유니티 기초 정리 3 - 입력과 캐릭터 이동

woollim·2024년 10월 7일

Unity 내일배움캠프

Unity

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1. 유니티 스크립트 작성법

○ 유니티 스크립트 작성

프로젝트가 생성되면 Unity Editor를 열고, 스크립트를 작성할 수 있는 코드 편집기를 선택함 (예: Visual Studio)
스크립트를 작성할 폴더를 생성하고, 해당 폴더에 새로운 C# 스크립트 파일을 만듬
스크립트 파일을 더블 클릭하여 코드 편집기에서 스크립트를 염
스크립트 파일에는 게임의 로직, 오브젝트의 동작, 입력 처리 등을 정의하는 코드를 작성함

○ 스크립트 작성 방법

MonoBehaviour를 상속받은 클래스를 작성함. 이 클래스는 유니티의 게임 오브젝트와 연결된 스크립트로 동작함
(유니티의 이벤트 함수를 사용하기 위해서 꼭 상속 받아야 함)
필요한 변수, 함수, 이벤트 등을 정의하고 구현함. 게임의 동작을 위한 로직을 작성함
필요한 Unity 함수들을 오버라이딩하여 원하는 동작을 구현할 수 있음.(진짜 오버라이딩은 아니고 오버라이딩과 비슷함)
예를 들어, Start(), Update(), FixedUpdate() 등을 활용할 수 있음
필요에 따라 다른 스크립트나 Unity의 컴포넌트와 상호작용하는 코드를 작성할 수 있음

○ 스크립트 라이프 사이클

Monobehaviour를 상속받는 클래스들은 유니티 이벤트 함수를 활용할 수 있음
게임 오브젝트의 생명 주기 동안 호출되는 특정한 메서드들의 순서와 타이밍
게임 오브젝트의 생성, 초기화, 업데이트, 파괴 등과 관련된 작업을 수행

Awake : 게임 오브젝트가 생성될 때 호출되는 메서드. 주로 초기화 작업이 수행
OnEnable : 게임 오브젝트가 활성화될 때 호출되는 메서드
Start : 게임 오브젝트가 활성화되어 게임 루프가 시작될 때 호출되는 메서드. 초기 설정 및 시작 작업을 수행

[여기까지 첫 프레임 시작 전에 발동]

FixedUpdate : 물리 엔진 업데이트 시 호출되는 메서드. 물리적인 시뮬레이션에 관련된 작업을 처리할 때 사용
- OnTrigger
- OnCollision
Update : 매 프레임마다 호출되는 메서드로, 게임 로직의 주요 업데이트가 이루어짐
LateUpdate : Update 메서드 호출 이후에 호출되는 메서드. 다른 오브젝트의 업데이트가 완료된 후에 작업을 수행하는 데 유용
랜더링과 직접적으로 연관된 카메라 이동같은 것을 업데이트함
OnDisable : 게임 오브젝트가 비활성화될 때 호출되는 메서드
OnDestroy : 게임 오브젝트가 파괴될 때 호출되는 메서드. 자원 정리 및 해제 작업이 수행됨
OnApplicationQuit : 껐을 때 호출되는 메서드
이벤트 함수 실행 순서 참고링크

2. 핵심 기능 소개

○ Pixels Per Unit (PPU)

Pixels Per Unit (PPU): 스프라이트의 픽셀 수와 해당 스프라이트가 게임 세계에서 차지하는 공간의 관계를 설명함.
예를 들어, PPU가 100이라면 스프라이트의 100픽셀은 게임 세계에서 1 유니티 단위를 나타냄
스프라이트의 크기: PPU 값이 클수록 스프라이트는 작아짐. 이는 더 많은 픽셀이 동일한 게임 세계의 공간에 매핑되기 때문
물리 시뮬레이션: PPU 값은 물리 시뮬레이션에 영향을 미침. 높은 PPU 값은 더 작은 스프라이트를 생성하므로, 이는 더 높은 해상도의 물리 시뮬레이션을 가능하게 함
퍼포먼스: 높은 PPU 값은 더 많은 연산을 필요로 함. 이는 성능에 영향을 미칠 수 있음. 따라서, 필요한 만큼의 PPU 값을 설정하는 것이 중요함
일관성: 모든 스프라이트에 대해 일관된 PPU 값을 사용하는 것이 좋음. 이는 스프라이트간의 크기 비율을 일정하게 유지하고, 물리적 행동의 일관성을 보장하는 데 도움이 됨.

○ 계층 구조 ('Transform' 구조)

각 게임 오브젝트는 Transform 컴포넌트를 가지고, Transform 컴포넌트는 게임 오브젝트의 위치, 회전, 및 크기(scale)를 정의함
게임 오브젝트는 다른 게임 오브젝트의 '자식'이 될 수 있음
부모 게임 오브젝트의 Transform이 변경되면(예: 이동, 회전, 크기 변경), 그 자식 오브젝트들의 Transform도 동일하게 적용됨
이렇게, 게임 오브젝트들 사이에 계층적인 관계가 형성되고 이를 '트리 구조'라고도 부름
이 구조는 복잡한 씬을 구성하고 관리하는데 유용합니다. 예를 들어, 차량 게임 오브젝트 내부에 각각의 부품(바퀴, 핸들 등)을 자식 게임 오브젝트로 두면, 차량의 Transform이 변경될 때 각 부품들도 함께 움직임
이름이 Transform인 이유
이유는 트랜스폼의 데이터들이 부모에 대한 변환(Transformation)을 나타내고 있기 때문.
예를 들어, position이 2, 0, 0인 트랜스폼이 있다면, 부모에 대해 position이 2만큼 x로 떨어져있다라는 것

○ 월드 좌표계(World Coordinate System)

월드 좌표계는 게임 세계의 전체적인 참조 프레임을 제공함
이는 모든 게임 오브젝트가 공유하며, 월드 좌표계에서의 위치는 게임 환경 내에서 오브젝트의 절대적인 위치를 나타냄
월드 좌표계는 변하지 않고 일정하게 유지됨
스크립트에서는 position, rotation, lossyScale 를 통해 참조함

○ 로컬 좌표계(Local Coordinate System)

유니티에서 인스펙터창에서 볼 수 있는 position, scale, rotation 등이 로컬 좌표계에 따른 값에 해당함
이는 월드 좌표계가 아닌 부모에 대한 좌표를 말하며, 부모에 대해 x축으로 2만큼 떨어져 있으면 이 오브젝트의 로컬 포지션은 (2, 0, 0)이 되는 것
스크립트에서는 localPosition, localRotation, localScale 등이 있음

○ Input.GetAxis

Input.GetAxis는 유니티의 입력 시스템에서 사용되는 메서드
이 메서드는 입력 축의 값을 반환함
입력 축은 주로 키보드나 조이스틱과 같은 입력 장치의 입력을 나타냄
GetAxis 메서드는 -1부터 1 사이의 값을 반환하는데, 입력 장치의 움직임에 따라 해당 값이 변경됨
값이 0에 가까울수록 입력이 없거나 중립 상태를 나타내며, 양수 값은 양 방향 입력을, 음수 값은 음 방향 입력을 나타냄
GetAxis 메서드는 주로 플레이어의 움직임, 회전, 점프 등을 처리하는 데 사용됨
예를 들어, 수평 이동을 처리하는 경우, 좌우 화살키의 입력에 따라 Input.GetAxis("Horizontal")을 사용하여 좌우 방향의 값을 얻을 수 있음
이 값은 플레이어의 이동 속도나 회전 속도와 같은 변수에 적용하여 게임 오브젝트를 제어할 수 있음

○ TIme.deltaTime

이전 프레임부터 현재 프레임까지의 경과 시간을 나타냄
deltaTime은 게임의 프레임 속도에 상관없이 일정한 시간 간격으로 동작하는 게임을 만들 때 유용하게 사용됨
(delta는 차이를 말할때 주로 쓰임)
주로 움직임, 애니메이션, 물리 시뮬레이션 등에서 시간에 따른 변화를 조정하는 데 사용됨
예를 들어, transform.Translate(Vector3.forward * speed * Time.deltaTime)과 같이 사용하면 프레임 속도에 관계없이 speed만큼의 일정한 이동 속도를 보장할 수 있음
Time.deltaTime은 초 단위의 값을 반환하며, 1초에 1에 가까운 값을 가짐
게임의 로직이 매 프레임마다 일정한 속도로 실행되어야 할 때, deltaTime을 이용하여 이동, 회전, 애니메이션 등의 연산에 일정한 시간 간격을 적용할 수 있음
이를 통해 게임이 일정한 속도로 동작하고, 다양한 기기나 환경에서도 일관된 경험을 제공하고 제어할 수 있음

○ 접근 제한자와 직렬화 속성

public
- 직렬화 했다고도 표현함
- 변수나 메서드가 외부에서 접근 가능하도록 공개
- 다른 클래스나 스크립트에서 해당 멤버에 접근하여 값을 설정하거나 호출
private
- 변수나 메서드가 같은 클래스 내에서만 접근 가능하도록 제한
- 다른 클래스나 스크립트에서는 접근할 수 없고, 해당 클래스 내부에서만 사용
- 보통 내부 상태를 관리하거나 내부 구현에 사용
SerializeField
- private이지만 직렬화 하고 싶을 때 사용
- private로 선언된 변수를 인스펙터에서 직접 접근
- 기본적으로 private 변수는 인스펙터에 표시되지 않지만, SerializeField를 사용하면 해당 변수가 인스펙터에서 수정 가능한 필드로 표시
  참고링크
예시코드

 public class ExampleClass : MonoBehaviour
{
    public int publicVariable;
    private int privateVariable;
    
    [SerializeField]
    private int serializedFieldVariable;
    
    private void Start()
    {
        publicVariable = 10;  // 외부에서 접근 가능
        privateVariable = 20; // 클래스 내부에서만 접근 가능
        serializedFieldVariable = 30; // 인스펙터에서 접근 가능
    }
}

3. 이동 기본 코드 작성

구 인풋 시스템(InputManager)을 기반으로 코드를 작성
(InputManager도 아직 많이 활용함)
InputManagerMovement 작성

using UnityEngine;

public class InputManagerMovement : MonoBehaviour
{
    Rigidbody2D rigidbody;
    // private이지만 인스펙터 표출은 하고 싶어!
    [SerializeField] private float speed;
    
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        // Rigidbody2D를 캐싱합니다.
        rigidbody = GetComponent<Rigidbody2D>();
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        // Input Manager에서 Vertical축과 Horizontal축의 입력을 받아옴
        // float vertical = Input.GetAxis("Vertical");
        // float horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
        // 퍼프레임마다 Vertical축과 Horizontal축을 가져옴
        // GetAxis는 보정이 있어서 캐릭터의 움직임이 딱딱 끊기지 않음
        
        float vertical = Input.GetAxisRaw("Vertical");
		float horizontal = Input.GetAxisRaw("Horizontal");
		// GetAxisRaw 는 +1, -1 입력만 받아서 딱딱 끊김

        Vector2 direction = new Vector2(horizontal, vertical);
        
        // 정규화를 하고 싶음 : 길이를 1로 만드는 작업
        // 벡터에 normalized를 하면 벡터의 길이를 1로 만듬
        // 예를 들어, vertical, horizontal 모두 1인 경우, direction의 크기는 1보다 크게 될 수 있는데, 이를 1로 맞춰줌
        direction = direction.normalized;

        // rigidbody.velocity는 해당 물체가 1초당 움직이는 거리를 말함
        rigidbody.velocity = direction * speed;
    }
}

Vector2
- 2차원 벡터를 나타내는 자료형
- 이를 통해 x와 y 좌표를 가진 점을 나타내거나 2D 게임이나 물리 연산에서 방향과 크기를 표현하는 데 사용됨
- 주로 2D 공간에서의 위치, 속도, 힘 등의 벡터 값을 계산하는 데 유용
- Vector3가 3차원 벡터를 나타내는 것과 달리 Vector2는 2D 공간에서 사용됨
- Vector2는 두 개의 float 값을 갖는 자료형으로, 주로 다음과 같은 상황에서 사용됨
  - 게임 캐릭터의 위치나 이동 방향
  - 물리 연산에서 속도나 가속도 계산
  - UI 요소의 위치 계산