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【Unity】 ループを2つに分けた時の処理が重い

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TARDIGRADE

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はじめに

初めての投稿で、舌足らずな部分もあると思いますが、ご容赦ください。

流体シミュレーションを実装してみたい

流体シミュレーションに興味を持ち、自分でも実装してみようと思っています。
流体力学の基本はある程度抑えたつもりですが、Unityの方はほとんど初心者です。
競技プログラミングを趣味程度にやっていますが、普段使うのはPythonかC++で、C#は基本構文くらいしかわかりません。
必要なものを調べながら書いている、という状態です。

質問したいこと

Instantiate関数を使って粒子を複製していく処理を二つのループに分けて行ったところ、16GBあるパソコンのメモリの使用量が90%を超えてしまい、また、Unityが「応答なし」の状態になりました。
単純に「複製する」という作業だけでです。
最初はプログラムの計算量を疑ったのですが、ループの数は二つ合わせても精々300回程度で、そこまで重たい計算になるとは思えません。
また、ループを一つにまとめると、同程度の計算量でも楽々動きました。
つまり、計算が重たくなったのは、ループを二つに分けて計算したことが原因としか思えないのですが、本当にそんなことがあるのでしょうか?

以下に、詳しい状況を記します。

流体を考えるのに必要な粒子の生成(1つ目のループ) 

今回私がやろうとしたのは粒子法という、液体を粒子の集合体として考える方法です。
大量の粒子が必要になるのですが、手動で一つ一つオブジェクトを作るのは面倒だと思い、google先生に聞いてみたところ、Instantiate関数というものを見つけました。
そこで、これとforループを組み合わせて、一気に100個ほど(*1)粒子を生成することにし、以下のスクリプト(*2)を作成しました。このスクリプトは空のGameObjectにアタッチしています。
Instantiate関数が重たいことはgoogle先生から教わっていたのですが、さすがにこれくらいのループ数なら大丈夫だろうと思い、実際これだけならきちんと動きました。

(*1)100個だと精度がかなり低いですが、今回はプログラムの中身をきちんと理解して実装することを目標にしているので、そこは気にしていません。
(*2)コメントの部分は、思考過程が見えたほうが伝わりやすいかと思い、あえて残しました。

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

public class MPS_Method : MonoBehaviour
{
    //モデル粒子の情報を呼び出す
    public GameObject particle;

    //最初一回だけ呼び出される関数
    void Start()
    {
        //等間隔で粒子を配置していく(隙間はなし、体心立方格子みたいな感じ)
        //(x,y,z)で粒子の中心座標を表す
        //半径0.05f

        //xの範囲
        for (var x = -0.2f; x < 0.3f; x += 0.1f)
        {
            //yの範囲
            for (var y = 0f; y < 0.4f; y += 0.1f)
            {
                //zの範囲
                for (var z = -0.2f; z < 0.3f; z += 0.1f)
                {
                    //モデル粒子を(x,y,z)の点に複成
                    Instantiate(particle, new Vector3(x, y, z), Quaternion.identity);
                }
            }
        }
    }
}

床の作成(2つ目のループ)

上のスクリプトを書いて実装したのち、床がなければ流体がただ落ちるだけで、シミュレーションも何もないじゃないか、ということに思い至りました。
床なんてCubeで作ればいいかと思ったのですが、私が参考にしたサイトによると、床や壁もちゃんと粒子で作らなければならないそうです。
そこで、以下のスクリプトを、前述したスクリプトのvoid Start()の中に追記しました。

        //粒子で床を作ろう
        //等間隔で平たく作っていく
        //こいつらは動かさないので計算量の心配はせずに粒子数を増やせる
        //厚さは影響半径よりも大きくなるようにする
        //上と同様の考え方で
        for (var x = -0.5f; x < 0.6f; x += 0.1f)
        {
            for (var y = -0.2f; y < 0f; x += 0.1f)
            {
                for (var z = -0.5f; z < 0.6f; z += 0.1f)
                {
                    Instantiate(particle, new Vector3(x, y, z), Quaternion.identity);
                }
            }
        }


コメントにも書いてある通り、計算量のことなんて考えずに増やせると思っていたのですが、これがなぜか急に処理が重たくなり、動かなくなったわけです。

試したこと

調子に乗ってループを回しすぎたのかと思い、ちょっとずつ粒子数を減らしていったのですが、どんだけ減らしてもまともに動く気配がありませんでした。最終的に、1個だけ作成するという場合でも固まってしまったので、これは計算量ではなく、Unityの仕様に関係してくる問題なのではないかと自分の中で結論付けました。
ちなみに、2つ目のループをコメントアウトして、1つ目のループで1000個ほど粒子を複製してみましたが、こちらは問題なく動きました。

長くなってしまったのでまとめます

質問したいことは
・なぜループを2つに分けると、ここまで処理が重たくなってしまうのか
です(原因はループではなく別にあるのかもしれませんが…)。
1つにまとめれば解決することはわかっているのですが、後学のためにも、このような現象が起こる理由を知りたいと思っております。

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回答 1

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+1

       for (var y = -0.2f; y < 0f; x += 0.1f)

ループ変数まちがってますよ


そもそもループ変数に浮動小数点を使うというのはダメです
10進数の0.1は2進数では表現できないため、ループが回るごとに誤差が蓄積していきます

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  • 2020/08/02 08:15

    初歩的なミスだったとは…お恥ずかしい限りです。
    浮動小数点の件も納得です。整数で回して最後に調整するようにしたいと思います。
    深夜の投稿だったにもかかわらず、すぐに回答してくださり本当にありがとうございます。

    キャンセル

  • 2020/08/02 08:35

    ループ変数は整数で回して、使うときにfloatでキャストして1/10にするとかすればいいと思いますよ

    キャンセル

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