入力スムージング

完全に滑らかな動きとカメラを得るためには、入力信号を正しく適用することが必須です。以下のセクションでは、マウスから取得したデータに基づいて、カメラの見た目を回転させることに焦点を当てます。

入力の取得

マウスのデルタは以下を使用して取得します。

UnityEngine.Input.GetAxis("Mouse X")
UnityEngine.Input.GetAxisRaw("Mouse X")
UnityEngine.InputSystem.Mouse.current.delta.ReadValue()

上記のメソッドはすべて、マウスからポーリングされた位置のデルタを後処理なしで返します。マウスのポーリングレート(一般的なのは125Hz、ゲーミングマウスは通常1000Hz)に応じて、マウスで移動したときにMouse Xにこれらの値が返されます。

mouse input with 125hz polling and 120 fps — Mouse input with 125Hz polling and 120 FPS.

mouse input with 125hz polling and 360 fps — Mouse input with 125Hz polling and 360 FPS.

mouse input with 1000hz polling and 120 fps — Mouse input with 1000Hz polling and 120 FPS.

mouse input with 1000hz polling and 360 fps — Mouse input with 1000Hz polling and 360 FPS.

ご覧のように、それぞれのケースで異なる結果が得られます。ほとんどすべてのケースで、カメラの回転に直接伝播すると、滑らかに見えないという結果になります。サンプルプロジェクトで直接試すことができます。

スムージング

完全に滑らかな見た目を得るためには、2つの解決策が考えられます。

マウスポーリング、エンジン更新レート、モニター更新レートを揃える - 例えば360Hzマウスポーリング、360FPSエンジン更新レート、360Hzモニター更新レート。現実的な解決策ではありません。
入力のスムージング - 数ミリ秒の入力遅延の増加の代償として、ほぼ完全に滑らかな結果が得られます（その違いはハイエンドのゲームセットアップでも顕著です）。

KCCはユーティリティスクリプト SmoothValue とその亜種である SmoothFloat, SmoothVector2, SmoothVector3 を提供しています。以下のコードでは SmoothVector2 を使って、過去10ミリ秒の値からマウスの位置のデルタを計算しています。

public class PlayerInput : MonoBehaviour
{
    // Creates a SmoothVector2 with 128 samples.
    private SmoothVector2 _mouseDeltaValues = new SmoothVector2(128);

    private void Update()
    {
        // Read mouse position delta.
        Vector2 mouseDelta = Mouse.current.delta.ReadValue();

        // Add new value for current frame with delta time since last frame.
        _mouseDeltaValues.AddValue(Time.frameCount, Time.unscaledDeltaTime, mouseDelta);

        // Calculate smooth mouse delta based on values in last 10 milliseconds.
        Vector2 smoothMouseDelta = _mouseDeltaValues.CalculateSmoothValue(0.01, Time.unscaledDeltaTime);
    }
}

以下の画像は、さまざまなマウスポーリング速度、エンジン更新速度、およびスムージングウィンドウで、累積されたルック回転（およそ90°）に伝搬されるマウスデルタを示しています。

パープル - スムージングなし。
シアン - 10msのスムージングウィンドウ。
緑色 - 20ms のスムージングウィンドウ。
黄色 - 30ms のスムージングウィンドウ。
ブルー - 40ms のスムージングウィンドウ。

accumulated look rotation with 125hz mouse polling and 120 fps — Accumulated look rotation with 125Hz mouse polling and 120 FPS.

accumulated look rotation with 125hz mouse polling and 360 fps — Accumulated look rotation with 125Hz mouse polling and 360 FPS.

accumulated look rotation with 1000hz mouse polling and 120 fps — Accumulated look rotation with 1000Hz mouse polling and 120 FPS.

accumulated look rotation with 1000hz mouse polling and 360 fps — Accumulated look rotation with 1000Hz mouse polling and 360 FPS.

一般的に、125Hzのマウスを使用する一般的なユーザーにとって、10～20msのスムージングウィンドウは、滑らかさの向上と応答性の低下の間の良いバランスです。適切なゲーミングハードウェア(500Hz以上のマウス、120Hz以上のモニター)を使用し、高いエンジン更新レートに達するユーザーには、3～5msのスムージングウィンドウを推奨します。

以下の画像は、90°の累積後のルック回転の詳細を示しています。

look rotation after accumulation of 90° — Look rotation after accumulation of 90°.

スムージングを適用すると、入力ラグに平滑化ウィンドウの長さの30～50％が追加されることがわかります（10msの平滑化ウィンドウを使用した場合、入力ラグは+3.6ms）。

⚠️ グラフはすべて InputSmoothing シーンを使った Sample Project と Recorders から作成しました。

入力の取得
スムージング