내일배움캠프 18일차: 비트연산과 LayerMask를 활용한 충돌처리

오늘 공부한 내용📝

오늘은 유니티에서 비트 연산과 LayerMask에 대해 학습했습니다. 추가적으로 강의를 통해 비트 연산의 기본 개념과 이를 LayerMask와 연계하여 충돌 처리를 효율적으로 구현하는 방법을 배웠다.

비트 연산이란? 🤔

비트 연산은 컴퓨터가 데이터를 처리하는 최소 단위인 비트(Bit)를 다루는 연산 방법이다. 비트는 0 또는 1의 값을 가질 수 있으며, 비트 연산은 이러한 비트들을 조합하여 다양한 계산을 수행한다. 주로 사용하는 연산자로는 AND(&), OR(|), XOR(^), NOT(~), SHIFT(<<, >>) 등이 있으며, 각 연산은 비트 단위에서 빠르고 효율적인 계산을 가능하게 한다.

• AND(&): 두 비트가 모두 1일 때만 결과가 1이 됨 
• OR(|): 두 비트 중 하나라도 1일 때 결과가 1이 됨
• XOR(^): 두 비트가 서로 다를 때 결과가 1이 되며 같을 때는 0이 됨
• NOT(~): 비트를 반전시킴
• SHIFT(<<, >>): 비트를 왼쪽 또는 오른쪽으로 이동시켜 값을 조정함

유니티에서 LayerMask는 어떤 값을 가질까? 

유니티에서 LayerMask는 int 타입의 정수 값을 가지며, 각 비트가 특정 레이어를 나타낸다. 유니티는 최대 32개의 레이어를 지원하며, 각 레이어는 0번 비트부터 31번 비트까지의 위치로 표현된다

• Layer 0: 0000...0001 (2^0)
• Layer 1: 0000...0010 (2^1)
• Layer 2: 0000...0100 (2^2)
• ...

각 비트는 해당 레이어가 활성화되었는지 여부를 나타내며, 여러 레이어를 조합하여 마스크를 만들 때는 비트 연산 OR(|)를 사용하여 결합한다. 예를 들어, Layer 0과 Layer 1을 결합한 마스크는 0000...0011이 된다

유니티 LayerMask를 활용한 충돌 처리

유니티에서 LayerMask는 주로 충돌 처리나 레이캐스트와 같은 기능에 사용된다. 특정 객체가 어떤 레이어에 속해 있는지 확인하거나, 여러 레이어 중 어느 레이어와의 충돌을 감지할지 설정할 때 LayerMask를 사용하여 효율적인 처리가 가능하다. 특히, LayerMask를 사용하면 충돌 물체의 레이어를 확인하여 특정 레이어의 물체와만 상호작용하게 할 수 있다.

 

// 예시: LayerMask와 충돌 객체의 레이어를 직접 비교하여 충돌 처리
LayerMask playerLayerMask = 8; // 임의로 Player 레이어를 8로 설정
LayerMask enemyLayerMask = 9; // 임의로 Enemy 레이러르 9로 설정

void OnCollisionEnter(Collision collision)
{
    // 충돌한 물체의 레이어가 Player인지 확인
    if ((playerLayerMask & (1 << collision.gameObject.layer)) != 0)
    {
        Debug.Log("Player와 충돌했습니다.");
    }
    
    // 충돌한 물체의 레이어가 Enemy인지 확인
    else if ((enemyLayerMask & (1 << collision.gameObject.layer)) != 0)
    {
        Debug.Log("Enemy와 충돌했습니다.");
    }
    
    // 그 외의 경우
    else
    {
        Debug.Log("지정된 레이어가 아닌 다른 물체와 충돌했습니다.");
    }
}

1 << collision.gameObject.layer의 의미 

코드에서 자주 사용되는 1 << collision.gameObject.layer는 비트 시프트 연산을 사용하여 해당 레이어의 비트 위치를 지정하는 표현이다.

• 1 << n은 1을 왼쪽으로 n번 시프트(이동)시킨다는 의미이다
• 예를 들어, collision.gameObject.layer가 3인 경우, 1 << 3은 0000...1000이 된다. 이는 2^3 값을 의미하며, 8이라는 숫자를 나타낸다.
• 이 값을 활용하면 특정 레이어의 비트 값을 쉽게 설정할 수 있고, LayerMask와의 비트 연산을 통해 해당 레이어의 활성화 여부를 확인할 수 있다.

예시 설명

1. 1 << collision.gameObject.layer의 값이 playerLayerMask와의 AND(&) 연산 결과가 0이 아닌 경우, 충돌한 물체가 Player 레이어에 속해 있음을 의미한다
2. 동일하게 enemyLayerMask와의 AND(&) 연산 결과를 확인하여 해당 물체가 Enemy 레이어에 속해 있는지 확인할 수 있다.
3. 이를 통해 충돌한 객체의 레이어를 비트 연산으로 빠르게 확인하여 충돌 처리를 효율적으로 할 수 있다

이 방식은 LayerMask.GetMask()를 사용하는 것보다 더 명확하고 직관적으로 레이어 간의 충돌을 처리할 수 있으며, 비트 연산을 사용하여 효율적인 비교를 수행할 수 있다

마무리 😺

비트 연산은 데이터의 각 비트를 직접적으로 제어하는 방법으로, 메모리와 성능을 최적화하는데 많은 도움이 된다고 한다. 유니티에서 LayerMask와 비트 연산을 활용하여 특정 레이어에 속한 객체와의 충돌을 효율적으로 처리하는 방법을 배웠다. 앞으로도 다양한 상황에서 비트 연산과 LayerMask를 활용하여 유니티의 충돌 처리를 다뤄야겠다.