【Unity初心者向け】オブジェクトの回転④ | 指定した方向を向かせる ― LookAtとAtan2で「向き」を作る

今回は、指定した方向を向かせる方法をまとめます。

これまでの回では、

• transform.eulerAngles

• transform.rotation

• Transform.Rotate()

などを使って、回転そのものを変更する方法を見てきました。
ただ、ゲームを作っていると「何度回転させるか」よりも、

• マウスの方向を向かせたい

• 敵がプレイヤーの方向を向くようにしたい

• 砲台がターゲットを狙うようにしたい

という場面の方が、実はかなり多いです。
今回は、そのような「指定した方向を向かせる」という考え方を、できるだけ丁寧に整理していきます。

関数がいくつか出てくるので、今回は特に図解しながら少しずつ理解するという流れで進めます。

今回のゴール

今回のゴールは次の3つです。

• 3Dで transform.LookAt() を使って相手の方向を向く

• 2Dで Mathf.Atan2() を使って角度を求める

• マウスの方向を向く処理の考え方を理解する

指定した方向を向かせるときに大切なのは「自分から見て、相手がどちらにいるか」を考えることです。

たとえば、プレイヤーがいて、マウスや敵が別の場所にあるとします。
このとき必要なのは、ターゲットの位置 と 自分の位置です。
この2点がわかれば、自分からターゲットへ向かう方向 を計算で求めることができます。

1．3Dで指定した方向を向かせる

1-1．transform.LookAt()

3Dでは、相手の方向を向かせたいときは transform.LookAt() がとても便利です。

たとえば、敵がプレイヤーの方向を向くなら、次のように書けます。

public Transform target;

void Update()
{
    transform.LookAt(target);
}

これで、このオブジェクトは target の方向を向きます。

target には、InspectorからプレイヤーのTransformを入れておけばOKです。

1-2．LookAt() は何をしているの？

LookAt() は、内部で「相手はどちらにいるか」を見て、その方向へオブジェクトを向けています。

自分で角度を計算しなくてもよいので、3Dではとても手軽です。
たとえば、

• 敵キャラクターがプレイヤーを見る

• カメラが目的地を見る

• 砲台がターゲットを狙う

といった処理でよく使えます。

2．2Dで指定した方向を向かせる

2Dゲームでは、見た目の回転は主に Z軸の回転 で表現します。

そのため、3Dの LookAt() をそのまま使うよりも、
自分で角度を計算してZ軸に入れる方法
の方が分かりやすいことが多いです。

ここで登場するのが Mathf.Atan2() です。

2-1．2Dで指定した方向を向かせる流れ

2Dで向きを作る流れは、次の3ステップです。

1. 自分からターゲットへの方向を求める

2. 方向から角度を求める

3. 求めた角度を回転に設定する

この3つに分けると、かなり整理しやすくなります。

2-2. 方向を求める

まずは、自分からターゲットへの方向を求めます。

Vector2 direction = target.position - transform.position;

ここでやっているのは、まさに先ほどの ターゲットの位置 - 自分の位置 です。
これで、ターゲットが「どちらの方向にいるか（方向ベクトル）」が分かります。

2-3. Mathf.Atan2() で角度を求める

次に、この方向を角度に変換します。

float angle = Mathf.Atan2(direction.y, direction.x);

これで、方向から角度を求めることができます。
ただし、このままでは少し注意が必要です。

Mathf.Atan2() が返す値は、度数法の角度ではなく、
ラジアンという単位です。
なお Atan2 は アークタンジェント2 のことです。

Unityの回転でよく使うのは「度」なので、変換します。

float angle = Mathf.Atan2(direction.y, direction.x) * Mathf.Rad2Deg;

これで、回転に使いやすい角度になります。

Mathf.Atan2() は何をしているの？

難しく感じるかもしれませんが、初心者の段階では「XとYの向きから、何度の方向かを求めてくれる関数」と考えれば十分です。

たとえば、

• 右なら 0度

• 上なら 90度

• 左なら 180度

• 下なら -90度

のように、向きを角度へ変えてくれます。

2-4. 求めた角度を回転へ設定する

角度が求まったら、Z軸の回転に入れます。

transform.rotation = Quaternion.Euler(0, 0, angle);

これで、2Dオブジェクトが指定した方向を向きます。

2-5．2Dで相手の方向を向く基本形

まとめると、2Dでターゲット方向を向く基本形は次のようになります。

public Transform target;

void Update()
{
    Vector2 direction = target.position - transform.position;
    float angle = Mathf.Atan2(direction.y, direction.x) * Mathf.Rad2Deg;
    transform.rotation = Quaternion.Euler(0, 0, angle);
}

この形はかなり重要です。

• 敵がプレイヤーを向く

• 砲台が相手を狙う

• 矢印が目的地を向く

といった場面で、そのまま応用できます。

3．マウスの方向を向かせる

ここからは、特に需要の高い「マウスの方向を向く」処理を見ていきます。

3-1．ワールド座標に変換

ただし、ここで1つポイントがあります。

Input.mousePosition で取得できるのは、画面上の座標（スクリーン座標） です。
一方で、transform.position は、ゲーム世界の座標（ワールド座標） です。このままでは座標の種類が違うので、そのまま引き算はできません。

そこで、マウス座標をワールド座標へ変換します。

Vector3 mousePosition = Camera.main.ScreenToWorldPoint(Input.mousePosition);

これで、マウスの位置をゲーム内の位置として扱えるようになります。

3-2．マウス方向を向くコード

では、マウスカーソルを見続けるコードを入力してみます。
今回は、前の解説で使用した「戦車」の画像を使いますが、砲台が上を向いているのがポイントです。

void Update()
{
   // マウスの座標を取得
   Vector3 mousePosition = Camera.main.ScreenToWorldPoint(Input.mousePosition);    
   // マウスの方向を取得
   Vector2 direction = mousePosition - transform.position;
   // 角度を計算    
   float angle = Mathf.Atan2(direction.y, direction.x) * Mathf.Rad2Deg;
   // タンクの回転を更新 砲台がマウスの方向を向くようにする
   transform.rotation = Quaternion.Euler(0, 0, angle - 90f);
}

これで、オブジェクトがマウスの方向を向きます。

3-3．向きの補正

かなりよくあるのが、
正しく計算しているのに、見た目だけ向きがずれている
というケースです。

これは、スプライトの元の向きが原因です。

今回の角度計算は、基本的に 右方向を0度 として考えています。
今回の戦車のように、使っている画像が最初から「上向き」、または「左向き」や「下向き」などになっていると、見た目がずれます。

その場合は補正を入れます。
たとえば、今回の戦車のように上向きの画像ならこうです。

float angle = Mathf.Atan2(direction.y, direction.x) * Mathf.Rad2Deg;
transform.rotation = Quaternion.Euler(0, 0, angle - 90f);

このように - 90f することで、見た目を合わせられる場合があります。

3-4．マウス方向を向かないときの確認ポイント

うまく動かないときは、次を確認してみてください。

• Camera.main が取得できているか

• オブジェクトにスクリプトがついているか

• 2Dなのに3Dの回転と混ざっていないか

• スプライトの元の向きがずれていないか

• Z軸以外の回転を別の処理で変更していないか

4．3Dの LookAt() と 2Dの Atan2() の使い分け

ここで、今回の内容を整理しておきます。

3Dで向かせたいとき

transform.LookAt(target);

• 手軽

• 相手の方向を向かせやすい

• 敵やカメラでよく使う

2Dで向かせたいとき

Vector2 direction = target.position - transform.position;
float angle = Mathf.Atan2(direction.y, direction.x) * Mathf.Rad2Deg;
transform.rotation = Quaternion.Euler(0, 0, angle);

• Z軸回転を自分で作れる

• マウス方向を向かせる処理と相性がよい

• 戦車、砲台、敵キャラなどで使いやすい

まとめ

今回は、指定した方向を向かせる方法を確認しました。

回転というと、「何度回すか」を考えがちですが、実際のゲームでは

「何を向くか」

を考える場面がとても多いです。

そのときは、

• まず方向を求める

• 次に角度を求める

• 最後に回転へ設定する

という流れで考えると整理しやすくなります。

特に2Dでは、

Vector2 direction = target.position - transform.position;
float angle = Mathf.Atan2(direction.y, direction.x) * Mathf.Rad2Deg;
transform.rotation = Quaternion.Euler(0, 0, angle);

この流れを理解しておくと、かなり応用しやすくなります。

最初は少し難しく感じるかもしれませんが、
図で「方向」と「角度」の関係を見ながら確認すると、ぐっと分かりやすくなります。

ぜひ、

• マウスの方向を向く

• 敵がプレイヤーを向く

• 砲台が相手を狙う

といった動きで試してみてください。

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