목차
- 1. 하이라키 구성
- 2. 스크립트 기초
- 3. 1인칭 이동, 회전
- 4. 3인칭 이동, 회전
- 5. 카메라 전환
- 6. 점프
- 7. 애니메이션 적용
- 8. 애니메이션 블렌딩
- 9. 카메라 전환 시 시점 방향 유지하기
- 10. 3인칭 카메라 줌 구현
- 11. 점프 버그 수정
- 12. 이동 스크립트 분리하기
- 13. 소스 코드
하이라키 구성하기
위와 같이 캐릭터의 하이라키를 구성한다.
따로 지정하지 않는 이상,
모든 게임오브젝트는 Position(0, 0, 0), Rotation(0, 0, 0), Scale(1, 1, 1)로 초깃값을 지정한다.
이동에 사용할 캐릭터의 예시로 유니티짱(UnityChan) 모델을 사용하였다.
Character Root
- 실제로 이동할 게임오브젝트
- 1인칭, 3인칭 이동 담당
- Capsule Collider 컴포넌트 : 캐릭터의 규격에 맞추어 콜라이더 영역을 조절한다.
- Rigidbody 컴포넌트 : 캐릭터의 이동을 물리 기반으로 구현할 것이므로 리지드바디를 사용한다. 트랜스폼을 직접 이용하거나 캐릭터 컨트롤러, 혹은 외부 클래스를 사용할 경우 필요하지 않다.
TP Camera Rig
- 빈 게임오브젝트
- 3인칭 상하, 좌우 회전 담당
- Position(0, 1, 0), Rotation(45, 0, 0) 설정
TP Camera
- 3인칭 카메라
- Camera 컴포넌트 존재
- Position(0, 0, -4) 설정
FP Root
- 빈 게임오브젝트
- 1인칭 좌우 회전 담당
FP Camera Rig
- 빈 게임오브젝트
- 1인칭 상하 회전 담당
- Position의 Y값은 눈높이에 오도록 높이고, Z 값은 0.1~0.2 정도로 설정
FP Camera
- 1인칭 카메라
- Camera 컴포넌트 존재
unitychan
- 캐릭터 모델을 위치시킨다.
- Animator 컴포넌트 존재 (Apply Root Motion 체크 해제)
스크립트 기초 작성
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public class CharacterMainController : MonoBehaviour
{
/***********************************************************************
* Definitions
***********************************************************************/
#region .
public enum CameraType { FpCamera, TpCamera };
[Serializable]
public class Components
{
public Camera tpCamera;
public Camera fpCamera;
[HideInInspector] public Transform tpRig;
[HideInInspector] public Transform fpRoot;
[HideInInspector] public Transform fpRig;
[HideInInspector] public GameObject tpCamObject;
[HideInInspector] public GameObject fpCamObject;
[HideInInspector] public Rigidbody rBody;
[HideInInspector] public Animator anim;
}
[Serializable]
public class KeyOption
{
public KeyCode moveForward = KeyCode.W;
public KeyCode moveBackward = KeyCode.S;
public KeyCode moveLeft = KeyCode.A;
public KeyCode moveRight = KeyCode.D;
public KeyCode run = KeyCode.LeftShift;
public KeyCode jump = KeyCode.Space;
public KeyCode switchCamera = KeyCode.Tab;
public KeyCode showCursor = KeyCode.LeftAlt;
}
[Serializable]
public class MovementOption
{
[Range(1f, 10f), Tooltip("이동속도")]
public float speed = 3f;
[Range(1f, 3f), Tooltip("달리기 이동속도 증가 계수")]
public float runningCoef = 1.5f;
[Range(1f, 10f), Tooltip("점프 강도")]
public float jumpForce = 5.5f;
}
[Serializable]
public class CameraOption
{
[Tooltip("게임 시작 시 카메라")]
public CameraType initialCamera;
[Range(1f, 10f), Tooltip("카메라 상하좌우 회전 속도")]
public float rotationSpeed = 2f;
[Range(-90f, 0f), Tooltip("올려다보기 제한 각도")]
public float lookUpDegree = -60f;
[Range(0f, 75f), Tooltip("내려다보기 제한 각도")]
public float lookDownDegree = 75f;
}
[Serializable]
public class AnimatorOption
{
public string paramMoveX = "Move X";
public string paramMoveY = "Move Y";
public string paramMoveZ = "Move Z";
}
[Serializable]
public class CharacterState
{
public bool isCurrentFp;
public bool isMoving;
public bool isRunning;
public bool isGrounded;
}
#endregion
/***********************************************************************
* Fields, Properties
***********************************************************************/
#region .
public Components Com => _components;
public KeyOption Key => _keyOption;
public MovementOption MoveOption => _movementOption;
public CameraOption CamOption => _cameraOption;
public AnimatorOption AnimOption => _animatorOption;
public CharacterState State => _state;
[SerializeField] private Components _components = new Components();
[Space]
[SerializeField] private KeyOption _keyOption = new KeyOption();
[Space]
[SerializeField] private MovementOption _movementOption = new MovementOption();
[Space]
[SerializeField] private CameraOption _cameraOption = new CameraOption();
[Space]
[SerializeField] private AnimatorOption _animatorOption = new AnimatorOption();
[Space]
[SerializeField] private CharacterState _state = new CharacterState();
private Vector3 _moveDir;
private Vector3 _worldMove;
private Vector2 _rotation;
#endregion
/***********************************************************************
* Unity Events
***********************************************************************/
#region .
private void Awake()
{
InitComponents();
InitSettings();
}
#endregion
/***********************************************************************
* Init Methods
***********************************************************************/
#region .
private void InitComponents()
{
LogNotInitializedComponentError(Com.tpCamera, "TP Camera");
LogNotInitializedComponentError(Com.fpCamera, "FP Camera");
TryGetComponent(out Com.rBody);
Com.anim = GetComponentInChildren<Animator>();
Com.tpCamObject = Com.tpCamera.gameObject;
Com.tpRig = Com.tpCamera.transform.parent;
Com.fpCamObject = Com.fpCamera.gameObject;
Com.fpRig = Com.fpCamera.transform.parent;
Com.fpRoot = Com.fpRig.parent;
}
private void InitSettings()
{
// Rigidbody
if (Com.rBody)
{
// 회전은 트랜스폼을 통해 직접 제어할 것이기 때문에 리지드바디 회전은 제한
Com.rBody.constraints = RigidbodyConstraints.FreezeRotation;
}
// Camera
var allCams = FindObjectsOfType<Camera>();
foreach (var cam in allCams)
{
cam.gameObject.SetActive(false);
}
// 설정한 카메라 하나만 활성화
State.isCurrentFp = (CamOption.initialCamera == CameraType.FpCamera);
Com.fpCamObject.SetActive(State.isCurrentFp);
Com.tpCamObject.SetActive(!State.isCurrentFp);
}
#endregion
/***********************************************************************
* Checker Methods
***********************************************************************/
#region .
private void LogNotInitializedComponentError<T>(T component, string componentName) where T : Component
{
if(component == null)
Debug.LogError($"{componentName} 컴포넌트를 인스펙터에 넣어주세요");
}
#endregion
/***********************************************************************
* Methods
***********************************************************************/
#region .
#endregion
}
위처럼 1인칭/3인칭 캐릭터 구현에 필요한 기초를 작성한다.
그리고 인스펙터에서 TP Camera, FP Camera를 드래그하여 초기화한다.
1인칭 이동, 회전 구현
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/// <summary> 키보드 입력을 통해 필드 초기화 </summary>
private void SetValuesByKeyInput()
{
float h = 0f, v = 0f;
if (Input.GetKey(Key.moveForward)) v += 1.0f;
if (Input.GetKey(Key.moveBackward)) v -= 1.0f;
if (Input.GetKey(Key.moveLeft)) h -= 1.0f;
if (Input.GetKey(Key.moveRight)) h += 1.0f;
Vector3 moveInput = new Vector3(h, 0f, v).normalized;
_moveDir = Vector3.Lerp(_moveDir, moveInput, MoveOption.acceleration); // 가속, 감속
_rotation = new Vector2(Input.GetAxisRaw("Mouse X"), -Input.GetAxisRaw("Mouse Y"));
State.isMoving = _moveDir.sqrMagnitude > 0.01f;
State.isRunning = Input.GetKey(Key.run);
}
/// <summary> 1인칭 회전 </summary>
private void Rotate()
{
float deltaCoef = Time.deltaTime * 50f;
// 상하 : FP Rig 회전
float xRotPrev = Com.fpRig.localEulerAngles.x;
float xRotNext = xRotPrev + _rotation.y
* CamOption.rotationSpeed * deltaCoef;
if (xRotNext > 180f)
xRotNext -= 360f;
// 좌우 : FP Root 회전
float yRotPrev = Com.fpRoot.localEulerAngles.y;
float yRotNext =
yRotPrev + _rotation.x
* CamOption.rotationSpeed * deltaCoef;
// 상하 회전 가능 여부
bool xRotatable =
CamOption.lookUpDegree < xRotNext &&
CamOption.lookDownDegree > xRotNext;
// FP Rig 상하 회전 적용
Com.fpRig.localEulerAngles = Vector3.right * (xRotatable ? xRotNext : xRotPrev);
// FP Root 좌우 회전 적용
Com.fpRoot.localEulerAngles = Vector3.up * yRotNext;
}
private void Move()
{
// 이동하지 않는 경우, 미끄럼 방지
if (State.isMoving == false)
{
Com.rBody.velocity = new Vector3(0f, Com.rBody.velocity.y, 0f);
return;
}
// 실제 이동 벡터 계산
_worldMove = Com.fpRoot.TransformDirection(_moveDir);
_worldMove *= (MoveOption.speed) * (State.isRunning ? MoveOption.runningCoef : 1f);
// Y축 속도는 유지하면서 XZ평면 이동
Com.rBody.velocity = new Vector3(_worldMove.x, Com.rBody.velocity.y, _worldMove.z);
}
private void Update()
{
SetValuesByKeyInput();
Rotate();
Move();
}
키보드 입력 처리
- SetValuesByKeyInput() 메소드
- 지정한 이동 키(기본 WASD)를 누를 경우 이동 방향 벡터(_moveDir)를 정규화된 값으로 초기화한다.
- 마우스를 이동할 경우 수평, 수직 이동 입력값을 _rotation 벡터의 x, y에 각각 초기화한다.
- 이동, 달리기 입력을 통해 isMoving, isRunning 상태를 초기화한다.
회전
- Rotate() 메소드
- 상하 회전은 캐릭터 모델에 영향을 주지 않기 위해 FP Rig 트랜스폼의 로컬 회전 X값을 조정한다.
- 그런데 트랜스폼의 Rotation 값은 0보다 낮아질 경우 자동적으로 360이 더해진다.
-
상하 회전 제한각도를 계산할 때 올바르게 계산될 수 있도록 해당 경우에는 다시 360을 빼준다.
- 좌우 회전은 FP Root 트랜스폼의 로컬 회전 Y값을 조정한다.
- 캐릭터 루트를 직접 회전시킨다면 3인칭 카메라에 영향을 주기 때문에 이렇게 분리하여 회전시킨다.
이동
- Move() 메소드
- 실제 캐릭터의 이동 방향은 FP Root 트랜스폼 기준으로 공간변환하여 결정한다.
- 필드를 통해 지정한 이동속도와 현재 달리기 키 입력 여부에 따른 달리기 계수를 이용해 최종 이동속도를 결정한다.
- 속도는 리지드바디 AddForce() 대신 velocity 값을 직접 조정하는 방식을 사용하여, 속도를 정확한 값으로 제어한다.
추가 : 커서 보이기/숨기기
- 커서를 보이거나 보이지 않게 하는 토글 기능을 키보드를 통해 동작할 수 있도록 한다.
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private void ShowCursorToggle()
{
if (Input.GetKeyDown(Key.showCursor))
State.isCursorActive = !State.isCursorActive;
ShowCursor(State.isCursorActive);
}
private void ShowCursor(bool value)
{
Cursor.visible = value;
Cursor.lockState = value ? CursorLockMode.None : CursorLockMode.Locked;
}
private void Update()
{
ShowCursorToggle();
// .. codes
}
구현 결과
- 게임 뷰
- 씬 뷰
3인칭 이동, 회전 구현
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private void Rotate()
{
if (State.isCurrentFp)
{
if(!State.isCursorActive)
RotateFP();
}
else
{
if (!State.isCursorActive)
RotateTP();
RotateFPRoot();
}
}
/// <summary> 1인칭 회전 </summary>
private void RotateFP()
{
float deltaCoef = Time.deltaTime * 50f;
// 상하 : FP Rig 회전
float xRotPrev = Com.fpRig.localEulerAngles.x;
float xRotNext = xRotPrev + _rotation.y
* CamOption.rotationSpeed * deltaCoef;
if (xRotNext > 180f)
xRotNext -= 360f;
// 좌우 : FP Root 회전
float yRotPrev = Com.fpRoot.localEulerAngles.y;
float yRotNext =
yRotPrev + _rotation.x
* CamOption.rotationSpeed * deltaCoef;
// 상하 회전 가능 여부
bool xRotatable =
CamOption.lookUpDegree < xRotNext &&
CamOption.lookDownDegree > xRotNext;
// FP Rig 상하 회전 적용
Com.fpRig.localEulerAngles = Vector3.right * (xRotatable ? xRotNext : xRotPrev);
// FP Root 좌우 회전 적용
Com.fpRoot.localEulerAngles = Vector3.up * yRotNext;
}
/// <summary> 3인칭 회전 </summary>
private void RotateTP()
{
float deltaCoef = Time.deltaTime * 50f;
// 상하 : TP Rig 회전
float xRotPrev = Com.tpRig.localEulerAngles.x;
float xRotNext = xRotPrev + _rotation.y
* CamOption.rotationSpeed * deltaCoef;
if (xRotNext > 180f)
xRotNext -= 360f;
// 좌우 : TP Rig 회전
float yRotPrev = Com.tpRig.localEulerAngles.y;
float yRotNext =
yRotPrev + _rotation.x
* CamOption.rotationSpeed * deltaCoef;
// 상하 회전 가능 여부
bool xRotatable =
CamOption.lookUpDegree < xRotNext &&
CamOption.lookDownDegree > xRotNext;
Vector3 nextRot = new Vector3
(
xRotatable ? xRotNext : xRotPrev,
yRotNext,
0f
);
// TP Rig 회전 적용
Com.tpRig.localEulerAngles = nextRot;
}
/// <summary> 3인칭일 경우 FP Root 회전 </summary>
private void RotateFPRoot()
{
if (State.isMoving == false) return;
Vector3 dir = Com.tpRig.TransformDirection(_moveDir);
float currentY = Com.fpRoot.localEulerAngles.y;
float nextY = Quaternion.LookRotation(dir, Vector3.up).eulerAngles.y;
if (nextY - currentY > 180f) nextY -= 360f;
else if (currentY - nextY > 180f) nextY += 360f;
Com.fpRoot.eulerAngles = Vector3.up * Mathf.Lerp(currentY, nextY, 0.1f);
}
private void Move()
{
// 이동하지 않는 경우, 미끄럼 방지
if (State.isMoving == false)
{
Com.rBody.velocity = new Vector3(0f, Com.rBody.velocity.y, 0f);
return;
}
// 실제 이동 벡터 계산
// 1인칭
if (State.isCurrentFp)
{
_worldMove = Com.fpRoot.TransformDirection(_moveDir);
}
// 3인칭
else
{
_worldMove = Com.tpRig.TransformDirection(_moveDir);
}
_worldMove *= (MoveOption.speed) * (State.isRunning ? MoveOption.runningCoef : 1f);
// Y축 속도는 유지하면서 XZ평면 이동
Com.rBody.velocity = new Vector3(_worldMove.x, Com.rBody.velocity.y, _worldMove.z);
}
private void Update()
{
ShowCursorToggle();
SetValuesByKeyInput();
Rotate();
Move();
}
- 게임 시작 전, 인스펙터의 Camera Option - Initial Camera를 [Fp Camera]로 지정한다.
- 회전, 이동 코드를 위처럼 수정한다.
회전
- 1인칭 회전은 기존 구현을 그대로 사용한다.
- 3인칭 회전은 1인칭 회전과 비슷하지만 약간 다르게, TP Rig 게임오브젝트가 상하, 좌우 회전을 모두 담당한다.
- 게임 내에서 커서가 보일 경우에는 회전하지 않도록 한다.
- 그리고 3인칭 시점에서는 이동할 때 FP Root가 이동방향을 바라보도록 RotateFPRoot() 메소드를 구현한다.
이동
- _worldMove 벡터는 1인칭, 3인칭 뷰에 따라 각각 fpRoot, tpRig 트랜스폼을 기준으로 월드 벡터를 계산하여 실제 이동 방향 벡터로 사용한다.
구현 결과
카메라 전환 기능 구현
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private void CameraViewToggle()
{
if (Input.GetKeyDown(Key.switchCamera))
{
State.isCurrentFp = !State.isCurrentFp;
Com.fpCamObject.SetActive(State.isCurrentFp);
Com.tpCamObject.SetActive(!State.isCurrentFp);
}
}
private void Update()
{
ShowCursorToggle();
CameraViewToggle();
SetValuesByKeyInput();
Rotate();
Move();
}
- 카메라 전환 키(기본 Tab)를 눌러 1인칭과 3인칭 카메라를 전환할 수 있도록 위처럼 작성한다.
점프 구현
캐릭터가 지상에 있는지, 공중에 있는지 여부를 항상 검사해야 한다.
MovementOption 클래스에 다음을 추가한다.
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[Tooltip("지면으로 체크할 레이어 설정")]
public LayerMask groundLayerMask = -1;
Raycast 대신 SphereCast를 통해 검사할 것이기 때문에, 반지름 정보가 필요하다.
캡슐 콜라이더를 사용하므로 이를 이용한다.
필드로 float _groundCheckRadius를 추가하고,
InitSettings() 메소드 하단에 아래처럼 추가로 작성한다.
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private float _groundCheckRadius;
private void InitSettings()
{
// .. codes
TryGetComponent(out CapsuleCollider cCol);
_groundCheckRadius = cCol ? cCol.radius : 0.1f;
}
그리고 지면으로부터의 거리를 검사하여 저장하기 위한
float _distFromGround 필드를 추가하고, 아래의 메소드를 작성한다.
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/// <summary> 땅으로부터의 거리 체크 </summary>
private void CheckDistanceFromGround()
{
Vector3 ro = transform.position + Vector3.up;
Vector3 rd = Vector3.down;
Ray ray = new Ray(ro, rd);
const float rayDist = 500f;
const float threshold = 0.01f;
bool cast =
Physics.SphereCast(ray, _groundCheckRadius, out var hit, rayDist, MoveOption.groundLayerMask);
_distFromGround = cast ? (hit.distance - 1f + _groundCheckRadius) : float.MaxValue;
State.isGrounded = _distFromGround <= _groundCheckRadius + threshold;
}
이제 캐릭터가 지면에 닿아있을 때만 점프하도록 Jump() 메소드를 작성하고,
Update()에서 호출하도록 한다.
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private void Jump()
{
if (!State.isGrounded) return;
if (Input.GetKeyDown(Key.jump))
{
Com.rBody.AddForce(Vector3.up * MoveOption.jumpForce, ForceMode.VelocityChange);
}
}
private void Update()
{
ShowCursorToggle();
CameraViewToggle();
SetValuesByKeyInput();
CheckDistanceFromGround();
Rotate();
Move();
Jump();
}
구현 결과
애니메이션 적용하기
각각의 행동에 맞는 애니메이션을 재생하기 위해 애니메이터 컨트롤러를 만들고, 애니메이션 클립을 통해 애니메이션 상태들을 만들어 서로 연결한다.
그러면 보통 이런 형태가 된다.
하지만 이동 애니메이션이 이동 방향에 따라 MoveForward, MoveLeft, MoveRight, MoveBackward 이렇게 나뉘어 있다면
이렇게 마법진을 만들 수 있다.
이런 트랜지션 지옥을 피하기 위해서는 애니메이션 블렌딩을 이용해야 한다.
애니메이션 블렌딩
애니메이션 파라미터 정의
애니메이션 블렌딩을 하기 전에, 애니메이터 내에서 사용할 파라미터들을 정의한다.
이름 | 타입 | 설명 |
---|---|---|
Move X | Float | 로컬 X축 방향 이동 속도 |
Move Z | Float | 로컬 Z축 방향 이동 속도 |
Dist Y | Float | 캐릭터와 지면 사이의 Y축 거리 |
Grounded | Bool | 캐릭터가 땅과 닿아 있는지 여부 |
Jump | Trigger | 점프 명령 |
그리고 스크립트에서 해당 파라미터 이름들을 변수로 지정할 수 있도록 이를 관리하는 클래스를 만든다.
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public class AnimatorOption
{
public string paramMoveX = "Move X";
public string paramMoveZ = "Move Z";
public string paramDistY = "Dist Y";
public string paramGrounded = "Grounded";
public string paramJump = "Jump";
}
public AnimatorOption AnimOption => _animatorOption;
[Space]
[SerializeField] private AnimatorOption _animatorOption = new AnimatorOption();
애니메이션 파라미터들을 전달하기 위한 메소드를 작성한다.
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// Lerp를 위한 변수들
private float _moveX;
private float _moveZ;
private void UpdateAnimationParams()
{
float x, z;
if (State.isCurrentFp)
{
x = _moveDir.x;
z = _moveDir.z;
if (State.isRunning)
{
x *= 2f;
z *= 2f;
}
}
else
{
x = 0f;
z = _moveDir.sqrMagnitude > 0f ? 1f : 0f;
if (State.isRunning)
{
z *= 2f;
}
}
// 보간
const float LerpSpeed = 0.05f;
_moveX = Mathf.Lerp(_moveX, x, LerpSpeed);
_moveZ = Mathf.Lerp(_moveZ, z, LerpSpeed);
Com.anim.SetFloat(AnimOption.paramMoveX, _moveX);
Com.anim.SetFloat(AnimOption.paramMoveZ, _moveZ);
Com.anim.SetFloat(AnimOption.paramDistY, _distFromGround);
Com.anim.SetBool(AnimOption.paramGrounded, State.isGrounded);
}
1인칭에서는 전후좌우 모두 이동하지만, 3인칭에서는 어차피 이동방향으로 항상 바라보므로 전방 이동 애니메이션만 적용하면 된다.
따라서 3인칭의 경우 Move Z에 이동 시 1, 정지 시 0을 전달하면 된다.
애니메이션은 각 파라미터에 의존하여 실행되므로, 0과 1만 전달하면 뚝뚝 끊기므로 Move X, Z는 Lerp 계산을 통해 부드럽게 보간하여 전달한다.
그리고 Update() 맨 아래에서 위의 메소드를 호출한다.
IDLE_MOVE 블렌드 트리 생성
애니메이터 컨트롤러에서 Create State - From New Blend Tree 를 통해 새로운 블렌드 트리를 만든다.
그리고 Idle 1개, Walk 4개(Front, Back, Left, Right), Run 4개 총 9개의 애니메이션을 준비한다.
각각의 Back 애니메이션이 존재하지 않을 경우, Front를 역재생하는 방식으로 사용할 수 있다.
2D Freeform Directional을 선택하여 아래처럼 블렌드 트리를 완성한다.
- 실행 결과
점프 애니메이션
정지 및 이동 애니메이션을 완성했으므로, 이제 점프 애니메이션도 적용해야 한다.
점프 애니메이션을 위한 고려사항들은 다음과 같다.
- 점프할 때 [정지 -> 점프] 까지 부드럽게 연결되는 애니메이션이 재생되어야 한다.
- 점프 이후, 착지하기 전까지 [최고점의 점프 애니메이션]이 반복 재생되어야 한다.
- 착지할 때 [점프 -> 정지] 까지 부드럽게 연결되는 애니메이션이 재생되어야 한다.
그리고 이에 적용할 수 있는 애니메이션 파라미터들은 다음과 같다.
- 점프하는 순간에 활성화시킬 Jump 트리거
- 캐릭터와 지면 사이의 높이값 Dist Y (Float)
- 캐릭터의 Y축 위치 상태를 나타내는 Grounded (Bool)
위의 요소들을 고려하여 애니메이션들을 준비한다.
-
1. Jump_Up
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2. Jump_Up_Loop
-
3. Jump_Down
JUMP_DOWN 블렌드 트리 생성
Jump_Up 애니메이션은 그대로 하나의 상태로 애니메이터에 넣는다.
Jump_Loop와 Jump_Down은 블렌드 트리로 묶고 1D로 설정, 파라미터는 Dist Y로 지정한다.
트랜지션 설정
트랜지션 | 조건 | Has Exit Time |
---|---|---|
IDLE_MOVE->JUMP_UP | Jump(Trigger) | false |
JUMP_UP->JUMP_DOWN | 없음 | true |
JUMP_DOWN->JUMP_UP | Jump(Trigger) | false |
JUMP_DOWN->IDLE_MOVE | Grounded == true | false |
실행 결과
- 평지에서의 점프
- 고지에서 점프 후 하강
의도대로 동작하며, 부드럽게 이어진다.
카메라 전환 시 시점 방향 유지하기
탭 키를 눌러 1인칭, 3인칭 카메라를 서로 전환할 경우
이렇게 각각의 카메라가 원래 향하고 있던 방향으로 돌아가서 보이게 된다.
카메라를 전환할 때 이전의 카메라가 보고 있던 방향을 전환 후 카메라가 바라볼 수 있게 하려고 한다.
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private void CameraViewToggle()
{
if (Input.GetKeyDown(Key.switchCamera))
{
State.isCurrentFp = !State.isCurrentFp;
Com.fpCamObject.SetActive(State.isCurrentFp);
Com.tpCamObject.SetActive(!State.isCurrentFp);
// TP -> FP
if (State.isCurrentFp)
{
Vector3 tpEulerAngle = Com.tpRig.localEulerAngles;
Com.fpRig.localEulerAngles = Vector3.right * tpEulerAngle.x;
Com.fpRoot.localEulerAngles = Vector3.up * tpEulerAngle.y;
}
// FP -> TP
else
{
Vector3 newRot = default;
newRot.x = Com.fpRig.localEulerAngles.x;
newRot.y = Com.fpRoot.localEulerAngles.y;
Com.tpRig.localEulerAngles = newRot;
}
}
}
CameraViewToggle() 메소드를 위와 같이 수정한다.
1인칭 시점에서는 fpRig 트랜스폼이 x 회전을, fpRoot 트랜스폼이 y 회전을 담당하고
3인칭 시점에서는 tpRig 트랜스폼이 x, y 회전을 모두 담당하므로
위처럼 나누어 전달한다.
실행 결과
카메라 전환 시 이전 카메라의 회전을 유지하는 것을 확인할 수 있다.
3인칭 카메라 줌 구현하기
3인칭 카메라 모드일 때만, 휠 입력을 받아서 카메라 줌 기능을 구현하려고 한다.
3인칭 카메라를 카메라가 바라보는 방향(transform.foward)으로 이동시키면 줌 인, 반대 방향으로 이동시키면 줌 아웃을 구현할 수 있다.
CameraOption 클래스에 다음처럼 필드를 작성한다.
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[Range(0f, 3.5f), Space, Tooltip("줌 확대 최대 거리")]
public float zoomInDistance = 3f;
[Range(0f, 5f), Tooltip("줌 축소 최대 거리")]
public float zoomOutDistance = 3f;
[Range(1f, 20f), Tooltip("줌 속도")]
public float zoomSpeed = 10f;
그리고 스크립트 내에 필드를 더 추가한다.
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/// <summary> TP 카메라 ~ Rig 초기 거리 </summary>
private float _tpCamZoomInitialDistance;
/// <summary> TP 카메라 휠 입력 값 </summary>
private float _tpCameraWheelInput = 0;
게임 시작 시 _tpCamZoomInitialDistance 필드에 TP Camera, TP Rig 사이의 거리를 측정하고 게임 내에서 해당 값을 기준으로 줌인/줌아웃 기능을 사용하게 된다.
InitSettings() 메소드 블록 내 최하단에 다음과 같이 작성하여 초기 줌 거리를 측정한다.
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_tpCamZoomInitialDistance = Vector3.Distance(Com.tpRig.position, Com.tpCamera.transform.position);
그리고 SetValuesByKeyInput() 메소드 하단에도 마찬가지로 다음 한줄을 추가하여 휠 입력값을 받아오도록 한다.
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_tpCameraWheelInput = Input.GetAxisRaw("Mouse ScrollWheel");
마지막으로 새로운 메소드를 작성하고, Update() 블록 내부 하단에서 호출해준다.
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private void TpCameraZoom()
{
if (State.isCurrentFp) return; // TP 카메라만 가능
if (_tpCameraWheelInput == 0f) return; // 휠 입력 있어야 가능
Transform tpCamTr = Com.tpCamera.transform;
Transform tpCamRig = Com.tpRig;
float zoom = Time.deltaTime * CamOption.zoomSpeed;
float currentCamToRigDist = Vector3.Distance(tpCamTr.position, tpCamRig.position);
Vector3 move = Vector3.forward * zoom;
// Zoom In
if (_tpCameraWheelInput > 0.01f)
{
if (_tpCamZoomInitialDistance - currentCamToRigDist < CamOption.zoomInDistance)
{
tpCamTr.Translate(move, Space.Self);
}
}
// Zoom Out
else if (_tpCameraWheelInput < -0.01f)
{
if (currentCamToRigDist - _tpCamZoomInitialDistance < CamOption.zoomOutDistance)
{
tpCamTr.Translate(-move, Space.Self);
}
}
}
추가 : 부드러운 줌 구현하기
Lerp를 이용하여 부드러운 줌을 구현할 수 있다.
우선 CameraOption 클래스에 다음 필드를 추가한다.
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[Range(0.01f, 0.5f), Tooltip("줌 가속")]
public float zoomAccel = 0.1f;
zoomAccel 값이 작을수록 줌이 부드럽게 연결되고, 더 오래 지속된다. 반대로 이 값이 클수록 줌이 더 빨라진다.
그리고 SetValuesByKeyInput() 메소드 하단의 줌 입력받는 문장을
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_tpCameraWheelInput = Input.GetAxisRaw("Mouse ScrollWheel");
_currentWheel = Mathf.Lerp(_currentWheel, _tpCameraWheelInput, CamOption.zoomAccel);
이렇게 수정하고,
TpCameraZoom() 메소드를
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private void TpCameraZoom()
{
if (State.isCurrentFp) return; // TP 카메라만 가능
if (Mathf.Abs(_currentWheel) < 0.01f) return; // 휠 입력 있어야 가능
Transform tpCamTr = Com.tpCamera.transform;
Transform tpCamRig = Com.tpRig;
float zoom = Time.deltaTime * CamOption.zoomSpeed;
float currentCamToRigDist = Vector3.Distance(tpCamTr.position, tpCamRig.position);
Vector3 move = Vector3.forward * zoom * _currentWheel * 10f;
// Zoom In
if (_currentWheel > 0.01f)
{
if (_tpCamZoomInitialDistance - currentCamToRigDist < CamOption.zoomInDistance)
{
tpCamTr.Translate(move, Space.Self);
}
}
// Zoom Out
else if (_currentWheel < -0.01f)
{
if (currentCamToRigDist - _tpCamZoomInitialDistance < CamOption.zoomOutDistance)
{
tpCamTr.Translate(move, Space.Self);
}
}
}
이렇게 수정해준다.
실행 결과
점프 버그 수정하기
(깨알팁) Time.deltaTime 캐싱하기
이 스크립트에서는 Time.deltaTime을 여러 번 사용하므로, 매 Update마다 필드에 저장하여 공통으로 사용하도록 한다.
성능 상 이득을 얻을 수 있다.
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private float _deltaTime;
private void Update()
{
_deltaTime = Time.deltaTime;
// ...
}
다중 점프 버그
지형을 이용하면 순간적으로 점프 입력키를 빠르게 연타하여 한 번에 많이 점프할 수 있다.
이를 고치기 위해서는 점프에 짧은 쿨타임을 부여하면 된다.
MovementOption 클래스 내에 점프 쿨타임을 지정할 필드를 만들어준다.
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[Range(0.0f, 2.0f), Tooltip("점프 쿨타임")]
public float jumpCooldown = 1.0f;
그리고 현재 스크립트에 점프 쿨타임 지속시간을 기억할 필드를 추가한다.
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private float _currentJumpCooldown;
Jump() 메소드를 다음처럼 수정한다.
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private void Jump()
{
if (!State.isGrounded) return;
if (_currentJumpCooldown > 0f) return; // 점프 쿨타임
if (Input.GetKeyDown(Key.jump))
{
Debug.Log("JUMP");
// 하강 중 점프 시 속도가 합산되지 않도록 속도 초기화
Com.rBody.velocity = Vector3.zero;
Com.rBody.AddForce(Vector3.up * MoveOption.jumpForce, ForceMode.VelocityChange);
// 애니메이션 점프 트리거
Com.anim.SetTrigger(AnimOption.paramJump);
// 쿨타임 초기화
_currentJumpCooldown = MoveOption.jumpCooldown;
}
}
점프 쿨타임에 걸려 있으면 점프가 불가능하도록 해주었고,
점프할 때 다시 쿨타임이 시작되록 하였다.
그리고 하강 중 점프할 때 점프가 제대로 되지 않는 버그도 추가로 수정해주었다.
이제 실시간으로 쿨타임을 계산해줄 메소드를 만들고, Update()에서 호출하도록 한다.
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private void UpdateCurrentValues()
{
if(_currentJumpCooldown > 0f)
_currentJumpCooldown -= _deltaTime;
}
private void Update()
{
// ...
UpdateCurrentValues();
}
결과
이제 올바르게 점프할 수 있다.
이동 스크립트 분리하기
이동 기능은 Transform, Rigidbody, Character Controller, … 등등 여러가지 방법으로 다양하게 구현할 수 있으며, 간단하게 구현할 수도, 아주 복잡하고 섬세하게 구현할 수도 있다.
이를 대비하여 이동 기능을 완전히 분리하여 다른 스크립트에 작성하고, 해당 스크립트(컴포넌트)에는 이동 명령 시 월드 이동 벡터, 점프 시 점프 여부만 간단히 전달하도록 캐릭터 메인 컨트롤러 스크립트를 수정한다.
그리고 월드 이동 벡터는 Y 값은 0으로 두고 XZ 값만 전달해야 하는데, 현재로서는 3인칭의 경우 상하 및 좌우 회전이 통합되어 있으므로 정확한 값을 전달할 수 없다.
따라서 하이라키 구조를 변경하고 회전 기능도 수정하였으며, 다음 포스팅에서 물리 기반 이동을 구현한다.
Source Code
CharacterMainController.cs
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501
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
// 날짜 : 2021-02-12 PM 7:45:19
// 작성자 : Rito
namespace Rito.CharacterControl
{
public class CharacterMainController : MonoBehaviour
{
/*
[하이라키 구조]
Character Root [ CharacterMainController, Movement3D, Rigidbody, Capsule Collider ]
ㄴTP Root [ Pos(0, 1, 0) , Rot(0, 0, 0) ]
ㄴTP Rig [ Pos(0, 0, 0) , Rot(0, 45, 0) ]
ㄴTP Cam [ Pos(0, 0, -4) , Rot(0, 0, 0), Camera Component ]
ㄴWalker [ Pos(0, 1, 0) , Rot(0, 0, 0) ]
ㄴFP Rig [ Pos(0, 1.3, 0.2) , Rot(0, 0, 0) ]
ㄴFP Cam [ Pos(0, 1.3, 0.2) , Rot(0, 0, 0), Camera Component ]
ㄴModel Root
*/
/***********************************************************************
* Definitions
***********************************************************************/
#region .
public enum CameraType { FpCamera, TpCamera };
[Serializable]
public class Components
{
public Camera tpCamera;
public Camera fpCamera;
[HideInInspector] public Transform tpRoot;
[HideInInspector] public Transform tpRig;
[HideInInspector] public Transform walker;
[HideInInspector] public Transform fpRig;
[HideInInspector] public GameObject tpCamObject;
[HideInInspector] public GameObject fpCamObject;
[HideInInspector] public Animator anim;
[HideInInspector] public IMovement3D movement3D;
}
[Serializable]
public class KeyOption
{
public KeyCode moveForward = KeyCode.W;
public KeyCode moveBackward = KeyCode.S;
public KeyCode moveLeft = KeyCode.A;
public KeyCode moveRight = KeyCode.D;
public KeyCode run = KeyCode.LeftShift;
public KeyCode jump = KeyCode.Space;
public KeyCode switchCamera = KeyCode.Tab;
public KeyCode showCursor = KeyCode.LeftAlt;
}
[Serializable]
public class CameraOption
{
[Tooltip("게임 시작 시 카메라")]
public CameraType initialCamera;
[Range(1f, 10f), Tooltip("카메라 상하좌우 회전 속도")]
public float rotationSpeed = 2f;
[Range(-90f, 0f), Tooltip("올려다보기 제한 각도")]
public float lookUpDegree = -60f;
[Range(0f, 75f), Tooltip("내려다보기 제한 각도")]
public float lookDownDegree = 75f;
[Range(0f, 3.5f), Space, Tooltip("줌 확대 최대 거리")]
public float zoomInDistance = 3f;
[Range(0f, 5f), Tooltip("줌 축소 최대 거리")]
public float zoomOutDistance = 3f;
[Range(1f, 30f), Tooltip("줌 속도")]
public float zoomSpeed = 20f;
[Range(0.01f, 0.5f), Tooltip("줌 가속")]
public float zoomAccel = 0.1f;
}
[Serializable]
public class AnimatorOption
{
public string paramMoveX = "Move X";
public string paramMoveZ = "Move Z";
public string paramDistY = "Dist Y";
public string paramGrounded = "Grounded";
public string paramJump = "Jump";
}
[Serializable]
public class CharacterState
{
public bool isCurrentFp;
public bool isMoving;
public bool isRunning;
public bool isGrounded;
public bool isCursorActive;
}
#endregion
/***********************************************************************
* Fields, Properties
***********************************************************************/
#region .
public Components Com => _components;
public KeyOption Key => _keyOption;
public CameraOption CamOption => _cameraOption;
public AnimatorOption AnimOption => _animatorOption;
public CharacterState State => _state;
[SerializeField] private Components _components = new Components();
[Space, SerializeField] private KeyOption _keyOption = new KeyOption();
[Space, SerializeField] private CameraOption _cameraOption = new CameraOption();
[Space, SerializeField] private AnimatorOption _animatorOption = new AnimatorOption();
[Space, SerializeField] private CharacterState _state = new CharacterState();
/// <summary> Time.deltaTime 항상 저장 </summary>
private float _deltaTime;
/// <summary> 마우스 움직임을 통해 얻는 회전 값 </summary>
private Vector2 _rotation;
[SerializeField]
private float _distFromGround;
// Animation Params
private float _moveX;
private float _moveZ;
/// <summary> TP 카메라 ~ Rig 초기 거리 </summary>
private float _tpCamZoomInitialDistance;
/// <summary> TP 카메라 휠 입력 값 </summary>
private float _tpCameraWheelInput = 0;
/// <summary> 선형보간된 현재 휠 입력 값 </summary>
private float _currentWheel;
// Current Movement Variables
/// <summary> 키보드 WASD 입력으로 얻는 로컬 이동 벡터 </summary>
[SerializeField]
private Vector3 _moveDir;
/// <summary> 월드 이동 벡터 </summary>
[SerializeField]
private Vector3 _worldMoveDir;
#endregion
/***********************************************************************
* Unity Events
***********************************************************************/
#region .
private void Start()
{
InitComponents();
InitSettings();
}
private void Update()
{
_deltaTime = Time.deltaTime;
// 1. Check, Key Input
ShowCursorToggle();
CameraViewToggle();
SetValuesByKeyInput();
// 2. Behaviors, Camera Actions
Rotate();
TpCameraZoom();
// 3. Updates
CheckGroundDistance();
UpdateAnimationParams();
}
#endregion
/***********************************************************************
* Init Methods
***********************************************************************/
#region .
private void InitComponents()
{
LogNotInitializedComponentError(Com.tpCamera, "TP Camera");
LogNotInitializedComponentError(Com.fpCamera, "FP Camera");
Com.anim = GetComponentInChildren<Animator>();
Com.tpCamObject = Com.tpCamera.gameObject;
Com.tpRig = Com.tpCamera.transform.parent;
Com.tpRoot = Com.tpRig.parent;
Com.fpCamObject = Com.fpCamera.gameObject;
Com.fpRig = Com.fpCamera.transform.parent;
Com.walker = Com.fpRig.parent;
TryGetComponent(out Com.movement3D);
//if(Com.movement3D == null)
// Com.movement3D = gameObject.AddComponent<PhysicsBasedMovement>();
//Com.pbMove = gameObject.AddComponent<Test.PBMove2>();
}
private void InitSettings()
{
// 모든 카메라 게임오브젝트 비활성화
var allCams = FindObjectsOfType<Camera>();
foreach (var cam in allCams)
{
cam.gameObject.SetActive(false);
}
// 설정한 카메라 하나만 활성화
State.isCurrentFp = (CamOption.initialCamera == CameraType.FpCamera);
Com.fpCamObject.SetActive(State.isCurrentFp);
Com.tpCamObject.SetActive(!State.isCurrentFp);
// Zoom
_tpCamZoomInitialDistance = Vector3.Distance(Com.tpRig.position, Com.tpCamera.transform.position);
}
#endregion
/***********************************************************************
* Check Methods
***********************************************************************/
#region .
private void LogNotInitializedComponentError<T>(T component, string componentName) where T : Component
{
if(component == null)
Debug.LogError($"{componentName} 컴포넌트를 인스펙터에 넣어주세요");
}
#endregion
/***********************************************************************
* Methods
***********************************************************************/
#region .
/// <summary> 키보드 입력을 통해 필드 초기화 </summary>
private void SetValuesByKeyInput()
{
float h = 0f, v = 0f;
if (Input.GetKey(Key.moveForward)) v += 1.0f;
if (Input.GetKey(Key.moveBackward)) v -= 1.0f;
if (Input.GetKey(Key.moveLeft)) h -= 1.0f;
if (Input.GetKey(Key.moveRight)) h += 1.0f;
// Move, Rotate
SendMoveInfo(h, v);
_rotation = new Vector2(Input.GetAxisRaw("Mouse X"), -Input.GetAxisRaw("Mouse Y"));
State.isMoving = h != 0 || v != 0;
State.isRunning = Input.GetKey(Key.run);
// Jump
if (Input.GetKeyDown(Key.jump))
{
Jump();
}
// Wheel
_tpCameraWheelInput = Input.GetAxisRaw("Mouse ScrollWheel");
_currentWheel = Mathf.Lerp(_currentWheel, _tpCameraWheelInput, CamOption.zoomAccel);
}
private void Rotate()
{
Transform root, rig;
// 1인칭
if (State.isCurrentFp)
{
root = Com.walker;
rig = Com.fpRig;
}
// 3인칭
else
{
root = Com.tpRoot;
rig = Com.tpRig;
RotateWalker(); // 3인칭일 경우 Walker를 이동방향으로 회전
}
if(State.isCursorActive) return;
// 회전 ==========================================================
float deltaCoef = _deltaTime * 50f;
// 상하 : Rig 회전
float xRotPrev = rig.localEulerAngles.x;
float xRotNext = xRotPrev + _rotation.y
* CamOption.rotationSpeed * deltaCoef;
if (xRotNext > 180f)
xRotNext -= 360f;
// 좌우 : Root 회전
float yRotPrev = root.localEulerAngles.y;
float yRotNext =
yRotPrev + _rotation.x
* CamOption.rotationSpeed * deltaCoef;
// 상하 회전 가능 여부
bool xRotatable =
CamOption.lookUpDegree < xRotNext &&
CamOption.lookDownDegree > xRotNext;
// Rig 상하 회전 적용
rig.localEulerAngles = Vector3.right * (xRotatable ? xRotNext : xRotPrev);
// Root 좌우 회전 적용
root.localEulerAngles = Vector3.up * yRotNext;
}
/// <summary> 3인칭일 경우 Walker 회전 </summary>
private void RotateWalker()
{
if(State.isMoving == false) return;
Vector3 dir = Com.tpRig.TransformDirection(_moveDir);
float currentY = Com.walker.localEulerAngles.y;
float nextY = Quaternion.LookRotation(dir, Vector3.up).eulerAngles.y;
if (nextY - currentY > 180f) nextY -= 360f;
else if (currentY - nextY > 180f) nextY += 360f;
Com.walker.eulerAngles = Vector3.up * Mathf.Lerp(currentY, nextY, 0.1f);
}
private void ShowCursorToggle()
{
if (Input.GetKeyDown(Key.showCursor))
State.isCursorActive = !State.isCursorActive;
ShowCursor(State.isCursorActive);
}
private void ShowCursor(bool value)
{
Cursor.visible = value;
Cursor.lockState = value ? CursorLockMode.None : CursorLockMode.Locked;
}
private void CameraViewToggle()
{
if (Input.GetKeyDown(Key.switchCamera))
{
State.isCurrentFp = !State.isCurrentFp;
Com.fpCamObject.SetActive(State.isCurrentFp);
Com.tpCamObject.SetActive(!State.isCurrentFp);
// TP -> FP
if (State.isCurrentFp)
{
Com.walker.localEulerAngles = Vector3.up * Com.tpRoot.localEulerAngles.y;
Com.fpRig.localEulerAngles = Vector3.right * Com.tpRig.localEulerAngles.x;
}
// FP -> TP
else
{
Com.tpRoot.localEulerAngles = Vector3.up * Com.walker.localEulerAngles.y;
Com.tpRig.localEulerAngles = Vector3.right * Com.fpRig.localEulerAngles.x;
}
}
}
private void TpCameraZoom()
{
if (State.isCurrentFp) return; // TP 카메라만 가능
if (Mathf.Abs(_currentWheel) < 0.01f) return; // 휠 입력 있어야 가능
Transform tpCamTr = Com.tpCamera.transform;
Transform tpCamRig = Com.tpRig;
float zoom = _deltaTime * CamOption.zoomSpeed;
float currentCamToRigDist = Vector3.Distance(tpCamTr.position, tpCamRig.position);
Vector3 move = Vector3.forward * zoom * _currentWheel * 10f;
// Zoom In
if (_currentWheel > 0.01f)
{
if (_tpCamZoomInitialDistance - currentCamToRigDist < CamOption.zoomInDistance)
{
tpCamTr.Translate(move, Space.Self);
}
}
// Zoom Out
else if (_currentWheel < -0.01f)
{
if (currentCamToRigDist - _tpCamZoomInitialDistance < CamOption.zoomOutDistance)
{
tpCamTr.Translate(move, Space.Self);
}
}
}
private void UpdateAnimationParams()
{
float x, z;
if (State.isCurrentFp)
{
x = _moveDir.x;
z = _moveDir.z;
if (State.isRunning)
{
x *= 2f;
z *= 2f;
}
}
else
{
x = 0f;
z = _moveDir.sqrMagnitude > 0f ? 1f : 0f;
if (State.isRunning)
{
z *= 2f;
}
}
// 보간
const float LerpSpeed = 0.05f;
_moveX = Mathf.Lerp(_moveX, x, LerpSpeed);
_moveZ = Mathf.Lerp(_moveZ, z, LerpSpeed);
Com.anim.SetFloat(AnimOption.paramMoveX, _moveX);
Com.anim.SetFloat(AnimOption.paramMoveZ, _moveZ);
Com.anim.SetFloat(AnimOption.paramDistY, _distFromGround);
Com.anim.SetBool(AnimOption.paramGrounded, State.isGrounded);
}
#endregion
/***********************************************************************
* Movement Methods
***********************************************************************/
#region .
/// <summary> 땅으로부터의 거리 체크 - 애니메이터 전달용 </summary>
private void CheckGroundDistance()
{
_distFromGround = Com.movement3D.GetDistanceFromGround();
State.isGrounded = Com.movement3D.IsGrounded();
}
private void SendMoveInfo(float horizontal, float vertical)
{
_moveDir = new Vector3(horizontal, 0f, vertical).normalized;
if (State.isCurrentFp)
{
_worldMoveDir = Com.walker.TransformDirection(_moveDir);
}
else
{
_worldMoveDir = Com.tpRoot.TransformDirection(_moveDir);
}
Com.movement3D.SetMovement(_worldMoveDir, State.isRunning);
}
private void Jump()
{
bool jumpSucceeded = Com.movement3D.SetJump();
if (jumpSucceeded)
{
// 애니메이션 점프 트리거
Com.anim.SetTrigger(AnimOption.paramJump);
Debug.Log("JUMP");
}
}
#endregion
/***********************************************************************
* Public Methods
***********************************************************************/
#region .
public void KnockBack(in Vector3 force, float time)
{
Com.movement3D.KnockBack(force, time);
}
#endregion
}
}