[Go-Unity 3D] 15. Navigation Mesh - Off Mesh Link ⭐⭐⭐

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Navigation Mesh , Off mesh Link(수동,자동), Nav Mesh Obstacle, Patrol

고박사의 유니티 기초를 정리.

사다리 절벽사이 이동, 낙하

1. Off Mesh Link

• 사다리, 암벽과 같이 수직으로 올라가거나 내려오는 길
• 절벽 사이를 뛰어서 넘어가거나 낭떠러지 아래로 떨어지는 길
• 메시가 끊어져 있는 곳을 이동할 수 있게 설정하는 것
• 설정 : 자동 , 수동
• auto traverse off mesh : 이동오브젝트의 nav mesh agent 컴포넌트에 있으며,
  체크해제시 off mesh link 구간에서 멈춘다, 해제시 따로 동작을 만들어 사용한다 ex) Off Mesh Link Climb.cs
  

자동(Auto)_ OffMeshLink

1. Navigation view - Object탭 -> Generate OffMeshLinks 체크
   
2. Navigation view - Bake탭의 낙하 높이, 점프 거리 설정 후 Bake로 데이터 저장
   

장점

• 게임월드에 배치된 많은 오브젝트의 Off Mesh Link를 한꺼번에 설정 가능

단점

• 낙하 높이와 점프 거리를 하나만 설정할 수 있기 때문에 다양한 지형을 세세하게 X
• 위로 올라가는 Off Mesh Link 설정 X

수동(Manual)_ OffMeshLink

1. 연결되는 두 지접으로 사용할 오브젝트 생성 및 배치 (Start, End)
2. off mesh link 컴포넌트를 생성하고, Start, End 변수에 연결되는 두 지점을 설정
   

장점

• 지형에 따라 세세한 설정이 가능
• 사다리/암벽과 같이 위로 올라가는 설정 가능

단점

• Off Mesh Link로 연결이 필요한 모든 부분을 직접 설정해야함

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2. 구역(Area)

어느길이 더 빠르고 느린지 확인하기 위해서

• 일반구역은 ObJect탭에서 설정가능
  

• Navigation view - Area탭에서 구역 추가
  

• 사다리에 Climb area를 추가 하기위해 Area에 Climb 추가
  

• 새로운 구역이 생기게 되면 이동하는 오브젝트의 nav mesh agent컴포넌트의 Area Mask에 확인해보기

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3. OffMeshLinkClimb.cs

사다리 사용시 동작

OffMeshLinkClimb.cs

using System.Collections;
using UnityEngine;
using UnityEngine.AI;

public class OffMeshLinkClimb : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] 
    private int             offMeshArea = 3;   // 오프메시의 구역 (Climb)
    [SerializeField] 
    private float           climbSpeed = 1.5f; // 오르내리는 이동 속도 
    private NavMeshAgent    navMeshAgent;

    private void Awake() {
        navMeshAgent = GetComponent<NavMeshAgent>();
    }

    IEnumerator Start(){
        while (true)
        {
            // IsOnClimb() 함수의 반환 값이 true일 때 까지 반복 호출 
            yield return new WaitUntil(() => IsOnClimb());
            // 올라가거나 내려오는 행동
            yield return StartCoroutine (ClimbOrDescend());
        }
    }

    public bool IsOnClimb(){

        //현재 오브젝트의 위치가 OffMeshLink에 있는지 (true / False)
        if (navMeshAgent.isOnOffMeshLink){
            // 현재 위치에 있는 OffMeshLink의 데이터
            
            OffMeshLinkData linkData = navMeshAgent.currentOffMeshLinkData;
            // 설명 : navMeshAgent.currentOffMeshLinkData.offMeshLink가
            // true이면 수동으로 생성한 offMeshLink
            // false이면 자동으로 생성한 offMeshLink
            
            // 현재 위치에 있는 OffMeshLink가 수동으로 생성한 OffMeshLink이고, 장소 정보가 "climb"이면 
            if (linkData.offMeshLink != null && linkData.offMeshLink.area == offMeshArea){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    private IEnumerator ClimbOrDescend(){
        // 올라가거나 내려가는 행동

        // 네비게이션을 이용한 이동을 잠시 중지한다 
        navMeshAgent.isStopped = true;

        // 현재 위치에 있는 offMeshLink의 시작/종료 위치
        OffMeshLinkData linkData = navMeshAgent.currentOffMeshLinkData; 
        Vector3 start   = linkData.startPos; 
        Vector3 end     = linkData.endPos;

        // 오르내리는 시간 설정
        float climbTime     = Mathf. Abs(end.y - start.y) / climbSpeed;
        float currentTime   = 0.0f;
        float percent       = 0.0f;

        while( percent <1){
            // 단순히 deltaTime만 더하면 무조건 1초 후에 percent가 1이 되기 때문에 
            // climbTime 변수를 연산해서 시간을 조절한다.
            currentTime += Time.deltaTime;
            percent = currentTime/climbTime;

            // 시간 경과(최대 1)에 따라 오브젝트의 위치를 바꿔준다 
            transform.position= Vector3. Lerp(start, end, percent);

            yield return null;
        }
        // OffMeshLink를 이용한 이동 완료
        navMeshAgent.CompleteOffMeshLink();
        // offMeshLink 이동이 완료되었으니 네비게이션을 이용한 이동을 다시 시작한다 
        navMeshAgent.isStopped = false;
    }
}

• offmeshlink 사다리 동작을 만나면 행동을 멈춘후 사다리동작을 실행하고 다시 이동

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4. OffMeshLinkJump.cs

떨어지거나 절벽사이를 점프할때

OffMeshLinkJump.cs

using System.Collections;
using UnityEngine;
using UnityEngine.AI;
public class OffMeshLinkJump : MonoBehaviour
{

    [SerializeField] 
    private float           jumpSpeed =  10.0f;     // 점프 속도
    [SerializeField] 
    private float           gravity = -9.81f;       // 중력 계수
    private NavMeshAgent    navMeshAgent;

    private void Awake(){
        navMeshAgent = GetComponent<NavMeshAgent>();
    }
     
    IEnumerator Start(){
        while ( true )
        {
            // IsOnJump() 함수의 반환 값이 true일 때 까지 반복 호출 
            yield return new WaitUntil(() => IsOnJump());

            // 점프 행동
            yield return StartCoroutine(JumpTo());
        }
    }

    public bool IsOnJump()
    {
        if( navMeshAgent.isOnOffMeshLink )
        {
            // 현재 위치에 있는 offMeshLink의 데이터
            OffMeshLinkData linkData = navMeshAgent.currentOffMeshLinkData;

            // OffMeshLinkType은 Manual=0, DropDown=1, JumpAcross=2로
            // 자동으로 생성한 OffMeshLink의 속성 구분을 위해 사용(1, 2)

            // 현재 위치에 있는 offMeshLink의 offMeshLinkType이 JumpAcross 이면 
            if (linkData.linkType == OffMeshLinkType.LinkTypeJumpAcross ||
                linkData.linkType == OffMeshLinkType.LinkTypeDropDown )
            {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    IEnumerator JumpTo(){

        // 네비게이션을 이용한 이동을 잠시 중지한다 
        navMeshAgent.isStopped = true;

        // 현재 위치에 있는 offMeshLink의 시작/종료 위치 
        OffMeshLinkData linkData = navMeshAgent.currentOffMeshLinkData; 
        Vector3 start = transform.position;
        Vector3 end = linkData.endPos;

        // 뛰어서 이동하는 시간 설정
        float jumpTime      = Mathf.Max(0.3f, Vector3.Distance(start, end) / jumpSpeed);
        float currentTime   = 0.0f;
        float percent       = 0.0f;

        // y 방향의 초기 속도
        float v0 = (end-start).y - gravity;

        while (percent < 1){

            // 단순히 deltaTime만 더하면 무조건 1초 후에 percent가 1이 되기 때문에
            // jumpTime 변수를 연산해서 시간을 조절한다
            currentTime += Time.deltaTime; 
            percent=currentTime/jumpTime;

            // 시간 경과(최대 1)에 따라 오브젝트의 위치(x, z)를 바꿔준다 
            Vector3 position = Vector3. Lerp(start, end, percent);

            // 시간 경과에 따라 오브젝트의 위치(y)를 바꿔준다.
            // 포물선 운동: 시작위치+ 초기속도*시간+ 중력*시간제곱
            position.y = start.y + (v0 * percent) + (gravity * percent * percent); 

            // 위에서 계산한 x, y, z 위치 값을 실제 오브젝트에 대입
            transform.position = position;

            yield return null;
        }   
        // OffMeshLink를 이용한 이동 완료
        navMeshAgent.CompleteOffMeshLink();
        // offMeshLink 이동이 완료되었으니 네비게이션을 이용한 이동을 다시 시작한다. 
        navMeshAgent.isStopped = false;
    }
}

• offmeshlink 절벽을 만나면 행동을 멈춘후 사다리동작을 실행하고 다시 이동

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5. Nav Mesh Obstacle 컴포넌트

이동 오브젝트의 네비게이션 메시 설정에 사용되는 컴포넌트

• Shape : 장애물의 모양
• Center : shape 의 중심
• Carve : navigation mesh에 공간을 비울지 (true:비운다)
  move Threshold
  설정된 거리를 이동하면 오브젝트의 Navigation mesh 데이터 갱신

time to stationary : 설정된 시간만큼 움직임이 없으면 “멈춤”으로 인식

carve Only stationary : 멈춤 일때 공간을 비울지
(true : 멈출때만 비움, flase : 실시간으로 비움)

Patrol 순찰

SimplePatrol.cs

using UnityEngine;

public class SimplePatrol : MonoBehaviour
{
    [SerializeField]
    private Transform[] paths;              // 순찰 경로
    private int         currentPath = 0;    // 현재 목표지점 인덱스
    private float       moveSpeed = 3.0f;   // 이동 속도

    private void Update()
    {
        // 이동 방향 설정 : (목표위치-내위치). 정규화
        Vector3 direction= (paths[currentPath].position - transform.position).normalized; 

        // 오브젝트 이동
        transform.position += direction * moveSpeed * Time.deltaTime;

        // 목표 위치에 거의 도달했을 때                        (a-b)sqrMagnitude : a-b 거리 값을 제곱한 결과 연산속도 빠름
        if ( (paths[currentPath].position - transform.position).sqrMagnitude < 0.1f )
        {                           

            // 목표 위치 변경 (순찰 경로 순환)
            if ( currentPath < paths.Length - 1) currentPath ++;
            else                                 currentPath = 0;
        }
    }
}

• patrol 코드 적용 후 cube 이동 자리는 이동할 수 없는 자리로 보지 않는다.
• nav mesh obstacle 컴포넌트를 추가하여 큐브로 이동 위치를 이동할 수 없는 경로로본다.

nav mesh obstacle 추가 X

nav mesh obstacle 추가 후

nav mesh obstacle 컴포넌트를 추가하여 큐브로 이동 위치를 이동할 수 없는 경로로본다.

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6. 정리

• Off Mesh Link 에 대해서 (사다리, 절벽사이 점프, 절벽 낙하)
• Area 추가 , 코스트, 더 빠른길 찾게 도와줌.
• nav Mesh Obstacle을 이용해 실시간으로 nav확인

참고 : 유니티 TOP

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