[Unity 3D Basic] Navigation Mesh 기초

01 Navigation Mesh

바닥, 장애물과 같은 게임 월드의 정보를 미리 저장해두고 에이전트가 이동할 때, 저장된 정보를 바탕으로 장애물을 피해 목표 위치까지 이동하는 경로 탐색을 제공함.

→ 이를 위해 게임 월드에 Navigation Mesh를 설정하고 각각의 컴포넌트를 이동하도록 할 수 있다.

 

우선 본격적인 실습에 앞서, 영상 강의에서 제공된 실습 자료를 다운받아 인포트해준 후 해당 프리팹을 Hierarchy 뷰로 가져왔다.

 

▶ Navigation View : Navigation Mesh 설정 (Window - AI - Navigation)

하지만, 이때 나는 네비게이션 뷰가 없어서 패키지 메니저에서 따로 설치를 진행해주었다.

 

 

02 Navigation View

(1) Navigation View - Agents

: 네비게이션 메시 정보를 바탕으로 움직이는 에이전트에 대한 설정 (NavMeshAgent 컴포넌트)

✅ Agent Type

에이전트 속성으로, “+”로 새로운 에이전트 속성을 추가할 수 있다

 

✅ Agnet 정보

- Name : Agent Type에 보여지는 이름

- Radius : 에이전트의 반지름

- Height : 에이전트의 높이 키

- Step Height : 오르내릴 수 있는 계단의 높이

- Max Slope : 올라갈 수 있는 경사 각도

 

(2) Navigation View - Areas

: 네비게이션 메시로 사용되는 오브젝트들의 구역 설정

✅ Name
구역 이름으로 기본으로 Walkable (이동 가능), Not Walkable (이동 불가능), Jump (뛰기)가 제공되고 User 3부터 원하는 구역을 추가로 설정할 수 있다

✅ Cost
구역과 함께 등록 이동하는데 소요되는 비용 (1 이상) 경로를 탐색할 때 Cost 정보를 기준으로 최단거리를 찾게 된다. Cost가 2인 Jump는 Cost가 1인 Walkable을 지나갈 때 보다 2배의 시간이 걸린다는 뜻으로 사용된다
▶ 실제 오브젝트의 물리적인 이동 속도가 느려 지는 것이 아닌 경로를 계산할 때 활용된다

 

(3) Navigation View - Bake

: 네비게이션 메시 데이터를 생성

✅ Baked Agent Size
- Agent Radius : 에이전트가 지나갈 수 있는 반지름
- Agent Height : 에이전트가 아래로 지나갈 수 있는 높이
- Max Slope : 에이전트가 올라갈 수 있는 경사 각도
- Step Height : 에이전트가 오르내릴 수 있는 계단의 높이

✅ Generated Off Mesh Links
오프 메시 링크는 올라가기 힘든 언덕, 사다리, 절벽 등을 연결해서 이동 가능하게 만드는 옵션이다
- Drop Height : 이동할 수 있는 절벽 아래의 높이
- Jump Distance : 뛰어서 넘을 수 있는 절벽 거리

✅ "Bake" 버튼
Navigation에 설정된 옵션들을 바탕으로 네비게이션 정보를 데이터로 굽는다

 

(4) Navigation View - Object

: 현재 씬에 있는 오브젝트 설정 (하나 or 다수)

✅ Scene Filter
현재 씬에서 원하는 오브젝트만 선택해서 볼 수 있다
(Mesh Renderer 컴포넌트, Terrain 컴포넌트 선택 가능)

✅ 선택된 오브젝트
- Navigation Static : 네비게이션 메시로 사용할지 설정
- Generate OffMeshLinks : 자동으로 Off Mesh를 생성할지 설정
- Navigation Area : 해당 오브젝트의 구역 설정
(설정되는 구역에 따라 해당 오브젝트의 Cost가 설정)

 

 

03 Navigation Mesh 데이터 생성

📌 게임 오브젝트의 'Navigation Static' 설정 방법
원하는 게임 오브젝트를 선택한 후
방법 1) Inspector View의 Static - Navigation Static 선택
방법 2) Navigation View의 Object 탭에 있는 'Navigation Static' 변수 체크

 

네비게이션 static 설정을 완료한 후, 다음 단계로 넘어가보자.

 

Navigation View - Bake 탭의 "Bake" 버튼을 누르면 현재 설정된 정보를 바탕으로 Navigation Mesh 데이터가 생성된다. 그럼 위와 같은 화면을 볼 수 있다.

 

이때, Scene View를 보면 하늘색으로 표시된 부분이 이동 가능한 부분으로, Navigation View가 활성화되어 있어야 Navigation Mesh가 출력되는 것을 확인할 수 있다.

 

📌 Tip. 
맵에 새로운 바닥, 장애물을 배치하였다면 Navigation Static 설정과 Bake를 다시 진행해야 한다.

 

 

04 경사각(Max Slope)과 계단 높이(Step Height) 설정

▶ 경사각 설정 - Max Slope

Bake 탭의 Max Slope 값으로 설정된 경사각까지 이동이 가능하다.

 

 

▶ 계단 높이 설정 - Step Height

오르내릴 수 있는 계단의 최대 높이로, 설정된 높이 이하의 계단만 이동할 수 있다.

 

이후 실습을 위해 3D 오브젝트를 하나 생성하고 Material를 만들어 오브젝트에 색상까지 입혀줄 수 있다.

 

 

05 NavMeshAgent 기반의 캐릭터 이동

Navigation Mesh 정보를 바탕으로 작동하려면 NavMeshAgent가 필요하다. 즉, 플레이어 오브젝트의 컴포넌트로 이를 추가해줄 수 있다.

 

(1) NavMeshAgent 컴포넌트

: 네비게이션 메시 정보를 기반으로 이동하는 에이전트

✅ 에이전트 이동 (Steering)

• Speed : 이동 속도
• Angular Speed : 방향을 바꿀 때의 회전 속도
• Acceleration : 가속도 (정지 상태에서 이동속도가 될 때까지 적용)
• Stopping Distance : 목적지가 이 값까지 가까워지면 이동을 멈추게 된다
• Auto Braking : 목적지에 가까워지면 멈추는 기능
  • 목적지에 도착해도 에이전트를 멈추지 않을 때 사용
  • 여러 목적지를 계속 탐색하는 Patrol에 주로 사용

 

✅ 장애물 회피 (Obstacle Avoidance)

• Radius : 장애물을 회피할 때 에이전트의 반지름
• Height : 에이전트의 높이
• Quality : 장애물과 충돌 수준 (None 이면 뚫고 지나간다)
• Priority : 장애물과 충돌했을 때의 우선순위 (낮을 수록 높다)
  → 이동 중인 두 에이전트의 모든 조건이 동일할 때 Priority가 낮은 에이전트가 더 우선권을 가지고 경로를 탐색하게 된다

 

✅ 경로 탐색 (Path Finding)

• Auto Traverse Off Mesh Link : 오프 메시 링크가 있을 경우 자동으로 탐색해서 찾아갈지 설정
• Auto Repath : 이동 중에 경로 탐색을 다시 할지 설정 (true : 이동 중에 장애물 등으로 막혔을 때 자동으로 재 계산)
• Area Mask : 해당 에이전트의 이동 가능한 구역 지정

 

📌 Movement.cs 스크립트 코드

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

public class Movement3D : MonoBehaviour
{
    [SerializeField]
    private float           moveSpeed = 5.0f;
    private NavMeshAgent    navMeshAgent;

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

    public void MoveTo(Vector3 goalPosition)
    {
        // 기존에 이동 행동을 하고 있었다면 코루틴 중지
        StopCoroutine("OnMove");
        // 이동 속도 설정
        navMeshAgent.speed = moveSpeed;
        // 목표 지점 설정
        navMeshAgent.SetDestination(goalPosition);
        // 이동 행동에 대한 코루틴 시작
        StartCoroutine("OnMove");
    }

    IEnumerator OnMove()
    {
        while (true)
        {
            // 목표 위치와 내 위치의 거리가 0.1 미만일 때 즉, 목표 위치레 거의 도착했을 때
            if ( Vector3.Distance(navMeshAgent.destination, transform.position) < 0.1f )
            {
                // 내 위치를 목표 위치로 설정
                transform.position = navMeshAgent.destination;
                // SetDestination()에 의해 설정된 경로를 초기화. 이동을 멈춤
                navMeshAgent.ResetPath();

                break;
            }
            yield return null;
        }
    }
}​

 

✅ Physics.Raycast()를 이용한 오브젝트 선택

우리가 바라보는 화면은 2차원 모니터이고, 게임 세상은 3차원으로 이루어져 있다. 즉, 2 차원(2D)을 통해 3차원(3D)의 오브젝트를 제어해야 한다.

▶ 구현 원리

1. 카메라로부터 플레이어가 클릭한 마우스 위치를 관통하는 광선을 쏜다
2. 현재 카메라에 보이는 화면을 관통해 뻗어나가는 광선은 우리가 지정한 길이에 도달하거나 오브젝트에 부딪히면 멈춘다
3. 오브젝트에 부딪혀 멈추게 되면 부딪힌 오브젝트의 정보를 반환한다
   → 광선에 부딪혔다 = 마우스로 선택한 오브젝트이다

 

📌 PlayerController.cs 스크립트 코드

using UnityEngine;

public class PlayerController : MonoBehaviour
{
    private Movement3D movement3D;

    private void Awake()
    {
        movement3D = GetComponent<Movement3D>();
    }

    private void Update()
    {
        if ( Input.GetMouseButtonDown(0) )
        {
            RaycastHit hit;
            Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);

            if (Physics.Raycast(ray, out hit, Mathf.Infinity))
            {
                movement3D.MoveTo(hit.point);
            }
        }
    }
}​

 

작성한 두 코드를 플레이어 오브젝트의 컴포넌트로 삽입하고 메인 카메라가 게임 화면 전체를 볼 수 있도록 위치를 설정한 후에 게임을 실행해보자.

 

 

이후 게임을 실행하면 마우스를 클릭하는 대로 원하는 위치로 이동하는 것을 볼 수 있다.

 

 

 

출처 : 따라하면서 배우는 고박사의 유니티 기초(https://inf.run/sgcy)