WheelColliderを使って車を走らせよう！

Unityには車輪の再現に適したWheelColliderというのがある。今回はこれを使って車の動きを再現してみよう。

作成

1.新規3DプロジェクトからCarを作成

地面

1.新規3DオブジェクトからCubeを作成。Floorにリネーム後Scaleを以下のように調節する。

車

1.新規CreateEmptyをしてCarにリネーム後Transformを以下のように調整する。

2.CarにAddComponentからrigidbodyを追加する。Massを1500(1.5トン)に調節する。

3.Carの子要素としてCubeを作成し、Bodyとリネームする。Transformは以下

4.Carを右クリックしてCreateEmptyして、wheelsとリネーム。transformがリセットされていることを確認する。

5.Wheelsを右クリック->CreateEmptyしてFrontRを作成。Transformを調整し、WheelColliderをAdd Componentする。(パラメータはいじらなくてよい)

6.FrontRを複製して、FrontLにリネーム。Position.xを-1に変更する。

7.FrontRとFrontLを選択した状態で複製して、それぞれのposition.zを-1にする。

8.確認。4つのwheelcolliderを選択して以下のような感じに配置されてればOKだ。

Carスクリプトの作成

それではスクリプトを作成していこう。
1.新規C#スクリプトからCar.csを以下のように作成する。

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

public class Car : MonoBehaviour {
    public List<AxleInfo> axleInfos;
    public float maxMotorTorque;
    public float maxSteeringAngle;
    
    public void FixedUpdate() {
        float motor = maxMotorTorque * Input.GetAxis("Vertical");
        float 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;
            }
        }
    }
}
[System.Serializable]
public class AxleInfo {
    public WheelCollider leftWheel;
    public WheelCollider rightWheel;
    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.作成が終わったらCarにアタッチ。インスペクターを以下のように調整する。今回は後輪にmotor設定をして後輪駆動車にしてみた。

3.実行してみよう。上下矢印でアクセル、左右矢印でハンドルだ。車輪の見た目はまだ作っていないがWheelColliderによって車としての挙動をすることがわかる。

車輪の見た目

車輪の見た目がないのも奇妙なものだ。見た目を作っていこう。

1.FrontRを右クリックして子要素としてSphereを作成する。transformを調整し、SphereColliderはリムーブするか無効にする。

2.残りの車輪についても同じ処理を行い実行してみよう。車輪の見た目が加わったことにより良い感じになった。

車輪に動きを加える

これだけでも十分楽しめるが、車輪の見た目を動きに連動させていこう。Car.csを以下のように変更する。

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

public class Car : MonoBehaviour {
    public List<AxleInfo> axleInfos;
    public float maxMotorTorque;
    public float maxSteeringAngle;
          
    public void ApplyLocalPositionToVisuals(WheelCollider collider) {
        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.leftWheel.steerAngle = steering;
                axleInfo.rightWheel.steerAngle = steering;
            }
            if (axleInfo.motor) {
                axleInfo.leftWheel.motorTorque = motor;
                axleInfo.rightWheel.motorTorque = motor;
            }
            ApplyLocalPositionToVisuals(axleInfo.rightWheel);
            ApplyLocalPositionToVisuals(axleInfo.leftWheel);
        }
    }
}
[System.Serializable]
public class AxleInfo {
    public WheelCollider leftWheel;
    public WheelCollider rightWheel;
    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)
現在のホイールコライダーの向きと角度を計算して、それを子要素のtransformに反映させる処理だ。

実行してみよう。車輪が回転し、操舵角も反映されている。（テクスチャーを設定してないので車輪の回転は分かりづらいが。。。)