物理演算を考慮しつつ、向いている方向に転がして移動させたい

Question

概要

ボールを、上下キーで前進/後退、左右キーで方向転換を行う動作を目的として、以下のコードを作成したところ、同じ場所を行ったり来たりするのみでうまく進まず、方向転換もボールが回転していると、それ自身の傾きを考慮してしまい、y軸でうまく回りません。

ソースコード

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

public class PlayerController : MonoBehaviour
{
    public float speed;
    public float angleSpeed;

    private Rigidbody rb;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        rb = GetComponent<Rigidbody>();
    }

    void FixedUpdate()
    {
        //キー入力を取得
        var moveHorizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
        var moveVertical = Input.GetAxis("Vertical");

        //上下入力は進行、後退を行う
        rb.AddForce(transform.forward * moveVertical * speed * Time.deltaTime, ForceMode.Force);

        //左右入力は方向転換を行う
        transform.Rotate(0, angleSpeed * moveHorizontal * Time.deltaTime, 0);
    }
}

Comments

[pm_tera]

正確な回答ではないので、こちらへのコメントで失礼します。
＞上下入力は進行、後退を行う
球体が回転しているためtransform.forwardの向きが変わってしまうことが行ったり来たりの原因です。
たとえば、該当箇所をCamera.main.transform.forwardとすると、カメラの奥行方向に進んだり、戻ったりできます。
＞左右入力は方向転換を行う
おそらく、やりたいことはtransform.RotateAroundではないかと想像します。
ただ、方向転換後には前進/後退の向きはどうなるのでしょうか？
90度方向転換したら、上下キーで左右に進むようになるのでしょうか？
そのあたりの仕様を記述すると、より正確な回答を得られると思います。

余談ですが、十字キーで前進/後退するゲームの多くは、左右キーではカメラの位置と向きを変えているだけな気がします……

Answer 1

pm_teraさんのご意見のとおり、多くのゲームではカメラの向きを基準に進行方向を決める方式が主流のように思います。
ですがゲームデザインによってはカメラとは独立して進行方向を決める、いわばラジコン的な方式にしたい場合があるかもしれません。
もしそうでしたら、たとえば下記のように前方向を表すベクトルを別途用意するというのはいかがでしょうか。

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

public class PlayerController : MonoBehaviour
{
    public float speed;
    public float angleSpeed;

    private Rigidbody rb;

    // 前方を表すベクトルを別途用意する
    private Vector3 forward;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        rb = GetComponent<Rigidbody>();

        // Start時のtransform.forwardを初期前方ベクトルとする
        forward = transform.forward;
    }

    void FixedUpdate()
    {
        //キー入力を取得
        var moveHorizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
        var moveVertical = Input.GetAxis("Vertical");

        //上下入力は進行、後退を行う
        // transform.forwardに代わってforwardの向きに力を加える
        rb.AddForce(forward * moveVertical * speed * Time.deltaTime, ForceMode.Force);

        // ちなみに余計なお世話かもしれませんが、ForceMode.Forceで力を加えるときは普通は下記のように
        // 第一引数の力のベクトルをTime.deltaTimeに依存させないようにするべきかと思います
        // rb.AddForce(forward * moveVertical * speed, ForceMode.Force);
        // Time.deltaTimeをかけてしまうと、Edit→Project Settings...のTime→Fixed Timestepを変更した際に
        // 力の大きさがTime.deltaTimeに比例して変化し、動き方が変わってしまうかもしれません

        //左右入力は方向転換を行う
        // transformに代わってforwardを回転させる
        forward = Quaternion.Euler(0, angleSpeed * moveHorizontal * Time.deltaTime, 0) * forward;
    }

    void Update()
    {
        // 向きの確認のため、シーンビュー上にforward方向を表す青い線を描く
        Debug.DrawRay(transform.position, forward, Color.blue);
    }
}