第01回 Input Systemとキャラクター操作

次回: 第02回カメラ操作とコンポーネント分割。

この授業の目的

ゲームの機能を段階的に実装しながら C#の用法と設計の基本を実践的に学ぶ
個人でゲームを完成させる過程を通じてゲーム制作の経験と全体観を養う
ソフトウェア部品の責務を理解し保守と拡張を考慮した設計を身につける

制作するゲーム

Unity Scene上に床とPlayerを配置した完成イメージ

床は3DのPlaneまたはMesh
カメラは斜め上からフィールドを見下ろす俯瞰カメラ
プレイヤー、敵、アイテム等は3Dオブジェクト
移動は水平面（X-Z平面）に限定する
ジャンプ、複雑な段差は授業内では扱わないが実装は自由とする

全10回の流れ

Input Systemとキャラクター操作
カメラ操作とコンポーネント分割
攻撃入力と攻撃モーション
衝突判定とダメージ
Enemyの探索・追跡・攻撃
Enemyの状態制御とゲームフィール
アイテムとオブジェクトプール
GameManagerとゲーム状態
UIとシーン遷移
ビルドと公開

今回の授業内容

Input Systemで移動入力を受け取る
入力値から移動方向を作る
X-Z平面でキャラクターを移動させる
キャラクターを移動方向へ振り向かせる
移動速度と回転速度をInspectorで調整できるようにする

今回の配布コード

この回で使う完成コードは、以下から個別に確認できます。

ファイル	内容
Assets/Scripts/PlayerController.cs	入力を読み取り、移動と振り向きを行う

入力をアクションとして扱う

今回はInput Systemの Move アクションへ、WASD、方向キー、ゲームパッドの左スティックを割り当てます。アクションは「移動」のような操作の名前です。異なる入力方法を同じアクションへまとめることで、移動処理は使用中のキーやデバイスを個別に調べず、移動方向と入力の強さを受け取れます。

例えばWキーと左スティックの上方向をどちらも Move に割り当てると、移動処理はどちらからでも前方向の入力を受け取れます。次に、その対応をInput Actionsアセットへ設定します。

Input Actionsアセットを設定する

Input SystemではInput Actionsアセットで入力の種類や割り当てを定義し、スクリプトからはActionを通じて入力値を読み取ります。

Input Actionsの設定手順

今回は Move Actionで移動入力を扱います。Move Actionは、移動方向と入力の強さを表す Vector2 として読み取ります。実際の移動量は、この入力に速度と経過時間を掛けて求めます。

Project SettingsでInput System Packageを有効にした画面

Input Actions アセットを作成します
Player Action Mapに Move Actionを追加します
Action Type を Value、Control Type を Vector2 にします
WASD、方向キー、左スティックを割り当てます

Input ActionsからC#クラスを生成する

Input ActionsでGenerate C# Classを有効にしたInspector

Generate C# Class を有効にすると、Actionへ型安全にアクセスするクラスが生成されます。
設定変更の際にコンパイルが発生しますが、TypoやAction名の変更に強く、コード補完も効き便利です。

この教材ではクラスを生成して利用します。
クラス名は InputSystem_Actions で統一しています。

生成されたクラスから入力値を読む

Awake で InputActions を作成し、OnEnable OnDisable でAction Mapを有効化/無効化します。

有効化されたAction MapのActionは ReadValue<T>() で値を読み取ることができます。
ここでは ReadValue<Vector2>() で移動入力を読み取っています。

using UnityEngine;

public class PlayerController : MonoBehaviour
{
    private InputSystem_Actions _inputActions;

    private void Awake()
    {
        _inputActions = new InputSystem_Actions();
    }

    private void OnEnable()
    {
        _inputActions.Player.Enable();
    }

    private void OnDisable()
    {
        _inputActions.Player.Disable();
    }

    private void Update()
    {
        var moveInput =
            _inputActions.Player.Move.ReadValue<Vector2>();

        // 省略

2D入力を3Dの移動方向に変換する

var direction = new Vector3(
    moveInput.x,
    0f,
    moveInput.y
);

// 斜め移動が速くなりすぎないようにする
direction = Vector3.ClampMagnitude(direction, 1f);

Input Systemの移動入力は二次元の Vector2 ですが 3D 空間の移動方向は三次元の Vector3 で扱います。
ここでは入力の x をワールドの x に、入力の y をワールドの z に適用します。

入力値は-1.0～1.0の範囲で正規化されています。
そのまま移動に適用すると斜め入力時の移動の速度が √２倍（約1.414倍）になってしまいますので、長さを最大1に制限します。

設定値をInspectorで調整可能に

public class PlayerController : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private float moveSpeed = 5f;
    [SerializeField] private float rotationSpeed = 720f;

プレイ感に関わる数値は何度も調整することになります。こうした値はコードを書き換えずに変更できるようにするのがゲーム制作の基本です。
変数の定義時に SerializeField を付けると Inspector から値を設定できるようになります。

INFO

アクセス修飾子を public にしても Inspector から設定できるようになりますが、それでは変数が外部公開されてしまいます。
変数のアクセス修飾子は、特に理由がなければ private を基本とし、必要に応じて SerializeField で Inspector から設定できるようにすることをおすすめします。

プレイヤーをワールド座標基準で移動させる

public class PlayerController : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private float moveSpeed = 5f;

    private InputSystem_Actions _inputActions;

    // Awake / OnEnable / OnDisable は省略

    private void Update()
    {
        var moveInput =
            _inputActions.Player.Move.ReadValue<Vector2>();

        var direction = new Vector3(moveInput.x, 0f, moveInput.y);
        direction = Vector3.ClampMagnitude(direction, 1f);

        transform.position +=
            direction * (moveSpeed * Time.deltaTime);
    }
}

Time.deltaTime はフレーム内の経過時間です。移動速度に Time.deltaTime を掛ければ、1フレームあたりの移動量を求めることができます。
まずはプレイヤーを X-Z 平面で動かしてみましょう。

入力があるときだけ移動方向に振り向く

if (direction != Vector3.zero)
{
    var targetRotation =
        Quaternion.LookRotation(direction);

    transform.rotation = Quaternion.RotateTowards(
        transform.rotation,
        targetRotation,
        rotationSpeed * Time.deltaTime);
}

Quaternion.LookRotation で、最終的な回転を表す Quaternion を作った後、Quaternion.RotateTowards で現在の回転から目標の回転へ、指定の速度で回転させます。rotationSpeed は1秒あたりに回転できる角度の速さ（度/秒）です。

これでプレイヤーが入力方向に指定の速度で振り向くようになります。

完成した PlayerController

using UnityEngine;

public class PlayerController : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private float moveSpeed = 5f;
    [SerializeField] private float rotationSpeed = 720f;

    private InputSystem_Actions _inputActions;

    private void Awake()
    {
        _inputActions = new InputSystem_Actions();
    }

    private void OnEnable()
    {
        _inputActions.Player.Enable();
    }

    private void OnDisable()
    {
        _inputActions.Player.Disable();
    }
    private void Update()
    {
        var moveInput =
            _inputActions.Player.Move.ReadValue<Vector2>();

        var direction =
            new Vector3(moveInput.x, 0f, moveInput.y);
        direction = Vector3.ClampMagnitude(direction, 1f);

        transform.position +=
            direction * (moveSpeed * Time.deltaTime);

        if (direction == Vector3.zero)
            return;

        var targetRotation =
            Quaternion.LookRotation(direction);

        transform.rotation = Quaternion.RotateTowards(
            transform.rotation,
            targetRotation,
            rotationSpeed * Time.deltaTime);
    }
}

実習：プレイヤーを操作できるようにする

Planeを配置する
CapsuleをPlayerとして配置する
Input Actionsアセットを作成する
Move Actionを設定する
C#コード生成を有効にして InputSystem_Actions を生成する
PlayerController をPlayerに追加する
WASDまたは左スティックで移動を確認する
移動方向へ振り向くことを確認する

動作しない場合のチェックリスト

Move Actionの型が Vector2 になっているか
InputSystem_Actions.cs が生成されているか
OnEnable で Player Action Mapを有効化しているか
moveSpeed が0になっていないか
rotationSpeed が0になっていないか
direction の値がゼロのままになっていないか

完成条件

WASDまたはコントローラーの左スティックで移動できる
斜め移動が他の入力に比べて速くなっていない
プレイヤーが移動方向へ振り向く
Move ActionをInput Systemで設定している
InputSystem_Actions のC#コード生成を有効にしている
moveSpeed と rotationSpeed をInspectorで調整できる

まとめ

入力は Input Action から受け取る
移動方向は入力値から作る
移動量は速度と時間から作る
回転は移動方向から作る

第01回 Input Systemとキャラクター操作 ​

この授業の目的 ​

制作するゲーム ​

全10回の流れ ​

今回の授業内容 ​

今回の配布コード ​

入力をアクションとして扱う ​

Input Actionsアセットを設定する ​

Input Actionsの設定手順 ​

Input ActionsからC#クラスを生成する ​

生成されたクラスから入力値を読む ​

2D入力を3Dの移動方向に変換する ​

設定値をInspectorで調整可能に ​

プレイヤーをワールド座標基準で移動させる ​

入力があるときだけ移動方向に振り向く ​

完成した PlayerController ​

実習：プレイヤーを操作できるようにする ​

動作しない場合のチェックリスト ​

完成条件 ​

まとめ ​