WheelColliderを使ってバイクを作ろう！

前回、前々回とWheelコライダーを使って車を作成してきた。今回は同じくWheelコライダーを使ってバイクを作ってみよう。

作成

1.新規3DプロジェクトからBikeBasicを作成する。
2.CreateEmptyをし、Bikeとリネーム。Rigidbodyを付与してMass（質量)を300
Angular Drag（回転抵抗)を5とする。300kgはバイクとしてはかなり重いが挙動の安定のため少し重くしている。Angular Dragを設定大きめに設定するのは直ぐに回転したりしてしまうのを防ぐためだ。２輪車は4輪車に比べると不安定なのでここらへんをシビアに設定していく必要がある。

車体の作成

では実際に車体を作っていこう。以下が完成イメージだ。すべてプリミティブな素材で作成していく。ここでのポイントは必ずz軸(青軸)が前になるようにモデリングしていくことだ。

1.車体上部。Bikeを右クリックしてそこからCreate->CubeとしてUpperBodyとしてトランスフォームを以下のように設定

2.車体下部。同じく新規CubeからLowerBodyを作成。トランスフォームを調整する。

3.フロントライトの作成。Bikeを右クリックして新規3DオブジェクトからCylinderを選択。Lightとリネームして以下のように設定

4.ハンドルの作成。同じくBikeを右クリックCylinderからBarを作成。以下のように調整する。

ただし、これは問題がある。z軸に90度回転させた為、この物体の上方向(y軸)が横を向いてしまった。後々ハンドルの角度を変えるときにy軸回転を行うのでこのままでは意図した挙動にならない。

5.軸変換。Unityで開発を行っているとこういった自体は頻繁に発生する。あわてず騒がずに以下のように対処する。まずはBikeを右クリックしてCreateEmptyをする。
transformがリセットされていることを確認してから、先程作ったBarをドラッグして子要素にする。

こうすることでHandleのy軸を上に向けることに成功した。この親子関係を使って軸を変換する方法はUnityにおいてとても大切なので覚えておこう。

6.ハンドル位置合わせ。軸が修正できたので所定の位置にハンドルを移動しよう。
ハンドルのトランスフォームを以下のように修正する。

WheelColliderの設定

いよいよ車輪を作っていこう。車の時と同様にまずはWheelColliderを作成する。
1.Bikeを右クリックしてCreateEmpty。FrontWheelとリネームし、WheelColliderをアタッチ。トランスフォームを調整する。

2.FrontWheelを複製してRearWheelとリネーム後トランスフォームを調整する。

地面の作成

バイクが出来てきたので地面を作成しよう。
1.新規Cubeを作成し、Groundとリネーム。トランスフォームを調整する。(この際誤ってBikeの子要素にしないこと)

Bikeスクリプトの作成

１.新規C＃スクリプトからBikeを作成。以下のように記述する。

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

public class Bike : MonoBehaviour {
    public Transform handle;
    public List<AxleInfo> axleInfos;
    public float maxMotorTorque;
    public float maxSteeringAngle;
   public void ApplyLocalPositionToVisuals(WheelCollider collider) {
        if(collider.transform.childCount == 0){
            return;
        }
        Transform visualWheel = collider.transform.GetChild(0);
        Vector3 position;
        Quaternion rotation;
        collider.GetWorldPose(out position, out rotation);
        visualWheel.transform.position = position;
        visualWheel.transform.rotation = rotation;
    } 
    public void FixedUpdate() {
        float motor = maxMotorTorque * Input.GetAxis("Vertical");
        float steering = maxSteeringAngle * Input.GetAxis("Horizontal");
        foreach (AxleInfo axleInfo in axleInfos) {
            if (axleInfo.steering) {
                axleInfo.Wheel.steerAngle=steering;
                handle.localEulerAngles=new Vector3(0,steering,0);
            }
            if (axleInfo.motor) {
                axleInfo.Wheel.motorTorque = motor;
            }
            ApplyLocalPositionToVisuals(axleInfo.Wheel);
        }
    }
}
[System.Serializable]
public class AxleInfo {
    public WheelCollider Wheel;
    public bool motor; //駆動輪か?
    public bool steering; //ハンドル操作をしたときに角度が変わるか？
}

2.作ったスクリプトをBikeにアタッチして、インスペクターを以下のように設定する。

いざ実行！

では実行してみよう。

ああ、転倒してしまった！！

重心の設定

あっけなく転倒してしまった。これはバイクの重心が高すぎるからだ。重心を下げよう。Bikeスクリプトを以下のように修正する。

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

public class Bike : MonoBehaviour {
    public Transform handle;
    public List<AxleInfo> axleInfos;
    public float maxMotorTorque;
    public float maxSteeringAngle;
    void Start(){
        GetComponent<Rigidbody>().centerOfMass=new Vector3(0,-0.5f,-0.2f);
    }

   public void ApplyLocalPositionToVisuals(WheelCollider collider) {
        if(collider.transform.childCount == 0){
            return;
        }
        Transform visualWheel = collider.transform.GetChild(0);
        Vector3 position;
        Quaternion rotation;
        collider.GetWorldPose(out position, out rotation);
        visualWheel.transform.position = position;
        visualWheel.transform.rotation = rotation;
    } 
    public void FixedUpdate() {
        float motor = maxMotorTorque * Input.GetAxis("Vertical");
        float steering = maxSteeringAngle * Input.GetAxis("Horizontal");
        foreach (AxleInfo axleInfo in axleInfos) {
            if (axleInfo.steering) {
                axleInfo.Wheel.steerAngle=steering;
                handle.localEulerAngles=new Vector3(0,steering,0);
            }
            if (axleInfo.motor) {
                axleInfo.Wheel.motorTorque = motor;
            }
            ApplyLocalPositionToVisuals(axleInfo.Wheel);
        }
    }
}
[System.Serializable]
public class AxleInfo {
    public WheelCollider Wheel;
    public bool motor; //駆動輪か?
    public bool steering; //ハンドル操作をしたときに角度が変わるか？
}

(解説)rigidbodyのcenterOfMassを設定することで重心を設定できる。今回は地面すれすれ&やや後方に設定した。
実行してみよう。