[Unity AR] AR 환경 내비게이션 & 길 찾기 시스템 간단히 구축하기 - NavMesh

 

 

 

 

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안녕하세요. 오늘은 Unity AR 환경에서 내비게이션 시스템을 간단하게 구축해 보는 글을 쓰겠습니다.  현실세계에 카메라를 가지고 있는 플레이어에게 Target을 지정하여 Target까지의 경로를 시각적으로 표시하게 됩니다. 

 

https://www.youtube.com/shorts/fxetmnKnh_M

 

 

 

 

 

 

 

 

 AR Navigation 시스템 구축

 

각 변수와 함수들을 나눠 간단히 설명한 뒤 전체적인 코드까지 올리는 방식으로 글을 진행하겠습니다. 

 

먼저, 필요한 오브젝트들 입니다. AR 환경을 위해 AR Session Origin과 AR Session을 만들어 줍니다. 
Line 오브젝트는 Line Renderer를 담고 있는 오브젝트로 우리에게 시각적으로 경로를 표시하기 위해 Line을 그려줍니다.
Collectable Spawner 오브젝트는 빈 오브젝트로, 내비게이션 시스템을 관리하는 CollectableSpawn.cs 컴포넌트를 담고 있습니다. 
Plane 3D 오브젝트를 생성하여 내비게이션 시스템이 지형을 따라 경로를 계산하도록 만들어 줍니다.

 

 

이어서, Window - AI - Navigation을 선택해줍니다. 

 

만들었던 Plane 오브젝트를 Static 체크해줍니다.

 

 

 

이제 Navigation - Bake - Bake를 클릭하여 NavMesh를 생성해 줍니다. 생성해 주지 않으면 이동 경로를 계산할 수 없어 오류가 발생하게 됩니다.

 

Bake를 해서 NavMesh를 생성했을 때와 Clear를 해서 NavMesh가 없을 때 차이

 

 

 

 

 

CollectableSpawn.cs 클래스는 지정한 Target 오브젝트를 내비게이션 시스템을 사용하여 플레이어에게 경로를 시각적으로 표시하는 역할을 합니다. NavMesh와 Line Renderer이 그 역할을 하는 데 도움을 줍니다. 아래 간단히 요약해서 정리합니다. 

1. using UnityEngine.AI는 Unity의 내비게이션 시스템 관련 클래스 사용하기 위한 네임스페이스를 임포트합니다.

2. 모든 변수는 프라이빗 변수로 선언하고 SerializeField를 넣어주어 인스펙터에서 설정 가능하게 만들었습니다.
경로 높이와 아이템 스폰 높이와 경로 업데이트 속도는 원하는 값으로 설정해 주셔도 됩니다.

3. Awake() 함수 안에서 Triangulation 변수에 내비게이션 메시의 삼각화 정보를 계산해서 할당합니다.

4. Start() 함수 안에서 SpawnNewObject()함수를 호출하여 새로운 아이템 (Target 오브젝트)을 스폰합니다.

 

 

 

SpawnNewObject() 함수의 역할은 새로운 아이템을 스폰하고, 경로 그리기 코루틴을 관리합니다.

1. if (Triangulation.vertices.Length == 0) 일 때 즉, 계산할 NavMesh 정보가 없다면 디버그 로그를 통해 에러 메세지를 출력합니다. 이 에러 메세지는 위의 영상에서 Bake 할 때 Clear 할 때 차이에서 보여집니다.

2. 오브젝트의 위치는 Random.Range()를 통해 무작위 위치에 생성되게 됩니다. 

3. if (DrawPathCoroutine != null ) 분기문에서 경로 그리기 코루틴이 실행 중인지 판단해서 시작 or 중지 역할을 수행합니다.

 

 

 

DrawPathToCollectable() 코루틴 메서드입니다.  활성화된 오브젝트와 플레이어 사이의 경로를 계산하고 시각적으로 표시하게 됩니다.

1. wati 변수는 경로 업데이트 속도에 따른 딜레이를 생성합니다.
2. path 변수는 내비게이션 경로를 저장할 NavMeshPath 객체입니다. 위에서 using UnityEngine.AI 네임스페이스로 저장했기 때문에 사용할 수 있게 됩니다.
3. while() 문에서 오브젝트가 존재할 때 동안 실행하게 됩니다. 
4. 클래스 NavMesh의 CalculatePath() 함수를 통해 플레이어의 위치와 Target의 위치를 고려하여 경로를 계산합니다.
5. for() 반복문을 에서 경로를 시각적으로 표시하기 위해 Line Renderer의 꼭짓점 위치를 경로 꼭짓점의 위치에 적용하여 설정합니다.
6. 만약, 지정된 NavMesh를 벗어났을 경우 else() 문을 만나게 됩니다. 이는 만들어 놓은 Plane 오브젝트를 벗어났을 때 디버그 로그를 출력합니다.

 

 

 

 

 

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.AI;
 
public class CollectableSpawn : MonoBehaviour
{
    [SerializeField]
    private Collectable collectable;   // 수집 가능한 아이템 프리팹
    [SerializeField]
    private Transform Player; // 플레이어의 위치
    [SerializeField]
    private LineRenderer Path;  // 경로를 시각적으로 표시할 LineRenderer 컴포넌트
    [SerializeField]
    private float PathHeightOffset = 1.25f;  // 경로 높이 오프셋
    [SerializeField]
    private float SpawnHeightOffset = 1.5f;  // 아이템 스폰 높이 오프셋
    [SerializeField]
    private float PathUpdateSpeed = 0.25f;  // 경로 업데이트 속도
 
 
    private Collectable ActiveInstance;  // 현재 활성화된 수집 가능한 아이템 인스턴스
    private NavMeshTriangulation Triangulation;  // 내비게이션 메시의 삼각화 정보
    private Coroutine DrawPathCoroutine;  // 경로 그리기 코루틴 참조
 
    private void Awake()
    {
        // 내비게이션 메시의 삼각화 정보 계산
        Triangulation = NavMesh.CalculateTriangulation();
 
    }
 
    private void Start()
    {
        // 시작할 때 아이템 스폰
        SpawnNewObject();
    }
 
    public void SpawnNewObject()
    {
        if (Triangulation.vertices.Length == 0)
        {
            Debug.LogError("Triangulation vertices array is empty!");
            return;
        }
 
        // 무작위 위치에서 수집 가능한 아이템 생성
        ActiveInstance = Instantiate(collectable,
            Triangulation.vertices[Random.Range(0, Triangulation.vertices.Length)] + Vector3.up * SpawnHeightOffset,
            Quaternion.Euler(90, 0, 0)
        );
 
 
        // 경로 그리기 코루틴 중지
        if (DrawPathCoroutine != null )
        {
            StopCoroutine(DrawPathCoroutine);
        }
        // 경로 그리기 코루틴 시작
        DrawPathCoroutine = StartCoroutine(DrawPathToCollectable());
    }
 
    private IEnumerator DrawPathToCollectable()
    {
        WaitForSeconds wait = new WaitForSeconds(PathUpdateSpeed);
        NavMeshPath path = new NavMeshPath();
 
        while(ActiveInstance != null)
        {
            // 플레이어와 아이템 사이의 내비게이션 경로 계산
            if (NavMesh.CalculatePath(Player.position, ActiveInstance.transform.position, NavMesh.AllAreas, path))
            {
                // 경로를 LineRenderer를 사용하여 시각적으로 표시
                Path.positionCount = path.corners.Length;
 
                for (int i = 0; i < path.corners.Length; i++)
                {
                    Path.SetPosition(i, path.corners[i] + Vector3.up * PathHeightOffset);
                }
            }
 
            else
            {
                Debug.Log("해당 경로를 계산할 수 없습니다..");
            }
 
            yield return wait;
        }
    }
}

 

 

 

Target 오브젝트는 Prefab으로 만들어 줍니다. 또한, Colletable 컴포넌트를 넣어주세요. Collectable 클래스는 플레이어가 찾을 오브젝트의 정보를 담고 있습니다. 저는 간단히 오브젝트가 회전하는 로직을 넣었습니다.

 

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
 
public class Collectable : MonoBehaviour
{
    [SerializeField]
    private Vector3 SpinAmount = new Vector3(0, 20, 0);
    public CollectableSpawn Spawner;
 
 
    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        transform.rotation = Quaternion.Euler(transform.rotation.eulerAngles + (SpinAmount * Time.deltaTime));
       
    }
}

 

 

 

Colletable Spawn 컴포넌트 정보입니다. Colletable에는 Target 프리팹 정보를 넣어주고, Player에는 AR Camera를 넣어줍니다. AR 환경에서는 카메라를 들고 있는 주체가 플레이어이기 때문입니다. Path에는 경로를 시각화 해줄 Line Renderer를 넣어줍니다.