Standard Assetesのジャンプを用いた空中移動の実装

Question

前提・実現したいこと

現在、unityのStandard Assetes内のThirdPersonCharacterを用いてキャラクターを操作できるようなプログラムを作っています。
これに手を加えて、空中でも移動キーの入力に応じて移動する方向・速度を変えられるようなプログラムにしたいと考えています。

発生している問題・エラーメッセージ

配布されている状態ではジャンプしている状態で移動キーを入力しても、キャラクターの向いている方向だけは変更できるものの、
ジャンプした時点で跳んだ方向・距離は固定されて着地までそれらに対する操作を受け付けなくなります。

該当のソースコード

以下はThirdPersonCharacterの内容です。

using UnityEngine;

namespace UnityStandardAssets.Characters.ThirdPerson
{
	[RequireComponent(typeof(Rigidbody))]
	[RequireComponent(typeof(CapsuleCollider))]
	[RequireComponent(typeof(Animator))]
	public class ThirdPersonCharacter : MonoBehaviour
	{
		[SerializeField] float m_MovingTurnSpeed = 360;
		[SerializeField] float m_StationaryTurnSpeed = 180;
		[SerializeField] float m_JumpPower = 12f;
		[Range(1f, 4f)][SerializeField] float m_GravityMultiplier = 2f;
		[SerializeField] float m_RunCycleLegOffset = 0.2f; //specific to the character in sample assets, will need to be modified to work with others
		[SerializeField] float m_MoveSpeedMultiplier = 1f;
		[SerializeField] float m_AnimSpeedMultiplier = 1f;
		[SerializeField] float m_GroundCheckDistance = 0.1f;

		Rigidbody m_Rigidbody;
		Animator m_Animator;
		bool m_IsGrounded;
		float m_OrigGroundCheckDistance;
		const float k_Half = 0.5f;
		float m_TurnAmount;
		float m_ForwardAmount;
		Vector3 m_GroundNormal;
		float m_CapsuleHeight;
		Vector3 m_CapsuleCenter;
		CapsuleCollider m_Capsule;
		bool m_Crouching;


		void Start()
		{
			
			m_Animator = GetComponent<Animator>();
			m_Rigidbody = GetComponent<Rigidbody>();
			m_Capsule = GetComponent<CapsuleCollider>();
			m_CapsuleHeight = m_Capsule.height;
			m_CapsuleCenter = m_Capsule.center;

			m_Rigidbody.constraints = RigidbodyConstraints.FreezeRotationX | RigidbodyConstraints.FreezeRotationY | RigidbodyConstraints.FreezeRotationZ;
			m_OrigGroundCheckDistance = m_GroundCheckDistance;
		}


		public void Move(Vector3 move, bool crouch, bool jump)
		{

			// convert the world relative moveInput vector into a local-relative
			// turn amount and forward amount required to head in the desired
			// direction.
			if (move.magnitude > 1f) move.Normalize();
			move = transform.InverseTransformDirection(move);
			CheckGroundStatus();
			move = Vector3.ProjectOnPlane(move, m_GroundNormal);
			m_TurnAmount = Mathf.Atan2(move.x, move.z);
			m_ForwardAmount = move.z;

			ApplyExtraTurnRotation();

			// control and velocity handling is different when grounded and airborne:
			if (m_IsGrounded)
			{
				HandleGroundedMovement(crouch, jump);
			}
			else
			{
				HandleAirborneMovement();
			}

			ScaleCapsuleForCrouching(crouch);
			PreventStandingInLowHeadroom();

			// send input and other state parameters to the animator
			UpdateAnimator(move);

		}


		void ScaleCapsuleForCrouching(bool crouch)
		{
			if (m_IsGrounded && crouch)
			{
				if (m_Crouching) return;
				m_Capsule.height = m_Capsule.height / 2f;
				m_Capsule.center = m_Capsule.center / 2f;
				m_Crouching = true;
			}
			else
			{
				Ray crouchRay = new Ray(m_Rigidbody.position + Vector3.up * m_Capsule.radius * k_Half, Vector3.up);
				float crouchRayLength = m_CapsuleHeight - m_Capsule.radius * k_Half;
				if (Physics.SphereCast(crouchRay, m_Capsule.radius * k_Half, crouchRayLength, Physics.AllLayers, QueryTriggerInteraction.Ignore))
				{
					m_Crouching = true;
					return;
				}
				m_Capsule.height = m_CapsuleHeight;
				m_Capsule.center = m_CapsuleCenter;
				m_Crouching = false;
			}
		}

		void PreventStandingInLowHeadroom()
		{
			// prevent standing up in crouch-only zones
			if (!m_Crouching)
			{
				Ray crouchRay = new Ray(m_Rigidbody.position + Vector3.up * m_Capsule.radius * k_Half, Vector3.up);
				float crouchRayLength = m_CapsuleHeight - m_Capsule.radius * k_Half;
				if (Physics.SphereCast(crouchRay, m_Capsule.radius * k_Half, crouchRayLength, Physics.AllLayers, QueryTriggerInteraction.Ignore))
				{
					m_Crouching = true;
				}
			}
		}


		void UpdateAnimator(Vector3 move)
		{
			// update the animator parameters
			m_Animator.SetFloat("Forward", m_ForwardAmount, 0.1f, Time.deltaTime);
			m_Animator.SetFloat("Turn", m_TurnAmount, 0.1f, Time.deltaTime);
			m_Animator.SetBool("Crouch", m_Crouching);
			m_Animator.SetBool("OnGround", m_IsGrounded);
			if (!m_IsGrounded)
			{
				m_Animator.SetFloat("Jump", m_Rigidbody.velocity.y);
			}

			// calculate which leg is behind, so as to leave that leg trailing in the jump animation
			// (This code is reliant on the specific run cycle offset in our animations,
			// and assumes one leg passes the other at the normalized clip times of 0.0 and 0.5)
			float runCycle =
				Mathf.Repeat(
					m_Animator.GetCurrentAnimatorStateInfo(0).normalizedTime + m_RunCycleLegOffset, 1);
			float jumpLeg = (runCycle < k_Half ? 1 : -1) * m_ForwardAmount;
			if (m_IsGrounded)
			{
				m_Animator.SetFloat("JumpLeg", jumpLeg);
			}

			// the anim speed multiplier allows the overall speed of walking/running to be tweaked in the inspector,
			// which affects the movement speed because of the root motion.
			if (m_IsGrounded && move.magnitude > 0)
			{
				m_Animator.speed = m_AnimSpeedMultiplier;
			}
			else
			{
				// don't use that while airborne
				m_Animator.speed = 1;
			}
		}


		void HandleAirborneMovement()
		{
			// apply extra gravity from multiplier:
			Vector3 extraGravityForce = (Physics.gravity * m_GravityMultiplier) - Physics.gravity;
			m_Rigidbody.AddForce(extraGravityForce);
			

			m_GroundCheckDistance = m_Rigidbody.velocity.y < 0 ? m_OrigGroundCheckDistance : 0.05f;
		}


		void HandleGroundedMovement(bool crouch, bool jump)
		{
			// check whether conditions are right to allow a jump:
			if (jump && !crouch && m_Animator.GetCurrentAnimatorStateInfo(0).IsName("Grounded"))
			{
				// jump!
				m_Rigidbody.velocity = new Vector3(m_Rigidbody.velocity.x, m_JumpPower, m_Rigidbody.velocity.z);
				m_IsGrounded = false;
				m_Animator.applyRootMotion = false;
				m_GroundCheckDistance = 0.1f;
			}
		}

		void ApplyExtraTurnRotation()
		{
			// help the character turn faster (this is in addition to root rotation in the animation)
			float turnSpeed = Mathf.Lerp(m_StationaryTurnSpeed, m_MovingTurnSpeed, m_ForwardAmount);
			transform.Rotate(0, m_TurnAmount * turnSpeed * Time.deltaTime, 0);
		}


		public void OnAnimatorMove()
		{
			// we implement this function to override the default root motion.
			// this allows us to modify the positional speed before it's applied.
			if (m_IsGrounded && Time.deltaTime > 0)
			{
				Vector3 v = (m_Animator.deltaPosition * m_MoveSpeedMultiplier) / Time.deltaTime;

				// we preserve the existing y part of the current velocity.
				v.y = m_Rigidbody.velocity.y;
				m_Rigidbody.velocity = v;
			}
		}


		void CheckGroundStatus()
		{
			RaycastHit hitInfo;
#if UNITY_EDITOR
			// helper to visualise the ground check ray in the scene view
			Debug.DrawLine(transform.position + (Vector3.up * 0.1f), transform.position + (Vector3.up * 0.1f) + (Vector3.down * m_GroundCheckDistance));
#endif
			// 0.1f is a small offset to start the ray from inside the character
			// it is also good to note that the transform position in the sample assets is at the base of the character
			if (Physics.Raycast(transform.position + (Vector3.up * 0.1f), Vector3.down, out hitInfo, m_GroundCheckDistance))
			{
				m_GroundNormal = hitInfo.normal;
				m_IsGrounded = true;
				m_Animator.applyRootMotion = true;
			}
			else
			{
				m_IsGrounded = false;
				m_GroundNormal = Vector3.up;
				m_Animator.applyRootMotion = false;
			}
		}
	}
}

試したこと

ネット上の情報は隅々まで調べましたが、有効な情報は得られませんでした。
また、プログラムの一部をコメントアウトする方法を様々な位置で試してみましたが、いずれも上手く動きませんでした。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Unity バージョン：2020.3.4f1

Answer 1

ThirdPersonCharacterの制御はRigidbody、Animatorのルートモーション、Transformの直接操作のハイブリッドになっているようでややこしいですね...
HandleAirborneMovementなるメソッドが空中にいる時の挙動を担当しているようですが、それを下記のように変更してみるとどうでしょうか?

        void HandleAirborneMovement()
        {
            // apply extra gravity from multiplier:
            Vector3 extraGravityForce = (Physics.gravity * m_GravityMultiplier) - Physics.gravity;
            m_Rigidbody.AddForce(extraGravityForce);

            m_GroundCheckDistance = m_Rigidbody.velocity.y < 0 ? m_OrigGroundCheckDistance : 0.01f;
            
            float speed = 4.77573647112f * this.m_MoveSpeedMultiplier * this.m_Animator.GetFloat("Forward");
            Vector3 forward = transform.forward;
            m_Rigidbody.velocity = new Vector3(forward.x * speed, m_Rigidbody.velocity.y, forward.z * speed);
        }

Rigidbodyの速度をキャラクターの前方に向けて調整してやればそれらしい動きになるんじゃないかと考えました。
4.77573647112fというマジックナンバーが登場していますが、これはキャラクターが全力疾走した時のルートモーションによる移動速度の推定値です。もしStandard Assetsに収録されているアニメーションではなく独自のアニメーションをセットしている場合は、それに合わせてこの値を調整してやることで、地上を走っている時と空中移動している時の移動速度の違和感を軽減できるかと思います。
平坦な地面で適当に走り回らせての実験しかしておりませんので、何か見落としがあるかもしれません。変な挙動を見つけましたらコメントいただければ、可能であれば対処してみようと思います。

Comments

[tails_]

コメントが遅れてしまって大変申し訳ございません。プログラムに追記して動作させてみましたが、概ね「こう動いてほしい」と想定したとおりの挙動を取ってくれました。本当にありがとうございます。