【Unity】Unity 2D物理演算入門：Rigidbody2DとCollider2Dの基本

概要

Unityは、3Dゲームだけでなく、2Dゲーム開発のための専用のツールと物理エンジン（Box2D）も搭載しています。3Dの物理演算がRigidbodyやBoxColliderなどで行われるのに対し、2Dの物理演算は、末尾に2Dと付いた専用のコンポーネント群、Rigidbody2D と Collider2D を使って行われます。

3Dと2Dの物理コンポーネントは互いに干渉せず、完全に独立して動作します。そのため、2Dゲームを開発する際は、必ず2D系のコンポーネントを使用する必要があります。間違えて3D用のコンポーネントを追加してしまうのは、初心者がよく陥る間違いの一つです。

この記事では、2D物理演算の心臓部であるRigidbody2Dと、衝突判定の形状を定義するCollider2Dの基本的な使い方について解説します。

Rigidbody2D: 2D物理演算の主役

Rigidbody2Dは、ゲームオブジェクトを2D物理エンジンの管理下に置くためのコンポーネントです。これを追加することで、オブジェクトは重力の影響を受けたり、力に応じて動いたり、他のオブジェクトと衝突したりするようになります。

Rigidbodyとの主な違い

• 2D専用: Z軸方向の移動や回転は行いません。すべての物理計算はXY平面上で完結します。
• 回転: 3Dでは回転がQuaternion（四元数）で扱われるのに対し、2DではZ軸周りの回転のみなので、単純なfloat値（角度）で扱われます。

Body Type（ボディタイプ）

Rigidbody2Dには、オブジェクトの挙動を大きく変える3つのBody Typeがあります。

• Dynamic: デフォルトのタイプ。物理法則（力、重力、衝突）に完全に従って動きます。プレイヤーキャラクターや、投げられたボールなど、動的なオブジェクトに使用します。
• Kinematic: 物理的な力（重力や衝突による反発）の影響を受けませんが、スクリプトからvelocity（速度）やMovePosition()（位置）を設定することで動かすことができます。他のDynamicなオブジェクトを押したり、衝突イベントを発生させたりすることは可能です。動く床や、スクリプトで厳密に制御したい敵キャラクターなどに使用します。
• Static: 物理演算の影響を一切受けず、空間に完全に固定されます。Kinematicと似ていますが、スクリプトから動かすことも想定されていません。地面や壁など、全く動かない静的なオブジェクトに使用します。パフォーマンス的には最も軽量です。

Collider2D: 衝突の形状を定義する

Collider2Dは、オブジェクトの物理的な形状を定義するためのコンポーネントです。物理エンジンは、このCollider2Dの形状を使って衝突判定を行います。目に見えるSpriteの形ではなく、Collider2Dの形が物理的な実体となります。

主なCollider2Dの種類

• BoxCollider2D: 四角形の形状。最も一般的で、パフォーマンスも良いです。壁、床、キャラクターの基本的な当たり判定などに広く使われます。
• CircleCollider2D: 円形の形状。ボールや、角のないキャラクターなどに適しています。回転しても当たり判定の形が変わらないという利点があります。
• CapsuleCollider2D: カプセル（長円）形の形状。プレイヤーキャラクターの当たり判定として非常に人気があります。角がないため、坂道や小さな段差で引っかかりにくいというメリットがあります。
• PolygonCollider2D: Spriteの形状に合わせて、自動的に多角形の当たり判定を生成してくれます。複雑な地形や、精密な当たり判定が必要なオブジェクトに使用しますが、頂点数が多くなるとパフォーマンスに影響します。
• CompositeCollider2D: 複数のCollider2Dを一つに結合して、より複雑な形状を作成したり、パフォーマンスを最適化したりするために使用します。例えば、タイルマップで生成された多数のBoxCollider2Dを一つにまとめる、といった使い方をします。

Is Trigger（トリガー）

Collider2DのIs Triggerチェックボックスをオンにすると、そのコライダーは物理的な衝突（反発や押し出し）を起こさなくなります。代わりに、他のコライダーと重なったときにトリガーイベント（OnTriggerEnter2D, OnTriggerExit2D）を発生させるようになります。

これは、アイテムの取得エリアや、特定のゾーンに入ったことを検知するセンサーなど、物理的な反発は不要で、重なったという事実だけが欲しい場合に使用します。

衝突イベントの検知

Rigidbody2Dを持つオブジェクトがCollider2Dと衝突すると、スクリプトでそのイベントを受け取ることができます。

• OnCollisionEnter2D(Collision2D collision): 物理的な衝突が始まった瞬間に呼ばれます。
• OnTriggerEnter2D(Collider2D other): トリガーに他のコライダーが侵入した瞬間に呼ばれます。

using UnityEngine;

public class PlayerController2D : MonoBehaviour
{
    // 物理的な衝突を検知
    private void OnCollisionEnter2D(Collision2D collision)
    {
        // 衝突した相手のタグが"Enemy"だったら
        if (collision.gameObject.CompareTag("Enemy"))
        {
            Debug.Log("敵と衝突した！");
        }
    }

    // トリガーイベントを検知
    private void OnTriggerEnter2D(Collider2D other)
    {
        // 侵入してきた相手のタグが"Coin"だったら
        if (other.CompareTag("Coin"))
        {
            Debug.Log("コインを取得！");
            Destroy(other.gameObject); // コインを消す
        }
    }
}

まとめ

2D物理演算を正しく理解することは、面白い2Dゲームを作るための鍵です。

• 2Dゲームでは、必ずRigidbody2DとCollider2Dを使用する。
• Rigidbody2DのBody Type（Dynamic, Kinematic, Static）をオブジェクトの役割に応じて正しく設定する。
• Collider2Dでオブジェクトの物理的な形状を定義する。シンプルな形状ほどパフォーマンスが良い。
• 物理的な反発が不要な場合はIs Triggerをオンにする。

これらのコンポーネントを組み合わせ、OnCollisionEnter2DやOnTriggerEnter2Dといったイベントをスクリプトで処理することで、キャラクターのジャンプ、アイテムの取得、敵との戦闘といった、ゲームの基本的なインタラクションを実装していくことができます。