Unity 숙련 주차 - Survival 게임 낮과 밤 구현하기

Amberjack·2024년 2월 2일

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👨‍🏫 AnimationCurve

AnimationCurve는 Unity에서 애니메이션의 키프레임(Keyframe)을 사용하여 값을 보간(interpolate)하는데 사용되는 클래스이다. 이 클래스를 사용하여 시간에 따라 값을 부드럽게 변화시키는 커브를 정의하고, 이를 기반으로 애니메이션을 만들 수 있다.

Unity Documentation : https://docs.unity3d.com/kr/2021.3/Manual/animeditor-AnimationCurves.html

보간(interpolate)

두 점을 연결하는 방법을 보간이라 한다. 두 데이터의 사이를 잇는 방법이라고 생각하면 편하다.

AnimationCurve 클래스의 기본적인 구성 요소는 다음과 같다.

키프레임(Keyframe): 시간에 따른 값을 정의하는 점을 의미. 키프레임은 시간(t)과 해당 시간에 대응하는 값(value)으로 이루어짐.
보간 방식(Interpolation Mode): 인접한 키프레임 사이의 값을 보간하는 방법을 지정한다. 기본적으로는 Cubic Bezier 보간이 사용되며, 선형, 스텝, 등 다양한 보간 방식을 선택할 수 있다.

AnimationCurve 사용법

주요한 AnimationCurve 메서드 및 사용법은 다음과 같다.

AddKey : 새로운 키 프레임을 추가한다.

using UnityEngine;

public class ExampleScript : MonoBehaviour
{
    private AnimationCurve curve;

    private void Start()
    {
        // 새로운 AnimationCurve 생성
        curve = new AnimationCurve();

        // 키프레임 추가 (시간, 값)
        curve.AddKey(0f, 0f);
        curve.AddKey(1f, 1f);
    }

    private void Update()
    {
        // 시간에 따라 값을 보간하여 출력
        float time = Time.time;
        float value = curve.Evaluate(time);
        Debug.Log("Time: " + time + ", Value: " + value);
    }
}

Evaluate : 특정 시간에 해당하는 값을 보간하여 반환한다.
keys : 키프레임의 배열을 가져온다. 이를 통해 키프레임들을 추가, 수정, 삭제할 수 있다.

AnimationCurve 는 주로 애니메이션 시간에 따른 값을 정의하는데 사용되며, 특히 더 복잡한 애니메이션을 제어하기 위해 사용되는 경우가 많다. 예를 들어, 오브젝트의 움직임, 크기 조정, 회전 등에 대한 애니메이션을 정의하거나, 재미있는 게임 요소들에 활용할 수 있다.

🔅 낮과 밤 구현하기

빈 오브젝트를 생성하고 _DayNightCycle라고 이름을 변경한다.
이후, _DayNightCycle 밑에 DirectionalLight를 Sun으로 이름을 변경한 뒤 넣어준다.

이후 Sun을 복제하여 Moon으로 이름을 변경해주고 SetActive를 False로 변경해둔다.

이후 Moon을 다음과 같이 수정해준다.

Intensity : 빛의 강도. 0.2로 변경해준다.

Realtime Shadows → Strength : 그림자가 지는 정도. 우리는 저녁이기 때문에 그림자가 지는 정도를 약하게 할 것이다. 0.5로 변경한다.

색상은 푸르스름한 계열로 변경해준다.

확인해보기

Sun과는 다르게 많이 어두워진 것을 확인할 수 있다.

DayNightCycle.cs 작성하기

Environments 밑에 DayNightCycle.cs를 생성한다.

public class DayNightCycle : MonoBehaviour
{
    // Slider로 값을 조절하기 위해 Range를 정해준다.
    [Range(0.0f, 1.0f)]
    public float time;
    public float fullDayLength;     // 하루의 길이
    public float startTime = 0.4f;
    private float timeRate;
    public Vector3 noon;    // 자정의 각도

    [Header("Sun")]
    public Light sun;
    public Gradient sunColor;   // 그라데이션
    public AnimationCurve sunIntensity;  // AnimationCurve를 통해 그래프를 생성할 수 있다. 해당 그래프에서 원하는 값들을 Time 값을 통해 꺼내올 수 있다.

    [Header("Moon")]
    public Light moon;
    public Gradient moonColor;   // 그라데이션
    public AnimationCurve moonIntensity;  // AnimationCurve를 통해 그래프를 생성할 수 있다. 해당 그래프에서 원하는 값들을 Time 값을 통해 꺼내올 수 있다.

    [Header("Other Lighting")]
    public AnimationCurve lightingIntensityMultiplier;      // 풍경광
    public AnimationCurve reflectionIntensityMultiplier;    // 반사광

    private void Start()
    {
        timeRate = 1.0f / fullDayLength;
        time = startTime;
    }

    private void Update()
    {
        // time을 계속해서 증가시켜주는 데, time을 퍼센테이지로 사용하기 위해 1.0f의 나머지 연산을 해준다.
        time = (time + timeRate * Time.deltaTime) % 1.0f;

        UpdateLighting(sun, sunColor, sunIntensity);
        UpdateLighting(moon, moonColor, moonIntensity);

        // Sun과 Moon의 빛의 차이가 얼마 없는 것을 수정하는 코드
        // ambientIntensity : 풍경광.
        // reflectionIntensity : 반사광.
        // 시간에 따라 풍경광과 반사광을 변화시켜 낮과 밤의 밝기 차이를 최대화
        RenderSettings.ambientIntensity = lightingIntensityMultiplier.Evaluate(time);
        RenderSettings.reflectionIntensity = reflectionIntensityMultiplier.Evaluate(time);
    }

    private void UpdateLighting(Light lightSource, Gradient colorGradient, AnimationCurve intensityCurve)
    {
        lightSource.transform.eulerAngles = (time - (lightSource == sun ? 0.25f : 0.75f)) * noon * 4.0f;
        lightSource.color = colorGradient.Evaluate(time);
        lightSource.intensity = intensity;

        GameObject go = lightSource.gameObject;
        if (lightSource.intensity == 0 && go.activeInHierarchy) go.SetActive(false);
        else if (lightSource.intensity > 0 && !go.activeInHierarchy) go.SetActive(true);
    }
}

UpdateLighting에 대한 추가 설명

UpdateLighting 메서드에
lightSource.transform.eulerAngles = (time - (lightSource == sun ? 0.25f : 0.75f)) * noon * 4.0f; 라는 코드가 있다.
이 코드는 현재 lightSource의 transform의 eulerAngles를 변경하는 코드이다.
전체 게임을 360도인 원으로 생각을 해보자. 그러면 정오와 자정을 기준으로 4분할을 할 수 있다.

이 때, noon은 정오이기 때문에, 결국 noon의 각도는 90도가 된다.
따라서 noon * 4.0f는 전체 360도를 의미하게 된다.

다음으로 (time - (lightSource == sun ? 0.25f : 0.75f)) 에 대해 생각해보자.
lightSource가 sun인지 판별을 해서 sun일 경우 0.25f라는 값을 넘겨준다. 이 0.25f는 전체 시간 1.0f의 1 / 4 지점이다. 결국 게임 상에서 정오일 때가 시간으로 0.25f임을 알려주는 것이다. 반대로 0.75f일 경우는 자정이라는 것을 알 수 있다.

결국 lightSource.transform.eulerAngles = (time - (lightSource == sun ? 0.25f : 0.75f)) * noon * 4.0f; 라는 코드는
(time - 낮 시간 (혹은 밤 시간)) * noon * 4.0f; 로 정리할 수 있다.

결국 해당 코드는 시간에 따른 lightSource의 현재 위치를 계산하기 위한 코드이다.

예를 들어 현재 시간이 태양이 뜨고 정오가 되기 전 시간이라면 태양의 위치는 위의 그림에서 4 사분면에 위치한다는 것을 생각할 수 있다.