Unityで格闘ゲームを作成します：HitboxおよびHurtboxの実装

解説

hitboxおよびhurtboxとは何ですか？ それは同じことではありませんか？



答えはあなたが誰に質問するかによって異なりますが、記事では、ヒットボックスとハートボックスは、適切な格闘ゲームの場合のように、用途の異なる2つの異なる概念であると考えます。



Hitboxは、攻撃がヒットする場所を決定する非表示の四角形（または球体）です。



Hurtboxも目に見えない長方形（または球体）ですが、プレーヤーまたはオブジェクトがHitboxを使用してヒットできる場所を定義します。









Street Fighter IVのこの画像では、赤いボックスがヒットボックスで、緑のボックスがハートボックスです



ヒットボックスとハートボックスのサイズと位置は、再生されるアニメーションフレームに依存することに注意してください。





Killer Instinctの例には、 Pushbox （黄色の長方形。Hurtboxは空の緑の長方形）という別のタイプの長方形もあります。 プッシュボックスは、キャラクターが物理的に占有するスペースを示す領域であり、キャラクターが重ならないようにします。



戦闘とビートアップのジャンルのほとんどのゲームでは、簡単にするために考慮しない2つのタイプの領域があります。



グラブまたはスローボックスは、キャラクターをつかんだり投げたりできる領域を定義し、 ブロックボックスは、戻るボタンを押した攻撃されたプレーヤーが後方に移動する代わりに攻撃をブロックし始める領域を決定します。



設計の観点から、これらすべての領域は非常に重要です。 攻撃のヒットボックスとハートボックスは、攻撃がダメージを与えるフレームの数だけでなく、この攻撃の死角とプレイヤーの脆弱性も決定します。



ストリートファイターの例でこれの良い説明はビデオで提示されます。



それでは、用語を理解したら、作業に取り掛かりましょう。

何が欲しい

作業したいエリアの各タイプを見て、それらから何が欲しいかを言いましょう：



プッシュボックス：タッチするには2つのプッシュボックスが必要ですが、互いに重なり合うことはありません（そのため、「プッシュボックスエリア」と呼ばれるため、別のキャラクターをプッシュします）。 プッシュボックスは、他のプッシュボックスとのみ対話する必要があります。



ハートボックス：ヒットを記録できますが、物理的な意味での衝突は実行しないでください。 ハートボックスは、ヒットボックスとのみ対話する必要があります。



Hitbox：任意のフレームでHurtboxにオーバーレイするかどうかを確認できるはずです。 Hurtboxとのみ対話する必要があります。

Unity標準コンポーネントの使用

まず、さまざまなタイプの領域を標準のUnityコンポーネントにバインドすることができます。 明らかな選択は、 Colliderです。



Pushboxは、Collider plus Rigidbodyとして直接実装できます。 オブジェクトとの衝突に応答し、他のプッシュボックスと重ならないように、必要なとおりに動作します。



（適切なRigidbody設定を除いて）心配する必要があるのは、「 他のプッシュボックスとのみ衝突することができる 」プロパティの実装です。 Unity物理システムに精通している場合、解決策はレイヤーとレイヤー衝突マトリックスを使用することであることを既に知っています。 わかりやすくするために、Pushboxというレイヤーを作成してオブジェクトに割り当て、 PushboxがPushboxとのみ衝突するようにコリジョンマトリックスを構成できます。















Hurtboxesの場合、isTriggerを使用してColliderを取得できます。 そのため、彼は物理的な意味で衝突を実行せず、彼のエリアに落ちる他のコライダーのみを登録することを保証します。 影響を記録するには、 OnTriggerEnterイベントを実装する同じオブジェクトにスクリプトを追加する必要があります。場合によっては、着信コライダーのタグをチェックして、イベントをトリガーしたコライダーが必要であることを確認し、ゲームに必要なダメージとヘルスの計算を実行する必要があります。 あなたはおそらくこのアプローチに精通しているでしょう。



また、HurtboxレイヤーとHitboxレイヤーを作成する必要があります。HurtboxがHitboxのみと衝突するように、再びLayer Collision Matrixを使用します。

• Rigidbodyは必要ありませんが、追加するすべてのトリガーは、Rigidbodyを既に持っているPushboxオブジェクトの子になると信じているからです。 これは重要です。なぜなら、リジッドボディまたはその親オブジェクトを持たないコライダーは、UnityエンジンによってStaticとして定義され、 それらを移動してもアクションが発生しないためです。
• さらに、おそらく、Hitboxプレイヤーと敵のHitboxを区別する必要があります。 Hurtboxについても同じことが言えます。 これにより、プレイヤーのヒットボックスはハートボックスの敵にしかヒットできず、敵のヒットボックスはプレイヤーのハートボックスにしかヒットできません。 味方にダメージを与えたいが、ここではプレイヤーが自分のハートボックスをヒットできないように注意する必要があります。

ヒットボックスは実装が最も困難です。 物理的な衝突を避けるために、isTriggerでColliderを使用できます。実際、Hitboxに含まれるコライダーはありません。 この問題を解決する別の方法があります。Hitboxは、Hurtboxに「入り」ます（ またはオーバーレイをチェックします ）。 とにかく、Colliderが必要です。そうしないと、 UnityはHurtboxでOnTriggerEnterを呼び出しません 。



Hurtboxにダメージを与えるには、同じオブジェクトにスクリプトを追加して、HurtboxがGetComponent <T>を使用して、どの程度のダメージを与える必要があるかを見つけられるようにする必要があります。 これを別の方法で行うこともできます。両方のOnTriggerEnter Colliderに対して呼び出されます。 また、ヒットボックスを必要なときにのみアクティブにし、すべてのフレームではなく、キャラクターが攻撃しないときにアクティブにする方法を見つける必要があります。 これを行うには、 ドキュメントによると、 トリガーイベントが無効なMonoBehavioursに送信され、コリジョンへの応答にビヘイビアーを含めることができるため、スクリプトをオフにすることができます。



コライダーを有効または無効にするか、スクリプトにブール値を追加して、ヒットするかどうかを示します。

問題

• 階層： OnTriggerEnterに応答できるようにするには、Colliderを使用して各オブジェクトにスクリプトを作成する必要があります。 順序のためにすべてのスクリプトを1か所に保持したい場合は、他のすべてのオブジェクトに呼び出しを委任するためだけにスクリプトを作成する必要があります。
• 過度：このアプローチでは、Hitboxには必要のない大きな機能があります。
• イベント：私たちの機能はOnTriggerEnterに基づいています。 Unityイベントの使用は問題ではないかもしれません。 しかし、少なくともそれらの必要性について考える理由があります。 さらに知るには、これを調べる価値があります （ 「Unity APIへの高価な呼び出しの回避」セクションを参照 ）。
• 視覚的なノイズ：異なる攻撃に異なるヒットボックスを使用する場合、上記の問題が再び発生するだけでなく、エディターウィンドウにも視覚的なノイズがあります。
• 柔軟性が低い： ColliderをHitboxとして使用する場合、たとえば、BoxからSphereにコライダーの形状を変更する場合、すべてのBoxColliderを手動で削除し、SphereColliderを追加する必要があります（または、この作業を行うエディタースクリプトを記述します）

私たちはすべて自分で作ります

上記からおそらく理解したように、プッシュボックスとハートボックスは、標準のUnityコンポーネントによって非常に便利に実装されます。



ハートボックスにはまだ上記の問題があり、それらのいくつかを解決しますが、抽象化する必要がある主要なエンティティはヒットボックスです。



多数の攻撃とコンボを含む格闘ゲームを作成する場合、オブジェクト内のすべての攻撃を適切に順序付けし、それぞれに対してHitboxの複数の組み合わせを作成できるようにする必要があります。 これを行うには、OnTriggerEnter呼び出しをアクティブな攻撃に厳密に委任するか、同様のことを行うスクリプトが必要です。

















攻撃ごとに個別のHitboxオブジェクトを作成する必要はありません。ここでは、サイズを変更して同じものを使用できます。

ヒットボックス

次の問題を解決するには、新しいコンポーネントが必要です。

1. Hitboxの動作をさせるには、任意のフレームでHurtboxのオーバーレイをチェックできる必要があります。 彼はHurtbox-sとのみ対話する義務があります。
2. シーンウィンドウで視覚的に表現します。
3. カスタマイズ可能かつ柔軟であること。
4. 理想的には、Unity APIイベントに依存しないでください。
5. 別のオブジェクトにスクリプトを使用するために十分に独立している。
6. 特定の攻撃に執着しないでください。 ヒットボックスは、いくつかの異なる攻撃に適用できる必要があります。

振る舞い

最初に、エリアがコライダーに重なっていることをどのように確認しますか？ 答えはUnityEngine.Physicsを使用することです 。



物理学には、このタスクを達成できる多くのメソッドがあります。 必要なフォーム（Box、Sphere、Capsule）を指定し、必要に応じて、ヒットしたコライダー（ある場合）を配列として取得するか、これらのコライダーで埋めるために配列を渡します。 それについては考えませんが、最初の場合は新しい配列が割り当てられ、2番目の場合は既存の配列に入力するだけです。



長方形の領域が何かに当たっているかどうかを確認することから始めましょう。 このために、 OverlapBoxを使用できます。



チェックされた長方形の寸法を設定する必要があります。 これを行うには、長方形の中心、その半分のサイズ、回転、およびヒットする必要があるレイヤーが必要です。 半分のサイズは各方向のサイズの半分です。たとえば、サイズ（2、6、8）の長方形がある場合、その半分のサイズは（1、3、4）になります。



中心として、GameObjectの変換位置を使用できます。回転には、GameObjectの変換回転を使用するか、一般変数を追加して特定の値を設定できます。



半分のサイズはVector3であるため、一般的に使用して使用します。



ヒットするレイヤーの場合、 LayerMaskタイプのパブリックプロパティを作成します。 これにより、インスペクターでレイヤーを選択できます。

Collider[] colliders = Physics.OverlapBox(position, boxSize, rotation, mask); if (colliders.Length > 0) { Debug.Log("We hit something"); }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

正しい設定の場合、および呼び出し中に投影された長方形が対応するマスクのコライダーにスーパーインポーズされると、コンソールにメッセージが表示されるはずです。

視覚的プレゼンテーション

これはすべて素晴らしいですが...機能的ではありません。 どこかで定義された長方形を見ることができるまで、Hitboxの適切なサイズと場所を指定することは非常に困難です。



それでは、ゲーム自体ではなく、シーンウィンドウに長方形をどのように描画しますか？ OnDrawGizmosを使用します 。



ドキュメントが言うように、 Gizmosはシーンウィンドウでの視覚的なデバッグまたは補助ビルド用に設計されています 。 まさに必要なもの！



ギズモの色と変換マトリックスを提供します。 つまり、変換の位置、回転、スケールでマトリックスを作成するだけです。

  private void OnDrawGizmos() { Gizmos.color = Color.red; Gizmos.matrix = Matrix4x4.TRS(transform.position, transform.rotation, transform.localScale); Gizmos.DrawCube(Vector3.zero, new Vector3(boxSize.x * 2, boxSize.y * 2, boxSize.z * 2)); //    -    }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

必要に応じて、 OnDrawGizmosSelectedを使用して、オブジェクトを選択するときにのみ長方形を描画できます。

カスタマイズ性と柔軟性

カスタマイズ性は広範なトピックであり、作成されるゲームのタイプと必要な機能に大きく依存します。



この場合、ヒットボックスの形状と色をすばやく変更できます。 Anima2Dまたは何らかの骨格アニメーションを使用する場合、必要になる場合があります。 ヒットボックスがボーンのスケールに合わせてスケーリングされるようにします。



フォームを変更するには、ブールプロパティを追加し、OverlapBoxを他のフォーム（OverlapSphereなど）に変更するだけです 。 球を設定するには、パブリックradiusプロパティを追加する必要があります。 新しいフォームを描画するには、OnDrawGizmosイベントを変更する必要があることを忘れないでください（この例では、これはDrawSphereになります ）。



新しいコンポーネントは追加せず、何も削除せず、衝突をチェックするときに重複するフォームを選択するブール値を作成しただけであることに注意してください。 これにより、攻撃に応じて（または同じ攻撃でも）ヒットボックスの形状を変更できます。



色に関しては、非アクティブである、衝突をチェックする、または何かとの衝突を検出するという条件で、Hitboxの色を変更する必要があります。 後でロジックのためにこれらの状態が必要になるので、それらを追加しましょう。



Hitboxのプロパティとして追加する状態と3つの色の列挙を作成します。

  public enum ColliderState { Closed, Open, Colliding }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

クラスは次のようになります。

  public class Hitbox: MonoBehaviour { public LayerMask mask; public bool useSphere = false; public Vector3 hitboxSize = Vector3.one; public float radius = 0.5f; public Color inactiveColor; public Color collisionOpenColor; public Color collidingColor; private ColliderState _state; /*   */ }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

Gizmos.color = Color.red;



という行を置き換えることで、ギズモを更新できGizmos.color = Color.red;



新しいメソッドを呼び出すには：

  private void checkGizmoColor() { switch(_state) { case ColliderState.Closed: Gizmos.color = inactiveColor; break; case ColliderState.Open: Gizmos.color = collisionOpenColor; break; case ColliderState.Colliding: Gizmos.color = collidingColor; break; } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

では、どこで状態を変更しますか？ 次の3つの要素が必要です。

1. ヒットボックスに衝突チェックを開始するよう指示する方法
2. 彼にやめるように言う方法
3. 衝突チェック方法

最初の2つは明らかです。

  public void startCheckingCollision() { _state = ColliderState.Open; } public void stopCheckingCollision() { _state = ColliderState.Closed; }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

Hitboxがアクティブになったので、各フレームで、アクティブなときに何かと衝突するかどうかを確認します。 そうすることで、次の項目に進みます。

Unity Events APIの独立

ご存知かもしれませんが、 Updateを使用して各フレームで何かをチェックできます（簡単にするために、サイズ変更のためのチェックは追加しません）。

  private void Update() { if (_state == ColliderState.Closed) { return; } Collider[] colliders = Physics.OverlapBox(position, boxSize, rotation, mask); if (colliders.Length > 0) { _state = ColliderState.Colliding; //     -   } else { _state = ColliderState.Open; } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

ご覧のとおり、現在の状態が「Closed」の場合にのみ戻ります。 これは、Hitboxが何かに遭遇した場合でも衝突をチェックすることを意味します。これにより、Hitboxは最初のヒットだけでなく、複数のオブジェクトを一度にヒットできます。 ゲームでは、異なる処理を実行できます。



Updateを使用しますが、Unity Events APIに依存したくありません！ 解決策は、独自のパブリック更新メソッドを作成することです。これはhitboxUpdateと呼ばれ（その内容はUpdateメソッドと同じになります）、現在の攻撃で使用されるHitboxでのみ呼び出されます。



明らかに、階層の上位のいくつかのオブジェクトでUpdate（）を呼び出す必要がありますが、それらが存在するという理由だけですべてのHitboxで常に使用する必要はありません。

別のオブジェクトでスクリプトを使用するヒットボックス

覚えておいてください-Colliderを使用する際の問題は、OnTriggerEnterを実装するために、同じGameObject内にスクリプトが必要だったことですか？ 独自のスクリプトを使用し、それをあらゆるものに追加できるため、ソリューションは非常に明白です。



オブジェクトをプロパティとして追加して、Hitboxが衝突したときにオブジェクトのメソッドを呼び出すことができるようにします。



この問題を解決するには、さまざまなアプローチを使用できます。

• パブリックGameObjectを追加して、 SendMessageを使用できます（このメソッドは非常に低速です）。
• Hitboxが衝突したときに呼び出されるメソッドを使用して、Monobehaviourでも同じことができます。 このメソッドには欠点があります。Hitboxで異なるスクリプトを使用する場合は、これらすべてのプロパティを追加するか、呼び出されたメソッドを含むベーススクリプトから継承する必要があります。
• 呼び出すメソッドを使用してインターフェイスを作成し、Hitboxが使用する各クラスに実装できます。

構造的な観点から、私にとって明らかな選択はインターフェイスです。 Unityの唯一の問題は、デフォルトエディターがインターフェイスをパブリックプロパティとして表示しないため、エディターでインターフェイスを割り当てることができないことです。 次の段落では、これが重大な問題ではない理由を説明します。



インターフェースを作成して適用しましょう：

  public interface IHitboxResponder { void collisionedWith(Collider collider); }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

Hitboxにプロパティとして追加します...

  public class Hitbox : MonoBehaviour { ... private IHitboxResponder _responder = null; ... /*     */ }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

また、必要に応じて、1人の回答者の代わりに配列を使用できます。



回答者を使用しましょう：

  public void hitboxUpdate() { if (_state == ColliderState.Closed) { return; } Collider[] colliders = Physics.OverlapBox(position, boxSize, rotation, mask); for (int i = 0; i < colliders.Length; i++) { Collider aCollider = colliders[i]; responder?.collisionedWith(aCollider); } _state = colliders.Length > 0 ? ColliderState.Colliding : ColliderState.Open; }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

「？」演算子に慣れていない場合は、 こちらをお読みください。



いいね！ しかし、 _responder



プロパティをどのように設定しますか セッターを追加して、次の段落で検討してみましょう。

  public void useResponder(IHitboxResponder responder) { _responder = responder; }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

ヒットボックスは、複数の異なる攻撃に適用可能であり、1つの攻撃に結び付けられるべきではありません

このセクションでは、エディターを使用してHitboxRespondersを設定できないことが重要である理由を説明します。



最初に、これらの「回答者」について話しましょう。 Hitboxの実装を選択するアプローチでは、回答者はHitboxがColliderと競合する場合に何かを実行する必要があるクラス、つまりIHitboxResponderを実装するクラスです。 たとえば、攻撃スクリプトを使用できます。ヒットしたものにダメージを与えたいのです。



特定の攻撃に関連付けられず、繰り返し使用できるようにするため、エディターで回答者を割り当てても何も得られません。その場で回答者を変更できるようにするためです。



直撃と同じ手のアッパーカットの2種類の攻撃があり、それぞれにヒットするアニメーションのフレーム、ダメージの程度などを示す独自のスクリプトがあるとします。 これらの攻撃は両方とも同じ手足で実行されるため、1つのHitboxを使用しましょう。

  public class Attack: Monobehaviour, IHitboxResponder { ... public int damage; public Hitbox hitbox; ... public void attack() { hitbox.setResponder(this); //      } void collisionedWith(Collider collider) { Hurtbox hurtbox = collider.GetComponent<Hurtbox>(); hurtbox?.getHitBy(damage); } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

いいね！ 動作中のヒットボックスを作成しました。 上記のコードからわかるように、 getHitBy(int damage)



メソッドをgetHitBy(int damage)



追加しました。 改善できるかどうか見てみましょう。

ハートボックスの機能強化

理想的には、ハートボックスについては、ヒットボックスとほぼ同じポイントを実装する必要があります。 Colliderには必要な機能があるため、これは簡単です。 また、Colliderを使用する必要があります。そうしないと、Physics.Overlap ...がヒットを報告しません。



コードを構造化した方法により、OnTriggerEnterを使用する必要はなく、GetComponentを使用してスクリプトを取得します。



これにより、カスタマイズ性と柔軟性が得られます。 Hitboxと同じ柔軟性を提供するには、その場でコライダーを追加および削除する必要があり、カスタマイズのために、その状態に応じてコライダーに色を描画できます。

  public class Hurtbox : MonoBehaviour { public Collider collider; private ColliderState _state = ColliderState.Open; public bool getHitBy(int damage) { //  -     } private void OnDrawGizmos() { //       , //   ,      } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

オンザフライでコライダーを追加および削除することは、ヒットボックスほど簡単ではありません。 このタスクを達成するための満足のいく方法が見つかりませんでした。 Hitboxで行ったように、いくつかの異なるColliderをスクリプトに追加し、ブール値を使用して目的のColliderを選択できます。 ここでの問題は、必要なすべてのColliderをコンポーネントとして追加する必要があることです。その結果、エディターとオブジェクトに強い視覚的ノイズが発生します。



別のアプローチは、コードを介してコンポーネントを追加および削除することですが、そのようなソリューションは多くの不要なゴミを追加し、おそらくそれほど正確ではありません。



HurtboxがColliderから継承するのが理想的であり、フォームのロジックはすべて内部であり、現在使用しているフォームのみをレンダリングできましたが、このシステムを思いどおりに動作させることができませんでした。

次は？

投稿で慎重に操作を繰り返した場合、Unityにヒットボックス、ハートボックス、プッシュボックスが実装されました。 しかし、さらに重要なことは、これらの抽象化がわかったため、それらの上に何かを構築すると作業が大幅に簡素化されることです。



あなたのスクリプトインスペクターは恐らく今恐ろしく見えますが、心配しないでください。次の投稿でこれをカバーします：











これを回すことができます...









このようなものに！