[Unity] Raycast

Raycast에 대해서 알아볼 것이다.

 

차례

 

Cast

• Raycast
  • DrawRay
  • Layer 사용
• Ray
• RaycastHit
• RaycastAll
• RaycastNonAlloc

 

• SphereCast + (All , NonAlloc)
  
  • Gizmos (번외)
• BoxCast + (All , NonAlloc)
• CapsuleCast + (All , NonAlloc)  

Overlap

• OverlapSphere + (NonAlloc)
• OverlapBox + (NonAlloc)
• OverlapCapsule + (NonAlloc)

Check

• CheckSphere
• CheckBox
• CheckCapsule

QueryTriggerInteraction

 

Raycast : 선으로 충돌

Cast : 모양이으로 충돌

Overlap : 겹침 반환

Check : 겹침 여부 확인

 

Cast

 

Physics.Raycast

https://docs.unity3d.com/6000.3/Documentation/ScriptReference/Physics.Raycast.html

Physics.Raycast(Vector3 origin, Vector3 direction, float maxDistance);

가장 기본적인 Raycast이며, 시작위치, 방향, 최대감지 거리로 구성된다. 

기본적으로 bool형을 반환하게 된다. 충돌체가 있으면 true 없으면 false

 

Debug.DrawRay

https://docs.unity3d.com/6000.3/Documentation/ScriptReference/Debug.DrawRay.html

Raycast 는 기본적으로 게임 화면과 씬화면에서 보이지 않기 때문에,

DrawRay를 통해 시각화를 할 수있다. (Scene화면만)

Debug.DrawRay( Vector3 start , Vector3 dir , Color color = Color.white, float duration = 0.0f, bool depthTest = true);

시작위치, 방향과 거리, 광선 색, 지속시간, 깊이조건으로 구성된다.

depthTest : 다른 오브젝트에 가려질 것인가 (bool형)

버그인지 모르겠지만, true일 때, 광선은 사라지지 않고, 흐릿하게 보여진다.

빨간 광선이 true, 파란광선이 false이다.

 

Physics.Raycast와 다른점은 방향과 길이를 묶는다는 점

Layer 필터링 사용하기 

Physics.Raycast(transform.position, transform.forward, 5 , LayerMask.GetMask("Ground"));

LayerMask.GetMask를 통해서 어떤 레이어를 감지할지 필터링 할수 있게한다. 

 

 

Ray : 광선 데이터

https://docs.unity3d.com/6000.3/Documentation/ScriptReference/Ray.html

시작점과, 방향값을 가진다.

Ray ray; 
    void Start()
    {
        ray = new Ray(transform.position, transform.forward);
    }
           Physics.Raycast(transform.position, transform.forward, 5);
           Physics.Raycast(ray,5);

따라서 아래 두 코드는 같다.

참고로 Debug.DrawRay에는 Ray를 사용할 수 없다.

Ray.GetPoint

Vector3 position = ray.GetPoint(5);

Ray.GetPoint(float Distance)

Ray에서 거리까지 간 도착점의 위치를 반환한다.

 

RaycastHit : Raycast가 충돌체와 부딧혔을 때의 데이터

https://docs.unity3d.com/6000.3/Documentation/ScriptReference/RaycastHit.html

주요 프로퍼티

• RaycastHit.collider : 충돌한 충돌체
• RaycastHit.Object : 충돌한 오브젝트
• RaycastHit.point : 충돌한 위치
• RaycastHit.Distnace : Ray 시작점에서 충돌한 위치까지의 거리
• RaycastHit.normal : 충돌한 위치의 수직 방향벡터
• RaycastHit.rigidbody : 충돌한 오브젝트의 Rigidbody (존재한다면)

Out Hit : Ray에 맞는 충돌체의 정보를 가져올 수 있다.

Physics.Raycast(ray, out hit,5);

Physics.Raycast(transform.position, transform.forward, out hit, 5);

Vector3 시작점 , Vector3 방향 , out RaycastHit 충돌 데이터 , float 거리 

Ray에 맞는 충돌체의 데이터를 RaycastHit에 저장할 수 있다. 

여러개를 한 광선에 맞는다면 가장 가까운 충돌체의 데이터를 반환한다.

 

사용 예시

using UnityEngine;

public class RaycastManager : MonoBehaviour
{
    RaycastHit hit;
    Ray ray; 

void Update()
    {
        ray = new Ray(transform.position, transform.forward);
        if (Input.GetMouseButtonDown(0))
        {
            if (Physics.Raycast(ray, out hit, 5))
            {
                Debug.Log(hit.transform.name);
            }

        }

    }
}

 

Ray가 충돌체와 닿았는지 if문으로 체크한 뒤, hit 데이터를 사용한다.

DrawRay를 임의로 추가했다.

 

RaycastAll : 충돌한 모든 충돌체의 데이터들을 반환함

Ray에 닿는 모든 충돌체들의 데이터를 반환한다.

https://docs.unity3d.com/6000.3/Documentation/ScriptReference/Physics.RaycastAll.html

Raycast와 다른 점은 bool 반환이 아니라, RaycastHit[] 반환이라는 점이다.

RaycastHit[] hits = Physics.RaycastAll(ray, 5);

RaycastHit[] hits = Physics.RaycastAll(transform.position, transform.forward, 5);

사용법은 파라미터는 Raycast와 동일하게  시작점, 방향, 거리, layer로 사용하지만 Out hit를 따로 사용하지 않는다.

RaycastAll은 거리 순 정렬이 보장되지 않는다.

사용예시

using UnityEngine;

public class RaycastManager : MonoBehaviour
{
    Ray ray; 

    void Update()
    {
        ray = new Ray(transform.position, transform.forward);
        if (Input.GetMouseButtonDown(0))
        {
            RaycastHit[] hits = Physics.RaycastAll(ray, 5);
            Debug.DrawRay(transform.position, transform.forward * 5,Color.white,1);

            foreach(RaycastHit hit in hits)
            {
                Debug.Log(hit.transform.name);
            }
        }

    }
}

hits에 광선에 부딧힌 모든 충돌체 데이터를 담고 foreach로 배열을 사용한다.

 

RaycastNonAlloc : Raycast처럼 여러개를 감지하지만, 배열을 생성하지 않는다.

https://docs.unity3d.com/6000.3/Documentation/ScriptReference/Physics.RaycastNonAlloc.html

RaycastNonAlloc(Vector3 origin , Vector3 direction , RaycastHit[] , float distance)로 사용한다.

RaycastHit[] hits = new RaycastHit[5];
Ray ray; 
    
    
int result = Physics.RaycastNonAlloc(ray, hits, 5);

int 형으로 Ray에 닿은 충돌체의 개수를 반환한다.

미리 배열의 크기를 정해줘야 한다.

Garbage를 생성하지 않기 때문에 최적화에 용이하다.

 

사용 예시

using UnityEngine;

public class RaycastManager : MonoBehaviour
{
    RaycastHit[] hits = new RaycastHit[5];
    Ray ray; 

    void Update()
    {
        if (Input.GetMouseButtonDown(0))
        {
            ray = new Ray(transform.position, transform.forward);

            int result = Physics.RaycastNonAlloc(ray, hits, 5);
            Debug.DrawRay(transform.position, transform.forward * 5,Color.white,1);

            for(int i = 0; i < hits.result; i++)
            {
                Debug.Log(hits[i].transform.name);
            }
        }

    }
}

result로 배열에 담긴 충돌체의 개수를 파악한뒤 for문으로 담긴 만큼만 사용한다.

배열의 크기가 5이기 때문에, 최대 5개까지 출력되는 모습

 

SphereCast : 광선에 따라 구체를 투사하여 충돌체를 감지한다.

https://docs.unity3d.com/6000.3/Documentation/ScriptReference/Physics.SphereCast.html

Raycast와 마찬가지로, bool 값을 반환한다.

Physics.SphereCast(Vector3 origin, float radius, Vector3 direction, out RaycastHit hit, float maxDistance);

• origin : 시작 위치
• radius : 구의 반지름
• direction : 이동 방향
• RaycastHit : 충돌 데이터
• maxDistance : 이동 거리

사용할 때 주의해야 할 점은 구체와 겹치는 충돌체는 감지하지 못한다.

 

SphereCastAll : 충돌한 모든 충돌체의 정보들을 반환함

SphereCastNonAlloc : SphereCastAll처럼 여러 충돌체를 반환하지만 배열을 생성하지 않는다.

 

Gizmos : Scene 뷰에서 디버깅 용으로 사용하는 시각적 그래픽

https://docs.unity3d.com/kr/2021.3/ScriptReference/Gizmos.html

Sphere같은 경우 Raycast의 DrawRay처럼 디버깅 용이 따로 존재하지 않기 때문에 Gizmos를 사용한다.

OnDrawGizmos 함수에서 

    private void OnDrawGizmos()
    {
        Gizmos.color = Color.white;
        Gizmos.DrawWireSphere(transform.position, 1);
        Gizmos.DrawWireSphere(transform.position + transform.forward * 5, 1);
    }

Gizmos 코드를 작성할때에는 OnDrawGizmos 함수 내에서 작성해야한다. 

OnDrawGizmos 함수는 Scene 뷰를 그려야 할때 계속해서 실행된다. (에디터 상태일때 포함)

 

DrawWireSphere는 테두리만 있는 원을 그리는 함수이다.

게임 실행중이 아닐때에도 씬뷰에서 계속 볼수 있다.

 

SphereCast 예시 사용

using UnityEngine;

public class RaycastManager : MonoBehaviour
{
    RaycastHit hit;
    Ray ray; 

    void Update()
    {
        if (Input.GetMouseButtonDown(0))
        {
            ray = new Ray(transform.position, transform.forward);

            if (Physics.SphereCast(ray, 1, out hit, 5))
            {
                Debug.Log(hit.transform.name);
            }
        }

    }
    private void OnDrawGizmos()
    {
        Gizmos.color = Color.white;
        Gizmos.DrawWireSphere(transform.position, 1);
        Gizmos.DrawWireSphere(transform.position + transform.forward * 5, 1);
    }
}

if문으로 hit에 충돌체 데이터가 들어갔는지 판단한 뒤, 충돌체의 이름을 출력한다.

Gizmos를 통해 Scene 뷰에서 시각적으로 볼 수 있다.

흰색 구 두개의 사이에 들어오는 충돌체를 감지한다.

 

BoxCast : 광선을 따라 박스를 투사하여 충돌을 검사

https://docs.unity3d.com/6000.3/Documentation/ScriptReference/Physics.BoxCast.html

Physics.BoxCast(Vector3 center , Vector3 halfExtents , Vector3 direction , out RaycastHit hit, Quaternion orientation, float maxDistance);

bool 형을 반환한다.

center : 상자의 중앙

halfExtents : 상자 각 변의 길이의 절반

direction : 이동 방향

hit : 충돌체 데이터

orientation : 상자의 회전

maxDistance : 이동 거리

BoxCastAll : 충돌한 모든 충돌체 검사

BoxCastNonAlloc : 배열 생성 X 

 

CapsuleCast : 캡슐 모양을 밀어서 충돌 검사

https://docs.unity3d.com/6000.3/Documentation/ScriptReference/Physics.CapsuleCast.html

Physics.CapsuleCast( Vector3 point1 , Vector3 point2 , float radius , Vector3 direction , out RaycastHit hit,  float maxDistance);

bool 형 반환

point1 : 위쪽 끝점

point2 : 아래쪽 끝점

radius : 반지름

direction : 이동 방향

hit : 충돌체 데이터

maxDistance : 이동 거리

 

CapsuleCastAll : 충돌한 모든 충돌체 검사

CapsuleCastNonAlloc : 배열 생성 X 

 

 

Overlap

OverlapSphere

https://docs.unity3d.com/6000.3/Documentation/ScriptReference/Physics.OverlapSphere.html

구체에 닿아있거나, 겹쳐있는 모든 충돌체를 반환한다. (Collider[]형)

Physics.OverlapSphere ( Vector3 position , float radius);

 

OverlapSphereNonAlloc

 

https://docs.unity3d.com/6000.3/Documentation/ScriptReference/Physics.OverlapSphereNonAlloc.html

구체에 닿거나, 겹쳐있는 모든 충돌체를 계산하여 results에 넣은 후, 넣은 개수를 반환한다. (int형)

Physics.OverlapSphereNonAlloc ( Vector3 position , float radius , Collider[] results);

OverlapBox

박스에 닿아있거나, 겹쳐있는 모든 충돌체를 반환한다. (Collider[]형)

Physics.OverlapBox ( Vector3 center , Vector3 halfExtents , Quaternion orientation);

OverlapBoxNonAlloc

 

OverlapCapsule

캡슐에 닿아있거나, 겹쳐있는 모든 충돌체를 반환한다. (Collider[]형)

Physics.OverlapCapsule(Vector3 point0, Vector3 point1, float radius);

OverlapCapsuleNonAlloc

 

Check

CheckSphere 

https://docs.unity3d.com/6000.3/Documentation/ScriptReference/Physics.CheckSphere.html

구체와 닿아있거나 안에있는 충돌체의 여부 확인 (bool형 반환)

Physics.CheckSphere(Vector3 position, float radius);

 

CheckBox

구체와 닿아있거나 안에있는 충돌체의 여부 확인 (bool형 반환)

Physics.CheckBox(Vector3 center, Vector3 halfExtents, Quaternion orientation);

 

CheckCapsule

구체와 닿아있거나 안에있는 충돌체의 여부 확인 (bool형 반환)

Physics.CheckCapsule(Vector3 start, Vector3 end, float radius);

 

 

QueryTriggerInteraction

Cast, Overlap, Check 함수들에서 사용할 수있는 프로퍼티이다.

충돌체 중 Trigger 상태의 충돌체를 포함할지, 안할지를 설정할 수있다. 

QueryTriggerInteraction.UseGrobal (기본값)

프로젝트 세팅값을 따른다.

사용 예시

Physics.Raycast(ray, out hit, 5, LayerMask.GetMask("Ground"), QueryTriggerInteraction.UseGlobal);

QueryTriggerInteraction.Ignore 

Trigger 상태의 충돌체는 무시한다.

 

QueryTriggerInteraction.Collide

Trigger상태의 충돌체도 충돌 대상으로 포함한다.