【Unity】Unity 3Dキャラクターアニメーション：Animatorとステートマシンを制する

概要

3Dキャラクターを動かすためには、モデルにリグ（骨格）を入れ、アニメーションクリップを作成するだけでは不十分です。プレイヤーの入力やゲームの状況に応じて、「待機」から「歩き」へ、「歩き」から「走り」へ、そしてどんな状態からでも「ジャンプ」へ、といったように、適切なアニメーションを適切なタイミングで切り替える仕組みが必要です。この複雑な状態遷移を管理するのが、Animatorコントローラー (Animator Controller) です。

Animatorコントローラーは、アニメーションクリップを「ステート（状態）」として視覚的に配置し、それらの間を「トランジション（遷移）」で結んだ**ステートマシン（状態遷移図）**を構築するための強力なツールです。2Dアニメーションでも同様の仕組みを使いますが、3D、特にHumanoidリグを持つキャラクターでは、より高度で柔軟な機能が利用できます。

この記事では、3Dキャラクターの基本的なアクション（待機、歩行、走行）をAnimatorコントローラーで管理する基本的なワークフローを解説します。

HumanoidリグとAvatarの重要性

3Dキャラクターのアニメーションについて語る上で、HumanoidリグとAvatarシステムの理解は欠かせません。モデルのインポート設定でRigタブのAnimation TypeをHumanoidに設定すると、Unityはモデルの骨格構造を標準的な人型ボーンマップにマッピングしたAvatarアセットを生成します。

このAvatarのおかげで、**全く異なるモデル間でアニメーションを再利用（リターゲティング）**することが可能になります。例えば、あるキャラクターのために作られた「歩き」アニメーションを、背丈も体型も違う別のキャラクターにそのまま適用できるのです。これは、アセットストアで購入したアニメーションを使ったり、チーム内でアニメーションを共有したりする上で非常に強力な機能です。

Animatorコントローラーの構築

Step 1: パラメータの定義

まず、スクリプトからアニメーションの状態を制御するための「変数」となるパラメータを定義します。キャラクターの移動を例に取ると、最低でも移動速度を制御するパラメータが必要です。

Animatorウィンドウを開き、Parametersタブを選択します。
+ボタンをクリックし、Float型のパラメータを2つ作成します。
- ForwardSpeed: 前後の移動速度を表す。
- RightSpeed: 左右の移動速度を表す。

Step 2: Blend Treeで滑らかな移動を実現する

待機（Idle）、歩き（Walk）、走り（Run）のように、キャラクターの速度に応じてアニメーションを滑らかに変化させたい場合、ステートを個別に作ってトランジションで繋ぐのは非常に面倒です。このような連続的な変化を扱うのに最適なのがBlend Tree (ブレンドツリー) です。

Animatorウィンドウの空いている場所で右クリックし、Create State > From New Blend Treeを選択します。
作成されたBlend Treeステートをダブルクリックして、編集モードに入ります。
Blend Treeを選択し、InspectorでBlend Typeを2D Freeform Cartesianに変更します。これにより、2つのパラメータ（今回はX軸にRightSpeed、Y軸にForwardSpeed）を使ってアニメーションをブレンドできるようになります。
Add Motion Fieldをクリックし、キャラクターの動きに対応するアニメーションクリップを登録していきます。
- Pos X: 0, Pos Y: 0: 待機 (Idle) アニメーション
- Pos X: 0, Pos Y: 0.5: 前進歩行 (Walk Forward) アニメーション
- Pos X: 0, Pos Y: 1: 前進走行 (Run Forward) アニメーション
- Pos X: 1, Pos Y: 0: 右移動 (Strafe Right) アニメーション
- Pos X: -1, Pos Y: 0: 左移動 (Strafe Left) アニメーション

これで、ForwardSpeedとRightSpeedのパラメータ値に応じて、これらのアニメーションが自動的に滑らかにブレンドされるようになります。例えば、ForwardSpeedが0.75なら、歩行と走行のアニメーションが半分ずつ混ざった「早歩き」のような動きが生成されます。

Step 3: レイヤーとアバターマスク

より複雑な制御のために、Animatorコントローラーはレイヤー (Layers) という機能を持っています。例えば、上半身（武器を振るなど）と下半身（歩く、走るなど）で別々のアニメーションを再生したい場合にレイヤーを使います。

Layersタブで+ボタンを押して新しいレイヤーを追加します。
Weightを1に設定し、歯車アイコンからBlendingをOverride（上書き）またはAdditive（加算）に設定します。
Avatar Maskを作成し、このレイヤーが影響する体の部位（例: 上半身のみ）を指定します。

これにより、「走りながらリロードする」といった複合的なアクションを実装できます。

スクリプトからの制御

最後に、スクリプトからキャラクターの移動量などを計算し、Animatorのパラメータに渡します。

using UnityEngine;

[RequireComponent(typeof(Animator))]
public class CharacterAnimatorController : MonoBehaviour
{
    private Animator animator;

    // Animatorのパラメータ名をID化しておくと高速かつ安全
    private readonly int forwardSpeedHash = Animator.StringToHash("ForwardSpeed");
    private readonly int rightSpeedHash = Animator.StringToHash("RightSpeed");

    void Start()
    {
        animator = GetComponent<Animator>();
    }

    void Update()
    {
        // 入力やAIから移動ベクトルを取得（-1.0f ~ 1.0fの範囲）
        float horizontalInput = Input.GetAxis("Horizontal"); // A, Dキー
        float verticalInput = Input.GetAxis("Vertical");     // W, Sキー

        // Animatorのパラメータを更新
        // SetFloatの第3引数 (dampTime) を使うと、値が滑らかに変化し、動きの遷移が自然になる
        animator.SetFloat(forwardSpeedHash, verticalInput, 0.1f, Time.deltaTime);
        animator.SetFloat(rightSpeedHash, horizontalInput, 0.1f, Time.deltaTime);
    }
}

まとめ

Animatorコントローラーは、3Dキャラクターアニメーションの心臓部です。

HumanoidリグとAvatarにより、アニメーションの再利用が可能になる。
Animator Controllerは、アニメーションのステートマシンを構築するツール。
速度など連続的に変化する状態にはBlend Treeを使うと、滑らかなアニメーション遷移が簡単に実装できる。
上半身と下半身で別のアニメーションを再生するには、LayersとAvatar Maskを活用する。
スクリプトからSetFloatなどのメソッドでパラメータを更新し、アニメーションを制御する。

これらの機能を組み合わせることで、プレイヤーの操作に生き生きと反応する、説得力のあるキャラクターの動きを実現することができます。

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