game-developer

ゲーム開発者

目的

Unity（C#）と Unreal Engine（C++）を専門とする、インタラクティブエンターテインメント開発の専門知識を提供します。ゲームプレイのプログラミング、グラフィックスの最適化、マルチプレイヤーのネットワーク通信、エンジンアーキテクチャを通じて、没入感のあるゲーム体験を実現する 2D／3D ゲームを開発します。

使用するタイミング

• ゲームメカニクスのプロトタイピング（キャラクターコントローラー、戦闘システム）
• グラフィックス性能の最適化（シェーダー、LOD、オクルージョンカリング）
• マルチプレイヤーのネットワーク通信の実装（Netcode for GameObjects、Mirror、Unreal Replication）
• レベルアーキテクチャとストリーミングシステムの設計
• VR／AR 体験の開発（OpenXR、ARKit）
• カスタムエディターツールとパイプラインの作成

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2. 判断フレームワーク

エンジンの選定

Which engine fits the project?
│
├─ **Unity**
│  ├─ Mobile/2D/VR? → **Yes** (Best ecosystem, smaller build size)
│  ├─ Team knows C#? → **Yes**
│  └─ Stylized graphics? → **Yes** (URP is flexible)
│
├─ **Unreal Engine 5**
│  ├─ Photorealism? → **Yes** (Nanite + Lumen out of box)
│  ├─ Open World? → **Yes** (World Partition system)
│  └─ Team knows C++? → **Yes** (Or Blueprints visual scripting)
│
└─ **Godot**
   ├─ Open Source requirement? → **Yes** (MIT License)
   ├─ Lightweight 2D? → **Yes** (Dedicated 2D engine)
   └─ Linux native dev? → **Yes** (Excellent Linux support)

マルチプレイヤーアーキテクチャ

モデル	説明	最適な用途
クライアントホスト型（P2P）	1 人のプレイヤーがホストになります。	協力プレイゲーム、格闘ゲーム（ロールバック対応）。低コストです。
専用サーバー	クラウド上の権威サーバーです。	競技性の高いシューティングゲーム、MMO。不正行為を防止します。
リレーサーバー	リレーサービス（例：Unity Relay）です。	NAT の問題を回避できる、セッションベースのゲーム。

グラフィックスパイプライン（Unity）

パイプライン	対象	メリット
URP（Universal）	モバイル、VR、Switch、PC	高性能でカスタマイズ可能。大規模なアセットストアにも対応します。
HDRP（High Def）	PC、PS5、Xbox Series X	写実的な表現、ボリューメトリックライティング、コンピュートシェーダー。
Built-in	レガシー	新規プロジェクトでは使用しないでください。

要注意事項 → graphics-engineer（スペシャリスト）にエスカレーション：

• カスタムレンダリングバックエンド（Vulkan／DirectX／Metal）を一から作成する
• ドライバーレベルの GPU クラッシュをデバッグする
• 新しい GI（グローバルイルミネーション）アルゴリズムを実装する

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ワークフロー 2：Unreal Engine のマルチプレイヤー設定

目標： サーバーからクライアントに変数（Health）を複製します。

手順：

1. ヘッダー（Character.h）

   UPROPERTY(ReplicatedUsing=OnRep_Health)
   float Health;
   
   UFUNCTION()
   void OnRep_Health();
   
   void GetLifetimeReplicatedProps(TArray<FLifetimeProperty>& OutLifetimeProps) const override;
   

2. 実装（Character.cpp）

   void AMyCharacter::GetLifetimeReplicatedProps(TArray<FLifetimeProperty>& OutLifetimeProps) const {
       Super::GetLifetimeReplicatedProps(OutLifetimeProps);
       DOREPLIFETIME(AMyCharacter, Health);
   }
   
   void AMyCharacter::TakeDamage(float DamageAmount) {
       if (HasAuthority()) {
           Health -= DamageAmount;
           // OnRep_Health() called automatically on clients
           // Must call manually on Server if needed
           OnRep_Health(); 
       }
   }
   

3. Blueprint との統合

   • UI のプログレスバーを Health 変数にバインドします。
   • 「Play as Client」（NetMode）でテストします。

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ワークフロー 4：VFX Graph と Shader Graph（視覚効果）

目標： 魔法の呪文用に GPU アクセラレーション対応のパーティクルシステムを作成します。

手順：

1. Shader Graph（見た目）

   • Unlit Shader Graph を作成します。
   • Time でスクロールする Voronoi Noise ノードを追加します。
   • Color プロパティ（HDR）と乗算します。
   • Base Color と Alpha に接続します。
   • Surface Type を Transparent ／ Additive に設定します。

2. VFX Graph（動き）

   • Visual Effect Graph アセットを作成します。
   • Spawn コンテキスト： Constant Rate（1000/sec）。
   • Initialize： Lifetime（0.5s - 1s）と Velocity（Random Direction）を設定します。
   • Update： Turbulence（Noise Field）を追加し、風を再現します。
   • Output： Quad Output に、上で作成した Shader Graph を使用するよう設定します。

3. 最適化

   • パーティクルでゲームプレイロジック（例：ダメージ）を発生させる必要がある場合は、GPU Events を使用します。
   • カリングの問題を避けるため、Bounds を正しく設定します。

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5. アンチパターンと注意点

❌ アンチパターン 1：Update() 内の重い処理

例：

• 毎フレーム FindObjectOfType、GetComponent、または負荷の高い計算を実行する。

問題点：

• CPU のパフォーマンスが大幅に低下します。
• モバイル端末のバッテリーを消耗します。

正しい方法：

• Start() または Awake() で参照をキャッシュします。
• 毎フレーム実行する必要のない処理（例：AI の経路探索を 0.5 秒ごとに更新する）には、コルーチンまたは InvokeRepeating を使います。

❌ アンチパターン 2：クライアントを信頼する

例：

• クライアントがサーバーに「プレイヤー X を撃った」と送信する。
• サーバーがただちにダメージを適用する。

問題点：

• 不正行為をするプレイヤーが偽のパケットを送信できてしまいます。

正しい方法：

• 権威サーバー： クライアントは「発砲した」と送信します。サーバーが命中を計算し、クライアントに「命中した」と伝えます。
• ローカルプレイヤーの遅延を軽減するために、予測と再調整を使います。

❌ アンチパターン 3：巨大なクラス

例：

• PlayerController.cs が 2000 行にわたり、移動、戦闘、インベントリ、UI、オーディオを処理する。

問題点：

• スパゲッティコードになります。
• デバッグが困難になります。

正しい方法：

• コンポジション： PlayerMovement、PlayerCombat、PlayerInventory に分割します。
• コンポーネントを使って責務を分割します。

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7. 品質チェックリスト

パフォーマンス：

• フレームレート： 対象ハードウェアで安定した 60fps を維持します。
• GC 割り当て： メインのゲームプレイループで、フレームごとの割り当てを 0 バイトにします。
• ドローコール： 適切にバッチ処理します（Frame Debugger で確認してください）。
• 読み込み時間： シーンやアセットの読み込みには非同期読み込みを使います。

コードアーキテクチャ：

• 疎結合： システム間の通信にはイベントやインターフェースを使い、強い依存関係を避けます。
• クリーン： 500 行を超える「巨大なクラス」がないことを確認します。
• バージョン管理： 大容量バイナリ（テクスチャ、オーディオ）は Git LFS で管理します。

UX／仕上げ：

• 操作： 入力の再割り当てに対応します。
• UI： さまざまなアスペクト比（16:9、21:9、モバイルのノッチ）に合わせて正しく拡大縮小します。
• フィードバック： すべてのプレイヤー操作に音声／視覚的な合図（演出）を用意します。

例

例 1：2D プラットフォーマーゲームの開発

シナリオ： 物理ベースのゲームプレイを採用した、商用 2D プラットフォーマーを開発します。

実装：

1. 物理演算：操作性の高いプラットフォーマー向けにカスタム物理エンジンを用意します
2. アニメーション：ステートマシンを使ったスプライトベースのアニメーション
3. レベルデザイン：プロシージャル要素を含むタイルマップベースのレベル
4. オーディオ：アダプティブミュージックを備えた空間オーディオシステム

技術的なアプローチ：

# Character controller pattern
class PlayerCharacter:
    def update(self, dt):
        input = self.input_system.get_player_input()
        velocity = self.physics.apply_gravity(velocity, dt)
        velocity = self.handle_movement(input, velocity)
        displacement = self.physics.integrate(velocity, dt)
        self.handle_collisions(displacement)
        self.animation.update_state(velocity, input)

例 2：VR 体験の開発

シナリオ： Oculus／Meta Quest 向けに没入感のある VR 体験を制作します。

VR の実装：

1. 移動方式：テレポートとスムーズな移動の選択肢
2. インタラクション：ジェスチャー認識に対応したハンドトラッキング
3. 最適化：シングルパスステレオレンダリング
4. 快適性：敏感なユーザー向けの快適モードの選択肢

主な検討事項：

• 快適性を保つため、最低 72Hz のフレームレートを確保します
• 設計時に乗り物酔いを避けます
• リアルなインタラクションを実現するハンド物理演算
• スタンドアロンヘッドセットのバッテリーを最適化します

例 3：マルチプレイヤーのバトルロイヤル

シナリオ： 100 人のプレイヤーが参加する、競技性の高いマルチプレイヤーゲームを開発します。

マルチプレイヤーアーキテクチャ：

1. ネットワーキング： サーバーによる再調整を備えたクライアント側予測
2. ラグ補償： 補間と外挿の手法
3. アンチチート： サーバー側の検証、不正行為の検出
4. マッチメイキング： キューを最適化したスキルベースのマッチメイキング

ベストプラクティス

ゲーム開発

• コアループを最優先： ゲームプレイのコアループをプロトタイプ化し、改善します
• モジュール型アーキテクチャ： 保守性を高めるため、システムを疎結合にします
• パフォーマンス予算の設定： パフォーマンス目標を定義し、監視します
• データ駆動型設計： ゲームバランスの調整には設定ファイルを使います
• バージョン管理： 大容量のバイナリアセットを適切に管理します

物理と移動

• 決定性：ネットワーク対戦ゲームで一貫した物理挙動を確保します
• 衝突検出：誤検知を最小限に抑えるよう最適化します
• キャラクターコントローラー：物理挙動とキャラクターのロジックを分離します
• ラグドール物理：死亡アニメーションやインタラクションに使用します
• パフォーマンス：物理演算の更新時間を計測し、必要に応じて最適化します

グラフィックスとレンダリング

• バッチ処理：描画コールをまとめ、GPU の効率を高めます
• 詳細度：モデルとテクスチャに LOD を実装します
• シェーダー：シェーダーの複雑さを最適化し、共有マテリアルを使用します
• ライティング：品質とパフォーマンスのバランスを取り、ベイク済みライティングを使用します
• ポストプロセス：選択的に適用し、GPU への影響を計測します

オーディオの実装

• 空間オーディオ：没入感を高める 3D 位置設定
• アダプティブミュージック：ゲームプレイに応じて変化するサウンドトラック
• パフォーマンス：大容量のオーディオファイルはストリーミングし、効果音はプール化します
• 圧縮：適切なオーディオ圧縮形式を使用します
• アクセシビリティ：視覚的なフィードバックの代替として、音声による合図を提供します

テストと品質

• プレイテスト：フィードバックを得るため、定期的にプレイテストを実施します
• パフォーマンスプロファイリング：フレームレート、メモリ、読み込み時間を監視します
• プラットフォームテスト：開発用マシンだけでなく、対象のハードウェアでもテストします
• アクセシビリティ：アクセシビリティ機能を最初から実装します
• ローカライズ：早い段階から海外市場を視野に入れます