【UE5】AIで動く敵キャラクターの作り方

Unreal Engine 5で、ビヘイビアツリー、AI Controllerを使って、目標位置に移動するAIキャラクターを作る方法です。
AIキャラクターはナビメッシュを使って探索した経路を移動します。

ここでは、配置したブロックのアクタを避けてプレイヤーキャラに近づいてくる敵キャラクターを作ります。
敵キャラクターのアニメーションブループリント、スケルタルメッシュはプレイヤーキャラクターのものを流用します。

アセットの関係性
ナビメッシュの作成
ブラックボードの作成
1. アセットの作成
2. キーの追加
ビヘイビアツリーの作成
AI Controllerブループリントの作成
1. アセットの作成
2. イベントグラフの作成
敵キャラクターブループリントの作成
ビヘイビアツリータスクブループリントの作成

アセットの関係性

使用するアセットの関係性は、下図のようになっています。（厳密な参照関係とは異なります。）

ナビメッシュの作成

Static Meshのアクタを配置したLandscapeにナビメッシュを作成します。

ナビメッシュバウンズボリュームの配置

ナビメッシュバウンズボリュームをレベル内に配置すると、そのスケールに合わせてナビメッシュが作成されます。

メニューの「ウィンドウ」をクリック
一覧の「アクタを配置」を選択して、「アクタを配置」のウィンドウを開く
「アクタを配置」ウィンドウの「ボリューム」をクリック
「ナビメッシュバウンズボリューム」をビューポートにドラッグ＆ドロップして配置

ナビメッシュバウンズボリュームのスケール調整

ナビメッシュバウンズボリュームのスケールを変更して、ナビメッシュを生成する範囲を調整します。

ウィジェット、または「詳細」の「トランスフォーム」でスケールを調整

建物の上のような高い位置にナビメッシュを作るには、Z方向のスケールを大きくする必要があります。
また、緑色のナビメッシュは、Pキーで表示の有無を切り替えられます。

覚え書き

ナビメッシュの動的な更新

処理が重くなりますが、ナビメッシュは動的な更新ができます。
メニューの「編集」→「プロジェクト設定」→「ナビゲーションメッシュ」→「Runtime Generation」を「Dynamic」に変更します。

段差の飛び降りを許可

通常は通過できない段差を、指定した位置でのみ通過するようにできます。
「アクタを配置」で、「Nav Link Proxy」を検索して配置→「詳細」の「Direction」で、通過を許可する方向を設定します。

ナビメッシュの設定

ボリュームと同時に自動的にレベルに配置される「Recast Nav Mesh」で色々設定を変えることができます。
「Recast Nav Mesh」を選択して、「詳細」の「ナビメッシュの解像度パラメータ」→「Cell Size」を小さくすると、処理は重くなりますが、細かい通路にもメッシュが作られます。

経路の優先度を下げる

他の経路がない場合のみ使用する経路を設定できます。
優先度を下げたい経路に、「アクタを配置」→「ナビモディファイアボリューム」を配置し、「詳細」の「Area Class」を「Obstacle」にします。

ブラックボードの作成

ブラックボードは、ビヘイビアツリーの処理に必要なキー（変数）を一括管理するものです。
このアセットは、ビヘイビアツリーの「Blackboard Asset」に設定して利用します。

アセットの作成

「コンテンツブラウザ」でフォルダを選択
「追加」をクリック
「AI」の「ブラックボード」を選択して、アセットを作成

キーの追加

作成したブラックボードを開くと、既にSelfActorというActor型のキーがあります。
AIの移動目標となるキーも必要なので、もう一つActor型のキーを追加します。

「新規キー」をクリック
「Object」を選択してキーを追加し、名前を入力
追加したキーを選択
「詳細」の「Base Class」を「Actor」に変更

ビヘイビアツリーの作成

ビヘイビアツリーでは、ツリー形式でAIプログラムを作成します。
同じ処理をブループリントで作ることもできますが、よりAIプログラム向けの機能といった感じです。
このアセットは、AI Controllerブループリントのイベントグラフで、「Run Behavior Tree」ノードに設定して利用します。

アセットの作成

「コンテンツブラウザ」でフォルダを選択
「追加」をクリック
「AI」の「ビヘイビアツリー」を選択して、アセットを作成

ブラックボードの設定

作成済みブラックボードを、ビヘイビアツリーに設定します。

ビヘイビアツリーを開く
「詳細」の「Blackboard Asset」に、ブラックボードを設定

Sequenceノードの追加

Rootノードに繋げて、Sequenceノードを追加します。
Sequenceノードは、下に繋いだ処理を、処理の成否に関わらず左から順に実行します。

処理の起点となるRootノード下部の黒いエリアをドラッグ＆ドロップ
開いたウィンドウで「Sequence」を選択して、ノードがつながった状態で追加

ビヘイビアツリー内で右クリックすることでも、追加ノードを選択するウィンドウは開きます。

Waitノード、Move Toノードの追加

Sequenceノードに繋げて、WaitノードとMove Toノードを追加します。
WaitノードはAIに指定時間待機させ、Move Toノードはナビメッシュを利用して目標位置に移動させます。

Sequenceノード下部の黒いエリアをドラッグ＆ドロップ
開いたウィンドウで「Wait」または「Move To」を選択して、ノードを追加

Waitノードの設定

今回は待機時間を3秒に設定します。

Waitノードを選択して、「詳細」の「Wait Time」を3に設定

Move Toノードの設定

今回は移動目標をブラックボードのTargetActorキーに取得したActorにします。

Move Toノードを選択
「詳細」の「Blackboard Key」に「TargetActor」を設定

TargetActorに取得しているActorの変更を検知して移動目標を変えたい場合は、上にある「Observe Blackboard Value」にチェックを入れる必要があります。

AI Controllerブループリントの作成

AI Controllerブループリントでは、ブループリントでAIプログラムを作成します。
ビヘイビアツリーとの使い分けが悩ましいですが、ブラックボードのキーへの値の取得は、AI Controllerブループリントで行います。
このアセットは、敵キャラクターブループリントの「AI Controller Class」に設定して利用します。

アセットの作成

「コンテンツブラウザ」でフォルダを選択
「追加」をクリック
「ブループリントクラス」を選択
「親クラスを選択」ウィンドウで「AI Controller」を検索して選択し、アセットを作成

イベントグラフの作成

イベントグラフで、ビヘイビアツリーを起動させる処理と、ブラックボードのキーに値を設定する処理を作成します。

全体

全体としては、ゲーム開始時にビヘイビアツリーを起動し、ブラックボードのキーに値を設定する流れです。

詳細1

「Event BeginPlay」でゲーム開始時に処理を実行
「Run Behavior Tree」でビヘイビアツリーを指定して起動

詳細2

「Set Value as Object」でブラックボードのキーを指定して、値を設定
キーの指定には「Make Literal Name」を使用

敵キャラクターブループリントの作成

敵キャラクターブループリントでは、スケルタルメッシュ、アニメーションブループリント、AI Controllerブループリント、Character Movement Componentのパラメータなどを設定します。

アセットの作成

「コンテンツブラウザ」でフォルダを選択
「追加」をクリック
「ブループリントクラス」を選択
「親クラスを選択」ウィンドウで「Character」を選択して、アセットを作成

メッシュの設定

スケルタルメッシュとアニメーションブループリントは、プレイヤーキャラクターのものを流用します。

ブループリントを開いて、「コンポーネント」の「Mesh」を選択
「Skeletal Mesh Asset」にスケルタルメッシュを設定
「Anim Class」にアニメーションブループリントを設定
「トランスフォーム」で位置と向きを調整

ブループリントクラスの設定

旋回に影響する「Use Controller Rotation Yaw」とAI Controller関係の設定を行います。

「コンポーネント」のブループリントを選択
「Use Controller Rotation Yaw」のチェックを外す
「Auto Possess AI」を「Placed in World or Spawned」に変更
「AI Controller Class」に作成したAI Controllerブループリントを設定

Character Movement Componentの設定

キャラクターの向きに影響する「Orient Rotation to Movement」と、必要に応じて「Max Walk Speed」などのキャラクターに合わせた設定を行います。

「コンポーネント」の「Character Movement Component」を選択
「Orient Rotation to Movement」にチェックを入れる
キャラクターに合わせて、「Max Walk Speed」などを設定

これで、レベルに敵キャラクターを配置してプレイすれば、ナビメッシュの範囲内で、敵キャラクターがプレイヤーキャラクターに向かって移動し、近くまで来ると待機します。

ただ、このままではプレイヤーキャラクターが空中にいる（＝ナビメッシュに触れていない）時に敵キャラクターの移動が止まってしまう問題があります。
ここからはビヘイビアツリータスクブループリントを使って、その問題を解決し、ついでに敵キャラクターが常にプレイヤーキャラクターの方を向いて移動するようにします。

ビヘイビアツリータスクブループリントの作成

ビヘイビアツリータスクブループリントでは、ビヘイビアツリーで使ったMove Toノードなどの代わりに、独自のタスクノードをブループリントで作成できます。

アセットの作成

ビヘイビアツリー上部のメニューで、「新規タスク」をクリック
「BTTask_BlueprintBase」を選択
「アセットに名前を付けて保存」ウィンドウで、保存先と名前を決め、「保存」でアセットを作成

イベントグラフの作成

アセットを作成すると、作成したアセットが開くのでイベントグラフで処理を作成します。

全体

イベントグラフが大きいため、全体の概略のみ紹介します。

タスク開始時に処理を実行する「Event Receive Execute AI」で、変数を取得
タスク中Tickごとに処理を実行する「Event Receive Tick AI」で
- 自身の最大旋回角度と必要旋回角度を計算
- 旋回しすぎないように角度を調整して旋回
- 自身と目標の位置で地面上の座標を取得して経路探索
- 自身の近くにある経路点を削除
- 残った経路点のうち、次の経路点の方向に移動