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Quaternions - Unity Official Tutorials

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    Unity ではTransform の Rotation（角度）は
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    クォータニオン（四元数）で格納されます
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    これはベクトルと似ていますが
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    X Y Z W の 4 個のコンポーネントから構成されます
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    各コンポーネントは相互に影響し合い
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    オブジェクトの回転を
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    定義します
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    クォータニオンを扱う上でまず覚えておくべき事は
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    X, Y, Z, W の 4 コンポーネントは
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    まとめて扱うものであり 単体で調整しては
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    いけないという点です
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    Unity にはクォータニオンを簡単に管理するための
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    ビルトイン機能が多数備わっています
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    さて回転を管理するシステムは
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    おそらく聞きなじみのある
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    「オイラー角」です
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    インスペクターで表示される Rotation の値も
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    利便性の高さからこのシステムを使っています
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    オイラー角における回転は それぞれ X 軸
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    Y 軸 Z 軸の回転をベースとしています
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    では オイラー角のほうが分かりやすいなら
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    なぜ Unity ではクォータニオンを使っているのでしょう?
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    ましてやなぜインスペクターで表示するオイラー角を
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    わざわざクォータニオンから変換しているのでしょう
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    端的に言えば オイラー角では
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    ジンバルロックが発生してしまい
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    その結果 増分回転が正しく動作しなくなるからです
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    Unity では回転を
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    クォータニオンで格納することでジンバルロックを
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    回避しているのです
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    それでは Quaternion クラスで使える機能を
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    見ていくとしましょう
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    まずは LookRotation 関数を見ていきます
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    さて ここにキャラクターとオーブが配置されたシーンがあります
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    キャラクターには LookAtScript というスクリプトが
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    アタッチされています
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    一方のオーブには MotionScript というスクリプトが
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    アタッチされています
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    MotionScript はオブジェクトを Horizontal 入力軸に沿って
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    単純に左右に移動させるスクリプトです
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    LookOutScript には target Transform の
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    public フィールドがあり さらにここの Update 関数で
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    LookRotation を使ってオブジェクトを
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    target を向くよう回転させます
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    LookRotation 関数は Vector3 を取り
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    パースされた Vector3 に合った
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    回転をクォータニオンで返します
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    オブジェクトとターゲット間の相対ベクトルを
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    計算することでオブジェクトのZ軸を
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    ターゲットのほうに
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    向かせることができます
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    Transform.LookAt と似た仕組みですが
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    クォータニオンを用いたほうがより明示的な指定になります
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    なお この関数は 2 個の
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    Vector3 をパースすることができます
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    このとき 2 個めの Vector3 はどちらの方向が
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    上かを指定します
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    さて Unity に戻りシーンを実行してみましょう
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    オーブをどこに動かしてもキャラクターがそちらに顔を
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    向けるのが確認できますね
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    次に見ていく関数は
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    Slerp 関数です
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    Slerp は Spherical Interpolation（球面線形補間）の略です
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    lerp 関数と非常によく似てますが
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    そちらは Linear Interpolation（線形補間）です
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    両者の最大の違いは lerp が 2 つの
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    クォータニオン間で均等に
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    補間するのに対し slerp は
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    曲線的に補間する点です
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    結果 lerp は均等な結果を
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    返すのに対し slerp は始点と終端近くで遅く
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    中盤で速くなります
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    さて今度もキャラクターとオーブのあるシーンです
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    今回のキャラクターにはスクリプトがアタッチされていません
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    一方のオーブには Gravity スクリプトがアタッチされています
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    このシーンでは slerp と前移動を活用して
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    重力軌道的な移動を実現してみます
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    Gravity スクリプトの構成は先ほどの
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    LookAt スクリプトと似ています
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    今回も target Transform の public フィールドがあり
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    オブジェクトとターゲット間の相対ベクトルを
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    計算します ただし今回は
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    オーブの高さを考慮したオフセットを追加します
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    また今回も LookRotation を計算していますが
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    今回は計算結果をオブジェクトの
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    Transform の回転に格納していません
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    代わりに今回はクォータニオン変数である
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    rotation に格納します
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    そしてオブジェクトの localRotation を
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    クォータニオン変数 Current に格納します
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    その後 slerp 関数を使い オブジェクトが
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    ターゲットの方をゆっくりと向くようにします
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    slerp 関数はまず current の回転を読み
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    最終結果の回転を読み そして
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    補間または向き変更の速度を読みます
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    即時ではなく時間をかけて
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    回転するのがこのサンプルを
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    機能させるカギとなっています
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    そしてオブジェクトがややターゲットの方を向いたところで
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    少しだけオブジェクトを前進させます
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    では Unity に戻ってシーンを実行し
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    結果を確認してみましょう
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    オーブは前進を続けながら
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    ターゲット... 今回はキャラクターのほうを
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    向き続けています
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    きれいな重力軌道が描けましたね
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    さてレッスン最後に見ていくのは
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    Quaternion クラスの identity プロパティです
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    クォータニオンを Quaternion.identity にセットすると
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    そのオイラー角が
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    (0,0,0) または回転なしに設定されます
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    Quaternion クラスにはこの他にもさまざまな関数が
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    あります 詳細は下記リンク先のドキュメントをご覧ください
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    最後に このレッスンで一番覚えておいて欲しい点を改めて
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    クォータニオンは回転を制御する
  • 4:58 - 5:00
    最適な方法で そのコンポーネントは個別に
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    調節してはいけません
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    そうしなくとも大丈夫な機能が
  • 5:06 - 5:08
    かならず用意されているはずですから
Title:
Quaternions - Unity Official Tutorials
Description:
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Video Language:
English
Duration:
05:11

Japanese subtitles

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