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RigidBody3D を用いた物理演算の基本
RigidBody3D とは
RigidBody3D は、3D空間における剛体（変形しない物体）の物理的な振る舞いをシミュレートするための基本的なコンポーネントです。ゲーム開発やシミュレーションにおいて、物体に重力、衝突、力などを適用し、現実世界のような動きを実現するために不可欠な要素となります。
RigidBody3D の主要なプロパティ
質量 (Mass)
物体の質量は、その慣性（運動状態を変化させることへの抵抗）を決定します。質量が大きい物体ほど、力を加えても動き出しにくく、動きを止めることも難しくなります。物理演算においては、質量は力の効果を計算する上で重要な役割を果たします。
摩擦 (Friction)
摩擦は、物体同士が接触している際に、その運動を妨げる力です。静止摩擦は物体が動き出すのを妨げ、動摩擦は動き出した物体を減速させます。摩擦係数が高いほど、より強い減速効果が現れます。
反発力 (Bounciness / Restitution)
反発力は、物体が他の物体と衝突した際に跳ね返る度合いを決定します。反発力が1に近いほど、衝突してもエネルギーの損失が少なく、大きく跳ね返ります。反発力が0に近いほど、衝突してもほとんど跳ね返らず、エネルギーを失います。
重力 (Gravity)
RigidBody3D は、通常、グローバルな重力の影響を受けます。重力は、物体を常に下方向（通常はY軸の負の方向）に引っ張る力として作用します。これにより、物体は落下するような動きを見せます。
RigidBody3D の主要なメソッド
力を加える (AddForce)
AddForce メソッドは、RigidBody3D に特定の方向と強さで力を加えるために使用されます。この力は、物体の質量を考慮して加速度に変換され、物体の速度を変化させます。瞬間的な力を加える場合（例：爆発）や、継続的に力を加える場合（例：ロケット噴射）など、様々な用途があります。
速度を設定する (SetVelocity)
SetVelocity メソッドは、RigidBody3D の速度を直接設定します。これにより、物理演算の制御下にある状態でも、特定の速度で物体を動かすことが可能になります。例えば、ゲームのキャラクターが特定の方向へ瞬間的に移動するような効果を表現する際に利用されます。
角速度を設定する (SetAngularVelocity)
SetAngularVelocity メソッドは、RigidBody3D の角速度（回転の速さと軸）を直接設定します。これにより、物体を特定の速度で回転させることができます。
衝突判定 (Collision Detection)
RigidBody3D は、他の物理オブジェクトやコライダー（衝突形状を定義するもの）との衝突を検出します。衝突が発生すると、通常は OnCollisionEnter, OnCollisionStay, OnCollisionExit といったイベントが発生し、これらのイベント内で衝突情報に基づいて様々な処理を実行できます。
コライダー (Collider) との連携
RigidBody3D は単独では物理演算を行わず、必ず Collider コンポーネントと組み合わせて使用されます。Collider は物体の形状を定義し、物理エンジンが衝突を検出する際に参照します。BoxCollider, SphereCollider, CapsuleCollider など、様々な形状のコライダーが存在します。
物理マテリアル (Physics Material)
PhysicsMaterial は、物体の表面の特性、特に摩擦と反発力を定義するために使用されます。異なる PhysicsMaterial を Collider に割り当てることで、表面の滑りやすさや弾みやすさを個別に制御できます。例えば、氷の上では摩擦が低く、ゴムボールでは反発力が高くなるように設定できます。
物理演算の応用例：牛肉・豚肉・鶏肉・ジビエ
RigidBody3D とその物理演算の基本を理解することは、様々なシミュレーションやゲーム開発に役立ちます。具体例として、食品のシミュレーションを考えてみましょう。
牛肉・豚肉・鶏肉
これらの肉塊にRigidBody3Dを適用することで、重力による落下、テーブルに置かれた際の安定性、あるいは積み重ねた際の崩壊といった挙動をシミュレートできます。肉の「質量」や「反発力」は、その質感や調理方法によって変化させると、よりリアルな表現が可能になります。例えば、焼かれて水分が抜けた牛肉は質量が軽くなり、反発力も低下するでしょう。逆に、生の鶏肉は比較的軽量で、落下時に少し弾むかもしれません。
ジビエ
ジビエ、例えば鹿肉や猪肉などをシミュレートする場合、これらの肉は一般的な家畜肉とは異なる密度や構造を持つ可能性があります。RigidBody3Dの「質量」や「摩擦」の値を調整することで、これらの特性を表現できます。例えば、筋繊維が発達したジビエは、特定の方向への「慣性」が強くなるかもしれません。また、調理後の形状変化（例：鹿肉の塊が焼かれて縮む）をシミュレートする際に、RigidBody3Dとそれに紐づくメッシュの変形を組み合わせることも考えられます。
調理シミュレーション
調理シミュレーションにおいては、食材がフライパンの上でどのように動くか、油の中でどのように沈んでいくか、といった挙動をRigidBody3Dで表現できます。食材に力を加える（例：フォークで刺す、スプーンで混ぜる）ことで、その動きをシミュレートします。また、食材同士の衝突や、調理器具との衝突も Collider と RigidBody3D の連携によってリアルに表現できます。
まとめ
RigidBody3D は、3D空間における剛体の物理的な振る舞いをシミュレートするための基盤となります。質量、摩擦、反発力といったプロパティと、力を加える、速度を設定するといったメソッドを理解し、Collider や PhysicsMaterial と組み合わせて使用することで、現実世界のような物理現象を再現することが可能です。牛肉、豚肉、鶏肉、ジビエといった食材のシミュレーションにおいても、これらの物理演算の要素を適切に設定することで、よりリアルでインタラクティブな表現を実現することができます。
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