【２Ｄ】NavMeshAgent によるベーシックな追跡機能の実装例

　NavMeshAgentコンポーネントを使用することで、NavMesh上での効率的な移動が実現され、かつ、リアルタイムでの対象の追跡が可能になります。

　この記事は、トップダウン(トップビュー)型の 2D ゲーム(初期のゼルダの伝説や聖剣伝説のようなゲーム画面)における、NavMeshAgent によるベーシックな追跡機能の実装例です。
タイルマップ上でも機能しますが、タイルマップ上の場合にはセル座標の情報が必要になります。

　なおサイドビュー型(スーパーマリオ、ロックマンのようなゲーム)については、こちらの記事を参考にしてください。

　　=>　【２Ｄ】サイドビュー用の Bake 手法

サンプルコード

　NavMeshAgent コンポーネントがアタッチされているゲームオブジェクトに、このスクリプトをアタッチして利用します。
今回は採用していませんが、[RequireComponent(typeof(T))] 属性を付与することで安全に利用できます。

　ゲームオブジェクトをインスタンスして NavMeshAgent による移動を行いたい場合、
事前に NavMeshAgent コンポーネントをオフにしておくか、情報を取得してから経路を設定するようにします。
なぜなら、インスタンスされた直後は Bake されている経路情報を知らないため、経路検索に失敗してエラーになるためです。

　また NavMeshAgent は３Ｄをベースに機能し、対象の方向に対しての回転も自動的に行います。
その機能を２Ｄで使用すると不具合が生じるため、それらの機能を動かないように制御しています。

１．通常の２Ｄ空間で利用する場合

Chaser.cs

　<=　クリックすると開きます

using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.AI;

public class Chaser : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Transform target; // プレイヤーオブジェクトのTransform

    [SerializeField] private float sightRange = 10f; // 視界の範囲
    [SerializeField] private float moveSpeed = 5f;   // 移動速度

    private NavMeshAgent agent; // NavMeshAgentを使用


    private void Start()
    {
        // NavMeshAgent を取得できるか判定する。取得できた場合のみ、if 文内の処理を行う
        if (TryGetComponent(out agent))
        {
            // インスタンス対応。ここで NavMeshAgent を有効化する。事前に入れておくと、Bake している地点を認識できずにエラーになるため
　　　　　　// 今回のように Update メソッドで対応している場合には不要です
            //agent.enabled = true;

            // 3D 用の設定をオフにする。2D なので、この処理がないと、変な位置に勝手に移動する
            agent.updateRotation = false;
            agent.updateUpAxis = false;

            // 初期目的地設定(これがないと初期位置からズレる)
            agent.destination = transform.position;

            // 取得できたので移動速度を設定
            agent.speed = moveSpeed;
        }
        else
        {
            Debug.Log("NavMeshAgentが取得できません。");
        }
    }

    private void Update()
    {
        // NavMeshAgent が取得できない、あるいは移動先の対象が設定されていない場合
        if (!agent || !target)
        {
            // 処理を行わない(エラーが出てしまうため)
            return;
        }

        // このオブジェクトと移動先の対象までの距離を計算
        Vector3 targetPosition = new Vector3(target.position.x, transform.position.y, target.position.z);
        float distanceToPlayer = Vector3.Distance(transform.position, targetPosition);

        // どの位離れているかを表示
        Debug.Log("対象までの距離 : " + distanceToPlayer);

        // 対象が視界に入った場合(距離が近い場合)
        if (distanceToPlayer <= sightRange)
        {
            // 対象の位置を移動目標地点に設定
            // Update メソッド内で実行しているので、対象が移動すると、目標地点も更新されるので追跡する
            agent.SetDestination(targetPosition);
        }
        else
        {
            // 対象が視界外の場合(距離が遠い場合)、移動を停止する
            agent.ResetPath();
        }
    }
}

２．タイルマップで利用する場合

　タイルマップの場合、通常の Transform コンポーネントの座標をそのまま指定しても NavMeshAgent は正しく動きません。
Bake しているタイルマップの情報からセル座標を利用した上で NavMeshAgent に追跡目標の座標を設定します。

Chaser.cs

　<=　クリックすると開きます

using UnityEngine;
using UnityEngine.AI;
using UnityEngine.Tilemaps;

public class Chaser : MonoBehaviour {
    [SerializeField] private Transform target; 　　　// プレイヤーオブジェクトのTransform
    [SerializeField] private Tilemap tilemap;  　　　// タイルマップコンポーネント

    [SerializeField] private float sightRange = 10f; // 視界の範囲
    [SerializeField] private float moveSpeed = 5f;   // 移動速度

    private NavMeshAgent agent; // NavMeshAgentを使用


    private void Start() {
        // NavMeshAgent を取得できるか判定する。取得できた場合のみ、if 文内の処理を行う
        if (TryGetComponent(out agent)) {
            // インスタンス対応。ここで NavMeshAgent を有効化する。事前に入れておくと、Bake している地点を認識できずにエラーになるため
            // 今回のように Update メソッドで対応している場合には不要です
            //agent.enabled = true;

            // 3D 用の設定をオフにする。2D なので、この処理がないと、変な位置に勝手に移動する
            agent.updateRotation = false;
            agent.updateUpAxis = false;

            // 初期目的地設定(これがないと初期位置からズレる)
            agent.destination = transform.position;
            Debug.Log(agent.destination);

            // 取得できたので移動速度を設定
            agent.speed = moveSpeed;
        } else {
            Debug.Log("NavMeshAgentが取得できません。");
        }
    }

    private void Update() {
        // NavMeshAgent が取得できない、あるいは移動先の対象が設定されていない、あるいはタイルマップが設定されていない場合
        if (!agent || !target || !tilemap) {
            // 処理を行わない(エラーが出てしまうため)
            return;
        }

        // ① 目標(プレイヤー)のワールド座標 → セル座標
        Vector3Int cellPos = tilemap.WorldToCell(target.position);

        // ② セル座標 → セル中心のワールド座標に変換
        Vector3 targetWorldPos = tilemap.GetCellCenterWorld(cellPos);

        // ③このオブジェクトと移動先の対象までの距離を計算
        float distanceToPlayer = Vector3.Distance(transform.position, targetWorldPos);

        // どの位離れているかを表示
        Debug.Log("対象までの距離 : " + distanceToPlayer);

        // 対象が視界に入った場合(距離が近い場合)
        if (distanceToPlayer <= sightRange) {
            // 対象の位置を移動目標地点に設定
            // Update メソッド内で実行しているので、対象が移動すると、目標地点も更新されるので追跡する
            agent.SetDestination(targetWorldPos);
        } else {
            // 対象が視界外の場合(距離が遠い場合)、移動を停止する
            agent.ResetPath();
        }
    }
}

解説

　public Transform target で指定されたプレイヤーオブジェクト（または他の対象）を追跡するためのTransformを保持する変数を宣言します。

　private NavMeshAgent agent でNavMeshAgentコンポーネントを保持する変数を宣言します。NavMeshAgentは、NavMesh上での移動を管理するコンポーネントです。

　Start メソッド内で、NavMeshAgentコンポーネントを取得し、移動速度を設定します。
もしNavMeshAgentコンポーネントが取得できなかった場合、エラーメッセージを表示します。

　Update メソッド内で、以下の処理を行います。

　　　a. NavMeshAgentが存在しないか、対象（プレイヤーオブジェクト）が設定されていない場合、処理を中断します。これはエラーを防ぐためのチェックです。

　　　b. オブジェクトと対象までの距離を計算し、デバッグログで表示します。この距離をもとに、対象が視界に入ったかどうかを判定します。

　　　c. sightRange 変数は視界を表現します。
　　　　この内に対象がいる場合（距離が sightRange 以下の場合）、NavMeshAgentの SetDestination メソッドを使用して対象の位置を移動目標地点に設定します。
　　　　これにより、オブジェクトは対象を追跡します。

　　　d. sightRange よりも対象が遠くにいる場合、NavMeshAgentの ResetPath メソッドを使用して移動を停止します。つまり、対象が視界外に出たと判断して、追跡を停止します。

　３Ｄの場合と大きく異なるのは、agent.updateRotation と agent.updateUpAxis をオフに設定し、3D用の回転設定を無効にしている部分です。
また高さの情報も不要であるため、Y 軸は常にプレイヤーの情報を利用し、上下左右方向の対象までの距離を計算しています。
(分かりにくいですが、NavMeshAgent は３Ｄ空間を認識しているため、上下左右の情報は X 軸と Z 軸になります。)

　これにより、２Ｄ空間でNavMeshを正しく使用できます。

＜チェックポイント①　ーZ 軸の値による不具合ー＞

　なお、対象を追跡する際に Position の Z 軸がマイナス方向になって画面から消えてしまう場合には、
スクリプトを利用して強制的に Z 軸を 0 に制御する方法があります。

        // 対象が視界に入った場合(距離が近い場合)
        if (distanceToPlayer <= sightRange)
        {
            // 対象の位置を移動目標地点に設定
            // Update メソッド内で実行しているので、対象が移動すると、目標地点も更新されるので追跡する
            agent.SetDestination(targetPosition);

            // Position Z が 0 以外になって画面から見えなくなる場合には制御する
            Vector3 nextPos = new(transform.position.x, transform.position.y, 0);
            transform.position = nextPos;
        }

＜チェックポイント②　ーインスタンスした場合の不具合ー＞

　NavMeshAgent コンポーネントを持つゲームオブジェクトを動的に生成した場合、
Bake 情報をしらない状態でスタートするため、エラーがでるケースがあります。

　これについては、プレハブ時には NavMeshAgent コンポーネントをオフにしておいて
TryGetComponent 成功後にオンにすることで対応出来ます。
この機能はすでに実装済です。

　
　他に、生成した位置について問題が生じることがあります。
プレハブを生成した位置が Bake されていれば問題ありませんが、Bake 外にて生成してしまうとエラーが発生します。

　対応策としては２つあります。

　１つは、NavMesh には NavMeshPathStatus という enum があり、こちらを利用して、Bake させれている場所かどうかを確認する方法があります。

if(agent.pathStatus != NavMeshPathStatus.PathInvalid) {

    // この中で SetDestination する

}

参考サイト

Unity 公式スクリプト・リファレンス
NavMeshPathStatus

　ただしこの方法の場合、この条件を満たさないと動かない状態になります。

　もう１つの方法としては、NavMesh.SamplePosition メソッドを利用する方法です。
こちらは引数で指定した位置が Bake されていない場合、最も近い Bake 地点を探してくれるメソッドです。
この処理を組み合わせることで安全な生成が行えます。

if (NavMesh.SamplePosition(transform.position, out NavMeshHit hit, 1.0f,NavMesh.AllAreas))
{
   // 位置を Bake エリア内に補正する
   transform.position = hit.position;
}

参考サイト

Unity 公式スクリプト・リファレンス
NavMesh.SamplePosition

ソフトライム様
敵キャラの出現を自動化する（NavMeshパターン）

Zenn k1t(外神) 様
Unity C# Script かしこくエモい動きの敵キャラはNavMeshを使いこなせ。

修正案　ー目標を失った場合に、初期地点まで戻っていく機能の追加ー

　目標を失った場合に、初期地点まで戻っていく機能を追加してみましょう。

Chaser.cs

　<=　クリックすると開きます

using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.AI;

public class Chaser : MonoBehaviour
{
    public Transform target; // プレイヤーオブジェクトのTransform
    public Transform startPoint; // スタート地点のTransform

    [SerializeField] private float sightRange = 10f; // 視界の範囲
    [SerializeField] private float moveSpeed = 5f;   // 移動速度

    private NavMeshAgent agent; // NavMeshAgentを使用
    private bool isChasing = true; // 追跡中かどうかのフラグ
    private Vector3 originalDestination; // 追跡前の目的地

    private void Start()
    {
        // NavMeshAgent を取得できるか判定する。取得できた場合のみ、if 文内の処理を行う
        if (TryGetComponent(out agent))
        {
            // インスタンス対応。ここで NavMeshAgent を有効化する。事前に入れておくと、Bake している地点を認識できずにエラーになるため
　　　　　　// 今回のように Update メソッドで対応している場合には不要です
            //agent.enabled = true;

            // 3D 用の設定をオフにする。2D なので、この処理がないと、変な位置に勝手に移動する
            agent.updateRotation = false;
            agent.updateUpAxis = false;

            // 初期目的地設定(これがないと初期位置からズレる)
            agent.destination = transform.position;

            // 取得できたので移動速度を設定
            agent.speed = moveSpeed;

            // スタート地点が指定されている場合、スタート地点を初期目標地点に設定
            if (startPoint)
            {
                originalDestination = startPoint.position;
                agent.SetDestination(originalDestination);
            }
        }
        else
        {
            Debug.Log("NavMeshAgentが取得できません。");
        }
    }

    private void Update()
    {
        // NavMeshAgent が取得できない、あるいは移動先の対象が設定されていない場合
        if (!agent || !target)
        {
            // 処理を行わない(エラーが出てしまうため)
            return;
        }

        // 追跡中でない場合
        if (!isChasing)
        {
　　　　　　// 目的地についているなら
            if (agent.hasPath)
            {
　　　　　　　　// 移動を停止する
                agent.ResetPath();
            }
            return;
        }

        // このオブジェクトと移動先の対象までの距離を計算
        Vector3 targetPosition = new Vector3(target.position.x, transform.position.y, target.position.z);
        float distanceToPlayer = Vector3.Distance(transform.position, targetPosition);

        // どの位離れているかを表示
        Debug.Log("対象までの距離 : " + distanceToPlayer);

        // 対象が視界に入った場合(距離が近い場合)
        if (distanceToPlayer <= sightRange)
        {
            // 対象の位置を移動目標地点に設定
            // Update メソッド内で実行しているので、対象が移動すると、目標地点も更新されるので追跡する
            agent.SetDestination(targetPosition);
        }
        else
        {
            // 対象が視界外の場合(距離が遠い場合)、スタート地点に戻る
            agent.SetDestination(originalDestination);
        }
    }

    // 敵を見失った時に呼ばれる関数
    public void LoseTarget()
    {
        isChasing = false;
    }
}

＜チェックポイント＞

　Update メソッド内の処理が、適切な位置で return され、不要な処理が動かないように制御されています。
このような形で return を上手く活用すると、if 文によるネストを浅く出来ます。

　仮に、もしも追跡中だったら、という if 文で処理を書く形を見てみましょう。

     private void Update()
    {
        // NavMeshAgent が取得できない、あるいは移動先の対象が設定されていない場合
        if (!agent || !target)
        {
            // 処理を行わない(エラーが出てしまうため)
            return;
        }

        // このオブジェクトと移動先の対象までの距離を計算
        Vector3 targetPosition = new Vector3(target.position.x, transform.position.y, target.position.z);
        float distanceToPlayer = Vector3.Distance(transform.position, targetPosition);

        // どの位離れているかを表示
        Debug.Log("対象までの距離 : " + distanceToPlayer);

        if (isChasing)
        {
            // 対象が視界に入った場合(距離が近い場合)
            if (distanceToPlayer <= sightRange)
            {
                // 対象の位置を移動目標地点に設定
                // Update メソッド内で実行しているので、対象が移動すると、目標地点も更新されるので追跡する
                agent.SetDestination(targetPosition);
            }
            else
            {
                // 対象が視界外の場合(距離が遠い場合)、スタート地点に戻る
                agent.SetDestination(originalDestination);
            }
        }
        else
        {
            // 追跡中ではない場合、移動を停止する
            agent.ResetPath();
        }
    }

　追跡するか、否かを判断する前に計算処理をしていたり、if 文内にさらに if 文を作って追跡時の処理を書いているので、
if 文のネストが深く、また範囲が広く読みにくくなっています。

　分岐処理を作成する場合には、true であったときに処理を動かした方がよいのか、false として処理を止めるようにした方がよいのか
両方の視点を持って作っていくように心がけましょう。
　
　コーディングスキルを上達させるコツの１つです。
このような視点を手に入れられないと、いつまでも同じ形式の分岐処理しか作れません。

　スキルアップに繋がるような学習を心掛けましょう。

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