애니메이션의 기초에 대해서 설명하는 튜토리얼을 통해서 애니메이터 파라미터로 애니메이터 컨트롤러의 흐름을 조절할 수 있다는 것을 이야기했었다.
우선 애니메이터 컨트롤러의 파라미터와 트랜지션에 대해서 간단하게 복습해보자.
애니메이터 컨트롤러의 파라미터와 트랜지션
유니티 애니메이션에 대한 기초를 다루었던 글에서 이야기 했듯이 애니메이터 컨트롤러의 트랜지션은 스테이트와 스테이트 사이를 이어주고, 어느 방향으로 애니메이션이 흘러갈지 결졍하는 것이고, 파라미터는 이 트랜지션이 실행될 조건을 결정하는 변수이다.
애니메이터 컨트롤러
우선 간단한 애니메이터 컨트롤러를 만들기 위해서 씬에 게임 오브젝트를 하나 생성해보자.
그리고 추가한 게임 오브젝트에 애니메이터 컴포넌트를 부착해준다.
그 다음 프로젝트 뷰에 우클릭해서 [Create > Animator Controller] 항목을 선택하여 새 애니메이터 컨트롤러를 생성해서 게임 오브젝트에 부착된 Animator 컴포넌트의 Controller 프로퍼티에 할당해주면 된다.
Controller 프로퍼티를 할당한 다음에는 게임 오브젝트를 선택한 상태에서 상단 메뉴바의 [Window > Animation > Animator] 항목을 선택해서 애니메이터 뷰를 열어보면 비어있는 게임 오브젝트의 애니메이터 컨트롤러를 볼 수 있다.
애니메이션 파라미터
애니메이터 뷰를 열었다면 뷰 제목 바로 아래 있는 파라미터 탭을 클릭한 다음, 플러스 모양의 버튼을 눌러서 위 이미지처럼 각 파라미터들을 하나씩 만들어 보자.
이 파라미터들은 앞서 언급했듯이 한 애니메이션에서 다른 애니메이션으로 전환되는 트랜지션이 실행되는 조건의 역할을 한다. 파라미터의 종류는 여기서 볼 수 있듯이 Float은 소수점을 나타내는 실수, Int는 정수, Bool은 참/거짓을 표현하는 논리 변수, Trigget는 신호가 들어오면 트랜지션을 통과시킨 다음에 자동으로 꺼지는 타입의 변수다.
애니메이터 트랜지션
각 파라미터 타입을 테스트하기 위해서 위 이미지와 같이 애니메이터 컨트롤러를 세팅해보자. 스테이트를 모두 만들고 트랜지션을 연결했다면, 트랜지션의 조건을 설정할 차례다.
Float in
먼저 Idle 스테이트에서 Float 스테이트로 들어가는 트랜지션의 조건이다. 트랜지션 화살표를 클릭하면 인스펙터 뷰에서 해당 트랜지션을 수정할 수 있는데, 컨디션(Conditions)의 플러스 버튼을 누르면 이 트랜지션이 동작할 조건을 추가할 수 있다. 우선 조건으로 사용될 변수는 New Float으로 하고 3보다 클 때(Greater), 동작하도록 설정했다.
Float out
그 다음은 Float에서 Idle로 빠져나오는 트랜지션의 조건이다. 컨디션을 추가한 다음, 원래 Greater라고 적혀있는 드롭다운 메뉴를 눌러보면 Less가 있는 것을 볼 수 있다. Less는 정해진 숫자보다 작을 때를 뜻한다. 즉, 3보다 작을 때 Float에서 빠져나가서 Idle로 향하게 된다.
참고로, 여기에 왜 같다를 의미하는 Equal이 없는지 궁금할 수도 있다. 이것은 컴퓨터의 고질적인 부동소수점 오차라는 문제 때문이다. 예를 들어 현실적으로는 0.0001을 만 번 더하면 정확히 1이 되어야 하는데, 컴퓨터는 소수점 계산에 문제가 있어서 정확히 1이 되지 않고 1.00001이나 다른 숫자가 되는 경우가 종종 발생한다. 이 때문에 소수점 계산에 정확히 같다라는 것을 사용하기 어렵기 때문에 Equal이 빠져있는 것이다.
Int in
Idle에서 Int로 들어가는 조건을 설정해보자. 컨디션을 추가한 다음 New Float이라는 변수 이름이 적혀있는 드롭다운 메뉴를 선택하면 애니메이터 컨트롤러에 만들어져 있는 파라미터를 찾아서 선택할 수 있다. 그리고 Int형 파라미터는 Float과 다르게 "같다(Equal)"라는 조건을 사용할 수 있다. 파라미터의 값이 1과 같을 때 Idle에서 Int로 들어가게 설정해보자.
Int out
New Int의 값이 1이 아닐 때, Int에서 Idle로 빠져나오게 만든다.
Bool in
Idle에서 Bool로 들어가는 조건은 New Bool이 true일 때로 설정한다. Bool형 파라미터는 true 혹은 false만 설정할 수 있다.
Bool out
New Bool이 false가 되면 Bool에서 Idle로 빠져나오게 만들어 준다.
Trigger in
Idle에서 Trigger로 들어가는 조건은 New Trigger로 넣어준다. 트리거 형식은 아까 이야기했듯이 트리거가 호출되는 순간에 한 번 켜지고, 트리거 조건이 있는 트랜지션을 통과하면 자동으로 꺼지기 때문에 별다른 세부 조건이 없다.
Trigger out
Trigger에서 Idle로 빠져나오는 조건은 따로 만들지 않는다. 참고로 트랜지션을 선택한 다음 볼 수 있는 인스펙터 뷰의 내용 중에서 Has Exit Timer이라는 옵션이 있는데 이 옵션이 켜져있으면 트랜지션의 조건 만족되더라도 지금 실행하는 애니메이션을 끝까지 재생하기 전에는 다음 스테이트로 넘어가지 않는다. 반대로 이 옵션을 꺼두면 지금 실행되는 애니메이션이 아직 재생이 끝나지 않았더라도 트랜지션의 조건이 만족되면 그 애니메이션을 끝내고 곧바로 다음 스테이트로 넘어가게 된다.
테스트 해보기
애니메이터 컨트롤러 설정이 모두 끝났다면 이제 플레이 버튼을 누르고 게임을 실행해보자.
그리고 애니메이터 뷰에서 파라미터의 값을 하나씩 변경하면서 테스트 해보자. 파라미터의 값에 따라서 애니메이션의 흐름이 통제되는 것을 확인할 수 있다.
스크립트로 애니메이터 파라미터 변경하기
다른 섹션에서 트랜스폼 컴포넌트를 다루면서도 이야기 했지만, 이렇게 에디터에서 값을 바꾸는 방법은 실제 게임 내에선 사용할 수 없으며, 게임에서 이 애니메이터 파라미터의 값을 바꿔서 애니메이션의 흐름을 통제하기 위해서는 스크립트에서 이 애니메이터 컨트롤러의 파라미터를 바꿀 수 있어야 한다.
public class AnimatorParameterPractice : MonoBehaviour
{
private Animator animator;
private void Awake()
{
animator = GetComponent<Animator>();
}
}
우선 AnimatorParameterPractice라는 이름의 C# 스크립트를 하나 생성하고, animator 멤버 변수를 하나 만든 다음, 게임이 시작되자마자 애니메이터 컨트롤러를 가져올 수 있게 Awake() 함수에서 GetComponent() 함수를 사용해서 게임 오브젝트에 부착된 Animator 컴포넌트를 가져오자.
참고로 GetComponent() 함수를 사용하면 지금 이 컴포넌트가 부착되어 있는 게임 오브젝트에 부착된 다른 컴포넌트를 가져올 수 있다. 지금은 Animator 컴포넌트를 가져오기 위해서 뾰족 괄호 안에<> Animator 컴포넌트 클래스 이름을 넣었습니다.
애니메이터의 각 파라미터 값 변경 함수
애니메이터 클래스 내부에는 애니메이터 안에 설정한 파라미터 값을 변경할 수 있는 함수를 제공한다.
Float형 변경하기
animator.SetFloat("New Float", 3.1f);
애니메이터의 Float형 파라미터의 값을 변경하려면 SetFloat() 함수를 사용하면 된다. 첫 번째 매개변수로 변경하고자 하는 파라미터의 이름을 넣고, 두 번째 매개변수에 값을 넣어준다.
Int형 파라미터 값 변경하기
animator.SetInteger("New Int", 1);
Int형 파라미터의 값은 SetInteger() 함수로 변경할 수 있다.
Bool형 파라미터 값 변경하기
animator.SetBool("New Bool", true);
Bool형 파라미터 값은 SetBool() 함수로 변경할 수 있다.
Trigger형 파라미터 신호 주기
animator.SetTrigger("New Trigger");
Trigger형 파라미터는 SetTrigger() 함수를 사용하면 해당 파라미터의 신호가 켜진다.
키보드를 누르면 각 파라미터 값 바뀌게 하기
void Update()
{
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.F))
{
animator.SetFloat("New Float", 3.1f);
}
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.F))
{
animator.SetFloat("New Float", 2.9f);
}
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.I))
{
animator.SetInteger("New Int"
, 1);
}
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.I))
{
animator.SetInteger("New Int"
, 0);
}
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.B))
{
animator.SetBool("New Bool"
,
true);
}
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.B))
{
animator.SetBool("New Bool"
, false
);
}
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.T))
{
animator.SetTrigger("New Trigger");
}
}
AnimatorParameterPractice 클래스의 업데이트 함수에 위와 같은 코드를 작성해서 키보드를 눌렀다 뗄 때, 각 파라미터 값이 바뀌도록 해보자.
코드를 모두 작성했으면 코드를 저장하고 에디터로 돌아가서 애니메이터 컨트롤러가 붙어있는 게임 오브젝트에 AnimatorParameterPractice 컴포넌트를 부착한 뒤, 애니메이터 뷰를 켜고 플레이 버튼을 누른다.
그리고 게임이 실행되면 지정한 키인 F, I, B T를 눌러보면 키보드를 눌렀다 뗄 때마다 파라미터의 값이 바뀌고 그에 따라 애니메이션의 흐름이 통제되는 것을 볼 수 있다.
[유니티 어필리에이트 프로그램]
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우선 트랜스폼 컴포넌트는 게임 오브젝트에 필수로 부착되는 컴포넌트로, 인스펙터 뷰에서 보면 [그림 1]과 같이 Vector3 형식의 포지션(Position), 로테이션(Rotation), 스케일(Scale) 프로퍼티를 사용자에게 공개하고 있다.
프로퍼티의 이름에 맞게 포지션 프로퍼티는 게임 오브젝트의 위치 정보를 수정할 수 있다.
로테이션 프로퍼티는 회전 정보를 가지고 이를 수정할 수 있다.
스케일 프로퍼티는 크기 정보에 관여한다.
이렇게 인스펙터 뷰에서 보이는 트랜스폼 컴포넌트로 씬 안에 있는 게임 오브젝트의 위치를 옮기거나, 회전시키고, 그 크기를 바꿀 수 있다. 하지만 인스펙터 뷰에서 트랜스폼 컴포넌트의 내용을 변경하는 것은 게임 중에는 불가능한 일로 고정된 건물이나 물건같은 오브젝트에나 사용할 수 있는 방법이다.
플레이어, 몬스터와 같은 캐릭터, 총알, 화살 같은 투사체, 말, 자동차 같은 탈 것처럼 게임 안에서 플레이어의 조작이나 AI의 조작을 따라서 움직일 게임 오브젝트들은 스크립트를 이용해서 이동시켜야 한다.
스크립트로 트랜스폼 컴포넌트 다루기
트랜스폼 컴포넌트 접근하기
public class TransformController : MonoBehaviour
{
void Start()
{
Transform myTransformComponent = transform;
}
}
커스텀 컴포넌트가 부착된 게임 오브젝트의 트랜스폼 컴포넌트를 가져오기 위해서는 모노비헤이비어(MonoBehaviour) 클래스를 통해서 상속받은 transform 프로퍼티를 호출하면 된다.
transform 프로퍼티를 어디서 상속받는지 궁금할 수도 있다. 그럴 때는 트랜스폼 컨트롤러 클래스가 상속받는 모노비헤이비어 클래스를 클릭하고 F12키를 눌러서 모노비헤이비어 클래스 파일로 이동한 다음, 같은 과정을 컴포넌트(Component) 클래스가 나올 때까지 반복하면 된다. 그러면 컴포넌트 클래스에 정의된 transform 프로퍼티를 확인할 수 있다.
위치 이동시키기
position으로 직접 이동시키기
그럼 제일 먼저 트랜스폼 컴포넌트를 이용해서 게임 오브젝트를 이동시켜보자.
public void MovePosition(Vector3 newPosition)
{
transform.position = newPosition;
}
게임 오브젝트의 위치 정보를 다루는 포지션 프로퍼티에 접근하기 위해서는 위의 예시 코드와 같이 transform.position을 이용하면 된다.
public void MovePositionUseTranslate(Vector3 moveDirection)
{
transform.Translate(moveDirection);
}
Translate() 함수는 position 프로퍼티에 직접 위치를 집어넣어서 이동시키는 것과는 달리 게임 오브젝트가 이동하고자 하는 방향과 속력인 벡터를 매개변수로 받아 그 벡터의 방향과 길이만큼 게임 오브젝트를 이동시키는 함수이다.
위 코드를 저장하고 플레이해보면 position을 이용한 오브젝트 이동에서는 1 ~ -1 사이에서만 움직이던 것과는 달리 Translate() 함수를 이용한 이동에서는 훨씬 큰 폭으로 움직이는 것을 볼 수 있다. 이것은 이동 방향 벡터가 코사인 그래프를 따라서 바뀌는 동안에 0보다 값이 커지면 위로, 0보다 작아지면 아래로 움직이기 때문이다.
두 이동 방식을 비교하기 위해서 TransformController를 상속받는 두 클래스를 만들어보았다. PositionMover 클래스는 매 프레임 MovePosition() 함수를 호출해서 (0, 0.1, 0) 벡터를 넣어주고, TranslateMover 클래스는 매 프레임 MovePositionUseTranslate() 함수를 호출해서 역시 같은 벡터를 넣어주고 있다.
에디터로 돌아가서 게임 오브젝트 두 개를 만들고 이 두 컴포넌트를 각각 붙여주고 플레이하면 TranslateMover 컴포넌트를 붙인 게임 오브젝트만 저 멀리 올라가버리는 것을 볼 수 있다. 하지만 PositionMover 컴포넌트를 붙인 게임 오브젝트는 시작되는 순간에 (0, 0.1, 0) 좌표로만 이동한 다음에 그대로 움직이지 않는 것을 보면, 두 방법의 차이를 이해할 수 있다.
회전시키기
rotation으로 회전시키기
void Start()
{
transform.rotation = new Quaternion();
}
게임 오브젝트를 회전시키기 위해서는 transform.rotation 프로퍼티를 사용하면 된다. 다만, 인스펙터 뷰에서 공개된 Rotation 프로퍼티가 Vector3 형식인 것과 달리 스크립트에서는 쿼터니언(Quaternion) 구조체를 사용한다.
Quaternion rotation = new Quaternion();
rotation.w
rotation.x
rotation.y
rotation.z
쿼터니언 구조체는 벡터와는 다른 사원수라는 체계를 사용해서 오브젝트의 회전을 표현한다. 이 사원수라는 체계는 상당히 난해한 체계이기 때문에 유니티의 공식 문서에서는 사원수에 대한 지식을 충분히 가지고 있지 않다면 쿼터니언을 직접 수정하지 않도록 권장하고 있다.
그럼 사원수를 제대로 알지 못하면 게임 오브젝트를 회전시키지 못하게 되는가? 그렇지는 않다. 인스펙터 뷰에서처럼 3차원 벡터를 이용해서 회전을 다루는 방법을 오일러 각 체계(Euler angle system)라고 부른다. 오일러 각 체계 이용하면 xyz 각 축을 기준으로 오브젝트가 얼마나 회전한 상태인지 직관적으로 알 수 있다. 그래서 쿼터니언 구조체에는 이 오일러 각 체계의 회전을 사원수 체계의 회전으로 전환해주는 Euler() 함수가 포함되어 있다. 이 함수를 이용하면 Vector3로 표현된 각을 Quaternion으로 변환할 수 있다.
그리고 회전 역시 이동과 마찬가지로 rotation 프로퍼티를 직접 수정하는 방법과 Rotate() 함수를 사용하는 방법 두 가지가 있다. 그리고 그 차이점 역시 이동시키기에서의 position 직접 이동과 Translate() 함수를 이용한 이동과 비슷하다.
벡터에 대해서 수학이나 물리학에서는 여러 복잡한 정의가 존재하는데 간단하게 요약하자면 특정한 공간에서의 방향과 크기를 표현하는 도구로서 주로 화살표로 표시되는 개념이다.
[그림 1]
[그림 1]을 예시로 들면 오른쪽으로 뻗어나가는 X축과 위쪽으로 뻗어나가는 Y축, 두 개의 축으로 구성된 2차원 평면 공간이 있고, (2, 2) 위치를 가리키고 있는 V1 벡터와 (-1, -2) 위치를 가리키고 있는 V2 벡터, 두 개의 벡터가 2차원 공간 속에 존재하는 것을 볼 수 있다.
즉, 여기서는 2차원 평면이 "특정한 공간"이며, 벡터는 그 공간 안에서 방향과 크기를 표현하는 도구라고 말했듯이, 벡터를 표시한 화살표를 보는 것만으로도 이 벡터가 어느 방향을 가리키고 있고 얼마만큼의 길이를 가지는지 알 수 있다.
그리고 이 "특정한 공간"은 몇 차원이든 가능하지만 대부분은 사람이 쉽게 인지할 수 있는 2차원 혹은 3차원으로 정의된다. 유니티에서도 2차원과 3차원의 벡터만 사용한다.
벡터의 활용
벡터는 방향과 크기를 표현하는 도구라고 이야기했는데, 이것을 이용해 여러 가지 용도로 활용된다.
첫 번째 활용법은 방향이다. [그림 1]과 같이 평면에 벡터가 표시하는 좌표까지 화살표를 그리는 것으로 방향을 쉽게 알 수 있다.
[그림 2]
두 번째 활용법은 속도이다. V1과 V2가 [그림 1]에서는 서로 다른 방향을 가리키고 있는데, [그림 2]와 같이 두 벡터를 같은 방향으로 놓고 보면, V1이 V2보다 긴 것을 확인할 수 있다. 1초 동안 각 벡터의 길이만큼 이동한다고 가정하면, 당연히 같은 시간동안 V1만큼 이동한 것이 V2만큼 이동한 것보다 멀리 이동할 수 있고, 벡터의 방향 자체가 이동 방향의 의미를 가지기 때문에, 이동하고자하는 방향과 속력, 즉, 속도의 개념으로 활용되는 것이다.
세 번째 활용법은 좌표이다. [그림 1]에서 X축과 Y축이 교차하는 지점을 공간의 중심이라고 가정했을 때, V1 위치에 어떤 오브젝트가 있다면, 그 오브젝트는 공간의 중심으로부터 (2, 2)의 위치에 있다고 말할 수 있다.
벡터의 계산
벡터에 대한 여러가지 계산들이 존재하는데 이러한 계산 방법들을 잘 활용하면 게임의 기능을 구현하는데 유용하게 사용할 수 있다.
벡터의 덧셈과 뺄셈
두 개의 벡터는 서로 더하거나 뺄 수 있다.
[그림 3]
우선 벡터의 덧셈을 살펴보자. [그림 3]을 보면 (1, 2)의 V1과 (2, 1)의 V2를 더하면 (3, 3)의 V3가 나오는 것을 볼수 있다. V1 지점에서 V2 만큼 이동했다고 여기면 된다.
[그림 4]
또 다른 관점에서 살펴보면 두 벡터의 합은 서로 다른 방향의 두 힘이 충돌했을 때의 그 합쳐진 힘의 진행 방향으로 해석될 수도 있다.
[그림 5]
벡터의 뺄셈은 역시 (1, 2)인 V1에서 (2, 1)인 V2를 빼면 (-1, 1)인 V3가 나온다. 다만 여기서 기억할 점은 이렇게 결과 값으로 나온 V3가 V2 지점에서 시작하여 V1 방향으로 이동하는 V3'와 길이와 방향이 모두 같다는 것이다. 이것을 이용하면 V1과 V2 사이의 거리, V2에서 V1으로 가는 방향등을 구할 수 있다.
벡터와 스칼라의 곱셈
벡터는 좌표로서 공간 상에서 방향과 크기를 의미하지만 스칼라는 크기 만을 가지는 값이다. 벡터가 차원 축을 따라서 (2, 0), (1, 2, 3)과 같은 값을 가지는 것에 비해 1, 10, 24 등의 단일한 값을 의미한다.
[그림 6]
(1, 1)인 V1에 4인 스칼라 S를 곱하면 V1의 각 원소에 S를 곱하여 (4, 4)인 V2를 얻게 된다. 이렇게 벡터에 스칼라를 곱하는 계산은 주로 벡터의 크기를 원하는대로 늘이거나 줄이는 등의 계산이나, 벡터에 -1을 곱해서 현재 벡터의 반대 방향을 구하는데 주로 사용된다.
벡터의 길이
[그림 2]에서는 벡터를 나란히 놓는 원시적인 방식으로 벡터의 길이를 비교했다. 이런 방식 외에 계산적인 방식으로도 벡터의 길이를 구할 수 있다.
벡터의 길이를 구하는 공식은 위와 같다. 벡터의 각 원소를 제곱한 뒤, 모두 더하여 제곱근을 구하면, 벡터의 길이가 나온다.
[그림 1]
다시 [그림 1]을 보자. V1의 좌표는 (2, 2)이다. 이것을 공식에 대입하면 :
위와 같은 값이 나온다. 이것은 사실 피타고라스의 정리에서 유도된 빗변의 길이를 구하는 공식이다. 벡터는 항상 각 축을 대상으로 직각을 이루는 직각 삼각형의 형태이기 때문에 이 공식으로 길이를 구할 수 있는 것이다.
벡터의 길이는 즉, 거리로, 벡터의 뺄셈을 이용하면 두 벡터 간의 거리를 구할 수 있다.
3차원 벡터에 대한 공식은 2차원 공식에 z축 좌표를 추가해서 계산하면 된다.
벡터의 정규화(Normalize)
벡터의 정규화는 현재 벡터의 방향을 유지한 채로 벡터의 길이를 1로 만드는 것을 의미하며, 이를 단위 벡터라고 부른다.
단위 벡터를 구하려면 벡터의 각 원소를 벡터의 길이로 나누어 주면 된다. 예를 들어 [그림 1]의 V1을 단위 벡터로 만들려면 V1의 각 원소 (2, 2)를 각각 벡터의 길이인 2.828427로 나누어주면 된다. 그러면 각 원소의 값은 (0.707106..., 0.707106...)이 된다. 이렇게 나온 단위 벡터에 대해서 다시 벡터의 길이를 구해보면 1의 근사값이 나올 것이다.
이런 단위벡터는 정확히 벡터의 방향만을 추출하고자 할 때 사용되는데, 주 사용처를 이야기 해보자면, 만약 캐릭터를 마우스의 방향으로 이동시키려고 할 때, (마우스 위치) - (캐릭터 위치)로 캐릭터에서 마우스 위치 방향을 찾아낼 것이다. 그런데 이 벡터를 그대로 사용하면 마우스의 거리가 멀어지면 멀어질 수록 이 이동 벡터의 길이가 길어지기 때문에 마우스와 캐릭터의 거리가 멀면 캐릭터가 빨라지고 가까워지면 캐릭터가 느려지는 문제가 발생할 것이다.
(마우스 위치) - (캐릭터 위치)로 찾아낸 방향을 정규화해서 단위 벡터로 만든 다음에 캐릭터의 이동 속도만 곱해주면 캐릭터가 일정한 속도로 이동한다.
벡터의 내적(Dot Product)
점곱(dot product), 내적(inner product)이라고 부르는 계산으로 계산 결과 값으로 벡터가 아닌 단일 값, 즉 스칼라 값을 내는 계산이다. 때문에 스칼라 곱이라고도 부르는데, 벡터와 스칼라의 곱셈과 헷갈려서는 안된다.
계산 공식은 위와 같다. 벡터의 각 원소끼리 곱한 뒤, 모두 더하는 것으로 벡터의 내적을 구할 수 있다.
이렇게 나온 계산 결과의 의미는 내적의 값이 0이면 두 벡터의 각이 90도이고, 0보다 크면 두 벡터 사이의 각도가 90도보다 작고, 0보다 작으면 각도가 90도보다 크다는 의미이다. 여기에 삼각함수를 이용하면 두 벡터 사이의 각도를 구할 수 있다.
벡터의 외적(Cross Product)
가위곱(cross product), 외적(outer product)이라고 부르는 계산으로 두 벡터와 모두 직교하는, 즉 두 벡터와의 각이 모두 90도를 이루는 벡터를 결과값으로 내며, 3차원 공간에서만 성립하는 계산이다.
외적의 계산 공식은 위와 같다.
[그림 7]
V1과 V2에 대해서 직교하는 벡터는 V3, V4 둘 다 될 수 있는데, 이 결과는 왼손 좌표계를 사용하느냐, 오른손 좌표계를 사용하느냐에 따라 결과가 달라진다. 왼손 좌표계에서 V2 X V1의 결과값은 V3로 나오고 오른손 좌표계에서는 V4로 나온다. 이렇게 나온 벡터를 법선 벡터(Normal Vector)라고 부른다.
[그림 8]
그래서 벡터의 외적은 [그림 8]과 같이 한 면이 바라보는 방향을 구하는 용도로 주로 사용된다.
유니티 엔진의 벡터
그러면 이제 유니티 엔진에서의 벡터에 대해서 알아보자.
Vector2 vector2 = new Vector2();
vector2.x = 1f;
vector2.y = 1f;
Vector3 vector3 = new Vector3();
vector3.x = 1f;
vector3.y = 1f;
vector3.z = 1f;
위의 코드 예시는 유니티에서 사용되는 Vector2 구조체와 Vector3 구조체이다. Vector2 구조체는 2차원 평면 공간에 속하는 벡터로 X축의 좌표를 표시하기 위한 x 변수와, Y축의 값을 표시하기 위한 y 변수를 가진다. Vector3 클래스는 여기에 더해 Z축을 표시하는 z 변수까지 가진다.
Vector2는 대부분 UI 같은 2D 공간이나 2D 게임을 제작할 때 사용되고, Vector3는 일반적인 3D 공간에서 사용된다.
자, 그렇다면 우리는 벡터와 관련된 기능을 전부 직접 구현해서 사용해야 할까? 아니다. 유니티에서는 이러한 벡터와 관련된 기능들을 모두 제공한다.
벡터의 덧셈과 뺄셈
Vector3 v1 = new Vector3(1f, 2f, 0f);
Vector3v2 = new Vector3(2f, 1f, 0f);
// 벡터의 덧셈
Debug.Log("v1 + v2 = " + (v1 + v2));
// 벡터의 뺄셈
Debug.Log("v1 - v2 = " + (v1 - v2));
벡터의 덧셈과 뺄셈은 간단하게 일반 덧셈과 뺄셈을 하듯이 연산자를 사용하면 바로 구할 수 있다.
벡터와 스칼라의 곱셈
// 벡터와 스칼라의 곱셈
Vector3 v1 = new Vector3(1f, 1f, 0f);
int scalar = 4;
Debug.Log("v1 * scalar = " + (v1 * scalar));
벡터와 스칼라, 단일 정수 혹은 단일 실수와의 곱셈 역시 일반 계산과 같이 간단하다.
벡터의 길이
Vector3 v1 = new Vector3(2f, 2f, 0f);
// 벡터의 길이
Debug.Log("length of v1 = " + (v1.magnitude));
벡터의 길이는 Vector3 구조체에 포함되어 있는 magnitude 프로퍼티를 통해서 가져올 수 있다. 이것은 Vector2에서도 똑같다.
벡터의 정규화
Vector3 v1 = new Vector3(2f, 2f, 0f);
// 정규화된 단위 벡터
Vector3 normalizedVector = v1.normalized;
Debug.Log("||v1|| = " + normalizedVector);
// 단위 벡터의 길이 확인
Debug.Log("length of ||v1|| = " + normalizedVector.magnitude);
Vector3 구조체의 normalized 프로퍼티를 이용하면 정규화된 단위 벡터를 가져올 수 있다. magnitude 프로퍼티를 다시 사용해보면 단위 벡터의 길이가 1임을 확인할 수 있다.
벡터의 내적을 구하려면 Vector3 클래스의 정적 함수인 Dot 함수를 사용하면 된다. 벡터의 내적에 대해서 설명했듯이, v1과 v45 사이의 각도는 90도 보다 작기 때문에 0보다 큰 값이 나왔고, v1과 v90 사이 각은 정확히 90도이기 때문에 0, v1과 v135 사이 각은 90도보다 커서 0보다 작은 값이 나온 것을 확인할 수 있다.
덤으로 Vector3의 또 다른 정적 함수인 Angle 함수를 사용하면 두 벡터 사이의 각을 얻을 수 있다.
벡터의 외적
Vector3 v1 = new Vector3(2f, 0f, 0f);
Vector3 v2 = new Vector3(0f, 0f, 2f);
// 벡터의 외적
Debug.Log("v1 X v2 = " + Vector3.Cross(v1, v2));
벡터의 외적은 Vector3 클래스의 정적 함수인 Cross 함수를 통해서 구할수 있다.
이번 섹션에서는 벡터와 그 계산법을 알아보고 유니티 엔진에서는 어떻게 사용되는지 알아보았습니다.
[유니티 어필리에이트 프로그램]
아래의 링크를 통해 에셋을 구매하시거나 유니티를 구독하시면 수익의 일부가 베르에게 수수료로 지급되어 채널의 운영에 도움이 됩니다.
우선 커스텀 컴포넌트를 만들기 위해서 C# 스크립트를 하나 생성해보자. 프로젝트 뷰에 우클릭하여 [Create > C# Script] 항목을 선택한다.
그렇게하면 NewBehaviourScript라는 이름으로 C# 스크립트 파일이 하나 생성된다.
바로 엔터 키를 누르지 말고 파일의 이름을 ScriptingTest로 변경하고 엔터 키를 누르도록 하자. C# 스크립트 파일은 제일 처음 이름이 정해질 때, 스크립트 파일 내부의 클래스 이름이 정해지며, 스크립트 파일의 이름과 클래스의 이름이 일치하는 것을 권장하기 때문에 클래스의 이름을 처음에 제대로 정하는 것이 나중에 수정하는 것보다 좋다. 특히 나중에 파일의 이름을 바꾸면 내부의 클래스의 이름도 수동으로 바꿔야하므로 굉장히 번거롭다.
그리고 생성된 스크립트 파일을 더블클릭하면 비주얼 스튜디오가 열립니다.
모노비헤이비어 클래스 상속
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class ScriptingTest : MonoBehaviour
{
// Start is called before the first frame update
void Start()
{
}
// Update is called once per frame
void Update()
{
}
}
최초로 생성된 기본 코드는 위와 같다. 먼저 생성된 ScriptingTest 클래스가 모노비헤이비어(MonoBehaviour) 클래스를 상속받고 있는 것을 볼 수 있다. 이 유니티로 게임을 제작할 때 사용되는 C# 클래스는 이 모노비헤이비어를 상속받는 클래스과 상속받지 않는 클래스로 크게 나누어진다.
모노비헤이비어 상속 여부에 따른 차이는, 모노비헤이비어를 상속받지 않은 클래스는 게임 오브젝트에 컴포넌트로써 부착되지 못한다는 것에 있다. 때문에 컴포넌트로써 게임 오브젝트에 부착되어서 씬 내부에 존재해야하는 클래스는 모노비헤이비어를 상속받는게 필수이고, 씬에 컴포넌트로 배치되지 않고 코드 내부에서 개념적으로만 존재할 클래스는 모노비헤이비어를 상속받지 않아야 한다.
모노비헤이비어의 라이프 사이클
모노비헤이비어를 상속받아서 게임 오브젝트에 부착되어 동작하는 스크립트를 잘 활용하려면 모노비헤이비어의 라이프 사이클에 대해서 잘 알아두는 것이 좋다. 모노비헤이비어를 상속받는 컴포넌트는 생성되어 게임 오브젝트에 부착되는 순간부터 위의 이미지와 같은 과정을 거친다.
그리고 위의 모노비헤이비어 상속 파트에서 본 코드 블럭을 보면 Start() 함수와 Update() 함수가 구현되어 있는 것을 볼 수 있다. 이와 같이 거치는 과정의 이름으로 함수를 만들어두면 해당 과정을 거칠 때, 그 함수가 실행되는 구조이다.
그럼 각 과정이 언제 호출되는지 어떻게 구현하면 되는지에 대해서 하나씩 알아보자.
Awake
private void Awake()
{
Debug.Log("Awake");
}
Awake 과정은 스크립트 인스턴스가 로딩될 때 단 한 번 호출되는 함수이다. 컴포넌트에 대한 초기화가 필요한 경우에 사용된다. 참고로 모노비헤이비어를 상속받는 클래스는 생성자 대신에 Awake() 함수를 구현해서 사용해야 한다.
OnEnable 과정은 모노비헤이비어를 상속받은 컴포넌트가 부착된 게임 오브젝트가 활성화될 때마다 호출되는 함수이다.
에디터의 씬에서 게임 오브젝트를 선택하면 인스펙터 뷰에서 선택한 게임 오브젝트에 대한 정보를 볼 수 있는데, 이 중에 게임 오브젝트 이름 앞에 체크박스가 있다. 이 체크박스를 클릭해보면 체크박스 상태에 따라서 게임 오브젝트가 활성화되었다 비활성화되었다하는 것을 볼 수 있다. 이렇게 게임 오브젝트가 활성화될 때마다 OnEnable() 콜백 함수가 호출되는 것이다. 참고로 게임 오브젝트가 비활성화된 상태에서는 해당 게임 오브젝트에 부착된 모든 컴포넌트가 동작을 멈춘다.
Start
private void Start()
{
Debug.Log("Start");
}
Start 과정은 Update 과정이 실행되기 직전에 단 한 번 호출된다. 모노비헤이비어의 라이프 사이클 중에 단 한 번 호출된다는 점이 Awake와 같지만 Start는 게임 오브젝트가 활성화된 경우에만 호출된다는 차이점이 있다.
Update 과정은 모노비헤이비어가 활성화된 상태에서 매 프레임마다 호출된다. 대부분의 게임의 동작 처리는 이 Update() 함수에서 수행되는 경우가 많다. 다만, 이 Update() 함수는 프레임마다 호출되기 때문에 프레임 드랍이 발생하는 경우에는 호출 횟수가 줄어든다. 프레임과 상관 없이 코드가 작동하기 원한다면 FixedUpdate() 함수를 사용해야 한다.
Update() 함수는 OnEnable() 함수를 설명하면서 이야기했듯이 게임 오브젝트가 비활성화된 상태에서는 동작하지 않는다.
위의 코드를 모두 ScriptingTest 클래스에 작성하고 플레이시켜보면 위의 이미지와 같은 순서로 로그가 발생하는 것을 볼 수 있다.
변수
우리가 게임을 만들면서 사용될 값, 공격력, 방어력, 공격속도, 이동속도, HP 등의 데이터나 정보를 담아둘 것을 변수라고 부른다. 유니티 엔진에서 스크립트를 작성하는 C#은 담고자하는 값의 종류에 따라서 변수의 종류가 나누어진다. 그럼 이 변수의 종류에 대해서 알아보도록 하자.
정수(int)
int i = 10;
첫 번째 변수 유형은 정수형이다. 정수형 변수 int는 0과 양의 정수, 음의 정수를 담기 위한 변수로, -2,147,483,648부터 2,147,483,647까지 담을 수 있다.
남아있는 라이프의 갯수, 현재 생산된 인구 수 등의 정수로 딱 떨어지는 곳에서 사용될 수 있다.
실수(float)
float f = 3.14159f;
두 번째 변수 유형은 실수형이다. 실수형 변수 float은 소수를 담기 위한 변수로 일반적으로 소수점 다섯 번째자리 0.00001까지 정확도를 표현할 수 있다.
주로 1.2초 같은 시간이나 20.25%와 같은 확률 등을 표현할 때, 주로 사용된다.
문자열(string)
string str = "hello";
세 번째 변수 유형은 문자열입니다. 문자열 변수 string은 말그대로 문자들의 집합인 문자열을 담는 변수이다.
주로 캐릭터나 아이템의 이름, 설명, 게임에서 사용되는 대사 자막 등의 데이터를 담는데 사용된다.
논리값(bool)
bool isMoveable = true;
네 번째 변수 유형은 논리값이다. 논리값 변수 bool은 참(true) 혹은 거짓(false)의 상태를 가지는 변수로 주로 조건을 처리할 때 사용된다.
이 외에도 각 종류의 변수를 묶음 단위로 취급하는 배열 등이 있고, 일반 C# 클래스나 모노비헤이비어를 상속받은 클래스 역시 변수가 될 수 있다.
함수
함수는 게임 기능을 수행하기 위한 작업을 하나의 블록으로 묶은 것을 의미한다. 모노비헤이비어의 라이프 사이클에 대해서 설명하면서 본 Awake, OnEnable, Start, Update, OnDisable, OnDestroy 역시 함수이다. 일반적으로 함수는 하나의 기능 단위로 작성되는 경우가 많다.
int attackDamage = 10;
public bool Attack(Monster monster)
{
monster.hp -= attackDamage;
return monster.hp <= 0;
}
위의 예시 코드는 몬스터를 공격해서 체력을 공격력만큼 깎고, 몬스터의 체력이 0 이하가 되면 true를 반환하도록 코드가 작성되어 있다. 이렇게 하면 Attack() 함수를 호출하여 몬스터의 체력을 깎고 공격한 몬스터가 죽었는가에 따라서 여러가지 처리를 할 수 있게 된다.
공개 수준 결정
개발자는 코드를 작성하면서 변수나 함수에 대해서 공개 수준을 결정할 수 있다.
public int i;
protected float f;
private string str;
public void Function1() { }
protected void Function2() { }
private void Function3() { }
변수와 함수의 공개 수준은 앞에 표시된 public, protected, private 키워드를 통해서 결정된다. 이러한 공개 수준은 일반적인 C# 프로그래밍에서와 같이 public은 클래스 외부에서 접근이 가능하고 protected는 해당 클래스를 상속받은 클래스에서만 접근이 가능하다. 그리고 private는 해당 클래스의 내부에서만 사용 가능하다.
public class ScriptingTest : MonoBehaviour
{
public int attackDamage = 10;
}
그리고 유니티 엔진만의 특징으로는 모노비헤이비어 클래스를 상속받은 클래스에서 public으로 설정된 변수는 에디터의 인스펙터 뷰에서 바로 보고 수정할 수 있다는 장점이 있다.
이러한 방식의 장점은 매번 게임의 수치가 바뀔 때마다 프로그래머가 코드를 수정하고 새로 빌드 과정을 거칠 필요없이 게임 디자이너가 에디터에서 즉석으로 값을 바꿀 수 있다는 것이다.
하지만 인스펙터 뷰에서 보이게 하고자 하는 모든 변수를 public으로 설정하면 코드 내부에서 어떤 클래스에서던지 접근이 가능해진다. 이런 경우를 방지하고자 protected나 private로 설정한 채로 인스펙터 뷰에 공개하고 싶을 수도 있다.
[SerializeField]
private int attackDamage = 10;
그럴 때는 SerializeField라는 어트리뷰트를 해당 변수 앞에 명시해주면 private나 protected로 둔 상태로도 인스펙터 뷰에 변수를 공개할 수 있다.
[HideInInspector]
public int attackDamage = 10;
그와 반대로 변수를 public으로 둔 상태로 인스펙터 뷰에 공개하고 싶지 않다면 HideInInspector 어트리뷰트를 붙여주면 된다.
모노비헤이비어 클래스를 상속받아서 만들어진 컴포넌트는 클래스를 기반으로 변수를 어떻게 구성하고 함수를 어떻게 구현하느냐에 따라서 그 컴포넌트의 기능과 역할이 정해진다.
[유니티 어필리에이트 프로그램]
아래의 링크를 통해 에셋을 구매하시거나 유니티를 구독하시면 수익의 일부가 베르에게 수수료로 지급되어 채널의 운영에 도움이 됩니다.
유니티에서 모든 UI는 캔버스(Canvas) 위에서 그려진다. 아직 유니티 엔진을 이용한 개발에 익숙하지 못한 개발자들은 모든 UI를 한 캔버스에 만드는 경우가 많다.
하지만 모든 UI를 한 캔버스로 몰아넣으면 모든 UI를 그리는 과정에서 불필요한 낭비가 발생하게 된다.
[그림 1]
[그림 1]을 보면 하나의 캔버스 안에 여러 개의 이미지가 포함되어 있는 것을 볼 수 있다. Checker 오브젝트는 흰 색과 검은 색으로 이루어진 이미지이고, 그 뒤에 Background Slide라는 이름의 회색 이미지가 크게 배치되어 있다.
[그림 2]
우선 이 상태에서 UI는 어떤 과정을 통해서 그려지는지 확인하기 위해서 프레임 디버거(Frame Debugger)를 실행해보자. 프레임 디버거는 게임에서 각 프레임이 그려질 때 어떤 과정을 거쳐서 그려지는지 보여주는 디버깅 툴이다. 이것을 통해서 어떤 렌더링 과정에서 시간을 소모하는지를 확인할 수 있는 좋은 도구이다. 프레임 디버거를 실행하기 위해서는 유니티 상단 메뉴에서 [Windows > Analysis > Frame Debugger]를 선택하면 된다.
[그림 3]
그러면 [그림 3]과 같은 프레임 디버거 창이 열린다.
[그림 4]
프레임 디버거 창을 띄운 후, 플레이를 시작하고 프레임 디버거 창의 Enable 버튼을 누르면 한 프레임이 그려지는데 어떤 과정으로 몇 단계나 거쳐서 실행되는지 확인할 수 있다.
[그림 5]
이 상태에서 7 of 7 옆에 있는 넘기기 버튼을 눌러서 확인해보면 총 7단계를 거쳐서 화면이 그려지고 있고 그 중에 UI는 6, 7단계 두 단계를 거쳐서 먼저 회색 바탕이 그려지고 그 위에 체크 무늬 이미지가 그려지는 것을 볼 수 있다.
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
public class FillingImage : MonoBehaviour
{
private Image image;
void Start()
{
image = GetComponent<Image>();
}
bool isFill = false;
float timer = 0f;
void Update()
{
if(timer >= 1f)
{
timer = 0f;
isFill = !isFill;
}
timer += Time.deltaTime;
image.fillAmount = isFill ? timer : 1f - timer;
}
}
그렇다면 이번에는 회색 바탕의 이미지인 Background Slide 오브젝트에 위와 같은 코드를 추가해서 이미지가 계속해서 채워졌다가 사라지는 동작을 반복하도록 만들어보자.
[그림 6]
코드를 모두 작성했다면 Background Slide 게임 오브젝트에 컴포넌트로 붙여준다.
[그림 7]
이것을 실행해보면 [그림 7]와 같이 보여진다. 하지만 단순히 겉으로만 보이는 상황으로는 어떤 낭비가 발생하는지 알 수 없다. 그러면 어떤 낭비가 발생하는지 확인하기 위해서 다시 프레임 디버거로 살펴보자.
[그림 8]
프레임마다 분명 7단계였던 렌더링 과정이 회색 이미지가 체커와 겹치게 되면서 8단계로 늘어나는 것을 볼 수 있다.
[그림 9]
이 8단계로 늘어난 렌더링 과정을 살펴보면 7단계일 때는 분명 회색 바탕을 먼저 그리고 체크 무늬 이미지를 그렸던 과정이 회색 바탕과 겹치지 않은 체크 무늬 이미지를 그리는 과정, 회색 바탕 이미지를 그리는 과정 그리고 회색 바탕과 겹친 체크 무늬 이미지를 그리는 과정으로 나누어진 것을 볼 수 있다. 이것은 렌더링 과정이 아주 작게 늘어난 예시로, UI 캔버스의 구조가 복잡해지면 복잡해질 수록 어떤 성능의 낭비를 가져올지 알 수 없게 된다.
이것을 해결하기 위한 방법이 바로 이번 글의 주제인 캔버스의 분할이다.
[그림 10]
[그림 10]을 보면 매 프레임 변동이 발생하는 Background Slide와 늘 고정되어 있는 Checker를 다른 캔버스로 나누어 배치한 것을 볼 수 있다.
[그림 11]
이렇게 캔버스를 분할한 뒤 다시 실행해서 매 프레임의 렌더링 단계를 살펴보면 다시 7단계로 줄어든 것을 확인할 수 있다.
[그림 12]
렌더링 단계 역시 살펴보면 회색 바탕을 먼저 그리고 회색 바탕과 체크 무늬 이미지가 겹치는 것과 상관없이 한꺼번에 체크 무늬 이미지를 그리는 것을 볼 수 있다.
이렇게 캔버스를 분할하는 것 역시 렌더링 최적화를 위한 하나의 방법이 될 수 있다. 가능하면 변동되는 타이밍이 비슷한 UI끼리 그룹을 지어서 캔버스로 묶는 것이 좋다.
[유니티 어필리에이트 프로그램]
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프로젝트를 새로 생성하고 Pawn 클래스를 상속받는 "CollidingPawn"을 생성한다. 이 폰은 컴포넌트를 가지고 레벨 안에서 이동하고 입체 오브젝트와 충돌하게 된다.
CollidingPawn.h의 클래스 정의 하단부에 UParticleSystemComponent를 추가한다.
UParticleSystemComponent* OurParticleSystem;
UParticleSystemComponent가 정의되어 있지 않다고 에러가 발생한다면, CollidingPawn.generated.h 포함 전처리기 위쪽에서 "Engine/Classes/Particles/ParticleSystemComponent.h"을 포함시켜 주면 된다.
// Fill out your copyright notice in the Description page of Project Settings.
여기에 대한 또 다른 해결책으로는 UParticleSystemComponent 타입의 변수를 선언할 때, 아래처럼 앞에 class를 붙여주면 헤더를 .h에 포함하지 않아도 에러가 발생하지 않는다.
classUParticleSystemComponent* OurParticleSystem;
대신 이 경우에는 .cpp에서 해당 타입의 변수를 사용할 때, 불완전한 형식을 사용할 수 없다는 에러가 발생할 것이기 때문에 .cpp의 헤더 포함 전처리기에 "Engine/Classes/Particles/ParticleSystemComponent.h"를 포함하는 코드를 추가시켜주어야 한다.
멤버 변수로 만들지 않아도 컴포넌트를 만들 수 있지만, 코드에서 컴포넌트를 사용하려면 클래스 멤버 변수로 만들어야 한다.
이 다음에는 CollidingPawn.cpp의 ACollidingPawn::ACollidingPawn() 생성자 함수를 편집해서 필요한 컴포넌트들을 스폰할 코드를 추가하고 계층구조로 배치해야 한다. 물리 월드와 상호작용을 위한 Sphere Component, 콜리전 모양을 시각적으로 보여줄 Static Mesh Component, 시각적인 효과를 더하며 켜고 끌 수 있는 Particle System Component, 게임 내의 시점 제어를 위해 Camera Component에 덧붙일 Spring Arm Component를 만든다.
먼저 계층구조에서 루트가 될 컴포넌트를 결정해야 한다. 이 튜토리얼에서는 Sphere Component가 루트 컴포넌트가 된다. 물리적으로 실존이 있고, 게임 월드와의 상호작용이 가능하기 때문이다. 참고로 액터에는 계층구조 안에서 다수의 물리 기반 컴포넌트가 있을 수 있지만, 이 튜토리얼에서는 하나만 사용한다.
ConstructorHelpers가 정의되어 있지 않은 문제는 CollidingPawh.cpp에 "ConstructorHelpers.h"를 포함시켜주면 된다.
#include "ConstructorHelpers.h"
여기까지 해결하고 나면 ConstructorHelpers::FObjectFinder에서 [클래스 템플릿 "ConstructorHelpers::FObjectFinder"에 대한 인수 목록이 없습니다.] 라는 에러가 발생할 것이다. 이 문제를 해결하기 위해서 ConstructorHelpers::FObjectFinder의 원형을 살펴보면 ConstructorHelpers::FObjectFinder는 템플릿을 사용하는 것을 알 수 있다. 그렇다면 여기서 중요한 점은 템플릿 인자에 어떤 타입이 들어가야 하는가가 문제인데, 이 것은 SphereVisualAsset의 선언 2줄 아래를 보면 이 변수가 SetStaticMesh() 함수에 대입되는 것을 알 수 있다. 이 함수가 받는 매개변수의 타입은 UStaticMesh로서 SphereVisualAsset.Object는 UStaticMesh 타입임을 유추할 수 있다.
Spring Arm Component는 폰보다 느린 가속/감속을 따라다니는 카메라에 적용시킬 수 있기 때문에, 카메라의 부드러운 부착점이 된다. 또한 카메라가 입체 오브젝트를 뚫고 지나가지 못하게 하는 기능을 내장하고 있어서, 삼인칭 게임에서 구석에서 벽을 등지는 상황에 유용하게 사용된다.
언리얼 에디터로 돌아왔다면, 프로젝트의 입력 세팅을 할 차례다. 이 세팅은 편집 드롭다운 메뉴의 프로젝트 세팅에서 찾을 수 있다.
프로젝트 세팅 창을 열었다면, 좌측의 엔진 섹션에서 입력을 찾아서 클릭한 뒤 아래와 같이 입력 매핑을 세팅하자.
이번에는 Pawn에서 모든 이동 처리를 하는 대신에, Movement Component를 만들어서 관리를 시키도록 해보자. 이 튜토리얼에서 Pawn Movement Component 클래스를 확장해서 사용한다.[각주:1] 파일 드롭다운 메뉴의 [새로운 C++ 클래스] 명령을 선택한다.
Pawn 클래스와 달리 Pawn Movement Component 클래스는 기본적으로 보이지 않기 때문에 모든 클래스 보기 옵션을 선택해야 한다.
검색창에 movement를 검색하면 찾고자 하는 클래스의 범위를 빠르게 좁힐 수 있다.
우리가 만든 Pawn 클래스의 이름이 "CollidingPawn"이기 때문에 이 Movement Component의 이름은 "CollidingPawnMovementComponent"로 정하자.
입력 환경설정에 대한 정의와 CollidingPawnMovementComponent의 생성으로 모두 끝마쳤으므로, 비주얼 스튜디오로 돌아가서 다시 코드 작업을 해야한다.
비주얼 스튜디오로 돌아왔으면 이제 커스텀 폰 무브먼트 컴포넌트의 작동방식을 코딩하면 된다. Actor의 Tick() 함수 역할을 하는 TickComponent() 함수가 각 프레임 별로 어떻게 동작할지를 정의해야 한다. 우선은 부모 클래스의 TickComponent() 함수를 덮어쓰는 것으로 시작한다.
이 컴포넌트는 다른 컴포넌트들과 달리 컴포넌트 계층구조에 붙일 필요가 없다. 다른 컴포넌트들의 경우에는 모두 씬 컴포넌트로 물리적인 위치가 필요한 것들이었지만, 이 컴포넌트는 물리적 오브젝트를 나타내는 것이 아니기 때문에, 물리적인 위치에 존재한다든가 다른 컴포넌트에 덧붙인다던가 하는 개념을 가지지 않는다.
Pawn 클래스에는 GetMovementComponent() 라는 함수가 있는데 이것은 엔진의 다른 클래스들이 현재 Pawn이 사용중인 Pawn Movement Component에 접근할 수 있도록 하는데 사용된다. 이 함수가 커스터마이징한 CollidingPawnMovementComponent를 반환하도록 하려면 이 함수를 덮어씌워야 한다. CollidingPawn.h에 다음 코드를 추가한다.
컴포넌트가 이동하다가 충돌이 발생했을 때, 제자리에 멈추는 대신 충돌체의 표면을 타고 미끄러지듯이 이동하도록 도와주는 함수
AddInputVector(Vector);
매개변수로 받은 벡터를 누적 입력에 더하는 함수
7. FVector
FVector Vector;
언리얼 엔진에서 3D 상의 위치나, 속도를 나타내는데 쓰이는 구조체
Vector.GetClampedToMaxSize(Value);
길이가 Value인 이 벡터의 복사본을 만들어서 반환하는 함수
Vector.IsNearlyZero();
지정된 허용오차 내에서 벡터의 길이가 0에 근접하는지 확인하는 함수
8. FHitResult
FHitResult Hit;
충돌에 대한 정보를 담고 있는 구조체
Hit.Time;
Hit가 발생했을 때, TraceStart와 TraceEnd 사이의 충돌이 발생한 시간을 의미한다. (0.0~1.0)
Hit.Normal
충돌이 발생한 오브젝트의 월드 공간 상의 법선 방향
Hit.IsValidBlockingHit();
막히는 충돌이 발생했을 때 true를 반환하는 함수
9. AActor
GetActorRotation();
액터의 현재 회전을 반환하는 함수
SetActorRotation(FRotator());
액터의 회전을 설정하는 함수
Pawn Movement Component 에는 흔한 물리 함수성에 도움이 되는 강력한 내장 기능이 몇 가지 들어있어, 여러가지 폰 유형에 무브먼트 코드를 공유하기가 좋다. 컴포넌트 를 사용하여 함수성을 분리시켜 놓는 것은 매우 좋은 습관인데, 프로젝트의 덩치가 커지면서 폰 도 복잡해 지기 때문이다. [본문으로]
MyPawn 클래스의 생성이 성공적으로 끝났다면, 게임이 시작되었을 때 MyPawn이 자동으로 플레이어의 입력에 반응하도록 설정해보자. Pawn 클래스에는 초기화 중에 자동으로 플레이어의 입력에 반응하도록 설정해주는 변수를 제공한다. MyPawn.cpp의 AMyPawn::AMyPawn() 생성자를 다음과 같이 수정하자.
AMyPawn::AMyPawn() { // Set this pawn to call Tick() every frame. You can turn this off to improve performance if you don't need it. PrimaryActorTick.bCanEverTick = true;
AutoPossessPlayer = EAutoReceiveInput::Player0; }
컴포넌트의 기록 유지를 위해서[각주:2] 다음의 코드를 MyPawn.h 의 클래스 정의 하단부에 추가하자.
그리고 MyPawn.cpp로 돌아와서 폰에 카메라를 붙이고 위치와 회전을 설정하기 위해 다음과 같이 코드를 수정한다.
AMyPawn::AMyPawn() { // Set this pawn to call Tick() every frame. You can turn this off to improve performance if you don't need it. PrimaryActorTick.bCanEverTick = true;
게임에서 특정한 키를 눌렀을 때, 특정 동작을 하도록 만드는 것을 언리얼에서는 입력 매핑이라고 한다. 이러한 입력 매핑에는 두 가지 종류가 있다.
액션 매핑(Action Mapping) - 마우스나 조이스틱, 패드, 키보드 버튼처럼 누르거나, 떼거나, 더블 클릭하거나, 특정 시간동안 누르고 있을 때 보고한다. 점프, 공격, 상호작용 등이 액션 매핑의 예시이며, X를 눌러서 조이를 표하는 것도 액션 매핑에 속한다.
축 매핑(Axis Mapping) - 연속적인 것으로 마우스의 위치나 조이스틱 막대의 기울기 같은 것으로 "일정량"의 입력으로 생각하면 된다. 움직이지 않더라도 매 프레임 값을 보고한다. 걷기, 달리기, 둘러보기, 탈 것의 방향조절 같은 것들이 주로 축 매핑으로 처리된다.
코드에서도 직접 입력 매핑을 할 수 있지만, 일반적으로는 에디터에서 정의하는 경우가 많으니, 이 튜토리얼에서는 그 방식을 따른다.
1. 언리얼 엔진 에디터에서 편집 드롭다운 메뉴에서 프로젝트 세팅 옵션을 선택한다.
2. 왼쪽의 엔진 섹션의 입력 항목을 선택하고 바인딩(Binding) 카테고리에 다음과 같이 하나의 액션 매핑과 두 개의 축 매핑을 추가한다.
3. 입력 환경 설정이 모두 끝났다면, 레벨에 MyPawn을 배치한다. 콘텐츠 브라우저에 있는 MyPawn 클래스를 레벨 에디터에 끌어다 놓으면 된다.
4. 레벨에 MyPawn을 배치한 뒤에는, 우리가 배치한 Pawn이 움직이는 것을 볼 수 있게 하기 위해서 OurVisibleComponent의 스태틱 메시(Static Mesh) 카테고리에 "Shape_Cylinder"를 넣어야 한다고 언리얼 튜토리얼 문서에 나와있다.
하지만 우리가 배치한 MyPawn의 OurVisibleComponent에서는 스태틱 메시 카테고리가 보이지 않는 것을 알 수 있다.
이 문제의 원인을 추측해보자면 언리얼 튜토리얼의 예시 코드에는 CreateDefaultSubobject() 함수로 컴포넌트를 생성할 때, 명시적인 컴포넌트 타입이 없었기 때문에 헤더에 추가한 OurVisibleComponent의 타입에 맞춰서 USceneComponent로 생성했기 때문에 발생한 문제로 보인다.
그렇다면 스태틱 메시 카테고리가 나오도록 하려면 어떻게 해야할까? 바로 CreateDefaultSubobject() 함수로 UStaticMeshComponent를 생성해서 OurVisibleComponent에 대입시켜 주면 될 것 같다. 언리얼 엔진 문서에 따르면 UStaticMeshComponent는 USceneComponent를 상속받고 있기 때문에 충분히 가능한 코드이다. 여기까지 유추했다면 코드를 다음과 같이 수정해보자.
UStaticMeshComponent가 USceneComponent를 상속받고 있기 때문에 충분히 대입이 가능할거라고 생각했는데 할당할 수 없다는 에러가 발생한다.
이 경우는 타이머를 배울 때, GetWorldTimerManager() 함수를 호출해서 기능을 사용하려고 했을 때를 생각해보자. 그 때 불완전한 형식은 사용할 수 없다는 에러가 떴었던 것과 그 문제를 해결하기 위해서 "TimerManager.h"를 포함시켜주었던 것을 기억할 수 있다.
그와 같이 MyPawn.cpp의 헤더 포함 전처리기 부분에 "Engine/Classes/Components/StaticMeshComponent.h"를 포함시키면 CreateDefaultSubobject()로 생성한 UStaticMeshComponent가 성공적으로 OurVisibleComponent에 대입되는 것을 확인할 수 있다.
// Fill out your copyright notice in the Description page of Project Settings.
축 입력 매핑에 대한 동작을 구현할 때, FMath::Clamp()함수를 사용했는데 이것은 입력된 값이 -1.0과 1.0 사이를 벗어나지 않도록 만들어 준다. 전 파트에서 우리가 축 매핑을 추가할 때, MoveX의 입력을 W와 S만을 추가했는데 만약 다른 입력 방식도 사용하기 위해서 위쪽 화살표와 아래쪽 화살표로도 MoveX 입력을 받도록 만들었을 때, 만약 Clamp로 입력의 범위를 제한하지 않았다면 W와 위쪽 화살표를 동시에 누른다면 캐릭터가 두 배의 속도로 빠르게 움직이는 버그가 발생할 것이다.
입력 함수의 정의와 구현을 모두 끝냈으니, 적합한 입력에 반응하도록 바인딩을 진행할 차례다. AMyPawn::SetupPlayerInputComponent() 함수 안에 다음 코드를 작성하자.
// Called to bind functionality to input void AMyPawn::SetupPlayerInputComponent(UInputComponent* PlayerInputComponent) { Super::SetupPlayerInputComponent(PlayerInputComponent);
