🪂 중력과 포물선 운동 – 캐릭터 점프와 투사체 구현하기

 게임에서 캐릭터가 점프하거나, 총알·화살 같은 투사체가 날아가는 모습을 보면 자연스럽게 보이지만, 실제로는 물리 공식과 벡터 연산이 적용되어 있다.

이번 글에서는 중력, 포물선 운동 공식을 게임에 적용하는 방법을 Unity 코드와 함께 알아보자.

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1. 중력(Gravity) 이해하기

• 중력은 캐릭터를 땅으로 끌어당기는 힘

• Unity에서는 Rigidbody를 사용하면 기본적으로 중력이 적용됨

• 수학 공식:

$$y(t) = y_0 + v_0 t - \frac{1}{2} g t^2$$

• y(t): 시간 t에서의 높이

• y₀: 초기 높이, v₀: 초기 속도, g: 중력 가속도

Unity 코드 예시

Rigidbody2D rb = GetComponent<Rigidbody2D>();
rb.velocity = new Vector2(rb.velocity.x, jumpForce);

→ Rigidbody가 중력을 적용하며 자연스럽게 점프

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2. 포물선 운동(Projectile Motion)

• 투사체가 날아가는 경로는 포물선

• 수평 속도와 수직 속도를 나눠 계산

$$x(t) = v_x t, \quad y(t) = y_0 + v_y t - \frac{1}{2} g t^2$$

• x(t): 수평 위치, vₓ: 수평 속도

• y(t): 수직 위치, vᵧ: 초기 수직 속도

Unity 코드 예시

void LaunchProjectile(Vector2 direction, float speed) {
    Rigidbody2D rb = projectile.GetComponent<Rigidbody2D>();
    rb.velocity = direction.normalized * speed;
}

→ 중력과 초기 속도를 고려해 자연스러운 포물선 운동

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3. 점프 구현 시 주의

• FixedUpdate에서 Rigidbody에 힘을 적용 → 일정한 물리 계산

• Update에서 키 입력 처리 → 반응 속도 향상

• 중력과 초기 속도를 적절히 조정 → 점프 높이/거리 조절 가능

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4. 실습 예제

• 캐릭터 점프: Space 키 누르면 Rigidbody에 위로 힘 적용

• 투사체 발사: 마우스 클릭 위치 방향으로 속도 벡터 적용

• 포물선 경로 시각화: LineRenderer를 사용하면 경로 표시 가능

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5. 마무리

중력과 포물선 운동은 게임 물리의 핵심이다.

• 점프, 투사체, 캐릭터 낙하, 점프 계산 → 모두 물리 기반

• 다음 글에서는 상태 머신(State Machine)으로 적 AI 행동 구현을 다뤄, 움직임 + 의사 결정까지 게임 동작을 확장해보겠다.