Unity(ゆにてぃ）で車を動かしてみよう

Unityで車を動かす事に見出す楽しさのような何か

今回はUnity（ゆにてぃ）で車を動かしてみます。ゲームを作成したことがある方は「どうせ座標をずらしていくだけなんだろう」と思うかもしれませんが、違います。Unityではタイヤの滑りやすさや、車体の重さを考慮した物理演算によって車を動かすことが可能です。設定できる箇所が多いため、なかなか綺麗に走らせるにはコツが入りますがとりあえず動かしてみて色々調整するのも面白ので試してみてください。

Unityで車を動かしてみよう！その流れ～

地面の作成
車が走るためには地面が必要ですよね？まずは、地面を作成しましょう。３Dオブジェクトのplaneを利用して地面を作ります。
車を画面に配置します。
今回利用する車はアセットストアから無料でダウンロード可能です。
https://assetstore.unity.com/packages/3d/vehicles/land/m3a1-scout-car-53149

実際に配置すると次のような形になります。かっこいい！
rigidコンポーネントを設定して重さを定義する
車には重さがあるのでrigidコンポーネントを付け重さを１５００にします。
オブジェクトの形の定義と衝突判定のため、colliderをつける
wheel colliderを追加
ここからいよいよ車を動かすためのポイントwheel colliderの設定です。unityにはタイヤ専用のcolliderとしてwheelcolliderがあります。このcolliderを各タイヤに割り当てて設定していきます。
タイヤのオブジェクトにwheelcolliderを割り当てると、タイヤを回転させる処理を記述するのが
ややこしくなるためcolliderは専用の空オブジェクトにまとめますね。

wheelcolliderの設定
wheelcolliderの各パラメータを設定していきます。パラメータはサスペンション、ダンパー、バネの伸縮速度等色々なパラメータがあります。まずはRadiusとCenterを調整してタイヤとwheelcolliderが重なるように設定してください。

下記はunity公式リファレンスからの引用ですが、これ以外にもタイヤの摩擦カーブ等細かい説明が
ありますので参考にしてみてください。

*プロパティー*	機能
Mass	ホイールの質量。
Radius	ホイールの半径。
Wheel Damping Rate	ホイールに適用される減衰値です。
Suspension Distance	ホイールサスペンションの最大延長距離で、ローカル空間で測定されます。サスペンションは常にローカルの Y 軸を通じて下に伸びます。
Force App Point Distance	このパラメーターは、ホイールの力が適用される位置を定義します。これは、ホイールの基準となる静止位置からメートル単位でサスペンションの進行方向に沿った期待値を設定します。「forceAppPointDistance = 0」のとき、力はホイールの基準となる静止位置で適用されます。一般的に車両の重心より少し下で適用します。
Center	オブジェクトのローカル空間でのホイールの中心。
Suspension Spring	サスペンションが、スプリングと減衰力を追加して、Target Position に達しようとします。
Spring	スプリング力が Target Position に到達しようとします。値が大きいほど、サスペンションが Target Position に到達する速度が上がります。
Damper	サスペンションの速度を減衰します。値が小さいほど Suspension Spring の速度が下がります。
Target Position	Suspension Distance に沿ったサスペンションの残りの距離。1 は、完全に伸びきったサスペンションをマッピングし、0 は完全に縮まったサスペンションをマッピングします。デフォルトは 0.5 で、通常の車両のサスペンションの動作に一致します。
Forward/Sideways Friction	Forward/Sideways Friction ホイールが前転や横転する際のタイヤの摩擦のプロパティー。下記の Wheel Friction Curve を参照してください。

スクリプトをアタッチする
プログラムで動かすための処理を書いていきます。
プログラムは次の通り

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

[System.Serializable]
public class AxleInfo
{
    public WheelCollider leftWheel;
    public WheelCollider rightWheel;
    public bool motor; //このホイールがエンジンにアタッチされているかどうか
    public bool steering; // このホイールがハンドルの角度を反映しているかどうか
}

public class carScript : MonoBehaviour
{

    public List<AxleInfo> axleInfos; // 個々の車軸の情報
    public float maxMotorTorque; //ホイールに適用可能な最大トルク
    public float maxSteeringAngle; // 適用可能な最大ハンドル角度

    public WheelCollider wheelFL;
    public WheelCollider wheelFR;
    public WheelCollider wheelBL;
    public WheelCollider wheelBR;

    public Transform wheelFLTrans;
    public Transform wheelFRTrans;
    public Transform wheelBLTrans;
    public Transform wheelBRTrans;
    float steering = 0.0f;
    float motor = 0.0f;

    void Start()
    {
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        //wheelcolliderの回転速度に合わせてタイヤモデルを回転させる
        wheelFLTrans.Rotate( wheelFL.rpm / 60 * 360 * Time.deltaTime, 0, 0);
        wheelFRTrans.Rotate( wheelFR.rpm / 60 * 360 * Time.deltaTime, 0, 0);
        wheelBLTrans.Rotate( wheelBL.rpm / 60 * 360 * Time.deltaTime, 0, 0);
        wheelBRTrans.Rotate( wheelBR.rpm / 60 * 360 * Time.deltaTime, 0, 0);
        
        //wheelcolliderの角度に合わせてタイヤモデルを回転する（フロントのみ）
        wheelFLTrans.localEulerAngles = new Vector3(wheelFLTrans.localEulerAngles.x, wheelFL.steerAngle - wheelFLTrans.localEulerAngles.z, wheelFLTrans.localEulerAngles.z);
        wheelFRTrans.localEulerAngles = new Vector3(wheelFRTrans.localEulerAngles.x, wheelFR.steerAngle - wheelFRTrans.localEulerAngles.z, wheelFRTrans.localEulerAngles.z);


    }

    public void FixedUpdate()
    {
        motor = -maxMotorTorque * Input.GetAxis("Vertical");
        steering = maxSteeringAngle * Input.GetAxis("Horizontal");

        foreach (AxleInfo axleInfo in axleInfos)
        {
            if (axleInfo.steering)
            {
                axleInfo.leftWheel.steerAngle = steering;
                axleInfo.rightWheel.steerAngle = steering;
            }
            if (axleInfo.motor)
            {
                axleInfo.leftWheel.motorTorque = motor;
                axleInfo.rightWheel.motorTorque = motor;
            }
        }
    }

}

using System.Collections;

using System.Collections.Generic;

using UnityEngine;

[System.Serializable]

public class AxleInfo

{

public WheelCollider leftWheel;

public WheelCollider rightWheel;

public bool motor; //このホイールがエンジンにアタッチされているかどうか

public bool steering; // このホイールがハンドルの角度を反映しているかどうか

}

public class carScript : MonoBehaviour

{

public List<AxleInfo> axleInfos; // 個々の車軸の情報

public float maxMotorTorque; //ホイールに適用可能な最大トルク

public float maxSteeringAngle; // 適用可能な最大ハンドル角度

public WheelCollider wheelFL;

public WheelCollider wheelFR;

public WheelCollider wheelBL;

public WheelCollider wheelBR;

public Transform wheelFLTrans;

public Transform wheelFRTrans;

public Transform wheelBLTrans;

public Transform wheelBRTrans;

float steering = 0.0f;

float motor = 0.0f;

void Start()

{

}

// Update is called once per frame

void Update()

{

//wheelcolliderの回転速度に合わせてタイヤモデルを回転させる

wheelFLTrans.Rotate( wheelFL.rpm / 60 * 360 * Time.deltaTime, 0, 0);

wheelFRTrans.Rotate( wheelFR.rpm / 60 * 360 * Time.deltaTime, 0, 0);

wheelBLTrans.Rotate( wheelBL.rpm / 60 * 360 * Time.deltaTime, 0, 0);

wheelBRTrans.Rotate( wheelBR.rpm / 60 * 360 * Time.deltaTime, 0, 0);

//wheelcolliderの角度に合わせてタイヤモデルを回転する（フロントのみ）

wheelFLTrans.localEulerAngles = new Vector3(wheelFLTrans.localEulerAngles.x, wheelFL.steerAngle - wheelFLTrans.localEulerAngles.z, wheelFLTrans.localEulerAngles.z);

wheelFRTrans.localEulerAngles = new Vector3(wheelFRTrans.localEulerAngles.x, wheelFR.steerAngle - wheelFRTrans.localEulerAngles.z, wheelFRTrans.localEulerAngles.z);

}

public void FixedUpdate()

{

motor = -maxMotorTorque * Input.GetAxis("Vertical");

steering = maxSteeringAngle * Input.GetAxis("Horizontal");

foreach (AxleInfo axleInfo in axleInfos)

{

if (axleInfo.steering)

{

axleInfo.leftWheel.steerAngle = steering;

axleInfo.rightWheel.steerAngle = steering;

}