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マリ〇ギャラクシーのように下方向ではなくある物体に対して重力が働いている状況下でキャラを歩かせたい

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zenobread

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ざっくりまとめるとタイトルに含まれているゲームのように、通常ゲームでは下に向かって重力が働いていますが
今回は惑星に対して重力を働かせてその重力に従いキャラを歩かせようと考えています。

重力の向きを変更することには成功しましたが、キャラの足が常に地面に向かうようにベクトルを操作することが出来ません。

やったこと
1キャラクターをLookAtで惑星に常に向かせる
→キャラの3Dモデルの向きがy軸方向に設定されており、つまりは体全体が惑星に向かって向いていてよこだおしになっている状態
2LookAtを消しキャラクターの向きベクトルを取得、そののち向きベクトルとキャラクターにかかる重力ベクトルの内積を0にさせる
→キャラを立たせることが出来たが実際に動かした時惑星ではなく、Unityの通常の重力に従って動きなおかつキャラの足先が惑星の方へ向かなくなったため失敗

結論 やりたいこと
キャラクターが惑星の重力に従ってスムーズに動いているように見せたい

下記はキャラクターについているスクリプトです。

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

public class BearAnimConScp : MonoBehaviour
{
    private static float G= 6.67259f;
    Rigidbody br_body, sp_body;//キャラと惑星のRigidBoody
    public GameObject Sphere;//惑星
    Vector3 dir, heading,go_dir;
    float speed = 5.0f;
    float angleDir,x_dir;
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        sp_body = GetComponent<Rigidbody>();
        br_body= GetComponent<Rigidbody>();

        x_dir = go_dir.x * heading.x+go_dir.y*heading.y+go_dir.z*heading.z;//内積0を求めている
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        angleDir = transform.eulerAngles.z * (Mathf.PI / 180.0f);
        go_dir = new Vector3(Mathf.Cos(angleDir), Mathf.Sin(angleDir), 0.0f);//キャラクターの向きベクトル

        heading = (Sphere.transform.position - this.transform.position) / 1;
        dir = G * heading.normalized * (sp_body.mass * br_body.mass) / (heading.sqrMagnitude);//重力計算

        br_body.AddForce(dir);//重力実行

        if (Input.GetKey("up"))
        {
            transform.position += transform.up * speed * Time.deltaTime;
        }
        if (Input.GetKey("down"))
        {
            transform.position -= transform.up * speed * Time.deltaTime;
        }
        if (Input.GetKey("right"))
        {
            transform.position += transform.right * speed * Time.deltaTime;
        }
        if (Input.GetKey("left"))
        {
            transform.position -= transform.right * speed * Time.deltaTime;
        }
    }
}

どうかよろしくお願いいたします。

編集
惑星の上をキャラクターが歩くことまではできました。
ただ右左の矢印キーを押すとカメラが一瞬おかしくなってしまうことが悩みです。

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

public class BearAnimConScp : MonoBehaviour
{
    private static float G= 6.67259f;
    Rigidbody br_body, sp_body;
    public GameObject Sphere;
    Vector3 dir, heading,go_dir;
    float speed = 15.0f;
    float angleDir,x_dir;
    private Vector3 move;
    private Vector3 mir_move;
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        sp_body = GetComponent<Rigidbody>();
        br_body= GetComponent<Rigidbody>();
        move = new Vector3(0,0,0);
        mir_move = -move;
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        if (Input.GetKey("up"))
        {
            transform.position += transform.forward * speed * Time.deltaTime;
            move+= transform.forward * speed * Time.deltaTime;
            transform.rotation = Quaternion.LookRotation(-dir, -move) * Quaternion.FromToRotation(Vector3.up, Vector3.forward);
        }
        if (Input.GetKey("down"))
        {
            transform.position -= transform.forward * speed * Time.deltaTime;
            move-= transform.forward * speed * Time.deltaTime;
            transform.rotation = Quaternion.LookRotation(-dir, -this.transform.forward) * Quaternion.FromToRotation(Vector3.up, Vector3.forward);
        }
        if (Input.GetKey("right"))
        {
            transform.position += transform.right * speed * Time.deltaTime;
            move+= transform.right * speed * Time.deltaTime;
            transform.rotation = Quaternion.LookRotation(this.transformm.forward, -dir) * Quaternion.FromToRotation(Vector3.up, Vector3.right);
        }
        if (Input.GetKey("left"))
        {
            transform.position -= transform.right * speed * Time.deltaTime;
            move-= transform.right * speed * Time.deltaTime;
            transform.rotation = Quaternion.LookRotation(this.transform.forward,-dir) * Quaternion.FromToRotation(Vector3.up, Vector3.left);
        }

        if (!Input.anyKeyDown)
        {
            move = new Vector3(0, 0, 0);
            transform.rotation = Quaternion.LookRotation(-dir, -this.transform.forward) * Quaternion.FromToRotation(Vector3.up, Vector3.forward);
        }

        heading = (Sphere.transform.position - this.transform.position) / 1;
        dir = G * heading.normalized * (sp_body.mass * br_body.mass) / (heading.sqrMagnitude);
        br_body.AddForce(dir*20);
    }
}
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回答 2

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・キャラの姿勢
キャラが立っているなら、必ず頭が上にないといけません
常に重力の反対が上になるように、キャラを回転させてください
前は、前回の移動方向をもとにいい感じの場所でいいでしょう

そこで、LookRotationを使うのが便利です
これは前方向を固定、上方向は指定ベクトルを元にいい感じ、というものです
欲しいのは上が絶対、前がいい感じなので、
LookRotationに上、後ろの順で指定して、上が前になるよう回転させます

Quartanion.LookRotation(-gravity, -move) * Quartanion.FromToRotation(Vector3.up, Vector3.forward);

・移動方向
上キーを押したら移動するのは画面の上に位置する方向だと思うので、
カメラの上を基準に重力と垂直方向になる方向を求める必要があります。
キャラの姿勢に書いた方法を応用して求めてください。

・物理挙動
Unityは平面を元にした物理挙動を想定しているので、球面世界とは相性がどうなのかわかりません
それに、マリオギャラクシーはゲームにするために物理挙動に嘘を紛れ込ませています
場合によってはこのあたりを自作する必要があるかもしれません

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  • 2019/07/16 14:21

    キャラは前向きにのみ移動するので、移動方向とはキャラの向きの事です
    キャラの向きは重力に対して垂直でないといけません
    ところが、キャラの向きが重力と平行(同一直線)に近くなると、向きが決められずそのような挙動を示します
    問題が起こるのなら、移動方向ではなく向かせたいキャラの向きとして、重力とキャラの向きが正しく設定されているか確認してください

    キャンセル

  • 2019/07/16 22:33

    おかげさまでほぼ完成まで近づきました。そこまでのコードを質問板に貼りますのでどうかご確認ください。
    ただ左右の矢印キーを押すとカメラが一瞬おかしな方向を向いてしまうことが最後の悩みです。
    長々と申し訳ありませんがあともう少しだけお付き合いくださいませ。

    キャンセル

  • 2019/07/17 10:10

    カメラがおかしくなるのなら、カメラの位置か向きがおかしいので、そのコードを調べましょう

    キャンセル

0

どっかで記事を見かけたのですが、忘れてしまったので参考になりそうなサイトをご紹介しておきます

惑星から万有引力を受ける物体をUnity上で実装
https://qiita.com/kugipanti/items/ad538a937118822c773c

Unity:重力に逆らい、球面にそって垂直に歩かせてみる
https://indie-du.com/entry/2017/01/24/200000

Unity 星の上を歩く~完成編~
http://manakel.hatenablog.com/entry/2015/10/30/220716

その16 オブジェクトを任意の平面に立たせる姿勢制御
http://marupeke296.com/DXG_No16_AttitudeControl.html

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  • 2019/07/11 19:18

    ありがとうございます。
    個人的に考えてたよりもよっぽど複雑なのでしっかりと読ませていただきます。もし成功したらまた変身させていただきます。

    キャンセル

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