【Unity】ARでトラッキングからUnity空間へ切り替えた時、モデルのX軸が傾いてしまう

Question

【やりたいこと】

ARのトラッキングで生成されたマーカーモデルと
「同じ位置・同じ方向」のモデルAを、Unity空間常に垂直に生成させたい。

######【やりたいことの流れ】
1.ARのトラッキングで、マーカーモデルを表示させる
2.表示している角度のままUnityのワールド空間へ切り替える
3.マーカーモデルと同じ位置・方向にモデルAを生成させる
4.表示させたモデルAは地面と垂直になっている

以上になります。
現在、①と②については問題なく実装できたのですが、
③の部分で、モデルAの傾きがARでトラッキングしたデバイスの傾きに引っ張られてしまいます。

######【試したこと】
1.モデルはInstantiate関数で生成
→この時のrotationをY軸意外「０」、W軸を「１」にする
（モデルの向いている方向だけ保持させる）

2.生成されたモデルの回転をデバッグ
→W軸が「−0.9〜 -0.7（起動時の値の範囲）」を確認

①のようにY軸だけの回転を行おうとすると、
Unity空間に切り替わる時に反転して表示されてしまいました。

######【開発環境】
・Unityバージョン：2020.1.16
・使用端末 　：iOS 13.4.1

生成されるモデルはどちらも、スケールが（1,1,1）の空のゲームオブジェクトの子として設定しております。
おそらくデバイスの傾きが原因である、というところまでは理解できたのですが対処方法が分からず苦戦しております。
アドバイス、間違いなどありましたらご教授頂けますと幸いです。

Answer 1

模擬シーンを作って動きを検討してみました。
①と②の部分に問題はないとのことですので、AR部分は直接の関係はないだろうと考え、簡略化して...

• ローカルXZ平面上にQuadを配置したオブジェクトを作り、ARマーカー代わりとする。
• 別途キャラクターモデルを配置し、それにアタッチしたスクリプト上で自身の回転を模擬ARマーカーの回転に合わせる。

というシチュエーションで実験しました。

まず、下記のように模擬マーカーの回転を単純にキャラクターに適用すると...

using UnityEngine;

public class RotationSynchronizer : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Transform marker;

    private void Update()
    {
        this.transform.rotation = this.marker.rotation;
    }
}

下図のようにマーカー上に足が接着されたような、まあ順当な動きをしました。

次にご質問者さんの案を試してみたのですが、下記のような感じでしょうかね?

using UnityEngine;

public class RotationSynchronizer : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Transform marker;

    private void Update()
    {
        this.transform.rotation = new Quaternion(0.0f, this.marker.rotation.y, 0.0f, 1.0f);
    }
}

「X軸が傾いてしまう」とか「Unity空間に切り替わる時に反転して」とおっしゃる症状とは違うように感じますが、ともかく下図のように変な回転になっているようでした。

恥ずかしながら「回転クォータニオンのY成分だけ残す」という発想がどういう理屈に基づくのか理解が及ばなかったのですが、何かご参考にされた情報源などありますでしょうか?
代替案として「マーカーの回転が指すforward方向をワールドXZ平面上に投影し、その方向を向く回転をLookRotationで求める」というのはいかがでしょうか。

using UnityEngine;

public class RotationSynchronizer : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Transform marker;

    private void Update()
    {
        this.transform.rotation = Quaternion.LookRotation(Vector3.ProjectOnPlane(this.marker.rotation * Vector3.forward, Vector3.up));
    }
}

この場合は下図のような動きになりました。

ご質問者さんの実装されたコードはどのようになっているでしょうか?もし投稿字数の制限が許せば、その向き合わせ部分のコードも追記いただければ、もっとご質問者さんのコードに合わせた方法を検討できるかもしれません。

Comments

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Bongo様

ご回答頂き、また検証までして頂き
大変有難うございます。

この度は、ご連絡が遅くなってしまい申し訳ございません。

＞「回転クォータニオンのY成分だけ残す」という発想がどういう理屈に基づくのか理解が及ばなかったのですが、何かご参考にされた情報源などありますでしょうか?

→私がクォータニオンをあまり理解できていないせいかもしれないのですが、
model.transform.rotation = new Quaternion(0, marker.rotaion.y, 0, 1);
と、すればマーカーの方向だけをモデルに反映させることが出来るのでは、
と安易な考えをしておりました…。
（マーカーのy回転分だけ、モデルにもyの回転をかけるイメージです）

模擬的な検証をしていただいたおかげで、自分がやっている事が想定しているものと違っていたことが理解出来ました。

一度、ご提案頂いたLookRotationを使った
方向の取得について検証してみようと思います。

＞もし投稿字数の制限が許せば、その向き合わせ部分のコードも追記いただければ、もっとご質問者さんのコードに合わせた方法を検討できるかもしれません。

ご親切に有難うございます。
自分のコードが間違っているかもしれないので、
もし上記の検証でも結果が変わらない場合は
こちらにコードを記載致します。

この度は、ご連絡が遅れてしまい申し訳ございません。