【Unity】正規化の基礎
この技術資料では、UnityのVector構造体で提供されている正規化操作を理解し、ゲーム開発での正しい使い方を学習することを目的としています。正規化とは、ベクトルの方向を保持しつつ、その大きさを1にする操作のことです。この操作は、移動や方向計算、速度の調整など、ゲームのあらゆる部分で活用できます。
正規化の概要
正規化とは、あるベクトルの長さ（大きさ）を1に調整することを意味します。ベクトルの方向は変わらず、単位ベクトル（長さが1のベクトル）となります。
例えば、2Dベクトル (3, 4) の長さは次のように計算されます。
これを正規化すると、長さが1のベクトルになります。
正規化のメリット
- 移動速度の一定化: 正規化されたベクトルを使用すると、ベクトルの大きさに依存しない一定の移動速度が得られます。
- 方向の保持: 方向だけを必要とする場合、正規化することで単純化できます。
Unityでの正規化の使い方
Unityでは、Vector2やVector3などのベクトルを簡単に正規化できます。Vector2.normalizedプロパティを使用すると、そのベクトルを正規化できます。
サンプルコード
以下に、Unityでの正規化の具体的な使用例を示します。このコードでは、2Dベクトルを正規化し、その結果を用いてオブジェクトを移動させます。
using UnityEngine;
public class NormalizationSample : MonoBehaviour
{
// 2Dベクトルの定義
public Vector2 originalVector = new Vector2(3, 4); // 任意のベクトル
public Vector2 normalizedVector; // 正規化されたベクトル
void Start()
{
// ベクトルの長さ（Magnitude）
float magnitude = originalVector.magnitude;
// ベクトルの正規化
normalizedVector = originalVector.normalized;
// 結果をコンソールに表示
Debug.Log("Original Vector: " + originalVector);
Debug.Log("Magnitude of Original Vector: " + magnitude);
Debug.Log("Normalized Vector: " + normalizedVector);
}
void Update()
{
// キーを押すと正規化されたベクトルに基づいてオブジェクトを移動
if (Input.GetKey(KeyCode.W))
{
transform.Translate(normalizedVector * Time.deltaTime * 5); // 正規化されたベクトルで移動
}
}
}解説
originalVector: 任意の2Dベクトルを定義しています。ここでは (3, 4) というベクトルを使用しています。magnitude:originalVectorの長さ（大きさ）を計算します。この場合、長さは5です。normalizedVector:originalVectorを正規化して、長さ1のベクトルを得ます。normalizedプロパティを使って簡単に正規化ができます。Updateメソッド:Wキーを押すと、正規化されたベクトルの方向にオブジェクトが移動します。Time.deltaTimeを使って、フレームレートに依存しない移動が行われます。
実行手順
- Unityで新しいプロジェクトを作成します。
- 2Dオブジェクト（例：Sphere）をシーンに配置します。
- 上記のスクリプトを作成し、配置したオブジェクトにアタッチします。
- Playモードで
Wキーを押すと、オブジェクトが正規化されたベクトルの方向に移動します。
まとめ
この技術資料では、Unityにおけるベクトルの正規化を理解し、その基本的な使い方を学びました。正規化は、ベクトルの大きさを1にする操作で、ゲーム内での方向計算や移動速度の一定化に役立ちます。実際のプロジェクトでも、ベクトルの計算を扱う際に正規化を活用することがよくあります。ぜひこの知識を活用し、より高度なベクトル操作に挑戦してみてください。