Pico VR開発スタートガイド - Pico VRインタラクションの要：Unityでの衝突検知とトリガー実装ガイド（Web開発者向け）

Pico VRインタラクションの要：Unityでの衝突検知とトリガー実装ガイド（Web開発者向け）

Tags: Pico VR, Unity, 衝突検知, トリガー, インタラクション

Web開発のご経験をお持ちのエンジニアの皆様、Pico VR開発への第一歩を踏み出すための情報を提供してまいります。「Pico VR開発スタートガイド」へようこそ。

ゲーム開発やVR開発において、ユーザーの操作に応答したり、オブジェクト同士が互いに影響し合ったりする「インタラクション」は非常に重要な要素です。特にVR空間では、現実世界に近い感覚でのインタラクションが没入感を高める鍵となります。

本記事では、Pico VR開発をUnityで行う上で基礎となる「衝突検知（Collision Detection）」と「トリガー（Trigger）」の概念と実装方法について、Web開発におけるイベント処理との比較を交えながら解説いたします。これにより、皆様が持つプログラミングスキルをVR開発にスムーズに応用できるようになることを目指します。

衝突検知（Collision Detection）とは

衝突検知とは、3D空間に配置されたオブジェクト同士が物理的に接触したことをシステムが検出する仕組みです。ゲームやVRアプリケーションにおいて、キャラクターが壁にぶつかる、物が地面に落ちる、プレイヤーがアイテムを拾う、といった物理的な相互作用を表現するために不可欠です。

Unityでは、この衝突検知を実現するために主に以下の二つのコンポーネントを使用します。

Collider (コライダー): オブジェクトの物理的な形状を定義するコンポーネントです。実際にユーザーが見るメッシュ（描画用の形状）とは別に、衝突判定のためだけに単純化された形状（例: Box Collider, Sphere Collider, Capsule Collider, Mesh Colliderなど）を使用するのが一般的です。パフォーマンスへの影響を考慮し、複雑なメッシュ形状をそのまま衝突判定に使用するMesh Colliderは、必要な場合に限定して利用します。
Rigidbody (リジッドボディ): オブジェクトが物理法則（重力、力、トルクなど）の影響を受けるようにするためのコンポーネントです。Rigidbodyを持つオブジェクトは、Colliderと組み合わされることで、他のオブジェクトと衝突した際に跳ねたり、転がったりといった物理的な反応を示すようになります。

衝突検知は、Rigidbodyを持つオブジェクト同士、またはRigidbodyを持つオブジェクトと静的な（Rigidbodyを持たない）Colliderを持つオブジェクトの間で発生します。Rigidbodyを持たない静的なCollider同士では、衝突は検出されますが、物理的な応答（跳ね返りなど）は発生しません。

トリガー（Trigger）とは

トリガーは、物理的な衝突応答（跳ね返りや停止など）は発生させずに、「あるオブジェクトが特定の領域に進入したか、またはそこから退出したか」だけを検出したい場合に使用します。これは、物理的な壁ではなく、センサーやイベント領域として機能させたい場合に便利です。

Unityでは、Colliderコンポーネントの Is Trigger プロパティにチェックを入れることで、そのColliderをトリガーとして機能させることができます。

トリガーとして設定されたColliderは、他のColliderと接触しても物理的な反発や貫通の阻止は行いません。代わりに、スクリプト側でそのイベントを捉え、特定の処理を実行できるようになります。

Web開発におけるイベント処理との比較

Web開発では、ボタンのクリック、マウスカーソルの移動（ホバー）、キーボード入力、フォームの送信など、ユーザーのアクションやブラウザの状態変化に応じて処理を実行するためにイベントリスナーやイベントハンドラを使用します。これらのイベントは、主にUI要素やドキュメントの特定の場所に関連付けられています。

一方、ゲーム/VR開発における衝突検知やトリガーは、3D空間内のオブジェクトの物理的な位置や状態の変化によって発生するイベントと捉えることができます。

Webイベント: ユーザーの直接的な入力やDOMツリー上の変化が主なトリガー。イベントは通常、特定の要素に対して発生し、イベントオブジェクトを通じて情報（クリックされた位置、入力されたキーなど）が渡されます。
ゲーム/VRの衝突・トリガーイベント: 3D空間におけるオブジェクトの物理的な接触や領域への進入・退出が主なトリガー。イベントは物理エンジンの計算結果に基づいて発生し、衝突相手や接触箇所などの物理的な情報がイベント関数に渡されます。

どちらも「特定の条件が満たされた時に特定の処理を実行する」というイベント駆動型プログラミングの考え方に基づいています。しかし、イベントが発生する「条件」とイベント発生時に取得できる「情報」の性質が大きく異なります。Web開発でUI要素のクリックイベントを扱うことに慣れている皆様も、VR空間での衝突や領域進入といった「空間的なイベント」の考え方を学ぶことで、より豊かなインタラクションをデザインできるようになります。

Unityでの実装例

Unityで衝突検知やトリガーのイベントを処理するには、該当するゲームオブジェクトにアタッチされたC#スクリプト内に特定の関数を定義します。これらの関数は、特定のイベントが発生した際にUnityエンジンから自動的に呼び出されます。

衝突検知イベント関数

物理的な衝突が発生した際に呼ばれる関数です。

OnCollisionEnter(Collision collision): オブジェクトが他のColliderと衝突したフレームに一度だけ呼ばれます。引数の collision オブジェクトには、衝突した相手のCollider、接触点、衝突の強さなどの情報が含まれています。
OnCollisionStay(Collision collision): オブジェクトが他のColliderと衝突し続けている間、毎フレーム呼ばれます。
OnCollisionExit(Collision collision): オブジェクトが他のColliderから離れたフレームに一度だけ呼ばれます。

トリガーイベント関数

Colliderの Is Trigger が有効なオブジェクトが他のColliderと接触（領域に進入・退出）した際に呼ばれる関数です。

OnTriggerEnter(Collider other): トリガー Colliderが他のColliderの領域に進入したフレームに一度だけ呼ばれます。引数の other は、領域に進入してきた相手のColliderです。
OnTriggerStay(Collider other): トリガー Colliderが他のColliderの領域内に留まっている間、毎フレーム呼ばれます。
OnTriggerExit(Collider other): トリガー Colliderが他のColliderの領域から退出したフレームに一度だけ呼ばれます。

実装コード例:

例えば、プレイヤーが「コイン」アイテムの領域に入ったらコインを獲得し、コインを非表示にする、といった処理をトリガーを使って実装する場合、コインオブジェクトに付けたスクリプトは以下のようになります。

using UnityEngine;

public class Coin : MonoBehaviour
{
    // この関数は、このColliderがトリガーとして設定されており、
    // 他のColliderがこの領域に進入したときに呼び出されます。
    void OnTriggerEnter(Collider other)
    {
        // 進入してきたColliderがプレイヤーのものであるか判定
        // 例: プレイヤーオブジェクトに "Player" タグが付いている場合
        if (other.gameObject.CompareTag("Player"))
        {
            Debug.Log("コインを獲得しました！"); // デバッグログ出力
            // コインを獲得した際の処理を記述
            // 例: プレイヤーのスコアを加算する処理を呼び出すなど

            // コインオブジェクトを非表示にする、または破棄する
            gameObject.SetActive(false); // 非表示にする例
            // Destroy(gameObject); // 破棄する例
        }
    }

    // 衝突検知が必要な場合は OnCollisionEnter などを使用します
    // 例: 爆弾オブジェクトが床に衝突した際に爆発させる場合など
    // void OnCollisionEnter(Collision collision)
    // {
    //     Debug.Log("物理的な衝突が発生しました！");
    //     // 衝突相手の情報は collision オブジェクトから取得できます
    //     // Debug.Log("衝突相手: " + collision.gameObject.name);
    // }
}

この例では、OnTriggerEnter 関数の中で、進入してきた相手のゲームオブジェクトが特定のタグ（"Player"）を持っているかを確認しています。Web開発でイベントオブジェクトからクリック座標やキーコードを取得するのと同様に、Unityのイベント関数も Collider や Collision オブジェクトを通じてイベントに関する詳細情報を提供してくれます。

Pico VR開発における注意点

Pico VR開発においても、衝突検知とトリガーはインタラクションの基本となります。特にVRでは、コントローラーや手のモデルにColliderやRigidbodyを設定し、仮想空間内のオブジェクトとのインタラクション（掴む、触れる、押すなど）を実現することが多いです。

パフォーマンス: 多数のオブジェクトが同時に衝突検知やトリガー判定を行うと、パフォーマンスに影響を与える可能性があります。不要なColliderを持たせない、複雑すぎるMesh Colliderの使用を避ける、適切なレイヤー設定で判定対象を絞るなどの最適化を考慮することが重要です。
VR酔い対策: 物体が予期せずプレイヤーを貫通したり、不自然な物理挙動を示したりすると、VR酔いを誘発する可能性があります。ColliderやRigidbodyの設定は、現実世界の物理法則になるべく近い挙動を再現するように調整することが望ましいです。
入力との組み合わせ: コントローラーや手の位置・回転情報のトラッキングと、オブジェクトとの衝突/トリガー判定を組み合わせることで、「手を伸ばしてボタンを押す」「物を掴む」といったVRらしいインタラクションが実現できます。UnityのXR Interaction Toolkitは、これらの複雑なインタラクションを効率的に実装するための便利なツール群を提供しています。

まとめ

本記事では、Pico VR開発の基礎として、Unityにおける衝突検知とトリガーの概念、そしてその実装方法について解説しました。

衝突検知は物理的な接触を検出するために Collider と Rigidbody を使用します。
トリガーは物理的な応答なく領域への進入・退出を検出するために Collider の Is Trigger プロパティを使用します。
どちらもWeb開発のイベント処理と同様に、特定の条件で呼び出される関数（OnCollisionEnter, OnTriggerEnter など）を利用して処理を記述します。ただし、イベントの発生条件や渡される情報が、空間的・物理的な性質を持つ点が異なります。

これらの概念を理解し、適切に活用することで、Pico VR空間におけるオブジェクト間のインタラクションやゲームロジックの多くの部分を実装することが可能になります。Web開発で培われたイベント駆動の考え方を応用しつつ、3D空間ならではの新しい概念を学ぶことで、VR開発の面白さを体験していただければ幸いです。

次は、これらの基本的なインタラクションをさらに発展させるための、より具体的なPico VR向けの入力処理やXR Interaction Toolkitの利用方法について学ぶと良いでしょう。