PhotonGameSample プロジェクト概要

Unity + Photon Fusion (Shared Mode) による2プレイヤー用マルチプレイヤーゲームのサンプルプロジェクトです。

📚 目次

• プロジェクト概要
• ゲームの流れ
• アーキテクチャ設計
• 主要コンポーネント
• イベントシステム
• ネットワーク機能
• ゲーム再開システム
• ServiceRegistry（依存解決システム）
• 開発・拡張ガイド

プロジェクト概要

このプロジェクトは、UnityとPhoton Fusionを使用したマルチプレイヤーゲームの実装例です。2人のプレイヤーがアイテムを収集し、スコアを競うゲームとなっています。

主な特徴

• Photon Fusion Shared Mode: リアルタイムマルチプレイヤー通信
• 安定したプレイヤーID管理: プレイヤー1/2の固定ID割り当て
• ハードリセット機能: 完全なゲーム状態リセット
• イベント駆動アーキテクチャ: 疎結合な設計
• ServiceRegistry: 依存関係の効率的な管理

技術スタック

• Unity 2022.3 LTS以上
• Photon Fusion
• C# (.NET Standard 2.1)

ゲームの流れ

1. ゲーム開始フロー

1. アプリケーション起動

   • GameLauncherがPhoton Fusionの初期化を実行
   • NetworkRunnerを生成し、Shared Modeでセッション開始

2. プレイヤー参加

   • プレイヤーがセッションに参加
   • NetworkGameManagerが安定したプレイヤーID（1または2）を割り当て
   • プレイヤーアバターをネットワーク上にスポーン

3. ゲーム準備

   • 2人のプレイヤーが揃うとカウントダウン開始
   • GameSyncManagerがカウントダウンを全クライアントに同期

4. ゲームプレイ

   • プレイヤーがアイテムを収集してスコアを獲得
   • リアルタイムでスコアが同期・表示

5. ゲーム終了

   • 全アイテム収集でゲーム終了
   • 勝者判定とメッセージ表示
   • 再開待ち状態に移行

2. ゲーム再開フロー

1. 再開クリック

   • 両プレイヤーが再開ボタンをクリック
   • GameSyncManagerがハードリセットRPCを送信

2. ハードリセット実行

   • 全NetworkObjectをDespawn
   • NetworkRunner.Shutdown()実行
   • ServiceRegistryとGameEventsをクリア
   • ブートストラップシーンを再ロード

3. ゲーム再初期化

   • 新しいGameLauncherがRunner.StartGame()実行
   • アイテムシーンの再ロードと再カウント
   • プレイヤーの再スポーンとゲーム開始

アーキテクチャ設計

設計原則

1. 責任分離: 各クラスが明確な責任を持つ
2. 疎結合: イベントシステムによる間接的な連携
3. ネットワーク対応: Fusion RPCによる状態同期
4. 拡張性: 新機能追加が容易な構造

コンポーネント構成

GameController (ゲーム状態管理)
├── NetworkGameManager (ネットワーク管理)
├── PlayerManager (プレイヤー管理)
├── ItemManager (アイテム管理)
├── GameUIManager (UI管理)
├── GameRuleProcessor (ルール処理)
└── GameSyncManager (同期管理)

主要コンポーネント

GameController

ゲーム全体の状態管理を担当する中核コンポーネント。

主な責務:

• ゲーム状態の管理（WaitingForPlayers, Countdown, InGame, GameOver）
• プレイヤー数の監視とゲーム開始判定
• ゲーム終了処理とリスタート制御

重要なメソッド:

• CheckPlayerCountAndUpdateGameState(): プレイヤー数に基づく状態更新
• StartGameCountdown(): ゲーム開始カウントダウン
• EndGame(): ゲーム終了処理
• RestartGame(): ゲーム再開処理

NetworkGameManager

ネットワーク関連の処理を一元管理。

主な責務:

• プレイヤーの接続・切断処理
• プレイヤーアバターのスポーン管理
• 安定したプレイヤーID（1/2）の割り当て
• シーン管理（メインシーン + アイテムシーン）

重要な機能:

• assignedPlayerIds: PlayerRefから安定IDへのマッピング
• SpawnPlayerAfterDelay(): 重複防止付きプレイヤースポーン
• HardResetRoutine(): 完全なゲーム状態リセット

PlayerManager

プレイヤーアバターの登録・管理を担当。

主な責務:

• プレイヤーアバターの辞書管理
• スコア変更の監視と通知
• 勝者判定ロジック
• プレイヤー位置のリセット

ItemManager

ゲーム内アイテムの管理システム。

主な責務:

• 静的アイテムのカウントと管理
• アイテム収集の処理
• ゲーム再開時のアイテムリセット
• 全アイテム収集の検出

GameSyncManager

クライアント間のゲーム状態同期を担当。

主な責務:

• カウントダウンの同期
• ゲーム状態変更の同期
• プレイヤー入力状態の同期
• ハードリセットの実行

主要RPC:

• RPC_NotifyCountdownUpdate(): カウントダウン同期
• RPC_NotifyGameStateChanged(): ゲーム状態同期
• RPC_NotifyHardReset(): ハードリセット実行

PlayerAvatar

個々のプレイヤーキャラクターの制御。

主な責務:

• プレイヤーの移動とアニメーション
• アイテム収集処理
• スコア管理とネットワーク同期
• 入力制御

ネットワーク同期プロパティ:

• NickName: プレイヤー名
• playerId: 安定したプレイヤーID
• Score: スコア（OnChangedRender付き）

イベントシステム

GameEvents

ゲーム全体で使用される静的イベントクラス。

主要イベント:

• OnGameStateChanged: ゲーム状態変更
• OnPlayerScoreChanged: プレイヤースコア変更
• OnWinnerDetermined: 勝者決定
• OnPlayerCountChanged: プレイヤー数変更
• OnGameRestartRequested: ゲーム再開要求
• OnItemsReset: アイテムリセット

使用例:

// イベント購読
GameEvents.OnPlayerScoreChanged += OnPlayerScoreChanged;

// イベント発火
GameEvents.TriggerPlayerScoreChanged(playerId, newScore);

// イベント解除
GameEvents.OnPlayerScoreChanged -= OnPlayerScoreChanged;

イベント駆動の利点

1. 疎結合: コンポーネント間の直接参照を削減
2. 拡張性: 新しいリスナーの追加が容易
3. デバッグ性: イベントフローの追跡が可能
4. 再利用性: 汎用的なイベントシステム

ネットワーク機能

Photon Fusion統合

Shared Mode使用:

• 全クライアントが同等の権限を持つ
• StateAuthorityによる状態管理
• 自動的なホストマイグレーション

主要なRPCパターン:

[Rpc(RpcSources.All, RpcTargets.StateAuthority)]
private void RPC_RequestAction(int parameter);

[Rpc(RpcSources.StateAuthority, RpcTargets.All)]
private void RPC_NotifyAction(int parameter);

ネットワーク同期戦略

1. スコア同期: [Networked, OnChangedRender]による自動同期
2. ゲーム状態: RPCによる明示的な同期
3. アイテム状態: StateAuthorityクライアントが管理
4. プレイヤー入力: 各クライアントが自身の入力を管理

ゲーム再開システム

ハードリセット機能

従来のオブジェクトリセットではなく、完全なランタイム再初期化を実行。

実行フロー:

1. 両プレイヤーの再開クリック検出
2. GameSyncManager.NotifyHardReset()実行
3. 各クライアントでHardResetRoutine()実行
4. NetworkRunner.Shutdown()とシーン再ロード
5. 新しいセッションの開始

利点:

• 完全な状態クリア
• メモリリークの防止
• 予期しない状態残りの回避

リセット処理の詳細

private IEnumerator HardResetRoutine()
{
    // 猶予時間
    yield return new WaitForEndOfFrame();
    yield return new WaitForSeconds(0.1f);
    
    // NetworkObjectの削除
    DespawnAllNetworkObjects();
    
    // NetworkRunner停止
    if (networkRunner != null)
    {
        await networkRunner.Shutdown();
    }
    
    // 状態クリア
    ServiceRegistry.Clear();
    GameEvents.ClearAllHandlers();
    
    // シーン再ロード
    SceneManager.LoadScene(bootstrapSceneName, LoadSceneMode.Single);
}

ServiceRegistry（依存解決システム）

概要

ゲーム内コンポーネント間の依存関係を効率的に管理するサービスロケーターパターンの実装。

主な機能

登録・取得API:

ServiceRegistry.Register<T>(instance);
bool ServiceRegistry.TryGet<T>(out T value);
T ServiceRegistry.GetOrNull<T>();
ServiceRegistry.Clear();

遅延解決:

ServiceRegistry.OnAnyRegistered += (type, instance) => {
    if (type == typeof(PlayerManager)) {
        // 遅延初期化処理
    }
};

使用パターン

1. 早期登録 (Awake/Start):

void Awake() {
    ServiceRegistry.Register<PlayerManager>(this);
}

2. 安全な取得:

var playerManager = ServiceRegistry.GetOrNull<PlayerManager>();
if (playerManager != null) {
    // 使用処理
}

3. 遅延初期化:

void Start() {
    var itemManager = ServiceRegistry.GetOrNull<ItemManager>();
    if (itemManager == null) {
        ServiceRegistry.OnAnyRegistered += HandleLateRegistration;
    }
}

設計原則

• 軽量: 最小限のオーバーヘッド
• 型安全: ジェネリクスによる型チェック
• ライフサイクル管理: ハードリセット時の完全クリア
• デバッグ対応: 登録状況の追跡可能

開発・拡張ガイド

新機能追加の手順

1. 新しいアイテムタイプの追加

// Item.csを継承
public class SpecialItem : Item
{
    public override void OnCollected(PlayerAvatar player)
    {
        // 特殊効果の実装
        base.OnCollected(player);
    }
}

2. 新しいゲーム状態の追加

// GameState.csに列挙値追加
public enum GameState
{
    WaitingForPlayers,
    Countdown,
    InGame,
    GameOver,
    WaitingForRestart,
    NewGameMode // 新しい状態
}

3. 新しいイベントの追加

// GameEvents.csにイベント追加
public static event Action<CustomData> OnCustomEvent;

public static void TriggerCustomEvent(CustomData data)
{
    OnCustomEvent?.Invoke(data);
}

デバッグとトラブルシューティング

よくある問題と対処法:

症状	原因	対処法
プレイヤーが消失	ハードリセットの不完全実行	全クライアントでのリセット確認
アイテムが0/0表示	アイテムシーン未ロード時のカウント	シーンロード完了後の再カウント
重複プレイヤー出現	安定ID競合	ハードリセットまたは再接続
スコア同期エラー	StateAuthority不整合	RPCフローの確認

デバッグログの活用:

Debug.Log($"GameController: Player count changed to {playerCount}");
Debug.Log($"NetworkGameManager: Spawning player at position {spawnPosition}");

パフォーマンス最適化

1. イベントリスナーの適切な解除
2. 不要なFind系メソッドの削減
3. ServiceRegistryの効率的な活用
4. ネットワーク同期頻度の調整

拡張可能な設計

このプロジェクトは以下の拡張を想定した設計となっています：

• プレイヤー数の増加: 2人以上への対応
• 新しいゲームモード: チーム戦、タイムアタックなど
• アイテムシステムの拡張: 特殊効果、レアリティなど
• UI/UXの改善: より豊富な視覚効果とフィードバック

このサンプルプロジェクトを基に、より複雑で魅力的なマルチプレイヤーゲームを開発することができます。

＿＿＿＿

段階的な改造・拡張ポイント

このゲームを段階的に改造・拡張する際の推奨ポイントを、難易度と必要な知識レベル別に整理しました。

1. 初級レベル（Unity基礎知識）

A. UIとビジュアル改善

• プレイヤーアバターの見た目変更

  • PlayerAvatar.prefabのモデルやマテリアルを変更
  • PlayerAvatarView.csでプレイヤー別の色分けやスキン追加
  • 対象ファイル: Prefabs/PlayerAvatar.prefab, PlayerAvatarView.cs

• アイテムの種類拡張

  • Item.prefabを複製して異なるスコアを持つアイテム作成
  • Item.csでアイテム種別プロパティ追加
  • 対象ファイル: Prefabs/Item.prefab, Item.cs, ItemManager.cs

• UI表示の改善

  • GameUIManager.csでスコア表示、タイマー表示の改善
  • ゲーム状態に応じたUI要素の追加
  • 対象ファイル: GameUIManager.cs

B. ゲームルールの簡単な変更

• 勝利条件の変更

  • GameRuleProcessor.csで時間制限やスコア閾値による勝利条件追加
  • 対象ファイル: GameRuleProcessor.cs

• プレイヤー数の変更

  • GameController.csのMAX_PLAYERS定数変更
  • 対象ファイル: GameController.cs

2. 中級レベル（ネットワーク基礎知識）

A. 新しいゲーム機能追加

• パワーアップアイテム実装

  • 移動速度アップ、ジャンプ力アップなどの一時的効果
  • PlayerAvatar.csに状態効果システム追加
  • GameSyncManager.csでパワーアップ状態同期
  • 対象ファイル: PlayerAvatar.cs, GameSyncManager.cs, Item.cs

• エリア制限・障害物追加

  • マップにコライダーで境界設定
  • PlayerAvatar.csの移動制限ロジック追加
  • 対象ファイル: PlayerAvatar.cs, シーン設定

• チーム戦モード実装

  • PlayerModel.csにチーム情報追加
  • GameRuleProcessor.csでチーム別勝利判定
  • PlayerManager.csでチーム管理機能
  • 対象ファイル: PlayerModel.cs, GameRuleProcessor.cs, PlayerManager.cs

B. ゲーム進行システム拡張

• ラウンド制ゲーム実装

  • GameController.csにラウンド管理機能追加
  • GameSyncManager.csでラウンド状態同期RPC追加
  • 対象ファイル: GameController.cs, GameSyncManager.cs, GameEvents.cs

• 観戦モード実装

  • GameLauncher.csで観戦者とプレイヤーの区別
  • NetworkGameManager.csで観戦者用の接続処理
  • 対象ファイル: GameLauncher.cs, NetworkGameManager.cs

3. 上級レベル（高度なネットワーク知識）

A. パフォーマンス最適化

• ネットワーク通信最適化

  • PlayerAvatar.csのNetworkProperty使用量最適化
  • GameSyncManager.csのRPC送信頻度制御
  • Fusion Tickの最適化
  • 対象ファイル: PlayerAvatar.cs, GameSyncManager.cs

• サーバー権限管理強化

• バトルロワイヤルモード

  • マップの段階的縮小システム
  • 生存者管理とエリミネーション
  • GameRuleProcessor.csで複雑な勝利条件
  • クールダウン管理とネットワーク同期

4. 専門レベル（ゲーム開発全般知識）

A. AIシステム統合

• NPCプレイヤー実装

  • PlayerAvatar.csのAI制御版作成
  • GameController.csでAIプレイヤー管理
  • NavMeshを使用した移動AI

• マッチメイキングシステム

  • Photon CloudのマッチメイキングAPI活用
  • GameLauncher.csでスキルベースマッチング
  • レーティングシステム実装

• プレイヤー統計保存

  • 外部データベース（Firebase等）との統合
  • ゲームプレイデータ収集システム
  • GameEvents.cs拡張でイベント解析

7.5. 改造時の推奨手順

• 影響を受けるクラスの洗い出し
• ネットワーク同期が必要な要素の特定
• ローカル機能実装 → ネットワーク同期実装の順序
• PlayerAvatar.csへのRPC追加（プレイヤー固有機能）

3. テストフェーズ
   • シングルプレイヤーでの機能テスト
   • マルチプレイヤーでの同期テスト
   • エッジケース（接続切断、再接続）のテスト

6. 改造時の注意点

• アーキテクチャの維持: 責任分離の原則を維持し、適切なクラスに機能追加
• ネットワーク負荷: RPC頻度とデータサイズの最適化
• 後方互換性: 既存のセーブデータやネットワークプロトコルとの互換性
• デバッグ: GameEvents.csのイベントログ活用でデバッグ効率化

C#イベントとActionの基礎・Unityでの使い方（初心者向け解説）

このプロジェクトでは「イベント駆動型」の設計を多用しています。C#のイベント・デリゲート・Actionの基礎と、Unityでの実践的な使い方を簡単にまとめます。

1. C#のイベント・デリゲートとは？

• デリゲートは「関数の型」。関数を変数のように渡したり、リストにして複数呼び出したりできます。
• Actionは「戻り値なし」のデリゲート型。例：Action<int> は「int型を1つ受け取る関数」のリスト。
• eventキーワードは「外部から +=, -= で購読/解除できるが、発火はクラス内部だけ」の制約をつけたもの。

例：

public event Action<int> OnScoreChanged;

// 登録（購読）
OnScoreChanged += MyScoreHandler;

// 解除
OnScoreChanged -= MyScoreHandler;

// 発火（呼び出し）
if (OnScoreChanged != null) OnScoreChanged(100);
// または null条件演算子で
OnScoreChanged?.Invoke(100);

2. Unityでのイベント活用パターン

• ゲーム進行通知：GameEvents.OnGameStateChanged += ... で状態変化をUIや他マネージャに伝える
• プレイヤー登録通知：PlayerManager.OnPlayerRegistered += ... で新規プレイヤー出現時にUIやアイテム管理を更新
• UI更新：OnScoreChanged でスコア表示を自動更新

Unityでよく使う書き方

// 1. イベント定義
public event Action OnSomethingHappened;
public event Action<int, string> OnDataChanged;

// 2. イベント購読（StartやAwakeで）
OnSomethingHappened?.Invoke();
OnDataChanged?.Invoke(42, "Alice");

// 4. イベント解除（OnDestroyや終了時）
myManager.OnSomethingHappened -= HandleSomething;

3. よくあるミスと注意点

• 解除忘れ：イベント購読したら必ずOnDestroy等で解除（メモリリーク・多重発火防止）
• nullチェック：?.Invoke() で購読者がいない時も安全
• +=の重複：同じハンドラを何度も+=すると複数回呼ばれる→-=してから+=が安全
• GameEvents.OnPlayerScoreChanged += UpdatePlayerScoreUI; … スコアが変わったらUIを自動更新
• ServiceRegistry.OnAnyRegistered += HandleServiceRegistered; … 遅延生成されたマネージャを検知して依存を解決

5. まとめ

イベントは「何かが起きたら通知する」仕組み。Action/デリゲート/イベントを使うことで、 ・クラス同士が直接参照しなくても連携できる ・後から購読/解除が柔軟にできる ・ゲーム進行やUI更新の自動化が簡単になる

Unity+C#のイベントは「疎結合・拡張性・保守性」を高める基本テクニックです。