XR 플밍 - 9. UnityEngine3D 응용 프로그래밍 - 미니 프로젝트 - TPS 게임 기초 / GetComponent 우회, InputSystem, Particle (5/19)

이형원·2025년 5월 19일

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1. GetComponent 우회 방법

일전의 총을 쏘고, 적에게 데미지를 계산하는 방식을 다음과 같이 가져왔었다.

private IDamageable RayShoot()
    {
        Ray ray = new Ray(_camera.transform.position, _camera.transform.forward);
        RaycastHit hit;
        
        if (Physics.Raycast(ray, out hit, _attackRange, _targetLayer))
        {
            return hit.transform.GetComponent<IDamageable>();
        }

        return null;
	}

하지만 이와 같은 방식으로 총을 쏠 때마다 GetComponent를 하면 메모리적으로 부담이 될 수밖에 없다.
이를 우회할 수 있는 방법이 있을까?

이를 우회하기 위한 방법을 한 번 생각해보자.

1.1 ReferenceRegistry

딕셔너리와 키를 이용한 방식으로 게임오브젝트를 가져온다.
이 기능은 Util로 사용될 기능이므로 MonoBehaviour가 붙지 않는다.

using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public static class ReferenceRegistry
{
    private static Dictionary<GameObject, ReferenceProvider> _providers = new();

    public static void Register(ReferenceProvider referenceProvider)
    {
        if (_providers.ContainsKey(referenceProvider.gameObject)) return;

        _providers.Add(referenceProvider.gameObject, referenceProvider);
    }

    public static void Unregister(ReferenceProvider referenceProvider)
    {
        if(!_providers.ContainsKey(referenceProvider.gameObject)) return;

        _providers.Remove(referenceProvider.gameObject);
    }
    
    public static void Clear()
    {
        _providers.Clear();
    }

    public static ReferenceProvider GetProvider(GameObject gameObject)
    {
        if (!_providers.ContainsKey(gameObject)) return null;

        return _providers[gameObject];
    }
}

1.2 ReferenceProvider

가져온 게임 오브젝트의 컴포넌트를 가져온다.
이때 ReferenceProvider를 한 오브젝트에 컴포넌트가 두 개 이상 배치되지 않도록 [DisallowMultipleComponent] 요소를 추가한다.

using UnityEngine;

[DisallowMultipleComponent]
public class ReferenceProvider : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Component _component;

    private void Awake() => ReferenceRegistry.Register(this);

    private void OnDestroy() => ReferenceRegistry.Unregister(this);

    public T GetAs<T>() where T : Component
    {
        return _component as T;
    }
}

해당 기능을 추가했을 경우 아래와 같이 한 오브젝트에서 컴포넌트가 두 개 이상 들어갈 수 있는 실수를 막아준다.

1.3 플레이어의 몬스터 공격 데미지 반영

이와 같이 Util 기능을 만든 뒤에 어떻게 사용하는지 알아보자.

가져와야 하는 컴포넌트를 가진 오브젝트에 ReferenceProvider를 추가하고, 해당 함수가 들어 있는 컴포넌트를 참조한다.
해당 함수를 가져오는 클래스에서 ReferenceRegistry로 컴포넌트를 가져오고, 캐스팅을 통해 정보를 가져온다.

데미지를 주는 Gun 부분의 코드를 아래와 같이 수정하였다.

private IDamageable RayShoot(out RaycastHit hitTarget)
{
    Ray ray = new Ray(_camera.transform.position, _camera.transform.forward);
    RaycastHit hit;
    
    if (Physics.Raycast(ray, out hit, _attackRange, _targetLayer))
    {
        hitTarget = hit;
        if (hit.collider.gameObject.layer == LayerMask.NameToLayer("Monster"))
        {
            return ReferenceRegistry.GetProvider(hit.collider.gameObject).GetAs<NormalMonster>() as IDamageable;
        }
    }
    hitTarget = hit;
    return null;
}

다만 이와 같은 방법은 Dictionary로 구현되어 있으니 여러 컴포넌트의 정보가 필요하면 배열로 선언해도 되지 않겠냐고 할 수도 있겠지만, 개수가 많아질 경우 결국 GetComponent와 성능적 차이가 별로 없게 될 수도 있으니 유의하도록 하자.

1.4 몬스터의 플레이어 공격 데미지

위와 같이 플레이어의 데미지를 반영했으니, 이제 몬스터의 플레이어로의 데미지도 해당 내용을 반영할 차례이다.
처음에 몬스터의 데미지 계산을 아래와 같이 했었다.

if (_attackTime <= 1.77 && _attackTime >= 1.75 && other != null && other.CompareTag("Player"))
{
	other.GetComponent<IDamageable>().TakeDamage(_monsterDamage);
}

플레이어에게 PlayerController 컴포넌트를 가져올 수 있게 하고 아래와 같이 함수를 수정하면 된다.

if (_attackTime <= 1.77 && _attackTime >= 1.75 && other != null && other.CompareTag("Player"))
{
	IDamageable playerAttack = ReferenceRegistry.GetProvider(other.gameObject).GetAs<PlayerController>() as IDamageable;
	playerAttack.TakeDamage(_monsterDamage);
}

2. InputSystem

우리는 이전까지의 작업물에서 Input Manager로 이동을 구현하는 방법을 기본으로 사용해왔지만, InputSystem이란 기능을 통해서 다양한 입력장치를 통한 유연한 키 입력을 구현할 수 있다.

가령 게임 중에 키 설정을 바꿀 수 있는 시스템이 있다든지, 키보드, 게임패드 등 다양한 입력장치로 게임을 플레이할 수 있는 기능을 제공해 주는 시스템이다.
해당 내용은 유니티 공식의 유니티 워크플로에도 해당 내용 및 예시가 자세하게 적혀 있어 나중에 참고삼아 공부해 볼 가치가 있어 보인다.

유니티 워크플로 - InputSystem
https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.inputsystem@1.14/manual/Workflows.html

그러면 유니티 InputSystem을 사용하기 위해 패키지 매니저로 다운 받는 과정부터 살펴보자.

유니티 InputSystem은 이와 같이 유니티 자체에 추가적으로 설치할 수 있는 패키지이다. InputSystem을 Install한 후에 Project에서 Input Action을 만들어보자.

그러면 이렇게 생긴 아이콘이 생기고, 여기에서 유니티 InputSystem을 세팅할 수 있다.

해당 아이콘을 더블클릭하면 InputSystem 세팅 창이 나온다.

Auto-Save를 켜 놓고 작업해야 하며, 작동하고 있는지 확인하고 나서 Control Scheme을 추가한다.

1.1 세부 세팅

컨트롤러 세팅

기본적으로 Keybooard + Mouse 사용 방식과 Gamepad 사용 방식 두 가지를 지원하기 위해 세팅했다.

행동 정의와 키세팅

기본적으로 모든 키에 대한 세팅이 완료되어야 정상 작동한다. 필자는 집에 있던 PlayStation 컨트롤러를 연결해서 작업했기 때문에 그에 맞춰서 테스트를 진행했다.

세부 세팅은 아래와 같은 것들이 있다.

Value : 지속적인 값 추적이 필요한 경우 사용 - ex) 이동 방향키, 카메라 마우스 회전 등
Button : 이전 상태를 확인하지 않고 행동을 수행하는 경우 - 버튼을 누르고 특정 반응 나오게 함 - ex) 공격 등
PassThrough : 바인딩된 컨트롤을 변경하면 해당 컨트롤 값으로 콜백이 트리거됨, 액션 집합의 모든 입력을 처리하려는 경우 유용

입력받을 수 있는 유형이 다양하므로 상황에 맞춰서 쓰도록 한다.

Interaction 도 옵션을 추가하여 원하는 옵션을 만들 수도 있다.
ex) Multi Tap으로 더블 클릭 시의 행동도 표시할 수 있음

키세팅에서 이와 같이 여러가지 세팅을 할 수 있으며, 상황에 따라 적절하게 골라서 세팅하면 된다.

1.2 코드로 연결

위와 같이 세팅을 맞춘 후 코드로 연결해주어야 한다. InputSystem을 코드 상으로 연결하기 위해서는 이와 같이 해야 한다.

using UnityEngine.InputSystem; 선언
InputAction 변수로 선언 혹은 함수의 입력값을 InputValue로 받아 값을 가져오는 것.

위의 방법으로 플레이어의 Move와 Rotate(카메라 이동), Aim과 Shoot을 반영해보자.

Move, Rotate

using UnityEngine;
using UnityEngine.InputSystem;

public class PlayerMovement : MonoBehaviour
{
	...

    public Vector2 InputDirection { get; private set; }
    public Vector2 MouseDirection { get; private set; }
    
	...

    public Vector3 GetMoveDirection()
    {
        Vector3 direction =
            (transform.right * InputDirection.x) +
            (transform.forward * InputDirection.y);

        return direction.normalized;
    }  

    public void OnMove(InputValue value)
    {
        InputDirection = value.Get<Vector2>();
    }
    
    public void OnRotate(InputValue value)
    {
        Vector2 mouseDir = value.Get<Vector2>();
        mouseDir.y *= -1;
        MouseDirection = mouseDir * _mouseSensitivity;
    }
}

Aim, Shoot

public class PlayerController : MonoBehaviour, IDamageable
{
	...

    private InputAction _aimInputAction;
    private InputAction _shootInputAction;

	...

    private void Awake() => Init();
    private void OnEnable() => SubscribeEvents();
    private void Update() => HandlePlayerControl();
    private void OnDisable() => UnsubscribeEvents();

    private void Init()
    {
		...
        
        _aimInputAction = GetComponent<PlayerInput>().actions["Aim"];
        _shootInputAction = GetComponent<PlayerInput>().actions["Shoot"];

        _hpUI.SetImageFillAmount(1);
        _status.CurrentHp.Value = _status.MaxHp;
    }

    private void HandlePlayerControl()
    {
        if (!isControlActive) return;

        HandleMovement();
        OnShoot();      
    }

    public void OnShoot()
    {
        if (_status.IsAming.Value && _shootInputAction.IsPressed())
        {
            _status.IsAttacking.Value = _gun.Shoot();
        }
        else
        {
            _status.IsAttacking.Value = false;
        }
    }

    private void HandleMovement()
    {

		...

        if (_status.IsAming.Value)
        {
            _animator.SetFloat("X", _movement.InputDirection.x);
            _animator.SetFloat("Z", _movement.InputDirection.y);
        }
    }


    private void HandleAiming(InputAction.CallbackContext ctx)
    {
        _status.IsAming.Value = ctx.started;
    }

	...

    public void SubscribeEvents()
    {

		...

        // inputs---
        _aimInputAction.Enable();
        _aimInputAction.started += HandleAiming;
        _aimInputAction.canceled += HandleAiming;
    }

    public void UnsubscribeEvents()
    {

		...

        // inputs---
        _aimInputAction.Disable();
        _aimInputAction.started -= HandleAiming;
        _aimInputAction.canceled -= HandleAiming;
    }
...

}

여기서 InputAction과 관련된 몇 가지 함수를 알아보고자 한다.

InputAction의 키입력

_shootInputAction.WasPressedThisFrame(); => 이번 프레임에 눌렀는가? (GetKeyDown)
_shootInputAction.WasReleasedThisFrame(); => 이번 프레임에 떼어졌는가? (GetKeyUp)
_shootInputAction.IsPressed(); => 지금 눌려있는가? (GetKey)
InputAction.CallbackContext의 키입력

ctx.started => 키 입력이 시작됐는지 판별
ctx.performed => 키 입력이 진행중인지 판별
ctx.canceled => 키 입력이 취소됐는지(떼어졌는지) 판별

3. Particle System

파티클 시스템은 유니티에서 만들 수 있는 이펙트 효과를 말한다.
실무에서는 프로그래머가 이 파티클을 만드는 경우는 잘 없다고는 하지만, 그 기능 몇 가지만 알아보고자 한다.

3.1 기본 설정

항목을 일일히 설명하는 것보다는 직접 써 보면서 대략적인 감을 잡는게 나아 보인다고 생각했다.
조금 핵심적인 기능을 꼽자면 이와 같은 것이 있다고 생각했다.

Duration : 파티클의 지속시간, 지속시간 이후 파티클이 사라진다
Looping : 파티클의 재생을 Loop로 걸지(체크), 아니면 한 번 터뜨리고 끝낼지(체크해제) 결정
Start Delay : 파티클이 터지는 시간을 조절, 저 시간 동안 파티클이 나오지 않고 대기 상태
Start Speed : 파티클 속도, 파티클이 얼마나 빠르고 멀리 날아가는지 결정
Stop Action : 파티클이 재생이 끝나고 나서 어떻게 할 건지 결정됨

비활성화, 파괴, 콜백 등의 옵션이 있다.

3.2 Shape

파티클이 퍼지는 효과와 모양, 퍼지는 각도 등을 조절할 수 있다.

3.3 Color of Lifetime

파티클이 사라질 때까지 색이 어떻게 출력될지 결정할 수 있다. 투명하게 변할 수도 있으며 Color를 더블클릭하면 세부 편집도 가능하다.

아래쪽 바의 포인트를 늘려서 색을 자유자재로 변경할 수 있다.
위쪽 바의 포인트를 늘려서 특정 구간의 투명도를 조절할 수 있다.

3.4 Collision

파티클 입자가 충돌을 가질 수 있도록 설정할 수 있다.

3.5 Trails

파티클 입자가 이동하면서 잔상 - 꼬리를 남길 수 있도록 한다.

3.6 Renderer

파티클의 출력 옵션을 조절하는 곳이다. Trail를 설정했을 경우 여기에서 Trail Material 설정을 해 주어야 한다.

3.7 파티클의 호출

파티클을 호출하는 것은 결국 기본적으로 씬 맵에 배치하거나, 코드를 통해 불러와야 한다.
여기서 주의해야 할 상황은, Particle을 오브젝트 풀 패턴으로 불러오는 것이 정말로 효율적인 것인지에 대한 고민이다.
무기의 종류가 많고 파티클의 개수가 많을 수록 오브젝트 풀 패턴으로 불러내는 것보다는 Instantiate 하고 파괴하는 게 효율이 좋을 상황에 놓일 수도 있다는 것을 유념해 두어야 한다.

이번에 총의 타격 이펙트를 표시하는 건 Instantiate으로 시도해 보았다.

using UnityEngine;
using Cinemachine;

public class Gun : MonoBehaviour
{
	...

    [SerializeField] private ParticleSystem _fireParticles;

    ...
    
    public bool Shoot()
    {
        if (!_canShoot) return false;
        
        PlayShootSound();
        PlayCameraEffect();
        PlayShootEffect();
        _currentCount = _shootDelay;

        RaycastHit hit;
        IDamageable target = RayShoot(out hit);

        if(!hit.Equals(default))
        {
            PlayFireEffect(hit.point, Quaternion.LookRotation(hit.normal));
        }

        if (target == null) return true;

        target.TakeDamage(_shootDamage);
        //Debug.Log("공격받음!");

        return true;
    }

    private void HandleCanShoot()
    {
        if(_canShoot) return;

        _currentCount -= Time.deltaTime;
    }

    private IDamageable RayShoot(out RaycastHit hitTarget)
    {
        Ray ray = new Ray(_camera.transform.position, _camera.transform.forward);
        //Debug.DrawRay(_camera.transform.position, _camera.transform.forward * 100, Color.red, 3);
        RaycastHit hit;
        
        if (Physics.Raycast(ray, out hit, _attackRange, _targetLayer))
        {
            hitTarget = hit;
            if (hit.collider.gameObject.layer == LayerMask.NameToLayer("Monster"))
            {
                return ReferenceRegistry.GetProvider(hit.collider.gameObject).GetAs<NormalMonster>() as IDamageable;
            }
        }

        hitTarget = hit;
        return null;
    }

    private void PlayFireEffect(Vector3 position, Quaternion rotation)
    {
        Instantiate(_fireParticles, position, rotation);
    }

    ...
}

이와 같이 작성한 후 게임 내 출력을 확인해보자.

이형원

게임 만들러 코딩 공부중

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