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오늘은 스파르타 코딩 클럽 unity 게임 개발 과정 52일차(최종프로젝트 3일차 시간을 되돌려 보자!)

코드천자문 2024. 1. 16. 01:27
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개요

우리 프로젝트는 시간을 건드려 퍼즐을 풀어가는 컨셉을 잡고있다. 

그래서 물체의 움직임을 반대로 되돌리는 기능이 필요하게 되었고

오늘 그것을 만들었다.

"ReplayRecorder" 오브젝트의 시간을 되돌리는 스크립트

 

ReplayRecorder는  객체의 움직임을 기록하고, 이를 역 재생시킨다.
이 스크립트는 Stack<FrameData>를 사용하여 특정 시점의 프레임 데이터를 저장하며,
이 데이터를 사용해 객체의 움직임을 뒤집어 재생해 마치 시간을 되돌리는 듯 한 효과를 준다.

주요 기능

  1. 녹화 시작 및 중지: 객체가 움직일 때 자동으로 녹화를 시작하고 멈춘다.
  2. 역재생: 사용자가 클릭하면 녹화된 움직임을 역순으로 재생
  3. 녹화 및 재생 중지: 사용자가 다시 클릭하면 재생을 멈추고 기록된 데이터를 지운다.

구현 방법

  • Rigidbody와 Renderer 컴포넌트를 사용하여 객체의 물리적 상태와 시각적 표현을 조작한다.
  • Coroutine을 사용하여 프레임 데이터를 주기적으로 기록하고, 이를 재생한다.

주요 코드 설명

  • StartRecording(), StopRecording(): 녹화를 시작하고 중지하는 함수
  • StartReversePlayback(), StopPlaybackAndClearFrames(): 역재생을 시작하고 중지하는 함수
  • RecordFrameCoroutine(), PlaybackCoroutine(): 프레임을 기록하고 재생하는 코루틴
  • InterpolateFrame(): 지정된 시간 동안 프레임 데이터를 현재 상태와 목표 상태 사이에서 보간한다.

코드 전문

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

// ReplayRecorder 클래스 선언
public class ReplayRecorder : MonoBehaviour
{
    // 녹화된 프레임 데이터를 저장할 스택 선언
    private Stack<FrameData> recordedFrames = new Stack<FrameData>();
    
    // 녹화 및 재생 상태를 나타내는 불린 값
    private bool isRecording = false;
    private bool isPlayingBack = false;
    
    // 클릭 상태를 나타내는 불린 값
    [HideInInspector] public bool isClick;
    
    // 오브젝트의 렌더러와 리지드바디
    private Renderer objectRenderer;
    private Rigidbody objectRigidbody;
    
    // 재생 코루틴
    private Coroutine playbackCoroutine;

    // 초기화 함수
    void Start()
    {
        // 컴포넌트 가져오기
        objectRenderer = GetComponent<Renderer>();
        objectRigidbody = GetComponent<Rigidbody>();
    }

    // 매 프레임마다 실행되는 함수
    void Update()
    {
        // 리지드바디가 있고, 리지드바디가 움직이고 있다면
        if (objectRigidbody && !objectRigidbody.IsSleeping())
        {
            // 녹화 상태가 아니면서 재생 상태도 아니라면 녹화 시작
            if (!isRecording && !isPlayingBack)
            {
                StartRecording();
            }
        }
        // 그렇지 않고 녹화 상태라면 녹화 중지
        else if (isRecording)
        {
            StopRecording();
        }

        // 클릭 상태이면서 재생 상태가 아니라면 재생 시작
        if (isClick && !isPlayingBack)
        {
            StartReversePlayback();
        }

        // 클릭 상태가 아니면서 재생 상태라면 재생 중지 및 프레임 데이터 초기화
        if (!isClick && isPlayingBack)
        {
            StopPlaybackAndClearFrames();
        }
    }

    // 녹화 시작 함수
    private void StartRecording()
    {
        isRecording = true;
        StartCoroutine(RecordFrameCoroutine());
    }

    // 녹화 중지 함수
    private void StopRecording()
    {
        isRecording = false;
        StopCoroutine(RecordFrameCoroutine());
    }

    // 재생 시작 함수
    private void StartReversePlayback()
    {
        objectRigidbody.isKinematic = true;
        isPlayingBack = true;
        playbackCoroutine = StartCoroutine(PlaybackCoroutine());
    }

    // 재생 중지 및 프레임 데이터 초기화 함수
    private void StopPlaybackAndClearFrames()
    {
        StopCoroutine(playbackCoroutine);
        recordedFrames.Clear();
        isPlayingBack = false;
        objectRigidbody.isKinematic = false;
    }

    // 프레임 녹화 코루틴
    private IEnumerator RecordFrameCoroutine()
    {
        while (isRecording)
        {
            RecordCurrentFrame();
            yield return new WaitForSeconds(0.1f);
        }
    }

    // 프레임 재생 코루틴
    private IEnumerator PlaybackCoroutine()
    {
        Queue<FrameData> playbackStack = new Queue<FrameData>(recordedFrames);
        while (playbackStack.Count > 0 && isPlayingBack)
        {
            FrameData frame = playbackStack.Dequeue();
            yield return StartCoroutine(InterpolateFrame(frame, 0.1f));
        }
        isPlayingBack = false;
        objectRigidbody.isKinematic = false;
    }

    // 프레임 보간 코루틴
    private IEnumerator InterpolateFrame(FrameData frame, float duration)
    {
        Vector3 startPosition = transform.position;
        Quaternion startRotation = transform.rotation;
        Vector3 startScale = transform.localScale;
        Color startColor = objectRenderer.material.color;
        float elapsedTime = 0;

        while (elapsedTime < duration)
        {
            elapsedTime += Time.deltaTime;
            float t = elapsedTime / duration;
            transform.position = Vector3.Lerp(startPosition, frame.position, t);
            transform.rotation = Quaternion.Lerp(startRotation, frame.rotation, t);
            transform.localScale = Vector3.Lerp(startScale, frame.scale, t);
            objectRenderer.material.color = Color.Lerp(startColor, frame.color, t);
            yield return null;
        }
    }

    // 현재 프레임 녹화 함수
    private void RecordCurrentFrame()
    {
        FrameData frame = new FrameData
        {
            position = transform.position,
            rotation = transform.rotation,
            scale = transform.localScale,
            color = objectRenderer.material.color
        };
        recordedFrames.Push(frame);
        Debug.Log("프레임 녹화: " + recordedFrames.Count);
    }
}

// 프레임 데이터를 저장할 구조체
public struct FrameData
{
    public Vector3 position;
    public Quaternion rotation;
    public Vector3 scale;
    public Color color;
}

학습 포인트

  1. 스택(Stack) 사용: Stack<FrameData>를 사용하여 프레임 데이터를 역순으로 재생합니다. 스택의 LIFO(Last In, First Out) 특성이 이 경우에 적합했다.
  2. 코루틴(Coroutine) 활용: Unity의 코루틴을 사용하여 비동기적으로 프레임을 기록하고 재생합니다. 이는 프레임 처리를 별도의 쓰레드처럼 다루어 주기적 작업을 용이하게 만든다.
  3. 보간(Interpolation) 기법: Vector3.Lerp와 Quaternion.Lerp 함수를 사용하여 위치, 회전, 크기, 색상의 부드러운 전환을 구현합니다. 보간 기법에 대한 설명은 스파르타 54일차  TIL인 보간에 대하여 에 담겨져있다.

결론 (영상)

 

시간을 되돌리는 것처럼 보이는 기능

 

ReplayRecorder 스크립트는 Unity에서 객체의 움직임을 기록하고, 이를 역순으로 재생하는 유용한 도구다.
이 스크립트는 벡터값만 조정하면 3D던 2D이던 어디든 사용 가능하게 만들었다.

어떤 오브젝트던 이 스크립트를 가지고 있으면 작동된다는 점이 큰 매리트다.

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