유니티 Rigidbody 속성, 함수 총 정리 - CCGrape

목차

Step 1. Rigidbody 속성
Step 2. Rigidbody 자주 사용되는 함수
Step 3. 마무리

---

유니티에서 Rigidybody는 GameObject에 물리적 특성을 부여하는 컴포넌트로 중력, 충돌, 마찰 등 물리적 현상에 반응하게 할 수 있습니다. 이를 활용하면 각 GameObject들이 사실적으로 움직이게하여 사용자에게 몰입감을 줄 수 있기 때문에 게임 개발에서 중요한 요소입니다.

이번 포스팅에서는 Rigidbody를 총 정리하는 시간을 가져보겠습니다.

---

Step 1. Rigidbody 속성

Rigidbody에는 3D GameObject에 사용하는 Rigidbody와 2D GameObject에 사용하는 Rigidbody2D가 있습니다. 두 컴포넌트 사이에는 공통되는 속성이 있어 그 속성들과 자주 사용하는 속성들을 위주로 설명하겠습니다.

① Rigidbody(3D GameObject)

• Mass
  • 물체의 무게를 나타내며, 힘을 적용했을때 물체가 얼마나 움직이는지를 결정합니다.
• Drag
  • 물체의 속도가 증가할 때 그 속도를 감소시키는 효과를 제공합니다. Drag가 크면 물체가 더 빨리 멈추고, 작으면 더 멀리 이동할 수 있습니다.
  • 일반적으로 물체의 이동 속도를 감소시키는 데 중요한 역할을 합니다.
• Angular Drag
  • 물체의 회전 속도를 감소시키는 데 사용됩니다. 값이 클수록 회전이 더 빨리 멈춥니다.
• Use Gravity
  • 활성화 시 Rigidbody가 중력의 영향을 받습니다.
  • 기본적으로 이 속성은 활성화되어 있어서 물체가 중력에 따라 떨어집니다. 비활성화하면 중력을 무시하게 됩니다.
  • Edit -> Project Settings -> Physics 또는 Physics 2D -> Gravity : 해당 X, Y, Z 값 만큼 중력을 받습니다.
• Is Kinematic
  • 활성화 시 물리 엔진으로 제어되지 않고 Script에서 Transform을 이용하여 제어할 수 있습니다.
• Interpolate
  • 물체가 한 프레임에서 다음 프레임으로 자연스럽게 이동하도록 도와줍니다.
    • None : 보간이 적용되지 않음.
    • Interpolate : 이전 프레임의 Transform에 맞게 이동을 부드럽게 처리합니다.
    • Extrapolate : 다음 프레임의 Transform을 추정해 이동을 부드럽게 처리합니다.
• Collision Detection
  • Rigidbody가 충돌을 감지하는 방식을 설정합니다.
  • Discrete(Dafault)
    • Physics Loop 마다 충돌을 확인합니다.
    • 빠르게 움직이는 물체가 충돌 감지가 되지 않아 다른 물체를 통과하는 ‘터널링’ 문제가 발생할 수 있습니다.
  • Continuous
    • ‘터널링’을 방지할 수 있어 빠르게 움직이는 오브젝트에 사용할 수 있습니다.
    • 마지막 물리 타임스텝에서 다음 타임스텝까지 미리 예측하고 해당 시간 동안 GameObject가 무엇과 충돌하는지 확인합니다.
    • Static Collider에 대해서만 확인합니다.
  • Continuous Dynamic
    • Continuous와 비슷하지만 Continuous Dynamic으로 설정된 다른 Dynamic Collider와의 충돌도 확인합니다.
    • CPU를 가장 많이 사용하지만 가장 정확합니다.
  • Continuous Speculative
    • Continuous Dynamic과 유사한 정확도를 제공할 수 있지만 CPU 사용은 더 낮고 충돌감지에 예측적 접근 방식을 사용합니다.
    • 모든 GameObject가 현재 방향으로 계속 이동한다고 가정하고 이를 기반으로 잠재적인 충돌을 계산합니다.
• Constraints
  • 특정 축의 회전이나 위치를 잠글 수 있어 물체의 움직임을 제한할 수 있습니다.
  • ex) X 축 방향으로만 회전하도록 제한할 수 있습니다.

② Rigidbody2D(2D GameObject)

• BodyType
  • Dynamic
    • 모든 물리 현상을 받습니다. (중력, 충돌에 의한 힘 등)
  • Kinematic
    • 물리 현상을 받지 않고 Script에서 Transform을 이용하여 제어할 수 있습니다.
    • 물리와 상관없이 프로그래머의 목적을 가지고 제어할 때 사용합니다.
    • Dynamic Rigidbody를 만나야 충돌합니다.
      • (Static - Kinematic)간의 충돌은 일어나지 않습니다.
      • Use FullKinematic Contacts를 활성화하면 모든 Body Type과 충돌 상호작용 합니다.
  • Static
    • 물리 현상을 받지 않고 움직이지 않습니다.
    • rigidbody.velocity, rigidbody.position, MovePosition() 등을 사용해도 위치가 변경되지 않습니다.
    • 무조건 Dynamic Type 과만 충돌합니다.
• Simulated
  • 비활성화 시 물리적 상호작용을 하지 않습니다. (ex. 충돌하지 않습니다.)

Rigidbody와 Rigidbody2D는 서로 충돌하지 않습니다!

---

Step 2. Rigidbody 자주 사용되는 함수

① AddForce(Vector3 force)

GameObject에 힘을 가합니다. 이 힘은 물체의 질량과 속도에 영향을 줍니다.

public class ApplyForce : MonoBehaviour
{
    Rigidbody rb;

    void Start() { rb = GetComponent<Rigidbody>(); }

    void Update()
    {
        //Space 키를 누를 때 위쪽 방향으로 힘을 추가하여 물체를 위로 상승시킵니다.
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
        {
            rb.AddForce(Vector3.up * 500);
        }
    }
}

② AddTorque(Vector3 torque)

GameObject에 회전력을 추가하여 GameObject를 회전시킵니다.

public class ApplyTorque : MonoBehaviour
{
    Rigidbody rb;

    void Start() { rb = GetComponent<Rigidbody>(); }

    void Update()
    {
        //'T' 키를 누르면 GameObject를 Y축을 기준으로 회전시키는 효과를 줍니다.
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.T))
        {
            rb.AddTorque(Vector3.up * 10, ForceMode.VelocityChange);
        }
    }
}

③ MovePosition(Vector3 position)

Rigidbody가 있는 GameObject의 위치를 부드럽게 이동시킵니다.

public class MoveObject : MonoBehaviour
{
    public float speed = 5f;
    Rigidbody rb;

    void Start() { rb = GetComponent<Rigidbody>(); }

    void FixedUpdate()
    {
        float moveHorizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
        float moveVertical = Input.GetAxis("Vertical");

        //방향 값 계산
        Vector3 movement = new Vector3(moveHorizontal, 0.0f, moveVertical);
        rb.MovePosition(rb.position + movement * speed * Time.fixedDeltaTime);
    }
}

④ MoveRotation(Quaternion rot)

Rigidbody가 있는 GameObject를 부드럽게 회전시킵니다.

public class RotateObject : MonoBehaviour
{
    public float rotSpeed = 100f;
    Rigidbody rb;

    void Start() { rb = GetComponent<Rigidbody>(); }

    void FixedUpdate()
    {
        // 회전 값 계산 (y축을 기준으로 회전)
        Quaternion deltaRotation = Quaternion.Euler(0f, rotSpeed * Time.fixedDeltaTime, 0f);
        rb.MoveRotation(rb.rotation * deltaRotation);
    }
}

---

Step 3. 마무리

이번 포스팅에서는 Rigidbody의 속성값들과 기본적으로 자주 쓰이는 함수에 대해서 알아보았습니다. 포스팅 내용을 참고하여 실감나고 몰입도 높은 게임을 만드는 데 도움이 되길 바랍니다!

궁금한 점은 댓글로 남겨주세요.
감사합니다.