3Dのステージを作るときは、見た目を作り込む前に、キャラが通れる寸法を決めておくと作り直しが減ります。Godot の CSG なら、箱を足し引きして部屋の形だけをエディタの中で作り、その日のうちに歩いて確かめられます。
見た目から作ってあとでキャラを入れると、扉をくぐれなかったり段差で止まったりして、部屋ごと作り直すことになります。モデルを作り込んだあとほど、直す手間は大きくなります。
この記事では、CSGで扉の穴を削って歩ける部屋を作り、固まった寸法をGridMapのマスへ写す方法を解説します。
この記事でわかること
- 試作で先に決めるのが、見た目ではなくキャラの通れる寸法であること
- 箱を足し引きして扉の穴を開け、Use Collision で歩けるようにする方法
- 段は登れず、斜面は登れる理由
- 固まった寸法を GridMap のマスへ写す手順
動作確認環境: Godot 4.7
キャラが通れる寸法の決め方
Godotの3Dは、1ユニットが1メートルです。この前提があるので、部屋の大きさは「なんとなく大きい箱」ではなく、メートルで決められます。
基準になるのはキャラの太さと高さです。3Dのキャラの当たり判定は、たいてい縦長の丸い筒（カプセル）で持たせます。ここが決まらないと、扉の幅も天井の高さも決まりません。
この記事では、次の数値で通します。部屋の見た目から決めるのではなく、カプセルから決めた値です。
- キャラのカプセルは半径 0.4・高さ 2.0（高さは両端の丸みを含めた全長）。原点は中心なので、床に立たせるなら
y = 1.0 - 部屋の内側は 8 × 8。横切るのに数秒かかる広さ
- 床は厚み 1.0。中心を
y = -0.5にして、上面をy = 0にそろえる - 壁は厚み 0.4・高さ 3.0。中心は
y = 1.5 - 扉の開口は幅 1.6。カプセルの左右に 0.4 ずつの余裕
- 登れない段は高さ 0.5。止まることを確かめるために置く
- 登れる斜面は 3 mで 0.6 上がる約12度。45度までなら床として扱われる
CSGBox3D の原点は箱の中心です。厚み 1 の床の上面を y = 0 にそろえるには、中心を y = -0.5 に置きます。ここを間違えると、再生した瞬間にキャラが床へ半分埋まります。
CSGの足し引き（Operation）
CSGは、箱や円柱を足したり引いたりして形を作る仕組みです。モデリングソフトを開かずに、エディタの中だけで部屋の形が作れます。
合わせ方は Operation という欄で選びます。
- Union: 親の形に足す。床や壁はこれ
- Subtraction: 親の形から削る。扉の穴はこれ
- Intersection: 重なっている部分だけ残す。この記事では使いません
他のエンジンでいうと: エディタの中でレベルを試作する用途は、Unity の ProBuilder や Unreal Engine の Modeling Mode と同じ位置にあります。
大事なのは、この足し引きが CSG ノードどうしのつながりの中でしか効かないことです。あいだに普通の Node3D をはさむと、そこで切れて別の形になります。
もう1つは順番です。同じ親の下に並んだ子は、ツリーの上から順に合成されます。Subtraction で削ったあとに Union を置くと、重なっている範囲は戻ってきます。削ったつもりが埋まっている、というときはこの順番を見ます。
Use Collisionで当たり判定を作る
箱を置いただけでは、キャラは通り抜けます。見た目の形と当たり判定は別のものだからです。
CSGには、足し引きが終わったあとの形から当たり判定を作る Use Collision という欄があります。これをオンにすると、CollisionShape3D を1つも置かずに、削った穴ごと当たり判定になります。
付ける場所は、CSGツリーのいちばん上のノードです。床の箱や壁の箱に付けても、そこだけ独立した当たり判定にはなりません。部屋をまとめている CSGCombiner3D（形を持たず、子の足し引きをまとめるだけのノード）に1つ付ければ、その下の全部が当たるようになります。
逆に、同じツリーに入っていない兄弟は含まれません。あとで出てくる斜面のように、部屋とは別に置いた箱は、その箱自身の Use Collision をオンにします。
当たる相手を決める Collision Layer と Mask は、初期値のままで CharacterBody3D と噛み合います（Collision Layer と Mask の整理）。
扉の穴の削り方
穴は見えているのにそこで止まる、というのが試作でいちばん多いつまずきです。原因は削る箱の置き方に寄っています。
削る箱は、壁の内側と外側へそれぞれ20cmほど突き出します。面をぴったりそろえると、同じ平面での足し引きになって、薄い板や三角が残ることがあります。見た目には開いているのに、そこだけ当たります。
底も同じです。床の上面と同じ高さで止めると敷居が残ることがあるので、5cmほど床へ食い込ませます。そのぶん床に浅い溝ができますが、削ったあとに外側の床を足せば埋まります。順番が効くのはこういうところです。
段差と斜面
床に高さ0.5の箱を置いて、その上に乗ろうとすると止まります。CharacterBody3D には、 段差を自動で上る機能が用意されていないからです。
紛らわしいのが Floor Snap Length です。初期値は 0.1 ですが、これは床から離れないように下へ吸い寄せる長さで、段を上る高さとは別ものです。
一方、斜面は登れます。Floor Max Angle の初期値が45度で、それより浅い面は床として扱われるからです。垂直な0.5メートルの段では止まり、3メートルかけて0.6メートル上がる12度の坂なら登れます。
階段を確実に上がらせたいなら、見た目の段はそのままにして、当たりだけを斜面1枚にします。段の垂直な面が当たりに残っていると、そこで止まるからです。
GridMapでマスに写す
寸法が固まったら、同じ部屋を何度も並べたくなります。そこからが GridMap の出番です。
GridMap は、あらかじめ登録しておいたメッシュを、マス目に沿って置いていくノードです。2Dの TileMapLayer と役割の分かれ方が同じで、MeshLibrary が絵の具箱、GridMap が置く側にあたります。
2Dから来ると必ず引っかかるところが1つあります。
MeshLibrary の項目は、メッシュだけでは当たり判定を持ちません。元になるシーンのルートに Node3D を置き、その子に項目ごとの MeshInstance3D を並べます。それぞれの MeshInstance3D の子に StaticBody3D（動かない当たりの本体）、その子に CollisionShape3D（その形）という順に重ね、CollisionShape3D へ形を割り当ててから書き出します。床のタイルなら形は BoxShape3D にします。書き出しは Scene → Export As... → MeshLibrary... で、.meshlib か .tres で保存します。CSG の部屋をそのまま書き出しても項目にはならないので、次の節の方法で焼いたメッシュか、別に作ったメッシュを使います。
置く側では、GridMap ノードを足してインスペクタの Mesh Library に書き出したファイルを割り当てます。GridMap を選ぶと、エディタ下部の GridMap ドックに項目の一覧が出ます。項目を選び、ドックの Paint を有効にしてから3Dビューのマスをクリックすると置けます。
もう2つ、先に知っておくと迷いません。
- Cell Size: 初期値は (2, 2, 2) です。1メートルの箱をそのまま置くと、マスのあいだに隙間が空きます。タイルにするメッシュの大きさに合わせます（2メートル角の床タイルなら初期値のまま）
- 開口はタイルで作る: GridMap に Subtraction はありません。扉は、開口を開けた壁のメッシュを1つの項目として用意して置きます。マスを空けるだけだと、開口の幅はマスの大きさになります
CSGを焼いて固める（Bake）
CSGは、置くたびに足し引きを計算し直します。部屋が数個なら気になりませんが、何十個も置くと、動かすたびにエディタが引っかかります。
固めたいときは、CSGのルートを選んで3Dビュー上部の CSG メニューを開きます。Bake Mesh Instance で見た目の MeshInstance3D を、Bake Collision Shape で当たりの形の CollisionShape3D を作れます。焼いた CollisionShape3D は StaticBody3D の子へ移し、元のCSGは外します。残すと当たりが二重になります。
試作から本番へ移すとき、手元に残すのは扉の幅、天井の高さ、歩ける斜面の角度という数値です。箱そのものは捨てて構いません。
実践：歩ける部屋を1つ組む
見下ろし型のダンジョン、三人称のアクション、一人称の探索 —— どのジャンルでも、最初に確かめるのは「通れるか」「止まるか」の2つです。部屋を1つだけ作って、その両方を画面で確かめます。
① 置くもの
新しい3Dシーンを1つ作ります。角度はインスペクタの Rotation に度で入れ、すべてのノードの Scale は (1, 1, 1) のままにします。
- ルートに Node3D を置いて Main にし、Main Scene に指定する（F5 で再生したときに聞かれたら、このシーンを選ぶ）
- Main の子に CSGCombiner3D を置いて Room 。Use Collision をオンにする
- Room の子に CSGBox3D を8つ、この順番で置く
| 名前 | Size | Position | Operation |
|---|---|---|---|
| Floor | (8, 1, 8) | (0, -0.5, 0) | Union |
| WallN | (8.8, 3, 0.4) | (0, 1.5, -4.2) | Union |
| WallS | (8.8, 3, 0.4) | (0, 1.5, 4.2) | Union |
| WallE | (0.4, 3, 8.8) | (4.2, 1.5, 0) | Union |
| WallW | (0.4, 3, 8.8) | (-4.2, 1.5, 0) | Union |
| DoorCut | (1.6, 3.2, 0.8) | (0, 1.55, -4.2) | Subtraction |
| Porch | (3, 1, 4) | (0, -0.5, -5.6) | Union |
| Step | (1, 0.5, 1) | (2.5, 0.25, 2.5) | Union |
- Main の子に CSGBox3D を1つ置いて Ramp 。Size (2, 0.4, 3) 、Position (-2.5, 0.11, 1.5) 、Rotation の X に -12 。Use Collision をオンにする。低いほうの端が -Z 側（このカメラでは画面の上）になる
- Main の子に CharacterBody3D を置いて Player 、Position (0, 1, 0) 。その子に CollisionShape3D（CapsuleShape3D ・半径 0.4 ・高さ 2.0）と MeshInstance3D（CapsuleMesh ・半径 0.35 ・高さ 1.9）を置く
- Main の子に Camera3D を置き、Projection を Orthogonal（遠近の無い平行投影）、Size を 14（縦に映る範囲が14メートル）、Position (0, 18, -1.6) 、Rotation の X に -90
- Main の子に DirectionalLight3D を置き、Rotation を (-60, -30, 0) にして、Shadow の Enabled をオンにする
- Floor ・ 壁4枚 ・ Step ・ Ramp に、明るさの違う単色のマテリアルをそれぞれ割り当てる（インスペクタの Material に New StandardMaterial3D を作り、Albedo の Color を変える。StandardMaterial3D入門）。真上から見下ろすとどれも同じ向きの面になるので、色で分けないと見分けがつかない
壁の長さ8.8と中心の±4.2は、内側の8に壁の厚み0.4を両側へ足した値です。四隅を重ねて、隙間を作らないためです。DoorCut は壁の内外へ20cmずつはみ出し、底は床の上面より5cm下まで入っています。そのぶん床に浅い溝ができますが、あとに Porch を足しているので埋まります。順番を入れ替えると埋まりません。上端は壁の上まで抜いてあるので、真上から見ると切れ目になります。
Camera3D は真上から見下ろす向きです。壁が高さ3あるので、斜めから見ると扉の先が壁に隠れます。
② 組み立て
Player に付けるスクリプトは、歩けるかどうかを確かめるためだけのものです。
# player.gd（Player の CharacterBody3D）
extends CharacterBody3D
const SPEED := 4.0
func _physics_process(delta: float) -> void:
if not is_on_floor():
velocity += get_gravity() * delta # 空中なら落とす
var input := Input.get_vector("ui_left", "ui_right", "ui_up", "ui_down")
velocity.x = input.x * SPEED # 画面の左右
velocity.z = input.y * SPEED # 上キーで -Z ＝ 画面の上
move_and_slide()
get_gravity() は、いまかかっている重力をベクトルで返します。入力は最初から用意されている ui_left などをそのまま使うので、インプットマップは触りません。矢印キーで動きます。
ジャンプもカメラ追従も入れていません。カメラの向きに合わせて歩く形は CharacterBody3D入門 にあります。
③ 動かして確かめる
再生すると、真上から部屋を見下ろす画面になり、キャラは部屋の真ん中に立っています。ここで床に埋まったり上へ弾かれたりするなら、Floor と Player の Position と、カプセルの高さを①の値と見比べます。
矢印キーで壁へ向かうと、4枚ともカプセルの端が壁に触れたところで止まります。上キーで上の壁の切れ目へ進むと、敷居に引っかからずに抜けて、外の床に乗ります。切れ目の手前で止まるなら、DoorCut の Size と Position を表と見比べてください。
次に、中央から左へ2.5メートルほど寄ってから下キーを押します。左の斜面を登って、端で床へ降ります。いったん中央へ戻り、今度は右へ2.5メートル寄ってから下キーを押すと、右下の段の手前で止まります。ここが止まれば、高さ0.5の垂直な面は登 れない、という確認になります。
ポイントは2つです。
- 当たり判定はルートに1つ: Room の Use Collision が、8つの箱を足し引きした結果から当たりを作ります。Ramp は別のツリーなので自分で持ちます
- 寸法は通れるかで決まる: 扉の幅1.6は、直径0.8のカプセルに左右0.4ずつの余裕を足した値です。狭めたいときは、この余裕から削ります
この部屋の寸法が決まり、部屋が2つ目に増えたら、GridMap に写します。2メートルのマスなら、幅1.6の開口を開けた2メートル幅の壁タイルを1つ作って置きます。
うまくいかないときは
| 症状 | 原因 | 直し方 |
|---|---|---|
GridMap に敷いた床の上面が、y = 0 より上に来る | Cell Center Y が既定でオンで、メッシュがマスの高さの中央に置かれる（Cell Size が2なら中心が1.0） | Cell Center Y をオフにし、GridMap を床の厚みの半分（厚み1なら0.5）下げる |
| ツリーの並びを入れ替えたら、穴ではなく削る箱の形が出てきた | いちばん上の子は Operation にかかわらず土台になる | 削る箱は、床や壁より下に並べる |
| 項目を選んで3Dビューをクリックしても、マスに置けない | GridMap ドックが Selection のままになっている | ドックの Paint を有効にしてからクリックする |
| 焼いたあと元のCSGを非表示にしたのに、当たりが二重になる | 非表示にしても、CSGの Use Collision の当たりは残る | 元のCSGの Use Collision をオフにするか、ノードごと外す |
おまけ：先に知っておくと良いこと
- 斜めから眺めるなら壁を低く: 真上ではなく斜めから見たいときは、手前の壁だけ高さを1メートルほどに下げると中が見えます
- 明かりを詰めるのは寸法のあと: 太陽の向き、街灯や懐中電灯の置き方、影の側の明るさは 3Dライティング入門 で扱っています
まとめ
- 決めるのは寸法: キャラのカプセルを先に決め、扉の幅と天井の高さをそこから出す。箱の原点は中心
- 足し引きは順番で決まる: 同じ親の下では上から順に合成され、削ったあとの Union は戻す
- Use Collision はルートに1つ: 足し引きが終わった形から当たりが作られる。削る箱には付けない
- 段は登れない: 自動で段を上る機能は無い。登らせたいなら斜面かジャンプを足す
- GridMapへ写すのは寸法が固まってから: MeshLibrary の項目は、当たり判定を自分で付けてから書き出す
まずは床1枚と壁1枚だけ置いて、Use Collision をオンにして歩いてみてください。あなたのゲームの最初の部屋は、何メートル四方になりそうですか。
