent 컴포넌트를 가져와서 저장해준다. 그리고 agent가 목표로 잡고 찾아갈 target 변수를 Transform 타입으로 만든다.

 

그 다음에는 Update 함수에서 스페이스 키 입력을 감지하는 코드를 작성한다. 그 안에서 agent에게 목적지를 설정해주는 코드를 작성해야 한다. agent에게 가야할 목적지를 알려주는 함수는 agent.SetDestination이다.

 

매개변수로 target.position을 넣어주면 스페이스를 누를 때마다 agent가 타깃의 위치를 찾아서 경로를 계산하고 이동할 것이다.

 

 

그리고 하이어라키 뷰에서 빈 게임 오브젝트를 하나 생성하고 Target으로 이름 지은 뒤 좀 더 보기 쉽게 아이콘을 설정해준다. 다음에는 캡슐 게임 오브젝트에 Moveable 컴포넌트를 부착하고 Target 게임 오브젝트를 Target 프로퍼티에 할당해준다.

 

 

  

게임을 플레이 시켜보자. 게임 플레이가 시작되고 Target 게임 오브젝트를 적당한 위치로 가져다 놓은 다음 스페이스 키를 누르면 캡슐이 Target을 향해서 장애물과 부딪히지 않고 이동하는 것을 볼 수 있다.

 

NavMeshAgent의 프로퍼티

 

Base Offset

 

 

우선 첫 번째 프로퍼티인 Base Offset은 길을 찾을 때 사용되는 충돌 실린더의 위치이다. 이 값을 조절해보면 캡슐 게임 오브젝트가 바닥에 파묻히거나 공중에 뜨는 것을 볼 수 있다.

 

캐릭터와 에이전트의 위치를 맞추기 위해서 사용되는 프로퍼티이다.

 

Steering

 

Speed

 

Speed는 단어 그대로 에이전트가 움직이는 속도이다. 

 

Angular Speed

 

Angular Speed는 에이전트가 회전하는 속도이다.

 

Angular Speed 프로퍼티의 값은 degree/sec로 회전 속도를 결정한다.

 

Acceleration

 

Acceleration은 가속도이다. 

 

기본 값이 8에서는 에이전트가 최대 속도까지 도달하는데 어느 정도 시간이 걸리지만 20 정도로 수정해주면 빠르게 최대 속도에 도달하는 것을 볼 수 있다.

 

Stopping Distance

 

Stopping Distance는 목표와 얼마만큼의 거리를 두고 멈출 지를 결정한다.

 

이 기능은 원거리 유닛이 공격할 대상을 향해서 이동하다가 공격 가능한 사정거리에 도달하면 이동을 멈추고 공격하게 하려고 할 때 사용할 수 있다.

 

Auto Breaking

 

Auto Breaking은 에이전트가 목적지에 도착하기 직전에 감속을 시작할 것인가를 결정하는 프로퍼티이다.

 

Auto Breaking이 켜져있을 때는 도착하기 직전에 감속을 시작해서 목적지에 제대로 멈추지만 Auto Breaking을 끄고 이동을 시키면 목적지에 도착하고나서 감속을 시작하기 때문에 속도를 주체하지 못하고 목적지를 넘어간 뒤 목적지에 도착하기 위해서 계속 왔다갔다하는 모습을 볼 수 있다.

 

Obstacle Avoidance 

 

Obstacle Avoidance 파트는 다른 에이전트와 나중에 설명할 NevMeshObstacle을 어떻게 회피할 것인지를 결정하는 내용의 프로퍼티들을 가지고 있다.

 

먼저 기본 상황에서 이동하는 에이전트는 길을 막고 있는 에이전트를 향해서 이동하다가 돌아갈 길이 있으면 돌아가고 길이 없다면 살짝 밀어내고 길을 찾아간다.

 

Radius

 

Radius를 변경하면 초록색 원기둥의 두께가 두꺼워지는 것을 볼 수 있다.

 

하지만 지형인 벽과는 관계없이 다른 에이전트나 NavMeshObstacle과만 충돌하는 영역의 두께만 조절된다.

 

Height

 

Height는 에이전트끼리의 높이 충돌을 조절하는 프로퍼티이다. 

 

Quality

 

Quality는 장애물 회피 품질을 뜻한다. 

 

HighQuality로 설정하면 다른 에이전트를 회피하기 위해서 최대한 정밀한 움직임을 보이게 되고 Low Quality로 설정하면 피하는 움직임이 간소화된다. 그리고 양 쪽 다 None으로 설정하면 서로 완전히 무시하고 지나간다.

 

Priority

 

Priority는 에이전트 간의 우선 순위이다. 우선 순위는 0부터 99까지 있는데 0이 가장 높고 99가 가장 낮다.

 

우선 순위가 높은 에이전트는 길을 찾을 때 우선 순위가 낮은 에이전트를 고려하지 않고 그냥 밀고 지나가버린다. 그리고 우선 순위가 같으면 회피하려는 노력은 하지만 여의치 않을 때는 그냥 밀고 지나가게 된다. 마지막으로 낮은 우선 순위의 에이전트는 높은 우선 순위의 에이전트를 밀어내지 못한다.

 

Path Finding

 

Auto Repath

 

Auto Repath는 내비게이션 메시에 변동이 생겼을 때 자동으로 길을 다시 찾을 것인가를 설정하는 프로퍼티이다. 목적지로 가는 최단 경로의 중간이 막히면 자동으로 경로를 다시 계산해서 이동한다.

 

하지만 아주 먼거리를 이동할 때 아직 시야에 보이지 않는 중간이 막혀도 경로를 바로 재계산하기 때문에 경로가 막힌 구역까지 도착한 다음 경로를 새로 계산하기를 원한다면 체크를 해제하고 경로가 막힌 구역까지 도착한 다음 경로를 새로 계산하는 기능을 직접 구현해야 한다.

 

Area Mask

 

Area Mask에서는 이 에이전트가 지나갈 수 있는 영역과 지나가지 못하는 영역을 설정할 수 있다. 

 

특정 영역을 꺼주면 이 캐릭터는 아무리 가까운 거리라도 그 영역을 건너지 못하게 된다.

 

 

NavMeshObstacle

 

 

컴포넌트의 이름에서도 알 수 있지만 이 컴포넌트는 장애물 역할을 한다. 기본 상태에서는 작은 장애물에만 자연스러운 움직임을 보이고 큰 장애물은 부자연스럽게 회피하는 동작을 보이게 된다.

 

작은 장애물만 회피가 가능하면 그냥 Navigation Static으로 설정한 벽을 배치하는게 더 나을 것이라고 생각할 수 있다. 하지만 Navigation Static이 적용된 지형과 NavMeshObstacle은 큰 차이점이 있는데 Navigation Static으로 설정된 벽은 움직일 수 없다는 것이다. 그와 반대로 NavMeshObstacle을 사용하는 장애물은 게임이 플레이되는 도중에 언제든지 움직일 수 있다.

 

그리고 실시간으로 에이전트를 밀어내는 동작도 가능하며 장애물에 밀려난 목적지가 있는 에이전트는 다시 원래 자리로 돌아오려는 움직임으로 보이게 된다.

 

Shape

 

먼저 Shape 프로퍼티는 장애물의 형태를 결정하는 옵션으로 Box, Capsule, 두 가지 형태를 지원한다.

 

Carve를 제외한 프로퍼티는 이 Box나 Capsule의 크기를 설정하는데 쓰인다.

 

Carve

 

 

Carve는 "파내다"라는 뜻으로 내비게이션 메시 영역을 새로 굽지 않아도 실시간으로 "파내서" 에이전트가 지나갈 수 없는 영역으로 만드는 것이다.

 

Carve를 켜서 실시간으로 내비게이션 메시를 파내게 하면 큰 장애물도 자연스럽게 회피하게 할 수 있다.

 

Move Threshold

 

Carve의 하위 프로퍼티인 Move Threshold는 최소 이동 거리를 뜻한다. Move Threshold보다 조금 움직인 것은 오브젝트가 움직이지 않은 것으로 간주하여 Carve를 새로 계산하지 않는다.

 

큐브 게임 오브젝트를 미세하게 움직일 때는 내비게이션 메시의 파인 부분이 그대로 유지되지만 Move Threshold 보다 크게 움직이면 파인 부분이 사라진다. 그리고 움직임을 정지하면 내비게이션 메시에 파인 부분이 새로 생겨난다.

 

Time To Stationary

 

Time To Stationary는 게임 오브젝트가 얼마나 정지해있으면 완전히 멈춘 것으로 판정하고 Carve를 새로 계산해서 내비게이션 메시를 파낼지를 결정하는 값이다.

 

기본 값은 0.5초 후에 새로 계산하게 되어있다. 이것을 2로 변경하고 내비게이션 탭을 활성화해서 영역이 보이게 만든 다음 장애물을 움직여보자.

 

장애물이 이동을 멈추고나면 아까보다 훨씬 시간이 많이 지난 다음에 내비게이션 메시가 파지는 것을 확인할 수 있다.

 

Carve Only Stationary

 

Carve Only Stationary는 정지된 상태에서만 내비게이션 메시를 파내도록 할 것인지를 결정하는 프로퍼티이다. 

 

기본 값은 true로 체크되어 있다. 그래서 장애물이 움직이면 파내진 구멍이 사라졌다가 정지하면 내비게이션 메시가 다시 파내진다. 하지만 Carve Only Stationary를 끄면 장애물이 움직일 때 내비게이션 메시의 파인 구멍이 실시간으로 장애물을 따라 움직인다.

 

자연스러운 움직임을 위해서는 Carve Only Stationary를 끄는게 좋지만, 물체가 움직이는 상황에서 실시간으로 내비게이션 메시에 구멍을 파내는 계산을 계속하는 것은 게임의 성능에 좋지않은 영향을 끼칠 수 있기 때문에 반드시 필요한 경우에만 이 옵션을 끄고 그 외에는 이 옵션을 사용하는게 좋다.

 

이 NavMeshObstacle은 여러가지 용도로 사용할 수 있습니다.

 

유니티 공식 문서에서 언급되듯이 천천히 움직이는 탱크 같은 곳에 사용해도 되고 특정한 트리거를 발동하면 떨어져서 길을 막는 돌무더기 같은 것에도 사용해도 됩니다.

 

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