ヴァンサバ風ゲームの作り方#3｜敵を出して追いかけさせよう（ObjectPoolで軽くする）

工房が出来たので、いよいよ敵の登場です！ヴァンサバ風のゲームでは、敵が何十体・何百体と出てくるのが気持ちよさの元になっています。ただ、何も考えずに出したり消したりを繰り返すと、だんだん動きがカクついてきます。今回はヴァンサバ風サバイバーゲームのシリーズの3回目として、こげたクッキーを画面の外から出して追いかけさせ、何百体出しても大丈夫な作りにしてみたいと思います。実際に測ってみたら、思っていたのと違う所が重かったので、そこも含めて書いていきます！

• シリーズの目次：ヴァンサバ風ゲームの作り方
• 前回：#2 Tilemapでお菓子工房の床を作ろう

今回作るもの

• こげたクッキーの敵をプレハブで作る
• 画面の外から、1秒ごとに1体ずつ出てくる
• 出てきた敵は、スライムちゃんをまっすぐ追いかける
• ObjectPoolで敵を使い回して、出したり消したりのムダをなくす
• 敵どうしの当たり判定を切って、何百体出しても重くならないようにする

作るスクリプトは2つです。

前回の続きから

• Unityのバージョンは6.3 LTS
  • 記事作成時点では6000.3.22f1で確認しています
• #2の状態：お菓子工房の床があり、スライムちゃんが中を歩き回れる

プレハブの基本は7-1 プレハブとはと7-3 スクリプトからプレハブを生成で紹介しています。

こげたクッキーを1体作ろう

まずは敵を1体、シーンに置いてみます。

• ProjectウインドのSurvivorsLike/Spritesから、enemy_cookieをHierarchyにドラッグ＆ドロップ
• 名前を「Enemy」にリネーム
• Add Component>Rigidbody2D
  • Gravity Scale：0
  • Constraints>Freeze Rotation：Z にチェック
• Add Component>Circle Collider 2D
  • Is Trigger：チェックを入れる
  • Radius：0.35

敵の当たり判定をIs Triggerにしておくと、敵どうしや壁とぶつかって押し合いません。何十体も出るゲームでは、押し合いの計算だけで重くなってしまうので、当たったことが分かればいい判定にしておきます。

もうひとつ、先に直しておくことがあります。このままだと敵と重なったときに、スライムちゃんが敵の後ろに隠れてしまいます。

• HierarchyでPlayerを選ぶ
• Sprite RendererのOrder in Layerを1にする

これで、敵（0）より手前に描かれるようになります。#2で床を-10にしたのと同じ考え方で、奥から「床 → 敵 → プレイヤー」の順に並べています。

プレイヤーを追いかけさせよう（Enemy）

• SurvivorsLike/Scriptsに「Enemy」を作り、中身を次のように書き換える

using UnityEngine;
using UnityEngine.Pool;

// こげたお菓子の敵。スライムちゃんを追いかけ、遠くに離れたらプールに戻る
[RequireComponent(typeof(Rigidbody2D))]
public class Enemy : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private float moveSpeed = 1.5f;      // 1秒に進むマス数
    [SerializeField] private float despawnDistance = 22f; // これより離れたら引っ込む

    private Rigidbody2D body;
    private Transform target;
    private IObjectPool<Enemy> pool;

    private void Awake()
    {
        body = GetComponent<Rigidbody2D>();
    }

    // 出てくるときに、EnemySpawnerから呼んでもらう
    public void Spawn(Vector2 position, Transform newTarget, IObjectPool<Enemy> newPool)
    {
        transform.position = position;
        target = newTarget;
        pool = newPool;
    }

    private void FixedUpdate()
    {
        if (target == null)
        {
            return;
        }

        Vector2 toTarget = (Vector2)target.position - body.position;
        body.linearVelocity = toTarget.normalized * moveSpeed;

        if (toTarget.magnitude > despawnDistance)
        {
            pool.Release(this);
        }
    }
}

画面の外から出そう（EnemySpawner）

• SurvivorsLike/Scriptsに「EnemySpawner」を作る

using UnityEngine;
using UnityEngine.Pool;

// 画面の外から敵を出す。引っ込んだ敵はプールに戻して使い回す
public class EnemySpawner : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Enemy enemyPrefab;
    [SerializeField] private Transform target;
    [SerializeField] private float spawnInterval = 1f; // 何秒に1体出すか
    [SerializeField] private float spawnDistance = 12f; // プレイヤーから何マス離れた所に出すか

    private ObjectPool<Enemy> pool;
    private float timer;

    private void Awake()
    {
        pool = new ObjectPool<Enemy>(
            createFunc: () => Instantiate(enemyPrefab, transform),
            actionOnGet: enemy => enemy.gameObject.SetActive(true),
            actionOnRelease: enemy => enemy.gameObject.SetActive(false),
            actionOnDestroy: enemy => { if (enemy != null) Destroy(enemy.gameObject); },
            defaultCapacity: 50,
            maxSize: 500);
    }

    private void Update()
    {
        timer += Time.deltaTime;
        if (timer < spawnInterval)
        {
            return;
        }
        timer -= spawnInterval;

        float angle = Random.value * Mathf.PI * 2f;
        Vector2 around = new Vector2(Mathf.Cos(angle), Mathf.Sin(angle));
        Vector2 position = (Vector2)target.position + around * spawnDistance;

        Enemy enemy = pool.Get();
        enemy.Spawn(position, target, pool);
    }
}

ObjectPoolって何をしているの？

ここがこの回の山場です。

敵を出すたびにInstantiateで作り、消すときにDestroyする――素直な書き方ですが、これを1秒に何体も繰り返すと問題が出ます。

そこでObjectPoolの出番です。考え方はシンプルで、

• 敵を消すのではなく、見えなくして取っておく（SetActive(false)）
• 次に敵が必要になったら、取っておいたものを出して使い回す（SetActive(true)）

これだけです。作るのは最初の何体かだけで、あとはずっと同じオブジェクトが行ったり来たりします。

UnityにはUnityEngine.Poolという標準のObjectPoolが入っているので、自分で作る必要はありません。上のコードで使っているのがそれです。

• createFunc：足りないときに新しく作る処理
• actionOnGet：プールから出すときの処理（ここで見えるようにする）
• actionOnRelease：プールに戻すときの処理（ここで見えなくする）
• actionOnDestroy：プールがあふれて本当に捨てるときの処理
• defaultCapacity / maxSize：最初に用意しておく数と、しまっておける最大の数

ObjectPoolそのものの詳しい話は、ObjectPoolを使って、メモリスパイクを回避せよ！でも紹介しています。

スポナーを置こう

• Hierarchyで右クリック>Create Empty、名前をEnemySpawnerにする
• Add Component>EnemySpawner
• Inspectorで設定する
  • Enemy Prefab：あとで作るプレハブを入れます（次の手順）
  • Target：Playerをドラッグ
  • Spawn Interval：1
  • Spawn Distance：12

敵をプレハブにする

• HierarchyのEnemyに、Add Component>Enemy（さっき書いたスクリプト）
• EnemyをSurvivorsLike/Prefabsフォルダにドラッグ＆ドロップしてプレハブにする
• Hierarchyに残っているEnemyは削除する（出すのはスポナーの役目なので）
• EnemySpawnerのEnemy Prefabに、作ったプレハブをドラッグ

まずは動かしてみよう

再生すると、1秒に1体ずつ、画面の外からこげたクッキーが出てきてスライムちゃんを追いかけてきます。

Hierarchyを見ると、EnemySpawnerの子にEnemy(Clone)が並んでいます。灰色になっているものがプールの中で、出番を待っている敵です。消えずに残って使い回されているのが目で見えます。

たくさん出して測ってみよう

ObjectPoolを入れたので、もう安心・・・と言いたいところですが、本当に軽いかどうかは測らないと分かりません。数を増やして確かめてみましょう。

• Gameビューの右上のStatsを押す（FPSなどが表示されます）
• 再生中に、EnemySpawnerのSpawn Intervalを0.05にする（1秒に20体）
• 1分ほど放っておいて、敵が数百体になった状態でFPSを見る

自分の環境では、敵が513体になったところで1.2FPS（1フレームに812ミリ秒）まで落ちました。ObjectPoolを入れても重いものは重いのです。

スライム

えっ、ObjectPoolを入れたのに1.2FPS・・・？作り方を間違えたんでしょうか・・・

フェアリー

間違ってないよ！ObjectPoolが減らすのはInstantiate / Destroy のムダだけ。動いている間の処理は軽くならないから、重さの原因は別にあるってことね

敵どうしの当たり判定を切ろう

原因は当たり判定です。敵はプレイヤーに向かって集まってくるので、後半は全員がひとかたまりに重なっている状態になります。

• 敵が513体いて、みんな重なっている
• 物理エンジンは「どの敵とどの敵が当たっているか」を、総当たりで調べる
• 組み合わせの数は513×512÷2で約13万通り。毎フレームこれをやっていた

敵どうしはぶつける必要がないので、当たり判定そのものを切ってしまいましょう。

レイヤーを作る

• ProjectウインドでSurvivorsLike/PrefabsのEnemyのプレハブを選び、Inspector右上のLayerのドロップダウンからAdd Layer…
• 空いている行（User Layer 8など）に「Enemy」と入力する
• もう一度Enemyのプレハブを選び、LayerのドロップダウンでEnemyを選ぶ
  • レイヤーは作っただけでは付きません。再生中のEnemy(Clone)ではなく、プレハブのほうに付けてください

当たり判定の表からチェックを外す

• Edit>Project Settings>Physics 2Dを開く
• Layer Collision Matrixで、EnemyとEnemyが交わるマスのチェックを外す

• この表は「どのレイヤーどうしが当たるか」の一覧
  • チェックが入っている所だけ、当たり判定が計算されます
  • Enemy×Enemyのチェックを外しても、Enemyとほかのレイヤーとの当たりは残ります。プレイヤーはDefaultレイヤーのままなので、Enemy×Defaultの当たりは#9でプレイヤーがダメージを受けるときに使います

もう一度、敵を数百体まで増やして測ってみましょう。

自分の環境では、同じ513体で 1.2FPS → 452FPSになりました（1フレーム812ミリ秒 → 2.2ミリ秒）。チェックを1つ外しただけです。

数字はUnityエディタでの実測なので、PCによって変わります。大事なのはどれだけ変わったかのほうです。

「重い」と感じたら、まず何が重いのかを測る。ObjectPoolのような対策を先に入れても、原因が別なら効きません。UnityにはStatsのほかにProfilerという道具もあるので、原因を探すときに使ってみてください。

動かして確認！

確認が終わったら、Spawn Intervalは1に戻しておきましょう。

スライム

うしろから追いかけられるの、思ったよりこわいです・・・

フェアリー

まだ反撃出来ないからね！次回は調理器具で追い払えるようにしよう

あとがき

今回は敵を出して追いかけさせるところまで作りました。ObjectPoolで作り直しのムダをなくし、敵どうしの当たり判定を切って、何百体出しても大丈夫な土台が出来ています。まだ倒せないので、ひたすら逃げるだけのゲームですが、画面に敵がわいてくるだけで一気にそれらしくなりましたね！次回はいよいよ反撃です。一番近い敵を自動で狙って、計量スプーンを投げるところを作りたいと思います。