유니티 기초 강좌: 프레임 기준 이동 속도 보정

유니티(Unity)는 오늘날 가장 널리 사용되는 게임 엔진 중 하나로, 다양한 플랫폼을 위한 게임을 제작하는 데 필요한 기능들을 제공합니다. 게임 개발에서 이동 속도는 매우 중요한 요소로, 다양한 프레임 레이트에서 일관된 경험을 제공하기 위해 이동 속도를 보정하는 방법을 이해하는 것이 필수적입니다. 본 강좌에서는 유니티에서 프레임 기준의 이동 속도 보정에 대해 자세하게 설명합니다.

프레임 기반 이동 속도와 시간

유니티에서의 이동 속도는 주로 두 가지 기준에 의해 결정됩니다: 프레임 기준 이동 속도와 시간 기준 이동 속도입니다. 프레임 기준 이동 속도는 각 프레임마다 객체의 위치를 얼마나 이동할지를 결정짓는 방법입니다. 그러나 일반적으로 게임은 일정한 프레임 속도를 보장할 수 없기 때문에, 이 방법만으로는 일관된 속도를 유지하기 어렵습니다.

따라서, 우리는 시간 기준으로 속도를 조정해야 합니다. 특히, 유니티는 Time.deltaTime을 통해 프레임 간의 시간 간격을 제공합니다. 이를 통해 이동 속도를 시간에 따라 보정할 수 있습니다. 즉, 각 프레임의 이동 거리를 Time.deltaTime에 기반해 산정하여, 프레임 속도에 영향을 받지 않도록 할 수 있습니다.

기본 스크립트 설정

이제 기본적인 이동 스크립트 예제를 통해 이동 속도 보정의 개념을 적용해 보겠습니다. 우선, 유니티에서 새로운 스크립트를 생성하고 이름을 PlayerMovement.cs로 지정합니다.

using UnityEngine;

public class PlayerMovement : MonoBehaviour
{
    public float moveSpeed = 5f;

    void Update()
    {
        float horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
        float vertical = Input.GetAxis("Vertical");
        
        Vector3 direction = new Vector3(horizontal, 0, vertical).normalized;
        
        if(direction.magnitude >= 0.1f)
        {
            float targetAngle = Mathf.Atan2(direction.x, direction.z) * Mathf.Rad2Deg;
            transform.rotation = Quaternion.Euler(0, targetAngle, 0);

            Vector3 moveDirection = Quaternion.Euler(0, targetAngle, 0) * Vector3.forward;
            transform.position += moveDirection * moveSpeed * Time.deltaTime;
        }
    }
}

위 코드는 기본적인 이동 스크립트입니다. moveSpeed 변수는 플레이어의 이동 속도를 설정하며 Update() 메서드에서 입력을 받아 이동 방향을 결정합니다. Time.deltaTime을 곱하여 프레임 간의 시간 차이에 따라 위치를 변화시킵니다.

코드 설명

1. 사용자 입력 처리

주어진 코드의 Input.GetAxis("Horizontal") 및 Input.GetAxis("Vertical") 명령어는 사용자의 입력을 받아들이는 부분입니다. 각각의 함수는 -1에서 1 사이의 값을 반환하며, 이는 좌우 및 상하 이동을 의미합니다.

2. 방향 벡터 계산

사용자의 입력을 기반으로 Vector3 객체 direction을 생성합니다. 이 벡터는 (x, 0, z)의 형태로 움직임의 방향을 나타냅니다. 이 벡터의 길이가 0.1보다 클 경우(즉, 사용자가 실제로 이동하고 싶은 방향이 존재할 경우) 다음 조치를 진행합니다.

3. 회전 및 이동 처리

플레이어의 회전은 입력 방향에 기반하여, Mathf.Atan2()를 사용하여 계산됩니다. 이 후, 생성된 회전 값을 사용해 현재 플레이어의 회전 상태를 업데이트합니다. 그러고 나서, 최종적으로 실제 이동 처리 부분에서는 계산한 방향을 바탕으로 transform.position을 업데이트합니다.

고급 이동 방식

기본적인 이동뿐만 아니라, 플레이어의 이동 방식에 따라 다양한 보정 기법이 필요할 수 있습니다. 예를 들어, 대각선으로 이동할 때의 속도가 다르게 느껴지지 않도록 하기 위해 벡터의 정규화를 통해 일관된 속도를 유지할 수 있습니다.

대각선 이동 보정

대각선 이동 시 두 축 모두 입력되는 경우, 속도가 증가하게 됩니다. 이를 방지하기 위해 대각선 길이의 비율을 조정할 필요가 있습니다. 조건문을 사용하여 대각선 이동을 감지하고, Vector3의 정규화를 통해 이동 속도를 보정하겠습니다.

if (direction.magnitude >= 0.1f)
{
    direction.Normalize(); // 방향 벡터 정규화
    transform.position += direction * moveSpeed * Time.deltaTime;
}

위의 코드에서 direction.Normalize(); 코드는 방향 벡터를 정규화하여 대각선 이동 시의 속도 증가 현상을 방지합니다. 이제 플레이어는 어떤 방향으로 이동하더라도 동일한 속도로 이동할 수 있게 됩니다.

물리 기반 이동 (Rigidbody 사용)

물리 조작을 통한 이동은 유니티의 Rigidbody 컴포넌트를 사용하여 구현될 수 있습니다. 이 방법은 충돌 및 물리 법칙을 더 잘 반영할 수 있어 현실감을 높일 수 있습니다. 물리 기반 이동을 구현하기 위해서는 다음과 같은 과정을 따릅니다.

Rigidbody 컴포넌트 추가

우선, 유니티 에디터에서 플레이어 캐릭터 오브젝트에 Rigidbody 컴포넌트를 추가합니다. 이 컴포넌트는 객체의 물리적인 특성을 설정할 수 있게 해줍니다. 중력 설정, 질량, 선형 및 각속도 등 다양한 물리적 속성을 조절할 수 있습니다.

Rigidbody를 통한 이동 코드

using UnityEngine;

public class PlayerMovement : MonoBehaviour
{
    public float moveSpeed = 5f;
    private Rigidbody rb;

    void Start()
    {
        rb = GetComponent();
    }

    void Update()
    {
        float horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
        float vertical = Input.GetAxis("Vertical");

        Vector3 direction = new Vector3(horizontal, 0, vertical).normalized;

        rb.MovePosition(transform.position + direction * moveSpeed * Time.deltaTime);
    }
}

위의 코드에서 Rigidbody 컴포넌트를 사용하여 MovePosition 메서드를 통해 이동하게 됩니다. 이 경우 이동 속도 보정은 여전히 Time.deltaTime을 통해 이루어집니다.

애니메이션과의 통합

이동 속도를 보정한 후에는 애니메이션을 통합하여 보다 현실감 있는 캐릭터 움직임을 만들 수 있습니다. 유니티에서는 Animator 컴포넌트를 사용하여 애니메이션을 제어할 수 있습니다. 애니메이션의 전환은 보통 이동 속도와 관련된 파라미터를 기반으로 하며, 이를 통해 캐릭터가 걷거나 뛰는 애니메이션을 자연스럽게 전환할 수 있게 됩니다.

애니메이션 파라미터 설정

애니메이션컨트롤러에서 Speed라는 파라미터를 추가한 후, 이동 속도에 따라 이 값을 업데이트하면 됩니다. 이를 통해 일정 이상의 속도로 이동할 때는 뛰는 애니메이션으로 전환할 수 있습니다.

void Update()
{
    float horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
    float vertical = Input.GetAxis("Vertical");

    Vector3 direction = new Vector3(horizontal, 0, vertical).normalized;

    // 이동 속도 기반 애니메이션 파라미터 설정
    animator.SetFloat("Speed", direction.magnitude);

    if (direction.magnitude >= 0.1f)
    {
        rb.MovePosition(transform.position + direction * moveSpeed * Time.deltaTime);
    }
}

위 코드에서는 animator.SetFloat("Speed", direction.magnitude);를 통해 현재 이동 방향의 크기에 따라 애니메이션 파라미터를 업데이트합니다. 이제 플레이어가 이동할 때 애니메이션이 자연스럽게 전환될 것입니다.

성능 최적화

마지막으로, 성능 최적화를 고려해야 합니다. 유니티에서 게임의 성능은 매우 중요한 사항인데, 이동 스크립트에서 불필요한 계산을 최소화하는 것이 필요합니다.

Update vs FixedUpdate

움직임과 같은 물리적 처리는 FixedUpdate() 메서드에서 처리하는 것이 일반적입니다. Update()는 매 프레임마다 호출되지만, FixedUpdate()는 일정한 시간 간격으로 호출됩니다. 따라서 물리 관련 코드에서는 FixedUpdate()를 사용하길 권장합니다.

void FixedUpdate()
{
    // 물리 기반 이동 코드를 여기에...
}

이 외에도, 이동 처리와 관련된 물리 엔진의 물리 계산 상수들을 조정하거나, 불필요한 컴포넌트를 제거하여 성능을 더욱 최적화할 수 있습니다.

결론

이 강좌에서는 유니티에서의 프레임 기준 이동 속도 보정에 대한 다양한 개념과 구현 방법을 살펴보았습니다. 기본적인 이동 스크립트부터 시작하여 고급 물리 기반 이동, 애니메이션 통합, 그리고 성능 최적화까지 다양한 측면을 다루었습니다. 이와 같은 원리를 통해 게임 내에서 일관된 캐릭터 움직임을 제공할 수 있으며, 향후 보다 복잡한 게임 로직을 구현하는 데도 많은 도움이 될 것입니다.

유니티의 다양한 기능들을 활용하여 자신만의 게임 개발 여정을 시작하시길 바랍니다. Happy Gaming!