Unityで微分するにはどうすればいいのでしょうか？

Question

前提・実現したいこと

Unityで速度を微分して加速度を求めたいです。
最終的には張力を求めたいのでT=maからmとaが必要です。

現在速度を表示させるところまではできています。

該当のソースコード

// 前のフレームでの位置を記録しておくフィールド
private Vector2 previousPosition;

// 計算された速度
public Vector2 velocity;

void FixedUpdate()
{
// 前のフレームからどれだけ移動したかを求め、それを経過時間で割って速度とする
this.velocity = (this.rigidbody2D.position - this.previousPosition) / Time.deltaTime;

// その後、次回の更新に備えて現在の位置をpreviousPositionに保存する
this.previousPosition = this.rigidbody2D.position;

Debug.Log(gameObject.name+"の速度は"+this.velocity.magnitude);
}

試したこと

”Unity微分”等のキーワードで調べてみたのですが、積分についての記事は見つかるのですが微分に関しての記事が見つかりませんでした。

Answer 1

経過時間で増加した速度が加速度になるので、算出した速度を保存しておき、差分を経過時間で割ることで算出できるかと思います。

float lastVelocity = 0.0f;
void FixedUpdate(){
  ...
  // 加速度
  float a = (this.velocity - lastVelocity) / Time.deltaTime;
  lastVelocity = this.velocity
  ...
}

https://www.try-it.jp/chapters-8001/sections-8002/lessons-8018/

Comments

[integral2ydx]

返信ありがとうございます！遅くなり申し訳ございません。
高校でそこらへん習いました！完全に忘れてました、、

[integral2ydx]

///
float lastVelocity = 0.0f;

void FixedUpdate()
{
// 前のフレームからどれだけ移動したかを求め、それを経過時間で割って速度とする
this.velocity = (this.rigidbody2D.position - this.previousPosition) / Time.deltaTime;

// その後、次回の更新に備えて現在の位置をpreviousPositionに保存する
this.previousPosition = this.rigidbody2D.position;
// 加速度
float a = (velocity - lastVelocity) / Time.deltaTime;
lastVelocity = this.velocity
// 速度を表示
Debug.Log(gameObject.name+"の加速度: " );
}
///
すいません、こんな感じで打ってみたのですが、演算子"-"を"Vector2"と"float"型のオペランドに適用することができませんとあったのですがVector2では使えないのでしょうか？

[Kapustin]

失礼しました。。
速度ベクトルとして保存していましたね。この場合

Vector2 lastVelocity = 0.0f;
void FixedUpdate(){
...
// 加速度
Vector2 a = (this.velocity - lastVelocity) / Time.deltaTime;
lastVelocity = this.velocity
...
}

で求められるかと思います。もし速さ（ベクトルの長さ）で処理したい場合はmagunitudeを使うと良いです。
https://docs.unity3d.com/ja/current/ScriptReference/Vector2-magnitude.html

Vector2 lastVelocity = 0.0f;
void FixedUpdate(){
...
// 加速度
float a = (this.velocity.magnitude - lastVelocity.magnitude) / Time.deltaTime;
lastVelocity = this.velocity
...
}

[integral2ydx]

なるほどです。時間がたっているのに丁寧に答えてくださりありがとうございます！

Unity初心者から見るとfloatの部分をVector2に変えただけに見えるんですけど、floatは小数型の変数を定義するときに使うと習ったのですが、Vector2というものはfloatと同じ役割を果たすのでしょうか？

逆にベクトルの長さで求めるときは、floatでいいのがよくわかりません。

[integral2ydx]

Vector2 a = (this.velocity - lastVelocity) / Time.deltaTime;
すいません。まだこの部分でエラーがあります。

[Kapustin]

> Vector2というものはfloatと同じ役割を果たすのでしょうか？
「同じ役割」ではなく、Vector2はその名の通り2次元ベクトルを処理するクラスです。
x成分とy成分がそれぞれfloat型で表現されています。

> 逆にベクトルの長さで求めるときは、floatでいいのがよくわかりません。
長さの場合はスカラー値なので、floatで大丈夫です。

> まだこの部分でエラーがあります。
どのようなエラーでしょうか？

[integral2ydx]

自分の前提知識が浅いのであっているのかわかりませんが、
Vector2 lastVelocity = 0.0f;のところはvelocityがスカラー値ではないからfloatがつかえないから仕方なくVector2にしているということでしょうか？

[integral2ydx]

// 加速度
Vector2 a = (this.velocity - lastVelocity) / Time.deltaTime;の
this.velocity - lastVelocityでCS0034;Vecor3およびVector2のオペランド演算子-があいまいです。といわれています。