Unityで生成されたオブジェクトの物理演算を一定時間後に停止したい！

Question

Unity初学者から，物理判定について質問です.

添付写真のように，楕円を上から下に落として積み上げるプログラムをUnityで作成しています.
積み上げが進むと楕円の数が多いためか処理が重い・物理演算に時間が掛かってしまいます.
そのため積み上げの途中で下に溜まっている楕円は随時物理演算を停止し，処理を軽くしたいのですが，どのように行うのが適切でしょうか？

以下が現状、各楕円にアタッチしているスクリプトです

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

public class Ellipse : MonoBehaviour
{
private bool make_next = true;
private float x;
private float maked_time = 0.0f;
Rigidbody rb;
private bool stoped = true;

void Start()
{
x = transform.position.x;
}
// Update is called once per frame
void Update()
{
if (Time.time - maked_time > 0.3f && make_next)
{
make_next = false;
// 次の楕円を生成する処理
FindObjectOfType<DropDownEllipseMiddle>().NewEllipse(x);
}
else if(Time.time - maked_time > 10.0f && stoped)
{
Stop();
}
}

void Stop()
{
stoped = false;
rb = this.gameObject.GetComponent<Rigidbody>();
rb.isKinematic = true;
}
}

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このスクリプトだと
There is no 'Rigidbody' attached to the "" game object, but a script is trying to access it. You probably need to add a Rigidbody to the game object "". Or your script need to check if the component is attached before using it.
と警告が表示されます(プログラムが止まるわけではありません)

物理演算は停止しても，当たり判定は働いたままにしたいです.
またプログラムそのものの処理が軽くなれば良いため，下にある楕円の物理演算を停止させるのはあくまで手段の一つです.処理を軽くする良いアイデアはありますでしょうか？
もしあればご教授いただけると幸いです.

Comments

[Bongo]

「There is no 'Rigidbody' attached to～」が出るとのことでちょっと気になりまして確認したいのですが、各楕円には他にどのようなコンポーネントをアタッチしていますでしょうか?
スクリーンショットを拝見しますに2Dの世界のように思うのですが、もしRigidbody 2Dを使っていらっしゃるのでしたら、スクリプトの方もRigidbodyではなくRigidbody2D（https://docs.unity3d.com/ja/current/ScriptReference/Rigidbody2D.html ）を操作するように書き換える必要があるかもしれません。

[A.Komachi]

ご指摘ありがとうございます．
各楕円には
・Polygon Collider 2D
・Rigidbody2D
・Sprite Renderer (Sprite = Circle)
がアタッチされています．

スクリプト内でRigidbodyと記述されている箇所を全てRigidbody2Dに変更すると警告がなくなりました．ありがとうございます，初歩的なミスでした．

ただし
rb.isKinematic = true;
は当たり判定もなくなってしまうのか，楕円が壁の外に出るようになってしまいます．

下に溜まっている楕円を固定する方法，または処理を軽くするもっと良い方法はございますでしょうか

Answer 1

改善されたプログラムの動作様子

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カクつきは録画映像をgifに変換した影響のためで，実際は全くカクつかないです。
回答していただいたお二方ありがとうございました，とても勉強になりました．

(お二方から共に大変参考になる意見をいただいたためベストアンサーは保留にします)

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上手く画像も生成できています．
これをさらにGANに突っ込んだりと...これから楽しいことをいっぱいします．

Answer 2

isKinematic = true;
にすることで楕円が壁の外に出る様子

Comments

[Bongo]

ふわっと等速運動しているように見えますので、私の回答で申し上げた「velocityとangularVelocityをゼロに」というのが効くかもしれませんね。それについてはもうお試しでしょうか?
それと、Rigidbody 2Dの「Collision Detection」がContinuousだと、こういった多数のオブジェクトを扱う場合はけっこう負荷が上がってしまうような感じでした。もしContinuousでしたら、衝突判定の精度は低下するでしょうがDiscreteにすると高速化につながるかもしれません。高速で運動するオブジェクトのすり抜け防止にはContinuousが有効だろうと思いますが、オブジェクトが低速ならなるべくDiscreteにして処理速度を稼いだ方がいいんじゃないかと思います。

[A.Komachi]

ありがとうございます，確認したところ「collision Detection」はDiscreteになっていました．この部分は一度も触れていないためDiscreteがデフォルトかもしれません．
Continuousで検証したところ，すり抜けがかなり防止されましたが，楕円が積みあがるにつれてかなり処理が重くなってしまったため，残念ながらDiscreteを採用します．
ご指摘いただきありがとうございます．

Answer 3

負荷軽減についてはUnchFullburstさんのアドバイスがご参考になりそうですね。私の方では、質問へのコメントでご報告いただいた「楕円が壁の外に出る」という件について考えてみました。

十分に実験したわけではないのでちょっと自信はないですが、楕円に速度や角速度が残っているとまずいのかもしれません。isKinematicをtrueにするだけですと、私の試したところでは下図のようにキネマティック化した楕円がふわっと浮かび出したり、壁を貫通して漏れていってしまう奇妙な挙動が観察されました。ご質問者さんの場合はどのような挙動でしょうか?

そこでキネマティック化に併せてvelocityとangularVelocityをゼロにしたところ、ちょっと観察した限りでは変な動きは起こさなくなったようでした。

rb.isKinematic = true;
rb.velocity = Vector2.zero;
rb.angularVelocity = 0.0f;

他にもisKinematicをtrueにする代わりにbodyTypeをStaticにしたり...

rb.bodyType = RigidbodyType2D.Static;

Rigidbody2Dを破壊してしまうのでも、異常な挙動を防止できるようでした。

Destroy(rb);

simulatedをfalseにするのはどうだろうかとも考えたのですが、リファレンスにある...

シミュレーションしない場合、アタッチされているすべての Collider2D や Joint2D は物理シミュレーションに組み込まれません。

という点がまずいかもしれませんね。やってみたところコライダーが機能しなくなって、上に積もったボールが箱の底まで落ちてきてしまいました。

Comments

[A.Komachi]

回答者さん側でシミュレーションまでしていただき大変恐縮です，ありがとうございます．

rb.isKinematic = true;
だけではご指摘いただいた通り、楕円が宙に浮く挙動(Bongo様が載せてくださった1つ目のgifと全く同じ挙動)を示します．

3つのアドバイス
①rb.velocity = Vector2.zero;　と　rb.angularVelocity = 0.0f;
②rb.bodyType = RigidbodyType2D.Static;
③Destroy(rb);
それぞれ試してみたところ，どれも問題なく動作しました．

FPSを見ると若干③つ目が最も高かったため，この案でプログラムを作成したいと思います，ありがとうございます．とても勉強になりました．

またせっかくなのでプログラム作成結果についてもgifを掲載します

Answer 4

方針としては、1つの管理クラスにScene内の動かすべきElipse全てを管理させます。

100個のupdateで100個のオブジェクトを動かすより、1個のupdateで1000個のオブジェクトを動かした方が軽いです。
しかも今だと各EllipseはisKinematicがオフになっても、Update自体は無駄に回し続けるので重いです。
タイマーの計算を全てのElipseが永遠に行い続けてるわけですね

ついでに0.3秒ごとの生成判断もElipseではなく、管理クラスにやらせましょう。
そっちのが責務がはっきりしてコード読みやすいです。
今だとDropDownEllipseMiddle?が管理クラスっぽい動きをしているんですかね？
とりあえず以下はDropDownEllipseMiddleを使わない場合として書きますが、適当に同じことをやらせてください

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まずElipseにUpdateは実装せず、今Updateの中で行っている処理をCountTimerとかElipseUpdateとか、そんな名前の外から叩けるpublicなメソッドにします。
で、Scene内のElipseをListで持つElipseManagerを作り、ElipseManagerのUpdateの中でfor使ってぶん回します。
こうすることで1個のupdateで数百のElipseを動かせます。

で、なおかつElipseの方にもElipseManagerの参照を持たせておき、StopしたときにElipseManagerのListから自身を消すようにします。
これでScene内のElipseがどれだけ増えても、ElispseManagerは常にisKinematicがfalseなElipseだけを触るようになります。

これならScene内のElipseの数が増えても爆発的な負荷増は防げるのではないでしょうか。

public class Ellipse : MonoBehaviour
{
    private float stopTimer = 0.0f;
    private Rigidbody2D rb;
    public EllipseManager manager;

    void Start()
    {
        rb = GetComponent<Rigidbody2D>();
    }

    public void CountingStopTimer()
    {
        stopTimer += Time.deltaTime;
        if (stopTimer > 10.0f)
        {
            Stop();
        }
    }

    void Stop()
    {
        rb.isKinematic = true;
        manager.Remove(this);
    }
}

public class EllipseManager : MonoBehaviour
{
    public Ellipse ellipsePrefab;
    public Vector3 spawnPosition;
    public float spawnTime = 0.3f;
    private float spawnTimer = 0.0f;
    public List<Ellipse> ellipseList = new List<Ellipse>();

    void Update()
    {
        spawnTimer += Time.deltaTime;
        if (spawnTimer > spawnTime)
        {
            SpawnEllipse();
            spawnTimer = 0.0f;
        }

        if (ellipseList.Count == 0)
        {
            return;
        }

        for (int i = ellipseList.Count - 1; i >= 0; i--)
        {
            ellipseList[i].CountingStopTimer();
        }
    }

    public void SpawnEllipse()
    {
        Ellipse ellipse = Instantiate(ellipsePrefab, spawnPosition, Quaternion.identity);
        ellipse.manager = this;
        ellipseList.Add(ellipse);
    }

    public void Remove(Ellipse ellipse)
    {
        ellipseList.Remove(ellipse);
    }
}

Comments

[A.Komachi]

ご回答ありがとうございます．スクリプトまで作成していただけるなんて大変恐縮です．

ご指摘の通り現状ではDropDownEllipseMiddleが管理クラスっぽい動きをしています．個々のオブジェクトでUpdateを行っていることが処理を重くする原因となっているのですね，とても勉強になります．

掲載していただいたコードに従来のコードを追加する形でプログラムの修正を行いました．極力管理クラス内で処理を行うよう修正致しました．
結果は従来と比べて処理速度が大幅に向上し，カクつきも全くなくなりました．
FPSも300以上上がっています，ありがとうございます．

オブジェクトの一括管理の方法について勉強し切れていない状態でしたので，この回答で理解が深められました，ありがとうございました.