Unity Chapter 6-5. 어메이징 볼링 게임 만들기 : 카메라 추적

Date: 2020.06.18 Updated: 2020.06.18

카테고리: Unity Lesson 1

태그: Unity Game Engine

인프런에 있는 이제민님의 레트로의 유니티 C# 게임 프로그래밍 에센스 강의를 듣고 정리한 필기입니다. 😀
🌜 [레트로의 유니티 C# 게임 프로그래밍 에센스] 강의 들으러 가기!

Chapter 6. 어메이징 볼링 게임 만들기

🔔 카메라 추적

Main Camera
- 회전하는 포신을 쫓아갔으면 좋겠다.
- 날아가는 Ball을 쫓아갔으면 좋겠다.
- 줌인 줌아웃 자유롭게 됐으면 좋겠다.

Main Camera 오브젝트

Projection 👉 Orthographic 값으로 바꿔 준다.
- Perpective
  - 하얀색 투영 선이 대각선이며 한 점으로 모인다.
  - 멀리 있는건 작게 보이고 가까이 있는건 크게 보인다. 원근감 O
- Orthographic
  - 하얀색 투영 선들이 평행하다.
  - 멀리 있으나 가까이 있으나 크기가 똑같이 보인다. 원근감 X
    - 2D 에서 많이 사용된다.
    - 3D 에서 사용하면 ‘길건너 친구들’ 게임 처럼 3D면서도 원근감이 없는 독특한 시점이 연출 된다.
위치 0, 5, 0 / 회전 40, -60, 0 으로 해주자.
Main Camera는 기본적으로 비추는 물체에 딱 붙어버린다.
- 이렇게 딱 붙으면 오히려 물체가 화면 전체를 차지해서 제대로 안보임
- Main Camera와 비추려는 오브젝트의 거리를 좀 벌려주어야 한다.

카메라가 비추려는 오브젝트와 카메라의 거리를 벌린 체로 추적

문제 점

씬 창 말고 실제 게임 화면을 담는 Main Camera는 기본적으로 촬영하려는 오브젝트에 딱 붙어버린다. 이에 따라 해당 오브젝트가 카메라 화면을 다 차지해버려 오브젝트가 제대로 보이지 않는 현상이 발생 함. 얼굴에 밀착해서 촬영하면 피부만 보이지 오히려 이목구비는 안보이는 것처럼.. 😂 추적을 한다는 것은 카메라 위치를 목적지 위치와 일치하게끔 변화시켜 가는 과정인데 나중에 추적 완료해서 카메라 위치 = 목적지 위치가 되버린다면 타겟 오브젝트가 카메라 화면을 다 차지해버리니까 … !

해결 방안

Main Camera 와 추적 촬영하려는 오브젝트는 일정한 거리가 벌려져야 한다.

우선 Main Camera를 Rig의 자식으로서 넣어준다.
Main Camera는 Rig와 일정 거리를 벌린 체 자식으로서 부모인Rig을 따라다니고
- 일정거리는 Main Camera의 좌표를 수정해주면 된다.
- 이때의 좌표는 부모인 Rig로부터의 Local 좌표
Rig은 카메라가 진짜 비추려는 오브젝트위치를 추적하여 따라가게 한다.

결론적으로 Main Camera는 투명하고 빈 오브젝트인 Rig 따라다니며 진짜 비추려는 오브젝트를 일정한 거리를 유지한 체 추적하는 모양새가 된다. 문제 해결!
Rig 이란 배의 추를 말한다. 배 밑에서 배에 끌려 다니는 추. Main Camera는 비추려는 오브젝트를 따라다니는게 아니라 오브젝트(배)를 따라다니는 `Rig` 오브젝트에 일정한 거리를 벌린체로 붙어서 따라다니게 할 것임
그럼 Main Camera를 추적하려는 오브젝트의 자식으로서 넣어주고 로컬 좌표를 수정하여 추적하려는 오브젝트와 일정한 거리를 유지한 체로 추적하면 되는 것 아닌가?
- 라고 강의를 들으며 생각 했지만 이러면 추적하는 대상이 바뀔 때 마다 부모-자식 관계 해제해야하고 또 새로운 대상의 자식으로 넣어줘야하고 이런 과정을 반복해야하니 번거로워서 그런 것 같다고 추측해본다. 😐

Rig 과 Main Camera 오브젝트 설정

Rig라는 이름의 빈 오브젝트 생성
위치는 원점, 회전은 40, -60, 0
- Main Camera와 회전 값을 똑같이 했다.
Main Camera를 Rig의 자식으로 넣어준다.
- 카메라는 Rig의 자식이므로 Rig가 타겟 오브젝트 위치로 점점 이동할 때마다 카메라도 같이 Rig를 따라다니게 된다.
Main Camera의 위치를 (0, 0, -65)로 바꿔준다. ✨
- 이때의 위치는 Local 이므로 부오니 Rig오브젝트로부터의 거리를 말한다.
- Rig로부터 z 방향으로 -65만큼 떨어 뜨려준다는 것.
- ✨✨ Rig로부터 일정 거리를 유지한 체 따라다니게 된다.✨✨
Rig 오브젝트에 📜CamFollow.cs 스크립트를 추가해준다.

📜CamFollow.cs

Rig 오브젝트가 하는 일

원하는 오브젝트를 트랙킹
각각의 상태에 따라 줌아웃 줌인 상태를 다르게 해줄 것.
- ex) 포탄을 발사할 땐 맵 전체를 보도록 줌 아웃을 해줄 것.

3가지 상태 (카메라 상태 종류)

라운드를 대기하는 상태 : Idle
- 줌 크기 14.5로 크게!
포탄 발사를 대기하는 상태 : Ready
- 줌 크기 5로 작게!
발사된 포탄을 추적하는 상태 : Tracking
- 줌 크기 10으로 적당히!

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class CamFollow : MonoBehaviour
{
    public enum State
    {
        Idle, Ready, Tracking
    }

    private State state  
    {
        set
        {
            switch(value)
            {
                case State.Idle:
                    targetZoomSize = roundReadyZoomSize;
                    break;
                case State.Ready:
                    targetZoomSize = readyShotZoomSize;
                    break;
                case State.Tracking:
                    targetZoomSize = trackingZoomSize;
                    break;
            }
        }
    }

    private Transform target; 
    public float smoothTime = 0.2f; 
    
    private Vector3 lastMovingVelocity; 
    private Vector3 targetPosition;

    private Camera cam; 
    private float targetZoomSize = 5f;
    private const float roundReadyZoomSize = 14.5f; 
    private const float readyShotZoomSize = 5f;
    private const float trackingZoomSize = 10f;
    private float lastZoomSpeed; 

    void Awake()
    {
        cam = GetComponentInChildren<Camera>(); 
        state = State.Idle; 
    }

    private void Move()  
    {
        targetPosition = target.transform.position;

        Vector3 smoothPosition = Vector3.SmoothDamp(transform.position, targetPosition, ref lastMovingVelocity, smoothTime); 

        transform.position = smoothPosition; 
    }

    private void Zoom()
    {

        float smoothZoomSize = Mathf.SmoothDamp(cam.orthographicSize, targetZoomSize, ref lastZoomSpeed, smoothTime);

        cam.orthographicSize = smoothZoomSize;
    }

    private void FixedUpdate()
    {
        if (target != null)
        {
            Move();
            Zoom();
        }
    }

    public void Reset() 
    {
        state = State.Idle;
    }

    public void SetTarget(Transform newTarget, State newState) 
    {
        target = newTarget;
        state = newState;
    }
}

이 📜CamFollow.cs 스크립트를 Rig오브젝트에 붙이더라도 Main Camera가 Rig의 자식 오브젝트이기 때문에 Main Camera도 📜CamFollow.cs의 내용에 따라 동작하게 된다.

🚍 변수

private State state
- 겉으로 봐도 함수 같고 내부도 함수처럼 동작하지만 변수다.
  - 이와 같은 C# 문법을 프로퍼티라고 한다. 이에 대해 추후 포스팅 할 것.
- state 에 대입 되는 값은 state가 아닌 switch문의 value에 대응 될 것이다.
- 3가지 상태에 따라 줌 사이즈를 다르게 설정한다.
private Transform target;
- 카메라가 추적할 오브젝트를 Transform 타입으로서 가져온다.
- private이기 때문에 GetComponent를 사용해 가져올 수도 있지만 setter 함수인 setTarget함수를 외부에서 호출하여 target 오브젝트를 지정하게 할 것이다.
public float smoothTime = 0.2f;
- Rig(카메라)오브젝트가 추적할 오브젝트를 따라 붙을 때까지 1프레임당 0.2초 걸리게끔. 바로 붙지 않고 스무스하게 붙기 위하여.
추적
- private Vector3 lastMovingVelocity;
  - SmoothDamp함수에 매개변수로 넘겨야 하기 때문에 선언.
  - 바로 전 마지막 프레임에서 어떤 속도로 추적(이동)했는지를 알아야 하기 때문에 선언
- private Vector3 targetPosition;
  - 타겟 오브젝트의 위치
줌
- private Camera cam;
  - Main Camera의 size값, 즉 확대 배율을 가져오기 위해서
- private float targetZoomSize = 5f;
  - 줌 사이즈
  - 초기값 5. 게임 시작하고 입력전엔 기본 배율 5
- 상태 별 줌 사이즈. const 상수로 선언
  - State.Idle 👉 roundReadyZoomSize
  - State.Ready 👉 readyShotZoomSize
  - State.Tracking 👉 trackingZoomSize
- private float lastZoomSpeed;
  - SmoothDamp함수에 매개변수로 넘겨야 하기 때문에 선언.
  - 바로 전 마지막 프레임에서 어떤 속도로 줌 했는지를 알아야 하기 때문에 선언

🚍 함수

void Awake()
- Start()보다 더 빨리 실행됨
- cam = GetComponentInChildren<Camera>();
  - Rig의 자식인 Main Camera오브젝트에서 Camera 컴포넌트를 가져 온다.
    - size (확대 배율)값을 알기 위해서
  - cam은 private이기 때문에 이렇게 GetComponentInChildren로 가져온다.
- state = State.Idle;
  - 프로퍼티이기 때문에 state에 State.Idle 값이 그대로 대입되는 것이 아니라 State.Idle은 switch문의 value 값으로 들어가게 된다.
  - targetZoomSize = roundReadyZoomSize; 가 실행된다.
private void Move()
- 추적
  - Rig 오브젝트가 타겟이 되는 오브젝트를 스무스 하게 따라가도록 하는 역할
  - Update 에서 호출할 것이기 때문에 타겟 오브젝트가 연결되 있는 한 매 프레임 실행될 것.
  - targetPosition = target.transform.position;
    - 타겟 오브젝트 위치
    - 매 프레임마다 타겟의 새로운 위치를 계속 받아 올 것
  - Vector3 smoothPosition = Vector3.SmoothDamp(transform.position, targetPosition, ref lastMovingVelocity, smoothTime);
    - Vector3 의 함수 SmoothDamp
      - 매개변수 첫번재 벡터를 매개변수 두번째 벡터로 특정 시간에 걸쳐 자연스럽고 스무스하게 변화시키는 역할을 한다.
      - 그 변화값 벡터를 smoothPosition에 리턴한다.
      - 매개변수
        
        Rig 위치로부터
        
        transform.position
        
        도달하려는 타겟 오브젝트 위치까지
        
        targetPosition
        
        이 시간에 걸쳐서
        
        smoothTime
        
        작을 수록 타겟에 빨리 도달
        
        스무스 하게 점차적으로 벡터를 변경한다.
        
        ref lastMovingVelocity
        
        바로 전, 마지막 프레임에서의 추적 속도
        
        SmoothDamp 함수는 세번째 매개변수는 ref 참조로 받는다.
        
        call by reference
        
        SmoothDamp 함수를 통해서 함수 바깥에서 또한 이 변수의 값이 바뀔 수 있게, 함수를 통해 변경된 lastMovingVelocity 값을 그대로 챙겨 나온다.
        
        update() 함수에 의해 매 프레임마다 실행되면 매 프레임마다 lastMovingVelocity도 계속 변화할 것이다.
  - transform.position = smoothPosition;
    - Rig의 위치가 스무스하게 점점 변한다.
      - 타겟 오브젝트의 위치를 향하여.
  - 최종적으로 Rig가 타겟 오브젝트를 부드럽게 따라가므로 Rig의 자식인 카메라도 타겟 오브젝트를 부드럽게 따라가는게 된다.
private void Zoom()
- 줌 사이즈
  - 카메라 줌 또한 스무스하게 커지고 작아지게 하기 위하여
  - Mathf 의 함수 SmoothDamp
    - Mathf에도 있다. float나 int 같은 값이 스무스하게 바뀌게끔
  - void Move()와 비슷한 과정
  - cam.orthographicSize = smoothZoomSize;
    - 카메라의 확대 배율 size 값을 점점 스무스하게 변하는 값으로 설정
private void FixedUpdate()
- Update()처럼 매 프레임 실행된다.
- Update()와의 차이점
  - Update()는 화면 한번 깜빡일때마다 실행되서 렉걸리거나 환경이 안좋거나 하면 그만큼 Update()도 적게 실행되지만
  - Fixedupdate()는 환경에 상관없이 무조건 실행 횟수를 지킨다. 정해진 수만큼 무조건 실행 함
- if (target != null)
  - 이 조건이 꼭 있어야 한다. target도 없는데 target.position 이런식으로 사용하면 런타임 에러나니까.
  - 타겟 오브젝트가 연결되어 있을 때
    - Move()
    - Zoom()
public void Reset()
- 다음 라운드 때마다 대기 상태로 돌려놓는 함수
- 게임매니저(외부)에서 실행할 것이다.
public void SetTarget(Transform newTarget, State newState)
- 외부에서 타겟 오브젝트를 지정할 때 사용할 함수
- 타겟과 상태를 지정한다.

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