Unity Create a Game Series (E21. Guns and UI)をやってみました。

Unity Create a Game Series (E21. Guns and UI)で、複数の銃を切り替えられるようにしました。またステージ開始時にウェーブと敵の数を表示するUIを追加しました。

ステージ開始時のUIを作成し、複数の銃を用意してステージ毎に切り替えるようにしました。一般的なゲームの場合、ステージで装備が切り替わるのではなく、アイテム管理があって、そこでプレイヤーが装備を切り替えられます。今回はステージの切り替えのタイミングで、銃を強制的に変えましたが、以下のようにすれば簡単にアイテム管理に切り替えられそうです。

  • 敵を倒したとき一定の確率で、アイテムを落とす。
  • 取ると、インベントリー(単純な配列)に格納。
  • インベントリーを表示。
  • 1,2,3キーで切り替えられる。

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このプロジェクトの配布

http://hajimete-program.com/games/Unity Create a Game Series (E21. Guns and UI).zip

まとめ

あと4回分Youtube動画が残っていますが、これらはオーディオ追加、メニュー作成、最後の細かい修正などになるため、おそらく難しいことはないと思われます。オーディオ追加などは気楽にやりたいです。

Unity Create a Game Series (E19. crosshairs)をやってみました。

E17. weapon variationでは、単発、バースト、オートマティックで弾を打てるように修正し、E18. wave difficultyでは、敵ウェーブごとに敵の強さなどを調整できるようにしました。そしてE19.crosshairsでは、照準を作成しました。

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ウェーブ毎に敵の攻撃力や速度を調整できるようにした

照準の表示の仕方

照準を実装する方法は、すこし特徴的で、照準オブジェクトのレイヤーをUIにしました。またメインカメラはUIレイヤーを映さないにして、UIレイヤーのみを映すカメラ(Crossharis camera)を別途用意しました。これで、Crossharis cameraの深度(Depth)を上げることで、必ず標準が手前に表示されるようにしました。シンプルな2Dゲームの場合、ゲームオブジェクト自体のz軸を変更して手前に表示するか奥に表示するかなを調整したりしますが、カメラでどのレイヤーを映すかを設定できるのは、大きなゲームフレームワークでないと使わない機能なので、新鮮で勉強になりました。

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crosshairs(照準)はUIレイヤー
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マスキングでUIレイヤーのみ対象にしたカメラ

このプロジェクトの配布

http://hajimete-program.com/games/Unity Create a Game Series (E18. wave difficulty).zip

Unity Create a Game Series (E16. weapon effects)をやってみました。

今回は、弾を発射した際に、薬莢(やっきょう)を飛ぶようにして、また銃口が光る(マズルフラッシュ)ようにしました。プログラミングや作業は簡単ですが細かい作業なので、どこに何かあるかを繰り返し作業をして覚える必要があります。

また小さなパフォーマンスチューニングですが、薬きょうは、フロアと障害物以外には衝突しないようにしました。

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Unity Create a Game Series (E14. game over)をやってみました。

Unity Create a Game Series (E14. game over)をやってみました。

今回はゲームオーバー画面をuGUIで作成し、”Play again”ボタンで、シーンをリロードする仕組みを作りました。これは今までミニゲームを作ったりした際に経験していたので簡単でした。

ゲームオーバーシーンを表示
ゲームオーバーシーンを表示

この回で、基本的なゲームの仕組みは揃いました。これから先の目次を見ると、それぞれの機能を磨き上げる工程になるので、おそらくそこまで難しいものではないと思われるので頑張って進んでいきます。

  • パーティクル追加
  • 敵ウェーブの修正
  • リコイル・リロード
  • 武器の追加
  • UI改良、
  • オーディオ追加
  • メニュー

あとは、ライフバー、アイテム、インベントリーあたりを学べばさらに良くなりそうです。

このプロジェクトの配布

http://hajimete-program.com/games/Unity Create a Game Series (E14. game over).zip

 

 

Unity Create a Game Series (E12. finishing the map generator)をやってみました。

引き続き、「Unity Create a Game Series」をやりマップの自動生成の作業が完了し、第7回までに作ったトップダウンシューティングゲームに組み込みました。

マップ自動生成をゲームに組み込んだところ
マップ自動生成をゲームに組み込んだところ

今回の第12回は、障害物に高低差を付け、グラデーションを付けれるようにしました。高低差はScaleで変更できるのが容易に想像できますが、Materialをプログラムから操作するのは少ないので、このチュートリアルで扱えてよかったです。また、今回は、Game.unityシーンに、MapGeneratorのオブジェクトをコピーペーストしてゲームに反映させました。MapGenerator.unityはシーンとして独立して保存しているのでいろいろ修正が可能です。

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Unityエディターで、各マップを設定できるようにしている

MapGeneratorスクリプトには、Mapクラスを作り、その配列をUnityエディターから操作できるようにしたので、ちょっとしたマップの修正を検証するのが簡単になりました。

マップ自動生成の基礎プログラミングを手に入れた

様々なパラメータを修正できる
様々なパラメータを修正できる

今回まで一番の収穫は、プロシージャル・ジェネレーションの基礎を学習できたことです。ローグライク系ゲームのように、フロアを自動生成するような仕組みに作り替えたりはまだできませんが、それをするためのメッシュ生成や配列操作などは学べました。

このプロジェクトの配布

http://hajimete-program.com/games/Unity Create a Game Series (E12. finishing the map generator).zip

Unity Create a Game Series (E11. map navigation)をやってみました。

Unityのナビゲーション・探索システムでは、フィールドにBake(焼く)ことで、NavMeshAgentがそのフィールドを移動でき、NavMeshObstacle(障害物)を用意することで、その領域を移動できなくします。

ナビゲーションの設定は1つ1つのタイルに対して行うのではなく、1つ大きな100×100などのQuadを用意して、そこにBakeします。ちょうど以下のような感じです。NavMeshObstacleコンポーネントが付加されているオブジェクト移動できなくなるため、灰色になり、移動できるところは水色になります。

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フィールドの外側に最大マップ領域を作ってNavMeshAgentが移動できるようにする

このままでもよいですが、今回は最大領域から落ちたりしないように、四方をマスキングしました。

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NavMeshObstacleでマスキングして、移動できないようにする

まとめ

マップを自動生成して、NavMeshAgentが移動できるようになったのであとは細かい修正を残すだけとなりました。

Unity Create a Game Series (E10. map connectivity)をやってみました。

Sebastian LagueさんのUnity5チュートリアル「Create a Game (Unity 5)」の
Unity Create a Game Series (E10. map connectivity)をやってみました。

このチュートリアルは、第8回になる「E08. tile map」からは今までのプロジェクトと独立していて、第8回からでもチュートリアルとして始められるようになっています。主なテーマは、マップ生成です。

Unityエディターで様々なマップを自動生成
Unityエディターで様々なマップを自動生成

E08,E09,E10と作業して、上記のような自動生成ができるようになりました。マップ生成は複雑に感じますが、実際にはライフゲーム、倉庫番、テトリスのような二次元配列を使い、隣接するXY要素の衝突判定やフラグ判定を行うときと基本的な仕組みは同じでした。またマップの場合は、道が途切れ内容にする方法が必要ですが、これは、アルゴリズムとして確立していてFlood Fillアルゴリズムを使いました。と言ってもやっているとは簡単で、中心をまず調べ、その隣接する障害物じゃないものを調べ続けるという事再帰的に繰り返していくだけです。

マップが二次元配列になっているので、以下が成り立ちます。

マップ全体の要素数 – 壁の数 = 通れるタイルの数

実際の例に置き換えると、以下のようになります。

10×10のマップ(100要素) – 10個の障害物 = 90個の通れるタイル

よって、Flood Fillアルゴリズムで、通れる道を調べたときに、90個に達しなければどこかの道が壁でおおわれていることになります。この仕組みを、壁を作るときに応用し、壁を作ってみて、その時点で、Flood Fillで道を調べふさがってしまったら、壁をいったん取り消すということを、壁の最大個数にするまで繰り返しマップを作ります。

 

このプロジェクトの配布

http://hajimete-program.com/games/Unity Create a Game Series (E10. map connectivity).zip

まとめ

マップ自動生成の基本部分はできたので、あとはUnityのNavigation対応と、壁などの装飾を残すだけです。1回の動画時間は20分以内ですが、一時停止し細かいロジックを理解するとなると1時間を超える作業になるので、思っている以上に時間がかかり大変です。

Unity5のMonoDevelopでコピペできなくなった場合の解決方法

Unity5.3のMonoDevelopでコピーアンドペースト(Copy&Paste)が出来なくなったら以下で直ります。

  1. タブをすべて閉じる
  2. メニューから[Build]->[Clean All]
  3. メニューから[Build]->[Build All]
  4. MonoDevelopの再起動

人によっては再起動しただけで大丈夫なケースもあるようです。MonoDevelopは昔からこの問題があるようです。

http://answers.unity3d.com/questions/585997/monodevelop-401-copy-paste-issue.html

Unity5でNavMeshAgentを使った敵の体当たりと攻撃方法

Sebastian LagueさんのYoutube動画チュートリアル「Unity Create a Game Series (E06. enemy attacks)」でUnityのナビゲーションの使い方がわかりましたが、いくつか計算方法が理解できなかったので、今回も小さなプロジェクトを作成して、再学習しました。

敵がプレイヤーに移動する方法

これはUnityのナビゲーションを使えば簡単です。

敵オブジェクトにNavMeshAgentコンポーネントをインスペクターで持たせて、プログラム上では、agent = GetComponent<NavMeshAgent>();で変数に保持して、agent.SetDestination(座標);で、敵が障害物を交わしながら移動するようになります。

ですがColliderを無効にした場合には、プレイヤーの中心座標が、ナビゲーションの到達位置なので、プレイヤーに埋まってしまいます。

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Colliderが無効なため、敵が埋まってしまう例

もちろんColliderを有効にしている場合は正しく衝突します。ただゲームでは、体当たりする敵もいますが、プレイヤーの至近距離まで来て、武器や魔法を振り回すような敵もいます。このような場合、何らかの方法で一定の距離を保つ計算が必要になります。

一定の距離を保つ方法

先ほどのソースコードでは、ターゲットの中心位置なので、ターゲットに埋まってしまいました。なので衝突判定の半径を考慮すればよいです。

  1. 敵がプレイヤーに向かう方向を求める
  2. ターゲットの位置から、(ターゲットの衝突判定の半径+敵自身の衝突判定の半径)*向かう方向を引く

紫の敵が、赤のプレイヤーに接触せずにとどまる
紫の敵が、赤のプレイヤーに接触せずにとどまる

この仕組みは、Unityに限らずシューティングゲームやもっと単純なゲームでもオフセット計算などでよく使われます。つまりターゲット座標-offsetをしているだけです。

敵が攻撃する方法

先ほどやりかたで敵が一定距離まで近づくようにできました。敵が攻撃する方法も同様で、さらに手前の範囲で攻撃を繰り出すようにします。基本的な考え方は、現在のプレイヤーと敵の距離 < 攻撃開始の距離 が成り立ったら攻撃を開始するようにします。

平方根を回避してパフォーマンスをよくする

数学では、二点ABの長さを求めるには、三平方の定理によりA*A+B*B=C*Cの平方根を求めます。先ほどの「距離A<距離B」のように2つの長さを求めて比較する場合は、2回平方根の処理をしなければなりません。しかし、小数点の平方根を求める処理は重たい処理なため出来れば避けたいです。そのためのテクニックとしては、「距離A<距離B」の比較を「距離A*距離A < 距離B*距離B」として、二乗のままで計算します。

現在のプレイヤーと敵の距離の二乗 < 攻撃開始の距離の二乗

このテクニックを使うためにUnityではsqrMagnitudeが用意されていて、ベクトル型(Vector3)から二乗の値が簡単に取得できます。

この二乗のまま計算するテクニックを知っていないと、.sqrMagnitudeが出てきたり、Mathf.Pow(長さ、2)が出てくる意味が理解できません。これはパフォーマンスのためであって、本来は2つの長さの比較をしたいだけです。

このプロジェクトの配布

http://hajimete-program.com/games/Topdown Shooting A02 enemy attacks.zip

修正案

Sebastian Lagueさんの仕組みは、Unityだけではなくいろんなゲームで使える方法です。ですがUnityの場合ゲームオブジェクトの子要素を用意し、そこにColliderを持たせ、IsTriggerにより、トリガーイベントで、衝突判定が可能になります。この方法はUnityに依存しますが、これで攻撃判定をすると簡単にできそうな気がします。

まとめ

計算方法はわかってしまえば大したことはありませんが、以下のようなコードが出てきたときに方向を求めているのが分からず、なぜ.normalizedがあるのかなどをきにしていました。

またソースコードでいろいろ試す際に、衝突の半径で変数を使わず数字をハードコーディングしたり、半径の変数を削除したりすることで、理解を深めることができました。

Unity5でTPSやトップダウンで弾を打つ方法

Unityは物理演算を使った方法や使わない方法で、物体を移動または回転させられるので初心者からするといろんな方法がありすぎて、人によって書き方が違い学ぶのが大変です。

今回は、先日試してみたSebastian Lagueさんの動画チュートリアル「Create a Game (Unity 5)」から、プレイヤーがマウスカーソルに向いて、弾を打つというロジックのみを切り出して1つのプロジェクトにしてみました。

移動方法

移動方法は、Input.GetAxisRawでキー入力を受け付けて、ローカル変数moveVelocityに値を保持します。

実際に移動する部分は、FixedUpdateメソッド内になります。AddForceもありますが、MovePositionを使うと補完されるのでなめらかに処理ができるそうです。

プレイヤーの向き

プレイヤーをマウスカーソルに向かせるには、以下の手順が必要になります。

  1. カメラからマウスカーソルへの光線を用意する。
  2. 地面に上記光線を投射(Raycast)して、地面に当たった時の、光線の距離(長さ)を求める
  3. 光線と長さから、ワールド座標上の地面のポイントを求める。
  4. そのままプレイヤーの向きを地面のポイントに向けると、下を向いてしまうのでプレイヤー自身のY座標を使う。
  5. プレイヤーを4で求めたポイントに向ける(LookAt)

また配布するソースコードでは、デバッグ情報として、光線Rayを黄色で表示、プレイヤーから地面のポイントへの向きベクトルを黒線で表示、プレイヤーの高さに補正したベクトル(つまり今向いているところ)を灰色で表示できるようにしました。これらはDebug.DrawLine(開始ポイント、終了ポイント)関数で実装しています。

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Raycastで地面の座標を求めるだけでは下を向いてしまうので、高さをプレイヤーの高さに修正するのが大切です。(青色Z軸=画像では灰色の線)向きが正しくなったのであとは、その方向に弾を飛ばすだけです。

LookAtでプレイヤーの向きが変わるということは、青軸Z軸が変化したことです。Vector3.forward(向き)で取得できます。ちなみにVector3.upで緑軸Y軸、Vector3.rightで赤軸X軸です。

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弾の発射口(マズル・Muzzle)をプレイヤーオブジェクトの子要素に用意すれば、当たり前ですが、この発射口はプレイヤーに追随して同じ向きに回転します。そのため、弾を発射するときには、このマズルの位置と回転情報で、インスタンス生成をします。

 

弾が飛ぶ仕組み

弾はそのまま重力を無視して飛ぶようにしています。そのためmuzzle.rotationで設定した初期の向きが、弾の向きになるので、その方向に飛び続けるようにします。ソースコードとしては、Vector3.forward(向き)に速度を加えるだけなので簡単です。

 

このプロジェクトの配布

http://hajimete-program.com/games/Topdown Shooting A01 Shot.zip

まとめ

今回は、プレイヤーの向きをマウスカーソルに向けて、弾を発射させました。単純にRaycastで向きを変更するとプレイヤーが地面を向いてしまうので、Y座標を補正する方法も学びました。ゲームの動画チュートリアルではいろんなゲームロジックが混在して複雑になるので、機能の的を絞って、簡単なプロジェクトを作成すると理解が深まります。