3Dのゲームで、ボールをぶつけて木箱の山を崩したり、宝箱の前に立ったら「開ける」を出したりするには、RigidBody3D と Area3D を使います。どちらも、見た目とは別に当たりの形を持たせて作ります。
形を付けずに置くと、箱は床をすり抜けて落ち、ボールは箱を素通りします。物理が見ているのは見た目のメッシュではなく、そこに重ねた当たりの形だからです。
この記事では、当たりの形の選び方と、RigidBody3D で木箱の山を崩し、Area3D で宝箱の前を感知する方法を解説します。
この記事でわかること
- 物理が見ているのは、見た目のメッシュではなく当たりの形であること
- 当たりの形を動くかどうかで選び、大きさは Scale ではなく形のサイズで変える方法
- RigidBody3D を力で動かす方法と、重さの効き方
- Area3D で「前に立った」を取り、プレイヤーだけに反応させる方法
動作確認環境: Godot 4.7
見た目のメッシュと当たりの形
3Dの物は、見た目と当たりを別々に持ちます。木箱なら、MeshInstance3D が見た目の絵で、CollisionShape3D が当たりの形です。2つは、動き方を決める物理ボディの直接の子に並べます。
物理が見ているのは、当たりの形だけです。積める・落ちる・反応するは、すべて形のほうで決まります。見た目だけ置いた箱は床をすり抜け、形が見た目より小さいと箱が床に沈んで見えます。
当たりの形は、実行中に表示できます。エディタ上部の Debug メニューで Visible Collision Shapes をオンにします。3Dの当たりで困ったら、まずこれで形がどこにあるかを確かめます。
物理ボディの選び方は2Dと同じで、動きを決めるのが誰かで分けます。当たらずに知らせるだけの Area3D も並べておきます。
- StaticBody3D: 誰も動かさない。床、壁、宝箱
- RigidBody3D: 物理エンジンが動かす。木箱、ボール、落石
- CharacterBody3D: 自分のコードが動かす。プレイヤー、敵
- Area3D: 当たらずに、重なりを知らせる。宝箱の前、落とし穴、回復の泉
それぞれの考え方は 2Dの物理ボディ入門 で扱っています。3Dで新しく決めるのは、当たりの形です。
他のエンジンでいうと: RigidBody3D は Unity の Rigidbody や、UE で Simulate Physics を有効にしたコンポーネントにあたります。Area3D は Unity の Is Trigger を有効にした Collider や、UE で Overlap を検出するコリジョンに近い仕組みです。
当たりの形の選び方
当たりの形は、見た目をそのまま写すのではなく、単純な形で近づけます。選び方は、その物が動くかどうかで分かれます。
- 動く物: 箱・球・カプセル・円柱の形（BoxShape3D など）で近づける。単純な形で表せない小物は、Convex（へこみを埋めて包んだ形）にする
- 動かない物: 床や壁も単純な形で足りる。くぼみのある地形や建物だけ、メッシュの三角形をそのまま使う Trimesh にする
Trimesh（ConcavePolygonShape3D）は、動かないステージ用の形です。物理で動く木箱や岩に付けると、正しく当たりません。メッシュから当たりを作ることもできます。MeshInstance3D を選ぶと上部に出る Mesh メニューで、形の種類（Trimesh か Convex）と置き場所を選びます。木箱のように物理ボディの子にあるメッシュなら、置き場所は兄弟（Sibling）にします。
形を替えると、同じ物の動きが変わります。ボールに箱の形を付けると、滑ったり角で倒れたりして、球のようには転がりません。木箱に球の形を付けると、見た目は平らでも積み重ねが不安定になります。動きがおかしいときは、スクリプトより先に形を疑います。
当たりの大きさの変え方
箱を大きくしたいとき、ノードの Scale を2倍にしたくなります。物理ボディと CollisionShape3D では、これを避けます。
物理ボディや CollisionShape3D の Scale を変えると、思った大きさや動きにならないことがあります。縦だけ伸ばすような、軸ごとに倍率が違う Scale は特に避けます。大きさは形のほうで変えます。単位はメートルです。箱は BoxShape3D の Size、球は SphereShape3D の Radius です。カプセルと円柱は Radius と Height で変えます。見た目のメッシュも同じ大きさにそろえます。複製した箱は同じ Shape（使い回せるデータ＝リソース）を共有しているので、1つだけ変えるときは、Shape 欄の右の ▼ から Make Unique を選んでから変えます。
Unity では Collider が Transform の Scale に付いてくるので、ここは手癖が裏目に出ます。物理ボディとその当たりの Scale は、(1, 1, 1) のままにしておきます。
RigidBody3D と力（インパルス）
RigidBody3D は、動きを物理エンジンに任せる物理ボディです。重力で落ち、ぶつかれば押し返されます。コードからは、位置ではなく力を渡します。
ball.apply_central_impulse(Vector3(0, 3, -12)) # 一瞬だけ押し出す
インパルスは、一瞬だけ加える勢いです。速さの変化は「インパルス ÷ Mass（重さ）」で決まります。Mass の既定は 1 なので、上の1行でボールは (0, 3, -12) の速さで飛び出します。同じインパルスを Mass が 4 の物に与えると、速さは4分の1 です。
インパルスは1回だけ呼びます。毎フレーム呼ぶと、そのたびに加速します。押し続けたいときは、押しているあいだ物理の更新ごとに、力を加える apply_central_force() を呼びます。
RigidBody3D の position を毎フレーム書き換えるのも避けます。物理が決めた位置とスクリプトの位置が取り合いになり、震えたり、壁にめり込んだりします。投げるまで止めておきたいときは、Freeze をオンにしておきます。凍っているあいだは力が効かないので、投げる瞬間にオフにしてから、インパルスを渡します。
落ち着いた RigidBody3D は、しばらくすると自分で眠り（Sleeping）、計算を休みます。動いている物がぶつかるなどすると起きて動き出すので、ふだんは気にしなくて大丈夫です。
Area3D（重なりを知らせる範囲）
Area3D は、当たりの形を持っていても物を止めません。形に何かが入ったときと出たときに、シグナルで知らせるだけです。宝箱の前、落とし穴、回復の泉のように「そこに入ったか」を知りたい場所に置きます。
入ったときは body_entered、出たときは body_exited が、入った物を引数にして届きます。
ここで引っかかるのが、反応する相手です。Area3D は、Collision Mask（見に行く相手のレイヤー）に合う物理ボディなら何にでも反応します。プレイヤーにも、転がってきたボールにも、重なっている床にもです。既定はどれもレイヤー1なので、そのままでは全部が相手です。
プレイヤーだけに反応させるには、body_entered につないだ関数の中で、届いた物がプレイヤーかを確かめます。見分けに使うのはグループです。グループは、ノードに付けておく分類の名前で、Player を player グループに入れておき、届いた物がそのグループに入っているかを見ます。
func _on_front_area_body_entered(body: Node3D) -> void:
if body.is_in_group("player"): # プレイヤーのときだけ
open_label.visible = true
レイヤーで分ける方法もあります。プレイヤーの Collision Layer を2へ移し、Area3D の Collision Mask を2だけにします。Mask だけ変えてプレイヤーを1に残すと、誰にも反応しなくなります。プレイヤーに当たる敵や弾があれば、その Collision Mask にも2を入れます。レイヤーの考え方は Collision Layer と Mask 入門 にあります。
実践：ボールで木箱を崩し、宝箱の前で「開ける」を出す
アクションゲームの樽、パズルの積み木、探索ゲームの宝箱 —— 崩れる物と、前に立つと反応する場所は、3Dのゲームの定番です。ボールで木箱の山を崩し、宝箱の前に立つと「開ける」と出るところまで作ります。
① 置くもの
新しい3Dシーンを作り、ルートを Node3D にして Main と名付けます。空と太陽は、3Dビューの上のツールバーで、太陽と環境のプレビューボタンの右にある「︙」から、「Add Sun to Scene」と「Add Environment to Scene」を1つずつ押して置きます。
残りは次の表のとおりです。物理ボディの子に CollisionShape3D と MeshInstance3D を並べ、表の形を Shape に入れます。見た目は MeshInstance3D の Mesh に、同じ大きさの BoxMesh・SphereMesh・CapsuleMesh を入れます。
| ノード | 型 | 位置 | 形と設定 |
|---|---|---|---|
| Ground | StaticBody3D | (0, -0.5, 0) | BoxShape3D (20, 1, 20) |
| Crate1〜Crate3 | RigidBody3D | (0, 0.5, -4)・(0, 1.51, -4)・(0, 2.52, -4) | BoxShape3D (1, 1, 1)。Mass は既定の 1 |
| Ball | RigidBody3D | (0, 1.5, 2) | SphereShape3D（Radius 0.25）。Freeze をオン |
| Chest | StaticBody3D | (4, 0.5, -2) | BoxShape3D (1, 1, 1) |
Chest/FrontArea | Area3D | (0, 0.5, 1.3) | 子に BoxShape3D (2, 2, 1.5) の CollisionShape3D。宝箱の手前を覆う |
Chest/OpenLabel | Label3D | (0, 1.2, 0) | 3D空間に文字を出すノード。Text を「開ける」。Billboard を Enabled（いつもカメラのほうを向く）。Visible をオフ |
| Player | CharacterBody3D | (2, 1, 1) | CapsuleShape3D（高さ2・半径0.4）。Player 本体を選び、Groups ドック（インスペクタの隣のタブ）で player グループに入れる |
| Camera3D | Camera3D | (1, 7, 8) | Rotation を (-35, 0, 0)。FOV は既定の 75 |
箱どうしが食い込まないように、1センチずつすき間を空けて積みます。再生すると少し落ちて、積み重なった状態で落ち着きます。
プロジェクト設定の「インプットマップ」に、move_forward（W）・move_back（S）・move_left（A）・move_right（D）と、throw（Space）・reset（R）を登録します。
② 組み立て
Player に、歩くだけのスクリプトを付けます。
# player.gd（Player に付ける）
extends CharacterBody3D
const SPEED := 4.0
func _physics_process(delta: float) -> void:
if not is_on_floor():
velocity += get_gravity() * delta
var input := Input.get_vector("move_left", "move_right", "move_forward", "move_back")
velocity.x = input.x * SPEED
velocity.z = input.y * SPEED
move_and_slide()
重力の足し方と入力の読 み方は、CharacterBody3D入門 と同じです。
Main に、ボールを投げて宝箱の前を見るスクリプトを付けます。
# main.gd（Main に付ける）
extends Node3D
const THROW := Vector3(0, 3, -12) # 投げる勢い。Mass 1 のボールなら、この速さで飛び出す
@onready var ball: RigidBody3D = $Ball
@onready var front_area: Area3D = $Chest/FrontArea
@onready var open_label: Label3D = $Chest/OpenLabel
func _ready() -> void:
front_area.body_entered.connect(_on_front_area_body_entered)
front_area.body_exited.connect(_on_front_area_body_exited)
func _unhandled_input(event: InputEvent) -> void:
if event.is_action_pressed("throw") and ball.freeze:
ball.freeze = false # ここから物理に任せる
ball.apply_central_impulse(THROW) # 1回だけ押し出す
elif event.is_action_pressed("reset"):
get_tree().reload_current_scene() # 箱を積み直す
func _on_front_area_body_entered(body: Node3D) -> void:
if body.is_in_group("player"): # 床やボールでは反応しない
open_label.visible = true
func _on_front_area_body_exited(body: Node3D) -> void:
if body.is_in_group("player"):
open_label.visible = false
③ 動かして確かめる
Debug の Visible Collision Shapes をオンにして、F6（いま開いているシーンを実行）で動かします。見るのは3つです。
まず、箱は少しだけ落ちて、積まれたまま立っています。床を抜けて落ちるなら、まずその箱と床に当たりの形があるかを見ます。再生した瞬間に崩れるなら、箱どうしが食い込んで置かれていないかを見ます。
次に Space を押すと、ボールが少し山なりに飛び、0.4秒あまりで真ん中の箱の上のほうに当たります。真ん中と上の箱が押し出されて、山が崩れます。崩れ方は、毎回同じになるとは限りません。ボールが箱を素通りするなら、まずボールの形が物理ボディの子になっているかを見ます。R を押すと、積み直した状態から何度でも試せます。
仕上げに、D で右へ、W で奥へ歩いて、プレイヤーを宝箱の手前に立たせます。範囲に入ると宝箱の上に「開ける」が出て、離れると消えます。ボールが転がってきても出ません。
ポイントは2つです。
- 当たるのは形のほう: 落ちる・積める・崩れるは、CollisionShape3D の形とその大きさで決まります
- Area3D は相手を選ばない: 床もボールもプレイヤーも、Mask が合えば全部に反応します。反応させる相手は、グループかレイヤーで絞ります
プレイヤーをカメラの向きへ歩かせるなら、CharacterBody3D入門 が続きになります。
うまくいかないときは
| 症状 | 原因 | 直し方 |
|---|---|---|
| 速いボールが、薄い壁や箱を素通りする | 1回の物理の更新のあいだに、壁を通り越してしまう | ボールの Continuous CD（移動の途中も調べる設定）をオンにする。壁も薄くしすぎない |
| 宝箱を RigidBody3D にしたら、ボールで宝箱ごと動き、判定の範囲も一緒に動く | 宝箱が物理で動く側になっている | 宝箱は StaticBody3D にして、Area3D をその子に置く |
木箱（RigidBody3D）自身の body_entered をつないでも、ボールが当たったときに鳴らない | 物理ボディの接触は、既定では知らせない設定。数える接触の上限も0 | その木箱の Contact Monitor をオンにし、Max Contacts Reported を多めにする。面どうしの接触は相手1つで4点使うことがあり、積んだ箱は上下の箱だけで8点になるので、16ほど |
| 起動した直後に、宝箱の前でもないのに「開ける」が出る | 範囲がプレイヤーの初期位置に重なっている | Area3D の範囲か、プレイヤーの初期位置をずらす |
おまけ：先に知っておくと良いこと
- 物理エンジンは2種類ある: Jolt と Godot Physics です。4.6 以降に作ったプロジェクトは Jolt が既定です。それより前に Godot Physics で作ったプロジェクトは自動では切り替わらず、プロジェクト設定の Physics > 3D で選び、エディタを再起動します。積んだ箱の落ち着き方や円柱の転がり方が違うので、崩れ方が記事と違うときは確かめます
- 滑りやすさと弾み: PhysicsMaterial で変えます。Physics Material Override に新しく作り、Friction（摩擦）と Bounce（弾み）を調整します
- 動く床は AnimatableBody3D: コードやアニメーションで動かす床に使います。考え方は 2Dの物理ボディ入門 と同じです
まとめ
- 当たるのは形のほう: 見た目のメッシュとは別に、物理ボディの子に CollisionShape3D を置く。Visible Collision Shapes で確かめる
- 形は動くかどうかで選ぶ: 動く物は箱・球・カプセル・円柱か Convex。Trimesh は動かないステージだけ
- 大きさは形のサイズで: Scale は
(1, 1, 1)のまま、Size や Radius を変える - RigidBody3D には力を渡す:
apply_central_impulse()を1回。速さの変化はインパルス ÷ Mass - Area3D は相手を選ばない:
body_enteredで届いた相手を、グループかレイヤーで絞る
まずは今のシーンで Visible Collision Shapes をオンにしてみてください。見た目と当たりの形がずれている物が、直すところです。あなたのゲームで、前に立つと反応させたい物は何でしょうか。
