PUN 2 を使用してマルチプレイヤー車ゲームを作成する

Unity でマルチプレイヤー ゲームを作成するのは複雑な作業ですが、幸いなことに、いくつかのソリューションにより開発プロセスが簡素化されます。

そのようなソリューションの 1 つが Photon Network です。具体的には、PUN 2 と呼ばれる API の最新リリースがサーバーのホスティングを担当し、自由にマルチプレイヤー ゲームを好きなように作成できるようにします。

このチュートリアルでは、PUN 2 を使用して物理同期を備えたシンプルな自動車ゲームを作成する方法を示します。

Unity このチュートリアルで使用されるバージョン: Unity 2018.3.0f2 (64 ビット)

パート 1: PUN 2 のセットアップ

最初のステップは、Asset Store から PUN 2 パッケージをダウンロードすることです。これには、マルチプレイヤーの統合に必要なすべてのスクリプトとファイルが含まれています。

• Unity プロジェクトを開き、Asset Store に移動します: (ウィンドウ -> 一般 -> アセットストア) または Ctrl+9 を押します。
• "PUN 2- Free" を検索して最初の結果をクリックするか、ここをクリックしてください
• ダウンロードが完了したら、PUN 2 パッケージをインポートします。

• パッケージをインポートした後、Photon App ID を作成する必要があります。これは Web サイト (https://www.photonengine.com/) で行われます。
• 新しいアカウントを作成します (または既存のアカウントにログインします)
• プロフィール アイコンをクリックして [アプリケーション] ページに移動し、["Your Applications"] をクリックするか、次のリンクをクリックします: https://dashboard.photonengine.com/en-US/PublicCloud
• 「アプリケーション」ページで、 をクリックします。 "Create new app"

• 作成ページで、Photon Type に "Photon Realtime" を選択し、Name に任意の名前を入力して、 "Create"

ご覧のとおり、アプリケーションはデフォルトで無料プランに設定されています。料金プラン の詳細については、こちらをご覧ください。

• アプリケーションが作成されたら、アプリ名の下にあるアプリ ID をコピーします。

• Unity プロジェクトに戻り、[ウィンドウ] -> [Photon Unity ネットワーク] -> [PUN ウィザード] に移動します。
• PUN ウィザードで "Setup Project" をクリックし、アプリ ID を貼り付けて、 "Setup Project"

PUN 2 の準備が整いました。

パート 2: マルチプレイヤー車ゲームの作成

1. ロビーのセットアップ

まず、ロビー ロジック (既存のルームの参照、新しいルームの作成など) を含むロビー シーンを作成します。

• 新しいシーンを作成して呼び出します "GameLobby"
• "GameLobby" シーンで新しいゲームオブジェクトを作成し、それを呼び出します "_GameLobby"
• 新しい C# スクリプトを作成し、"PUN2_GameLobby" という名前を付けて、"_GameLobby" オブジェクトにアタッチします。
• 以下のコードを "PUN2_GameLobby" スクリプト内に貼り付けます。

PUN2_GameLobby.cs

using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using Photon.Pun;
using Photon.Realtime;

public class PUN2_GameLobby : MonoBehaviourPunCallbacks
{

    //Our player name
    string playerName = "Player 1";
    //Users are separated from each other by gameversion (which allows you to make breaking changes).
    string gameVersion = "1.0";
    //The list of created rooms
    List<RoomInfo> createdRooms = new List<RoomInfo>();
    //Use this name when creating a Room
    string roomName = "Room 1";
    Vector2 roomListScroll = Vector2.zero;
    bool joiningRoom = false;

    // Use this for initialization
    void Start()
    {
        //Initialize Player name
        playerName = "Player " + Random.Range(111, 999);

        //This makes sure we can use PhotonNetwork.LoadLevel() on the master client and all clients in the same room sync their level automatically
        PhotonNetwork.AutomaticallySyncScene = true;

        if (!PhotonNetwork.IsConnected)
        {
            //Set the App version before connecting
            PhotonNetwork.PhotonServerSettings.AppSettings.AppVersion = gameVersion;
            PhotonNetwork.PhotonServerSettings.AppSettings.FixedRegion = "eu";
            // Connect to the photon master-server. We use the settings saved in PhotonServerSettings (a .asset file in this project)
            PhotonNetwork.ConnectUsingSettings();
        }
    }

    public override void OnDisconnected(DisconnectCause cause)
    {
        Debug.Log("OnFailedToConnectToPhoton. StatusCode: " + cause.ToString() + " ServerAddress: " + PhotonNetwork.ServerAddress);
    }

    public override void OnConnectedToMaster()
    {
        Debug.Log("OnConnectedToMaster");
        //After we connected to Master server, join the Lobby
        PhotonNetwork.JoinLobby(TypedLobby.Default);
    }

    public override void OnRoomListUpdate(List<RoomInfo> roomList)
    {
        Debug.Log("We have received the Room list");
        //After this callback, update the room list
        createdRooms = roomList;
    }

    void OnGUI()
    {
        GUI.Window(0, new Rect(Screen.width / 2 - 450, Screen.height / 2 - 200, 900, 400), LobbyWindow, "Lobby");
    }

    void LobbyWindow(int index)
    {
        //Connection Status and Room creation Button
        GUILayout.BeginHorizontal();

        GUILayout.Label("Status: " + PhotonNetwork.NetworkClientState);

        if (joiningRoom || !PhotonNetwork.IsConnected || PhotonNetwork.NetworkClientState != ClientState.JoinedLobby)
        {
            GUI.enabled = false;
        }

        GUILayout.FlexibleSpace();

        //Room name text field
        roomName = GUILayout.TextField(roomName, GUILayout.Width(250));

        if (GUILayout.Button("Create Room", GUILayout.Width(125)))
        {
            if (roomName != "")
            {
                joiningRoom = true;

                RoomOptions roomOptions = new RoomOptions();
                roomOptions.IsOpen = true;
                roomOptions.IsVisible = true;
                roomOptions.MaxPlayers = (byte)10; //Set any number

                PhotonNetwork.JoinOrCreateRoom(roomName, roomOptions, TypedLobby.Default);
            }
        }

        GUILayout.EndHorizontal();

        //Scroll through available rooms
        roomListScroll = GUILayout.BeginScrollView(roomListScroll, true, true);

        if (createdRooms.Count == 0)
        {
            GUILayout.Label("No Rooms were created yet...");
        }
        else
        {
            for (int i = 0; i < createdRooms.Count; i++)
            {
                GUILayout.BeginHorizontal("box");
                GUILayout.Label(createdRooms[i].Name, GUILayout.Width(400));
                GUILayout.Label(createdRooms[i].PlayerCount + "/" + createdRooms[i].MaxPlayers);

                GUILayout.FlexibleSpace();

                if (GUILayout.Button("Join Room"))
                {
                    joiningRoom = true;

                    //Set our Player name
                    PhotonNetwork.NickName = playerName;

                    //Join the Room
                    PhotonNetwork.JoinRoom(createdRooms[i].Name);
                }
                GUILayout.EndHorizontal();
            }
        }

        GUILayout.EndScrollView();

        //Set player name and Refresh Room button
        GUILayout.BeginHorizontal();

        GUILayout.Label("Player Name: ", GUILayout.Width(85));
        //Player name text field
        playerName = GUILayout.TextField(playerName, GUILayout.Width(250));

        GUILayout.FlexibleSpace();

        GUI.enabled = (PhotonNetwork.NetworkClientState == ClientState.JoinedLobby || PhotonNetwork.NetworkClientState == ClientState.Disconnected) && !joiningRoom;
        if (GUILayout.Button("Refresh", GUILayout.Width(100)))
        {
            if (PhotonNetwork.IsConnected)
            {
                //Re-join Lobby to get the latest Room list
                PhotonNetwork.JoinLobby(TypedLobby.Default);
            }
            else
            {
                //We are not connected, estabilish a new connection
                PhotonNetwork.ConnectUsingSettings();
            }
        }

        GUILayout.EndHorizontal();

        if (joiningRoom)
        {
            GUI.enabled = true;
            GUI.Label(new Rect(900 / 2 - 50, 400 / 2 - 10, 100, 20), "Connecting...");
        }
    }

    public override void OnCreateRoomFailed(short returnCode, string message)
    {
        Debug.Log("OnCreateRoomFailed got called. This can happen if the room exists (even if not visible). Try another room name.");
        joiningRoom = false;
    }

    public override void OnJoinRoomFailed(short returnCode, string message)
    {
        Debug.Log("OnJoinRoomFailed got called. This can happen if the room is not existing or full or closed.");
        joiningRoom = false;
    }

    public override void OnJoinRandomFailed(short returnCode, string message)
    {
        Debug.Log("OnJoinRandomFailed got called. This can happen if the room is not existing or full or closed.");
        joiningRoom = false;
    }

    public override void OnCreatedRoom()
    {
        Debug.Log("OnCreatedRoom");
        //Set our player name
        PhotonNetwork.NickName = playerName;
        //Load the Scene called Playground (Make sure it's added to build settings)
        PhotonNetwork.LoadLevel("Playground");
    }

    public override void OnJoinedRoom()
    {
        Debug.Log("OnJoinedRoom");
    }
}

2. 車のプレハブの作成

Car プレハブは単純な物理コントローラーを使用します。

• 新しいゲームオブジェクトを作成して呼び出します "CarRoot"
• 新しい Cube を作成し、"CarRoot" オブジェクト内に移動して、Z 軸と X 軸に沿ってスケールアップします。

• 新しいゲームオブジェクトを作成し、"wfl" (Wheel Front Left の略語) という名前を付けます。
• Wheel Collider コンポーネントを オブジェクトに "wfl" オブジェクトに追加し、以下の画像の値を設定します。

• 新しいゲームオブジェクトを作成し、名前を "WheelTransform" に変更して、"wfl" オブジェクト内に移動します。
• 新しい円柱を作成し、"WheelTransform" オブジェクト内に移動し、ホイール コライダーの寸法と一致するまで回転および縮小します。私の場合、スケールは (1, 0.17, 1) です。

• 最後に、残りのホイールに対して "wfl" オブジェクトを 3 回複製し、各オブジェクトの名前をそれぞれ "wfr" (ホイール前部右)、"wrr" (ホイール後部右)、および "wrl" (ホイール後部左) に変更します。

• 新しいスクリプトを作成し、"SC_CarController" という名前を付け、その中に以下のコードを貼り付けます。

SC_CarController.cs

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class SC_CarController : MonoBehaviour
{
    public WheelCollider WheelFL;
    public WheelCollider WheelFR;
    public WheelCollider WheelRL;
    public WheelCollider WheelRR;
    public Transform WheelFLTrans;
    public Transform WheelFRTrans;
    public Transform WheelRLTrans;
    public Transform WheelRRTrans;
    public float steeringAngle = 45;
    public float maxTorque = 1000;
    public  float maxBrakeTorque = 500;
    public Transform centerOfMass;

    float gravity = 9.8f;
    bool braked = false;
    Rigidbody rb;
    
    void Start()
    {
        rb = GetComponent<Rigidbody>();
        rb.centerOfMass = centerOfMass.transform.localPosition;
    }

    void FixedUpdate()
    {
        if (!braked)
        {
            WheelFL.brakeTorque = 0;
            WheelFR.brakeTorque = 0;
            WheelRL.brakeTorque = 0;
            WheelRR.brakeTorque = 0;
        }
        //Speed of car, Car will move as you will provide the input to it.

        WheelRR.motorTorque = maxTorque * Input.GetAxis("Vertical");
        WheelRL.motorTorque = maxTorque * Input.GetAxis("Vertical");

        //Changing car direction
        //Here we are changing the steer angle of the front tyres of the car so that we can change the car direction.
        WheelFL.steerAngle = steeringAngle * Input.GetAxis("Horizontal");
        WheelFR.steerAngle = steeringAngle * Input.GetAxis("Horizontal");
    }
    void Update()
    {
        HandBrake();

        //For tyre rotate
        WheelFLTrans.Rotate(WheelFL.rpm / 60 * 360 * Time.deltaTime, 0, 0);
        WheelFRTrans.Rotate(WheelFR.rpm / 60 * 360 * Time.deltaTime, 0, 0);
        WheelRLTrans.Rotate(WheelRL.rpm / 60 * 360 * Time.deltaTime, 0, 0);
        WheelRRTrans.Rotate(WheelRL.rpm / 60 * 360 * Time.deltaTime, 0, 0);
        //Changing tyre direction
        Vector3 temp = WheelFLTrans.localEulerAngles;
        Vector3 temp1 = WheelFRTrans.localEulerAngles;
        temp.y = WheelFL.steerAngle - (WheelFLTrans.localEulerAngles.z);
        WheelFLTrans.localEulerAngles = temp;
        temp1.y = WheelFR.steerAngle - WheelFRTrans.localEulerAngles.z;
        WheelFRTrans.localEulerAngles = temp1;
    }
    void HandBrake()
    {
        //Debug.Log("brakes " + braked);
        if (Input.GetButton("Jump"))
        {
            braked = true;
        }
        else
        {
            braked = false;
        }
        if (braked)
        {

            WheelRL.brakeTorque = maxBrakeTorque * 20;//0000;
            WheelRR.brakeTorque = maxBrakeTorque * 20;//0000;
            WheelRL.motorTorque = 0;
            WheelRR.motorTorque = 0;
        }
    }
}

• SC_CarController スクリプトを "CarRoot" オブジェクトにアタッチします
• Rigidbody コンポーネントを "CarRoot" オブジェクトにアタッチし、その質量を 1000 に変更します
• SC_CarController でホイール変数を割り当てます (最初の 4 つの変数には ホイール コライダー、残りの 4 つは WheelTransform)

• Center of Mass 変数については、新しいゲームオブジェクトを作成し、"CenterOfMass" という名前を付け、"CarRoot" オブジェクト内に移動します。
• 次のように、"CenterOfMass" オブジェクトを中央の少し下に配置します。

• 最後に、テスト目的で、メイン カメラを "CarRoot" オブジェクト内に移動し、車に向けます。

• 新しいスクリプトを作成し、"PUN2_CarSync" という名前を付け、その中に以下のコードを貼り付けます。

PUN2_CarSync.cs

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using Photon.Pun;

public class PUN2_CarSync : MonoBehaviourPun, IPunObservable
{
    public MonoBehaviour[] localScripts; //Scripts that should only be enabled for the local player (Ex. Car controller)
    public GameObject[] localObjects; //Objects that should only be active for the local player (Ex. Camera)
    public Transform[] wheels; //Car wheel transforms

    Rigidbody r;
    // Values that will be synced over network
    Vector3 latestPos;
    Quaternion latestRot;
    Vector3 latestVelocity;
    Vector3 latestAngularVelocity;
    Quaternion[] wheelRotations = new Quaternion[0];
    // Lag compensation
    float currentTime = 0;
    double currentPacketTime = 0;
    double lastPacketTime = 0;
    Vector3 positionAtLastPacket = Vector3.zero;
    Quaternion rotationAtLastPacket = Quaternion.identity;
    Vector3 velocityAtLastPacket = Vector3.zero;
    Vector3 angularVelocityAtLastPacket = Vector3.zero;

    // Use this for initialization
    void Awake()
    {
        r = GetComponent<Rigidbody>();
        r.isKinematic = !photonView.IsMine;
        for (int i = 0; i < localScripts.Length; i++)
        {
            localScripts[i].enabled = photonView.IsMine;
        }
        for (int i = 0; i < localObjects.Length; i++)
        {
            localObjects[i].SetActive(photonView.IsMine);
        }
    }

    public void OnPhotonSerializeView(PhotonStream stream, PhotonMessageInfo info)
    {
        if (stream.IsWriting)
        {
            // We own this player: send the others our data
            stream.SendNext(transform.position);
            stream.SendNext(transform.rotation);
            stream.SendNext(r.velocity);
            stream.SendNext(r.angularVelocity);

            wheelRotations = new Quaternion[wheels.Length];
            for(int i = 0; i < wheels.Length; i++)
            {
                wheelRotations[i] = wheels[i].localRotation;
            }
            stream.SendNext(wheelRotations);
        }
        else
        {
            // Network player, receive data
            latestPos = (Vector3)stream.ReceiveNext();
            latestRot = (Quaternion)stream.ReceiveNext();
            latestVelocity = (Vector3)stream.ReceiveNext();
            latestAngularVelocity = (Vector3)stream.ReceiveNext();
            wheelRotations = (Quaternion[])stream.ReceiveNext();

            // Lag compensation
            currentTime = 0.0f;
            lastPacketTime = currentPacketTime;
            currentPacketTime = info.SentServerTime;
            positionAtLastPacket = transform.position;
            rotationAtLastPacket = transform.rotation;
            velocityAtLastPacket = r.velocity;
            angularVelocityAtLastPacket = r.angularVelocity;
        }
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        if (!photonView.IsMine)
        {
            // Lag compensation
            double timeToReachGoal = currentPacketTime - lastPacketTime;
            currentTime += Time.deltaTime;

            // Update car position and velocity
            transform.position = Vector3.Lerp(positionAtLastPacket, latestPos, (float)(currentTime / timeToReachGoal));
            transform.rotation = Quaternion.Lerp(rotationAtLastPacket, latestRot, (float)(currentTime / timeToReachGoal));
            r.velocity = Vector3.Lerp(velocityAtLastPacket, latestVelocity, (float)(currentTime / timeToReachGoal));
            r.angularVelocity = Vector3.Lerp(angularVelocityAtLastPacket, latestAngularVelocity, (float)(currentTime / timeToReachGoal));

            //Apply wheel rotation
            if(wheelRotations.Length == wheels.Length)
            {
                for (int i = 0; i < wheelRotations.Length; i++)
                {
                    wheels[i].localRotation = Quaternion.Lerp(wheels[i].localRotation, wheelRotations[i], Time.deltaTime * 6.5f);
                }
            }
        }
    }
}

• PUN2_CarSync スクリプトを "CarRoot" オブジェクトにアタッチします
• PhotonView コンポーネントを "CarRoot" オブジェクトにアタッチします
• PUN2_CarSync で、SC_CarController スクリプトを Local Scripts 配列に割り当てます。
• PUN2_CarSync でカメラをローカル オブジェクト配列に割り当てます
• WheelTransform オブジェクトを Wheel 配列に割り当てる
• 最後に、PUN2_CarSync スクリプトを Photon View の Observed Components 配列に割り当てます。
• "CarRoot" オブジェクトを Prefab に保存し、Resources というフォルダーに配置します (これは、ネットワーク上でオブジェクトを生成できるようにするために必要です)。

3. ゲームレベルの作成

ゲーム レベルは、ルームに参加した後に読み込まれるシーンであり、すべてのアクションが発生します。

• 新しいシーンを作成し、"Playground" という名前を付けます (または、別の名前を保持したい場合は、PUN2_GameLobby.cs のこの行 PhotonNetwork.LoadLevel("Playground"); の名前を必ず変更してください)。

私の場合、平面といくつかの立方体を含む単純なシーンを使用します。

• 新しいスクリプトを作成し、 PUN2_RoomController という名前を付けます (このスクリプトは、プレーヤーの生成、プレーヤー リストの表示など、ルーム内のロジックを処理します)。その中に以下のコードを貼り付けます。

PUN2_ルームコントローラー.cs

using UnityEngine;
using Photon.Pun;

public class PUN2_RoomController : MonoBehaviourPunCallbacks
{

    //Player instance prefab, must be located in the Resources folder
    public GameObject playerPrefab;
    //Player spawn point
    public Transform[] spawnPoints;

    // Use this for initialization
    void Start()
    {
        //In case we started this demo with the wrong scene being active, simply load the menu scene
        if (PhotonNetwork.CurrentRoom == null)
        {
            Debug.Log("Is not in the room, returning back to Lobby");
            UnityEngine.SceneManagement.SceneManager.LoadScene("GameLobby");
            return;
        }

        //We're in a room. spawn a character for the local player. it gets synced by using PhotonNetwork.Instantiate
        PhotonNetwork.Instantiate(playerPrefab.name, spawnPoints[Random.Range(0, spawnPoints.Length - 1)].position, spawnPoints[Random.Range(0, spawnPoints.Length - 1)].rotation, 0);
    }

    void OnGUI()
    {
        if (PhotonNetwork.CurrentRoom == null)
            return;

        //Leave this Room
        if (GUI.Button(new Rect(5, 5, 125, 25), "Leave Room"))
        {
            PhotonNetwork.LeaveRoom();
        }

        //Show the Room name
        GUI.Label(new Rect(135, 5, 200, 25), PhotonNetwork.CurrentRoom.Name);

        //Show the list of the players connected to this Room
        for (int i = 0; i < PhotonNetwork.PlayerList.Length; i++)
        {
            //Show if this player is a Master Client. There can only be one Master Client per Room so use this to define the authoritative logic etc.)
            string isMasterClient = (PhotonNetwork.PlayerList[i].IsMasterClient ? ": MasterClient" : "");
            GUI.Label(new Rect(5, 35 + 30 * i, 200, 25), PhotonNetwork.PlayerList[i].NickName + isMasterClient);
        }
    }

    public override void OnLeftRoom()
    {
        //We have left the Room, return back to the GameLobby
        UnityEngine.SceneManagement.SceneManager.LoadScene("GameLobby");
    }
}

• "Playground" シーンに新しいゲームオブジェクトを作成し、それを呼び出します "_RoomController"
• PUN2_RoomController スクリプトを _RoomController オブジェクトにアタッチします。
• Car プレハブと SpawnPoints を割り当てて、シーンを保存します

• GameLobby シーンと Playground シーンの両方をビルド設定に追加します。

4. テストビルドの作成

次に、ビルドを作成してテストします。

すべてが期待どおりに機能します。