簡単なメタバースを作ってみた

簡単なメタバースを作ってみた

この記事は Unityゲーム開発者ギルド Advent Calendar 2022 12日目の記事です。

目次

はじめに

「メタバース」という新語が2022年になってインターネット上でよく使われるようになりました。新語ゆえに定義ははっきりしておらず、「NFTや仮想通貨のやりとりがあるか」「VR機器に対応しているか」「雇用があるか」などの要素によってメタバースなのか否かなのかが随所で議論されています。いずれにせよ「オンラインで自身を操作でき、かつ他のプレイヤーとのコミュニケーションが取れるCG空間」というとは共通のようです。VRChatやcluster、NeosVR、VirtualCastなどのVRSNSはもちろん、『あつまれどうぶつの森』『Minecraft』などのオンラインゲームもメタバースと言えます。

なので今回は「オンラインで自身を操作でき、かつ他のプレイヤーとのコミュニケーションが取れるCG空間」を、Unityを用いて作りたいと思います。

実際にUnityでメタバースを作ってみる

2022年12月12日現在、このメタバースは開発中なので、最小限となっております。

Unityプロジェクトを作成する

何がともあれ、Unityプロジェクトを作成しなければ何も始まりません。

今回は、Unity 2022.1.23f1で、標準のBuilt-in Render Pipeline搭載の3Dで作りました。

Photon Fusionでオンライン共有する

早速、メタバースのコアな部分となる「オンライン同期」ですが、2022年12月12日現在、『Photon』という非常に便利なサービスが存在します。よって今回はPhotonを使ってオンライン同期を行いたいと思います。

Photon公式サイト（日本語）

Unityで扱えるPhotonには、従来の『Photon Unity Networking 2（PUN2）』と、その後継の『Photon Fusion』があります。

Photon公式は「後継となる『Photon Fusion』を使ってね！」と告げているので、Photon Fusionを採用しました。なお、Photon Fusionはリリースしてから間もないので、従来のPUN2と比較すると遥かに情報量は少なく、導入や運用には苦労することもあります。（後日、Photon Fusionの使い方の記事も執筆したいと思います）

『Photon Fusion』は、Photon公式サイトよりSDKとして提供されており、unitypackageとしてダウンロードできます。

Photon Fusion SDK ダウンロードサイト（Photon公式、日本語）

ちなみに、Photon Fusionを利用するにはクラウドが必要となります。Photon公式のダッシュボードより、Photon Fusionのクラウドアプリケーションを作成する必要がございます。20CCU（同時接続上限人数が20）ならば、無料で利用できます。

Photon ダッシュボード（日本語）

注：Photonアカウントが必要です。

Photon Voiceでボイスチャットを可能にする

Photonはまた『Photon Voice』という、ボイスチャット機能を簡単に実装できる便利なモジュールを提供しています。

Photon Voiceはアセットストアからの無償提供となっております。

Photon Voice 2（Unity Assets Store）

そして、Photon Voiceを使用するには、Photonのクラウドアプリケーションが必要となります。よって、ダッシュボードからVoiceのクラウドアプリケーションを生成します。

Photon Voiceの詳しい使い方は後日、別記事にて解説する予定です。その間、Photon公式のドキュメントが役に立ちます。

Photon Chatを追加導入してテキストチャット機能を作成する

Photonはまたまた『Photon Chat』という、テキストチャット機能を簡単に実装できる、これまた便利なモジュールを提供しています。

Photon ChatもUnity Assets Storeからの無償提供となっております。

Photon Chat（Unity Assets Store）

Photon Chatを導入する際にも、PhotonのダッシュボードからChatのクラウドアプリケーションを生成し、IDを取得します。

Photon Chatの詳しい使い方も後日、別記事にて解説する予定です。その間、Photon公式のドキュメントが役に立ちます。

ただ、動作させるのに_chatClient.Service()を定期的に呼び出す必要があったのに苦労しました。なのでこの部分だけは、シェアしたいと思います。

public class ChatManager : MonoBehaviour, IChatClientListener
{
    // インターフェース定義メソッドは省略

    private ChatClient _chatClient;

    private void Awake()
    {
        _chatClient = new ChatClient(this)
        {
            ChatRegion = "ASIA"
        };
    }
    
    // これがなければ動作しない。
    private void Update()
    {
        _chatClient.Service();
    }
}

アバターにはVRMを用いる

VRMはVRアプリケーション向けに規格化された、Humanoid基準のボーンが搭載された3Dモデルのファイルです。

VRMファイルは、clusterやVirtual CastなどのVRSNSで採用されています。よって、当アプリケーションもVRMファイルを採用しました。

VRMコンソーシアム公式サイト

また、VRMファイルの作成にはVRoidStudioというツールが便利です。WindowsとMacOS（Appleシリコン対応）の両方で動作し、料金は無料です。

VRoidStudio公式サイト

VRMファイルの読み込みを可能にする

さて、VRMファイルの解説を行ったところで、VRMファイルをUnityに取り込む必要がございます。

そんな時に重宝するのが『UniVRM』です。UniVRMを導入することによって、Unity上でVRMファイルの操作を行えるようになります。

UniVRMは、以下のGitHubページよりunitypackageとして無償ダウンロードできます。

UniVRM（GitHub）

また、vrm1.0は普及しておりませんので、for vrm-0.xの最新版のunitypackageをダウンロードします。

unitypackageを導入した後以下のダイアログが出現しますので「Use recommended Linear」をクリックします。

これにて、VRMファイルの操作準備は完了です。

アバターを同期する

UniVRMの導入によって、VRMファイルのランタイムロードができるようになれば、VRMオブジェクトを同期したいと思います。

だが、ここで、結構厄介な問題が生じます。それは「Photonはランタイムロードされたオブジェクトを同期できない（2022年12月12日時点）」という技術的な制約です。

PhotonとUniVRMを用いてアバター同期できるメタバース開発で苦戦した。厄介な制約

また、仮にできたとしても、膨大な数のメッシュ情報があるVRMアバターを同期すると通信量も膨大になってしまいます。

ゆえに、VRMアバターを同期するには、以下の工夫が必要となります。

  • VRMファイルをアップロード、ランタイムロードできるサーバーを構築する
  • Unity側で、オンライン空間にアクセスした時に、全員分のVRMファイルをランタイムロードする
  • 位置、回転、アバター変更RPC、エモートRPCなどをPhotonで同期する
  • Photonで同期された情報をローカルサイドに読み込まれたVRMオブジェクトにセットする
  • 他のプレイヤーがアバターを変更したら、再度サーバーからVRMファイルをランタイムロードする

　したがって、VRMファイルをアップロード、ランタイムロードできるサーバーを構築する必要があります。かなり手間がかかりますが、仮に実用的なアプリケーションとしてリリースするのならば、ユーザー情報などのログイン機能も備えたサーバーは必須と言えるでしょう。

今回はRuby on Railsを使って、サーバーを構築しました。このプロセスは非常に長いので、後日記事にしたいと思います。

サーバーを構築したら、UnityWebRequestを用いてVRMファイルをダウンロードし、UniVRMの機能によってVRMオブジェクトを生成します。

アバター移動アニメーションを作る

さて、VRMオブジェクトに動きをつけたいと思います。

VRMファイルからランタイムロードされたVRMオブジェクトにはAnimatorコンポーネントが標準でアタッチされています。Humanoid対応アニメーションを搭載したAnimatorControllerをアタッチすることによって、VRMオブジェクトをアニメーションさせることができます。

ただし、VRMファイルにはAnimatorControllerは存在しませんので、VRMオブジェクト生成時にAnimatorコンポーネントを取得して、外部からAnimatorControllerを代入します。

アバターの移動アニメーションは、以下のUnity-Chan! Modelのアセットに含まれているアニメーションファイルを利用しました。

Unity-Chan! Model（Unity Assets Store）

そして、VRMオブジェクトはPhotonで同期されていないので、RPCによってローカルに反映させます。

エモート機能を搭載する

VRMファイルは、Skinned Mesh Renderer というBlend Shapeが設定できるメッシュがあり、そのBlend Shapeの値を変更することによって、メッシュの形状を変更することができます。

便利なことに、VRMオブジェクトには『VRM Blend Shape Proxy』というコンポーネントが標準でアタッチされており、このコンポーネントを用いることによって、簡単に複数のBlendShapeプロパティを変更することができます。

public void Emote(BlendShapePreset preset)
{
    // blendShapeProxyはVRMBlendShapeProxy型のインスタンス変数
    blendShapeProxy.ImmediatelySetValue(BlendShapeKey.CreateFromPreset(preset), 1.0f);
}

アニメーションと同様、VRMオブジェクトはPhotonで同期されていませんので、RPCでローカルに反映させます。

さいごに

　2022年12月12日現在、このメタバースは開発中なので、今後とも機能を追加したいと思います。アドカレの記事なので、拙速主義となってしまいましたが、最後まで読んでいただいた読者様には感謝いたします。テキストばかりで読みにくかったかもしれませんが、メタバース開発のヒントになれば幸いです。

それでは、よき創作ライフを！

・・・イーサリアムブロックチェーンを参照して、NFTと関連づけることは多分行わないと思います。

Comments are closed.