Unity 2D ミサイル追尾システムの実装ガイド

2024年9月13日

このドキュメントでは、Unityを用いて敵キャラクターに向かって飛ぶシンプルなミサイルの作成方法について解説します。プレイヤーがミサイルを発射し、ターゲットとなる敵に向かって自動的に進む動作を実装します。

1. 基本的なサンプル
2. ミサイルの追尾処理におけるVector2.upと回転の関係
3. 参考

基本的なサンプル

概要

ターゲット: 敵キャラクターまたは指定されたオブジェクトです。
ミサイル: プレイヤーが発射するオブジェクトで、ターゲットに向かって移動します。
目的: ターゲットに向かって飛行し、到達時にミサイルが爆発するシンプルなシステムを実装します。

システム構成

1. ミサイルの追尾処理

ミサイルはターゲットの方向を追尾し、一定の速度で移動します。ターゲットに到達すると、ミサイルは爆発し、消滅します。

2. ミサイルの発射

プレイヤーの入力（例: スペースキー）によってミサイルを発射します。ミサイルはプレイヤーの位置からターゲットに向かって発射されます。

コード実装

ミサイルの追尾処理

以下のコードは、ミサイルがターゲットに向かって移動し、到達時に爆発する動作を実装しています。

using UnityEngine;

public class Missile : MonoBehaviour
{
    public Transform target;  // ターゲット（敵）の位置
    public float speed = 5.0f;  // ミサイルの移動速度
    public float rotateSpeed = 200.0f;  // ミサイルの回転速度
    public float explosionRadius = 0.5f;  // ターゲットに到達する判定の距離

    void Update()
    {
        if (target == null)
        {
            Destroy(gameObject);  // ターゲットが存在しない場合、ミサイルを破壊
            return;
        }

        // ターゲット方向のベクトルを計算
        Vector2 direction = (Vector2)target.position - (Vector2)transform.position;
        direction.Normalize();

        // ターゲットへの回転量を計算
        float rotateAmount = Vector3.Cross(direction, transform.up).z;
        transform.Rotate(0, 0, -rotateAmount * rotateSpeed * Time.deltaTime);

        // ターゲットに向かって移動
        transform.Translate(Vector2.up * speed * Time.deltaTime);

        // ターゲットに到達したか確認
        if (Vector2.Distance(transform.position, target.position) < explosionRadius)
        {
            Explode();  // ターゲットに到達した場合、爆発処理を実行
        }
    }

    void Explode()
    {
        // 爆発処理（エフェクトやダメージを追加可能）
        Debug.Log("ミサイルがターゲットに到達しました！");
        Destroy(gameObject);  // ミサイルを破壊
    }
}

主なフィールドとメソッドの説明

target: ミサイルが追尾するターゲット（敵オブジェクト）。Transformとして指定し、ターゲットの位置情報を取得します。
speed: ミサイルが移動する速度。数値が大きいほど速く移動します。
rotateSpeed: ミサイルの回転速度。ターゲットに向かうためにミサイルの向きを調整する速さです。
explosionRadius: ターゲットに近づいた際に爆発するかどうかを判定する距離。
direction.Normalize(): ターゲットまでのベクトルを正規化し、移動方向を得ます。
Vector3.Cross: 現在のミサイルの進行方向とターゲット方向のベクトル間のクロス積を計算し、ミサイルの回転量を決定します。
Explode(): ミサイルがターゲットに到達した時の爆発処理。ここではミサイルを破壊しますが、エフェクトやダメージ処理などを追加することができます。

ミサイルの発射

次に、ミサイルをプレイヤーが発射する機能を実装します。以下のコードは、スペースキーを押すことでミサイルが発射される例です。

public class MissileLauncher : MonoBehaviour
{
    public GameObject missilePrefab;  // ミサイルのプレハブ
    public Transform target;  // 敵のターゲット

    void Update()
    {
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))  // スペースキーでミサイルを発射
        {
            LaunchMissile();
        }
    }

    void LaunchMissile()
    {
        // ミサイルをプレイヤーの位置に生成
        GameObject missile = Instantiate(missilePrefab, transform.position, transform.rotation);
        // ミサイルのターゲットを設定
        missile.GetComponent<Missile>().target = target;
    }
}

説明

missilePrefab: 発射されるミサイルのプレハブです。Instantiateメソッドでプレイヤーの位置にミサイルを生成します。
target: ミサイルの追尾ターゲットを設定します。ターゲットが設定されることで、ミサイルは自動的にその方向に向かって移動します。

拡張機能

このシンプルなミサイル追尾システムは、次のような要素を追加して拡張できます：

ミサイルの爆発エフェクト:
ミサイルがターゲットに到達した時に、爆発エフェクトを再生することができます。ParticleSystemを使用して爆発エフェクトを作成し、Explode()メソッドに追加します。
ダメージ処理:
ターゲットにダメージを与える機能を追加できます。target.GetComponent<Health>().TakeDamage()のような処理で、ターゲットにダメージを与えることが可能です。
ミサイルの種類:
誘導ミサイルや直線型ミサイルなど、異なる種類のミサイルを作成し、Missileクラスを継承してそれぞれに異なる挙動を実装することができます。

まとめ

このドキュメントでは、Unityの2Dプロジェクトでミサイルがターゲットを追尾し、到達時に爆発する機能をシンプルに実装しました。基本的な追尾処理とターゲットに到達するまでの動作が実現できました。これを基に、エフェクトやダメージ処理を追加して、より複雑なゲーム要素を実装することが可能です。

以下は、技術文書としての体裁に整えたミサイルの移動処理に関する説明です。

ミサイルの追尾処理における`Vector2.up`と回転の関係

Unityの2D環境でミサイルがターゲットに向かって進む際に、Vector2.upを使った移動処理がどのように動作するかを解説します。特に、ミサイルが常にVector2.upの方向に進むにもかかわらず、ターゲットに正確に追尾する仕組みについて詳しく説明します。

仕組みの説明

`Vector2.up`とは？

Vector2.upは、Unityの2D空間でY軸正方向（上方向）を指すベクトルです。デフォルトでは、オブジェクトのローカル空間における「上」を示しています。

Vector2.up;  // (0, 1)

ミサイルがVector2.up方向に進むということは、ミサイルは自身のローカル空間での「上」方向に移動することを意味します。では、なぜミサイルがターゲットに向かって進むかというと、ミサイルのローカルな「上」方向がターゲットの方向に向くように回転しているためです。

回転によるターゲットへの追尾

ミサイルは回転を使って常にターゲットの方向を向くように調整されます。この回転処理により、Vector2.upの方向（ローカル空間での「上」方向）に進むことでターゲットを追尾することができます。

ターゲットへの方向計算

ミサイルがターゲットに向かって飛んでいくためには、まずターゲットまでの方向ベクトルを計算します。

Vector2 direction = (Vector2)target.position - (Vector2)transform.position;
direction.Normalize();  // 正規化して方向ベクトルを取得

このコードは、ミサイルとターゲットの位置差からターゲットへの方向を計算し、ベクトルを正規化して単位ベクトルに変換します。

回転処理

次に、計算した方向にミサイルを回転させます。Vector3.Crossを使うことで、ミサイルの現在の進行方向とターゲット方向とのクロス積を計算し、回転量を得ます。

float rotateAmount = Vector3.Cross(direction, transform.up).z;
transform.Rotate(0, 0, -rotateAmount * rotateSpeed * Time.deltaTime);

ここで、transform.upはミサイルのローカルな「上」方向（Vector2.up）です。これをターゲット方向のベクトル（direction）に合わせて回転させることで、ミサイルがターゲットを向くようになります。

移動処理

ミサイルがターゲット方向を向いたら、ミサイルはそのローカルな「上」方向、つまりVector2.upに沿って進みます。

transform.Translate(Vector2.up * speed * Time.deltaTime);

ここでのVector2.upはミサイルのローカル空間での「上」方向を意味しており、ミサイルはターゲットの方向に向かって進み続けます。

コード全体の流れ

ターゲットへの方向を計算: ターゲットとミサイルの位置差から、ターゲットまでの方向ベクトルを計算します。
回転による追尾: ターゲット方向にミサイルを向けるために、Vector3.Crossを使って回転量を計算し、ミサイルを回転させます。
Vector2.upに沿った移動: ミサイルは常にローカル空間の「上」方向、つまりターゲット方向に向かって進みます。

まとめ

ミサイルがVector2.up方向に移動しながらターゲットを追尾する仕組みは、ミサイルのローカルな「上」方向をターゲットに向けるための回転処理が行われているからです。回転後にVector2.up方向に移動させることで、ミサイルはターゲットに向かって飛んでいく動作が実現されています。

このシンプルな回転と移動の組み合わせにより、ターゲット追尾型ミサイルの基本的な動作を簡単に実装できます。この技術は、2Dゲームでの追尾ミサイルや弾丸の処理に非常に有効です。

参考

ターゲットにダメージを与える処理の実装 (依存性逆転の原則を使用)

この資料では、Unityでミサイルがターゲットにダメージを与える処理を、依存性逆転の原則（Dependency ...

https://soft-rime.com/post-19005/

Unity

Posted by hidepon