unity-csharp

Unity C# スキル

バージョン： 2.0 スタック： Unity、C#

クリーンでパフォーマンスに優れた Unity C# コードを書くためのパターンです。VR／モバイル向けの最適化も含みます。

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対象範囲と境界

このスキルの対象：

• MonoBehaviour のライフサイクルとコンポーネントアーキテクチャ
• Unity 固有の C# パターン（キャッシュ、イベント、コルーチン、null 安全性）
• パフォーマンス最適化（ドローコール、バッチング、LOD、プーリング）
• VR／モバイルのパフォーマンス目標とプロファイリング
• ScriptableObject の使用

他のスキルに委ねる内容：

• vrc-udon：VRChat 固有のスクリプティング（UdonSharp）
• vrc-worlds：VRChat ワールドの設定と制限
• vrc-avatars：VRChat アバターの設定と制限

このスキルを使用する場面： Unity 用の C# スクリプトを書く場合、または VR／モバイル向けに Unity のパフォーマンスを最適化する場合です。

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基本原則

1. 継承よりコンポジション — 小さく、目的を絞ったコンポーネントにします。
2. 可能な限り Update() を避ける — 代わりにイベント駆動またはコルーチンを使います。
3. 参照をキャッシュする — GetComponent はコストが高いため、Awake でキャッシュします。
4. データには ScriptableObject を使う — データと動作を分離します。
5. null 安全なアクセス — Unity オブジェクトはいつでも破棄される可能性があります。
6. まず計測する — 最適化の前にプロファイリングします。勘は当てになりません。
7. 積極的にバッチ化する — 同じマテリアルならバッチ化できる可能性があります。VR ではドローコールが最も重要です。

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パターン

参照のキャッシュ

public class PlayerController : MonoBehaviour
{
    private Rigidbody _rb;
    private Animator _animator;

    [SerializeField] private Transform _cameraTarget;

    private void Awake()
    {
        _rb = GetComponent<Rigidbody>();
        _animator = GetComponent<Animator>();
    }

    private void FixedUpdate()
    {
        _rb.AddForce(Vector3.up);
    }
}

イベントシステム（ScriptableObject）

[CreateAssetMenu(menuName = "Events/Game Event")]
public class GameEvent : ScriptableObject
{
    private readonly List<GameEventListener> _listeners = new();

    public void Raise()
    {
        for (int i = _listeners.Count - 1; i >= 0; i--)
            _listeners[i].OnEventRaised();
    }

    public void RegisterListener(GameEventListener listener) =>
        _listeners.Add(listener);

    public void UnregisterListener(GameEventListener listener) =>
        _listeners.Remove(listener);
}

public class GameEventListener : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private GameEvent _event;
    [SerializeField] private UnityEvent _response;

    private void OnEnable() => _event.RegisterListener(this);
    private void OnDisable() => _event.UnregisterListener(this);
    public void OnEventRaised() => _response.Invoke();
}

null 安全なパターン

// Unity overloads == for destroyed objects
if (_target != null)
{
    _target.DoSomething();
}

// Best: explicit destroyed check
if (_target != null && !_target.Equals(null))
{
    _target.DoSomething();
}

コルーチンのパターン

private IEnumerator FadeOut(float duration)
{
    float elapsed = 0f;
    Color startColor = _renderer.material.color;

    while (elapsed < duration)
    {
        elapsed += Time.deltaTime;
        float t = elapsed / duration;
        _renderer.material.color = Color.Lerp(startColor, Color.clear, t);
        yield return null;
    }

    gameObject.SetActive(false);
}

オブジェクトプーリング

public class ObjectPool : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private GameObject _prefab;
    [SerializeField] private int _initialSize = 10;

    private Queue<GameObject> _pool = new();

    private void Awake()
    {
        for (int i = 0; i < _initialSize; i++)
        {
            var obj = Instantiate(_prefab);
            obj.SetActive(false);
            _pool.Enqueue(obj);
        }
    }

    public GameObject Get()
    {
        if (_pool.Count == 0)
            return Instantiate(_prefab);

        var pooled = _pool.Dequeue();
        pooled.SetActive(true);
        return pooled;
    }

    public void Return(GameObject obj)
    {
        obj.SetActive(false);
        _pool.Enqueue(obj);
    }
}

静的バッチング

gameObject.isStatic = true;

// Or specific flags
GameObjectUtility.SetStaticEditorFlags(gameObject,
    StaticEditorFlags.BatchingStatic |
    StaticEditorFlags.OcclusionStatic);

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VR のパフォーマンス目標

指標	Quest 2	Quest 3	PC VR
ドローコール	<100	<150	<200
三角形数	<100K	<150K	<1M
フレーム時間	<14ms (72fps)	<11ms (90fps)	<11ms (90fps)
テクスチャメモリ	<200MB	<500MB	<1GB

LOD の設定

LOD 0: 100% triangles (0-10m)
LOD 1: 50% triangles (10-25m)
LOD 2: 25% triangles (25-50m)
Culled: 0 triangles (50m+)

マテリアルアトラス化

Before: 20 objects x 20 materials = 20 draw calls (no batching)
After:  20 objects x 1 atlas material = 1 draw call (batched)

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アンチパターン

アンチパターン	問題	対処法
Update 内での GetComponent	フレームごとにコストがかかる	Awake でキャッシュする
Find または FindObjectOfType	遅く、壊れやすい	参照を注入するか、イベントを使う
負荷の高い Update ループ	パフォーマンスを低下させる	イベント、コルーチン、または FixedUpdate を使う
タグの文字列比較	タイプミスが起きやすく、遅い	CompareTag または定数を使う
すべてを public フィールドにする	カプセル化されない	[SerializeField] private を使う
オブジェクトごとに異なるマテリアル	バッチ化できない	マテリアルを共有し、アトラスを使う
LOD がない	距離にかかわらず最高詳細度で表示される	LOD グループを追加する
ゲームプレイ中の Instantiate/Destroy	GC スパイクやカクつきが発生する	オブジェクトプーリングを使う
あらゆる場所でのリアルタイムライト	シャドウのコストが高い	ライティングをベイクし、リアルタイムライトを制限する
オクルージョンカリングがない	隠れたオブジェクトもレンダリングされる	オクルージョンデータをベイクする

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チェックリスト

コード品質

• 参照を Awake でキャッシュしている
• Update/FixedUpdate 内で GetComponent を使っていない
• 実行時コードで Find 系のメソッドを使っていない
• 共有データに ScriptableObject を使っている
• 疎結合な通信にイベントを使っている
• 破棄される可能性のあるオブジェクトに null チェックを行っている

パフォーマンス

• 静的オブジェクトに static を設定している
• 可能な範囲でマテリアルを共有している
• 小さな小道具にテクスチャアトラスを使っている
• 重要なメッシュに LOD グループを設定している
• オクルージョンカリングをベイクしている
• 生成されるオブジェクトにオブジェクトプーリングを使っている
• ライティングをベイクしている（すべてをリアルタイムにしていない）

プロファイリング

• Frame Debugger でドローコールを確認した
• Profiler を実行して CPU スパイクを確認した
• Memory Profiler でリークを確認した
• 対象デバイスでテストした（エディターだけで済ませていない）

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参考資料

• references/lifecycle.md — MonoBehaviour のライフサイクルと実行順序
• references/profiling.md — Unity Profiler の使用方法と結果の解釈

アセット

• assets/component-checklist.md — Unity コンポーネント設計チェックリスト
• assets/vr-performance-limits.md — VR プラットフォームのパフォーマンス制限と目標