【Unity】ゲームに使える数学／追尾編

エネミーを配置してみる

まずは敵のオブジェクトを作りましょう。
1. 2D Object -> Sprite でオブジェクトを作ります
2. 名前をわかりやすい名前に変更(私はEnemyにしました。以下EnemyObjで説明)
3. EnemyObj の Sprite Renderer に 画像をくっつける
4. EnemyObj に Rigidbody2D を追加する
5. Rigidbody2D の isKinematic にチェックを入れる

私の場合、こんな感じになりました。

エネミーにスクリプトをつけてみる

では、追尾させるスクリプトを組んでみましょう！(C#で進めていきます)
スクリプト名は Enemy.cs としました。

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class Ememy : MonoBehaviour 
{
　　Vector3 mouseToWorldPos; // マウスポジション
　　Vector3 prev; // １フレーム前の座標保持
　　float speed = 0.1f; // 移動量
　　float moveForce = 3.0f; // 移動量(Rigidbody用)

　　void Start()
　　{
　　　　prev = this.gameObject.transform.localPosition;
　　}

　　void Update()
　　{
　　　　MousePositionUpdate();
　　　　NormalMove();
　　　　RigidbodyMove();
　　　　AngleUpdate();
　　}

　　/// マウスのポジション
　　void MousePositionUpdate()
　　{
　　　　// マウスの座標取得
　　　　Vector2 mousePos = Input.mousePosition;
　　　　// マウスの座標を元にワールド座標を取得
　　　　mouseToWorldPos = Camera.main.ScreenToWorldPoint(mousePos);
　　}

　　/// RigidBody無しの移動
　　void NormalMove()
　　{
　　}

　　// RigidBody有りの移動
　　void RigidbodyMove()
　　{
　　}

　　/// エネミー角度
　　void AngleUpdate()
　　{
　　}
}

一旦ここまで作ります。
UnityEditor側に戻り、EnemyObjにこのスクリプトをアタッチしてみましょう！

(ここまで、作ってもまだ動きません)

追尾移動(RigidBody無し)

それでは早速、追尾を実装してみますが、いくつか方法があるので試してみたいと思います。
では、Enemy.cs の void NormalMove() に処理を追加してみましょう！

// RigidBody無しの移動
void NormalMove()
{
　　　　Vector2 enemyPos = this.gameObject.transform.localPosition;
　　　　float vx = mouseToWorldPos.x - enemyPos.x;
　　　　float vy = mouseToWorldPos.y - enemyPos.y;
　　　　float dx, dy, radian, value;

　　　　/**
　　　　 * ターゲットとのラジアン/ベクトル
　　　　 */
　　　　// Mathf.Atan2を使う場合
　　　　radian = Mathf.Atan2(vy, vx); // ２つの座標から角度を計算
　　　　dx = Mathf.Cos(radian) * speed; // Sin,Cosを使用してその方向へ移動
　　　　dy = Mathf.Sin(radian) * speed;

　　　　// Mathf.Atan2を使わない場合
　　　　//value = Mathf.Sqrt( (vx * vx) + (vy * vy) ); // ２つの座標からベクトル計算
　　　　//dx = (vx / value) * speed; // valueで割って正規化
　　　　//dy = (vy / value) * speed;

　　　　// 移動制御
　　　　if(Mathf.Abs(vx) < 0.1f){
　　　　　　dx = 0f;
　　　　}
　　　　if(Mathf.Abs(vy) < 0.1f){
　　　　　　dy = 0f;
　　　　}

　　　　// 移動を反映
　　　　enemyPos.x += dx;
　　　　enemyPos.y += dy;

　　　　this.gameObject.transform.localPosition = enemyPos;
}

２つのパターンを書きましたので、お好みで。
Mathf.Atan2を使う方法は、角度からターゲットの方向に移動させています。
Mathf.Atan2を使わない方法は、ベクトルを計算、正規化をして移動させています。

追尾移動(RigidBody有り)

void Update() にある NormalMove() はコメントアウトしてください。

void Update()
{
　　　　MousePositionUpdate();
　　　　//NormalMove();
　　　　RigidbodyMove();
　　　　AngleUpdate();
}

RigidBodyをつけるともっと簡単に実装することができます。
では、早速処理を追加してみます。

/// Rigidbody有りの移動
void RigidbodyMove()
{
　　　　Vector2 enemyPos = this.gameObject.transform.localPosition;
　　　　float vx = mouseToWorldPos.x - enemyPos.x;
　　　　float vy = mouseToWorldPos.y - enemyPos.y;

　　　　// 追跡方向の決定
　　　　Vector2 direction = new Vector2( vx, vy ).normalized;

　　　　// ターゲット方向に力を加える
　　　　GetComponent ().velocity = (direction * moveForce);

　　　　if(Mathf.Abs(vx) < 0.1f || Mathf.Abs(vy) < 0.1f){
　　　　　　GetComponent ().velocity = new Vector2 (0, 0);
　　　　}
}

RigidBodyを使うことで、結構楽に実装できたりします。
.normalized を使うことで簡単に正規化することが可能です。

おまけ

おまけで角度もつけてみたいと思います。
今だと同じ方向を向いたままですが、角度をつけることで動きがそれっぽくなります。
(記事２がとてもわかりやすかったので使わさせていただきました！)

void AngleUpdate()
{
　　　　// 向き調整 
　　　　Vector3 diff = transform.localPosition - prev;
	
　　　　if (diff.magnitude < 0.01f)
　　　　{
　　　　　　// Atan2で２つの角度を求めて計算して、Mathf.Rad2Deg で 弧度法 に変換
　　　　　　float angle = Mathf.Atan2(diff.y, diff.x) * Mathf.Rad2Deg + 90;

　　　　　　// Quaternion.AngleAxis で 軸を中心にした回転をさせる
　　　　　　transform.rotation = Quaternion.AngleAxis (angle, Vector3.forward);
　　　　} 

　　　　// １フレーム前の座標
　　　　prev = transform.localPosition;
}

Mathfクラスを使うと、自分で計算を書く必要がないのでとても楽ですね！
Quaternionクラスに便利なものが結構あるので、調べてみてもいいかもしれません。

画像をミサイル等にすると、カーソルに追尾している感じが出て味が出ると思います。
おまけはここまでです。

まとめ

今回はそれなりに簡単な追尾の仕方を書かさせていただきました。
次回は、シューティングゲームの弾で使う初歩的な数学等？書けたらと思います。(未定です)
数学が苦手な方も調べながらであれば、できるはずですので、一緒に挑戦して克服していきましょう！

記事をご閲覧頂き、ありがとうございました！

参考サイト/素材サイト

• シューティングゲームと二次元ベクトル
• Rigidbody2DでLOS追跡 – Qiita
• アセット素材