Unity２D 回転の制限

Question

現在Unity2dで色々なステージを車で踏破するというゲームを作っているのですが
建物の角などにぶつかると車が回転し、ひっくり返ります
FreezeRotationを使うことも考えたのですが
全く回転しなくなると今度は坂などで不自然になりました
地面はコンセプト上ガタガタなので地面に沿わせるみたいなのは無理そうでした
回転角度を90°〜-90°くらいに制限してひっくり返らないようにしたいのですが
どのようなスクリプトが考えられるのでしょうか。
ある程度傾くこととひっくり返らないことが可能なら他の方法でも問題ありません

Answer 1

たとえばrotationを強制的に範囲内におさめてしまうというのはどうでしょうか?

using UnityEngine;

[RequireComponent(typeof(Rigidbody2D))]
public class RotationLimitter : MonoBehaviour
{
    [Range(0.0f, 180.0f)] public float RotationLimit = 90.0f; // 回転角の限界値

    private new Rigidbody2D rigidbody2D;

    private void Start()
    {
        this.rigidbody2D = this.GetComponent<Rigidbody2D>();
    }

    private void FixedUpdate()
    {
        var rotation = this.rigidbody2D.rotation;
        var clampedRotation = Mathf.Clamp(rotation, -this.RotationLimit, this.RotationLimit);

        // 生のrotationと、範囲を-限界値～+限界値にクランプしたrotationが一致しない場合...
        if (rotation != clampedRotation)
        {
            // rotationが範囲外に出てしまっているということなので、強制的に回転をclampedRotationに変える
            this.rigidbody2D.rotation = clampedRotation;

            // さらに、角運動量が残っていると、その後の衝突で多少逆方向のトルクが加わっても
            // 慣性のために回転せず、限界角の位置に貼り付いてしまったように見える
            // そこで、角速度を0に戻して角運動量を完全に失わせる
            this.rigidbody2D.angularVelocity = 0.0f;
        }
    }
}

他には、回転と逆向きにトルクをかけて、バネのように回転を押し戻すこともできそうです。
個人的には、こちらの方が動きが柔らかい印象になり好きですが、ゲームによってどのようなやり方が適しているかは変わってくるでしょうから、いろいろ試してみるのがいいかと思います。

using UnityEngine;

[RequireComponent(typeof(Rigidbody2D))]
public class RotationLimitter : MonoBehaviour
{
    [Range(1.0f, 8.0f)] public float TorqueExponent = 4.0f; // 大きくするほどトルクカーブが鋭くなる
    [Range(0.0f, 1000.0f)] public float TorqueMagnitudeMax = 100.0f; // 回転押し戻しトルクの最大値
    [Range(0.0f, 180.0f)] public float RotationLimit = 90.0f; // 回転角の限界値

    private new Rigidbody2D rigidbody2D;

    private void Start()
    {
        this.rigidbody2D = this.GetComponent<Rigidbody2D>();

        // angularDragがデフォルトの0.05だと、バネ運動が激しすぎるかもしれません
        // 適宜大きくしてやると、大暴れするのを防げるかと思います
        this.rigidbody2D.angularDrag = 4.0f;
    }
    
    private void FixedUpdate()
    {
        // 現在の回転の大きさと向き
        var rotationMagnitude = this.rigidbody2D.rotation;
        var rotationSign = Mathf.Sign(rotationMagnitude);
        rotationMagnitude *= rotationSign;

        // 回転が限界角に近づくほど1に近づくカーブを作る
        //
        // factor
        // 1|                 *********
        //  |                 *
        //  |                *
        //  |               *
        //  |             **
        //  |          ***
        //  |      ****
        //  |******
        // 0+-------------------------- rotationMagnitude
        //  0                 90
        var factor = Mathf.Pow(Mathf.InverseLerp(0.0f, this.RotationLimit, rotationMagnitude), this.TorqueExponent);

        // 回転と逆向きにトルクをかける
        var torque = -rotationSign * this.TorqueMagnitudeMax * factor;
        this.rigidbody2D.AddTorque(torque);
    }
}

動きの比較

Comments

[kome-kit]

とてもわかりやすい回答ありがとうございます！
回転に合わせて逆方向に回転をかけて向きを直すとは…全く思いつかなかったです
rotationを直接書き換える方法も併用してあるからあるから万が一にもひっくり返ることはないんですね
素晴らしいです。ありがとうございました！

Answer 2

例えばなんですが、地面と車が親子関係を結ぶとかどうでしょうか？
それか根本的に建物の角にぶつからない設計を考え直すくらいしか思いつきません。

Comments

[kome-kit]

すいません
親子関係を結んで解決する方法を考えてみたのですがよくわかりませんでした
詳しく教えていただけるとありがたいです

あと角だけじゃなくて
段差とかオブジェクトならなんでもですね
回転を固定していないのでぶつかるとクルンクルン回ります

[M_Kazuma]

申し訳ないですがあくまで可能性で答えたまでなので御自身でできない以上答えようがないです。
あと坂に進む時だけFreezeRotationを解除するとかも試しましたか？

[kome-kit]

可能性以前の話として親子関係を結んだことによって車の回転がほどよく抑制されるという
原理がわかりませんでした
>あと坂に進む時だけFreezeRotationを解除するとかも試しましたか？
これについては質問文に書いていますが地面がガタガタなので基本的に「完全に坂じゃないところ」というのは存在しないです
どこでも少しは傾いていたりするので坂に進む時だけ解除というのは難しいですね…

[M_Kazuma]

なんとなく今考えてみたんですが、そもそもの車の絵は1枚絵でしょうか？
車のことをあんまり詳しくないから上手いこと言えないですが、リアルでは車ってガタガタな道を走る際は、タイヤが動くからボディーも上下に動くんじゃないかなって思ったので、そのような親子関係がある絵の構造でタイヤを工夫すれば上手いこと出来ないかなって妄想してみました笑
坂に関してもこれで出来そうな気がするのですが既に試していたら完全力不足です。

[kome-kit]

車は一枚絵ですね…
説明不足でした
もう少し自分で考えてみます

[M_Kazuma]

一番は1枚絵を作り直すべきかと！