Unity:オンラインVRM TPSゲーム作り作業ログ

■前書き
ローカルで動く TPS ってのは思い立てば、アセットを買って 2時間で完成してしまうものでした。
これをオンラインゲーム化する前に、VRM ファイルを動的に読み込んで、ルーム名を決めてオンラインルームに入室し

互いにチャットできるようにして、ローカルでのゲームと疎通確認まで済ませ、何のデータを送り合えばオンラインゲームになるのか
その土台と試験環境を作っていこうと思います。

■横道
とくになし

■本題
まずは Magic Onion でチャットできる部分を切り出して Unity に組み込みます。
疎通確認に関してはこちらの記事をなぞると良いかも
qiita.com

■技術詳細
MagicOnion\samples\ChatAppCodeLink\ChatApp.Unity\Assets 以下を
MagicOnion というフォルダ配下へ配置してインポート完了としました。

Scripts\ServerShared フォルダ以下のファイルに注目しました。
サンプルのままだと
Join, Leave, SendMessage のみ

SendMessage を真似て、Enum値とfloat値をコントローラの入力として与えるインタフェースを追加しました。

もしサーバーが情報を中継してくれるなら
自分以外のプレイヤーへ、プレイヤー名とキーと値を分配してくれるはず

その期待をもとに、プレイヤー名からゲームオブジェクトを特定するような Dictionary を作りました。
Dictionary に追加するタイミングは、自分のキャラクターだったら動的に VRM キャラを追加したときの VRM ルートオブジェクトを Join 時の名前をキーに追加し
他のプレイヤーが Join したタイミングで、そのキャラのデータから VRM を作り、これをそのキャラ名で追加するようにします。

もし、すでにルームに複数人のメンバーがいた場合は、Join したタイミングで、既存メンバー分の Join 通知が行われます。
それを実現するため、Join してきた新規ユーザーに向けて既存メンバーはキャラデータを送信します。

サーバーの実装が気になるけど、ユーザー名が重なっても受け取りてが判別できるような id を添えて受け取れるようになるとうれしい。
可能なのかな？

■技術調査手順
サーバー側の実装は、いったんブロードキャストで実行するようにしてローカルで動作を見てみましょう

ここで MagicOnion の共通インタフェースを編集したら、自動コード生成を噛まさなければならないことに気づかされました。
エディタ拡張のメニューから実行できましたが、コマンドラインとしては以下のものを実行する様子

/win-x64/moc.exe -i GameBase2019.1.Server.csproj -o MagicOnion.Generated.cs
/win-x64/mpc.exe -i Assembly-CSharp.csproj -o MessagePack.Generated.cs

exe ファイルはそれぞれここから入手するようにと
MagicOnion/samples at master · Cysharp/MagicOnion · GitHub
サンプルの README には書かれていましたね

Releases · Cysharp/MagicOnion · GitHub
Releases · neuecc/MessagePack-CSharp · GitHub

サーバー側の実装とビルドを通してから、パス設定を間違わなければ目的のコード生成は成功することを確認しました。

■技術調査２
動作を見る前に、ルームに入るタイミングで VRM のデータ byte 配列も渡すようにして
VRMファイル or url 指定と、ユーザー名でログインしてゲーム内に VRM を動的ロードできることを確認します。

そのためには、ファイル選択ダイアログとダウンロードですね

ファイル選択はこちらのアセットを利用（過去にBase18.3のときに使ったことを思い出して使います）
assetstore.unity.com
urlのダウンロードは UnityWebRequest
Networking.UnityWebRequest - Unity スクリプトリファレンス
を使います。

最後に技術詳細としてコード載せます

■実装中、都合の良いフローを考えた

ゲームを実行すると

プレイヤー名
VRMファイルパス or url

を入力するテキストインプット

ルーム名選択ドロップダウン（ディフォルト Pluto 一択）
Join Room ボタン

ステータス：メッセージテキスト
（プレイヤー名とVRMファイル or url を指定してください
VRM はどVroidHUB などから取ってこれます、参考 url は…）

一度プレイヤー名とファイルパスを入力して Join したら Prefs だかで、記録して
次回起動時は初期値として入れる

Join Room ボタンを押した時、一端 VRM ファイルパス or url で
もし url ならダウンロードして、unity の永続ファイル保管場所に保存、パスに切り替えて記録
それ以外なら直接読み込んで、同じくunity の永続ファイル保管場所に保存、パスに切り替えて記録

もし vrm ファイルが正しく読めなかったら、エラーメッセージをステータステキストに赤で表示して
やり直し

もし vrm が正しければそのままゲームオブジェクトに色々コンポーネントを追加してゲームシーンへ

ひとまずこの企画通りに実装してみます。

■実装してわかったこと

テキストメッシュPRO で日本語入力できない
なんで？どうやって直る？
qiita.com
ここの手順で解決、理解もした

otf ファイルを無料で取得しました。
取得元はこちら
github.com
SourceHanSans-Normal.otf ファイルを適当に見つけて Unity に配置してみました。

使った CustomRange はこちら

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20081,20083,20129,20161,20379,20467,20516,20663,20778,20826,20874,20966,21051,21106,21109,21127,21220,21361,21365,21427,21454,21518,21542,21560,21628,21892,22256,22402,22478,22495,22863,22894,23039,23384,23389,23429,23431,23447,23449,23453,23459,23494,23544,23554,23556,23558,23562,23601,23610,23626,23637,23652,24049,24059,24149,24178,24188,24193,24231,24310,24459,24467,24536,24544,25010,25105,25209,25285,25309,25313,25448,25506,25512,25582,25805,25964,26144,26217,26262,26286,26391,26426,26522,26579,26666,26834,27169,27177,27193,27442,27573,27839,27849,27927,27966,28168,28304,28526,28608,28784,29087,29255,29677,30064,30097,30171,30343,30427,30431,30475,30722,30913,31169,31192,31296,31348,31379,31563,31574,31777,31958,31995,32005,32013,32020,32121,32294,32302,32626,32716,32854,32954,32972,33016,33075,33145,33235,33256,33267,33509,33879,33976,34101,34453,34886,35009,35013,35023,35036,35222,35239,35342,35370,35379,35422,35468,35469,35477,35488,35492,35542,35576,35686,36020,36035,36986,37109,37111,37341,37628,38281,38307,38477,38491,38500,38556,38627,38761,38914,39592,19976,19982,19988,19992,19993,20025,20047,20057,20094,20102,20114,20117,20124,20139,20141,20171,20185,20208,20225,20239,20240,20271,20276,20280,20282,20294,20304,20339,20341,20365,20381,20398,20399,20405,20419,20426,20439,20472,20498,20515,20523,20537,20553,20559,20597,20598,20605,20621,20625,20632,20652,20661,20670,20693,20698,20711,20736,20754,20767,20805,20811,20813,20860,20882,20887,20896,20934,20941,20957,20961,20982,20984,20985,20995,21000,21009,21040,21050,21066,21078,21083,21091,21092,21104,21155,21169,21182,21189,21208,21215,21223,21234,21242,21249,21280,21305,21311,21319,21329,21331,21344,21363,21364,21368,21380,21400,21448,21450,21452,21460,21465,21483,21484,21513,21519,21520,21535,21547,21561,21576,21577,21682,21696,21746,21766,21767,21776,21807,21843,21914,21917,21930,21931,21987,22022,22065,22132,22151,22234,22287,22346,22353,22378,22435,22475,22519,22521,22528,22533,22549,22564,22570,22592,22593,22602,22609,22612,22615,22618,22654,22684,22696,22707,22718,22721,22727,22730,22732,22766,22769,22855,22857,22865,22868,22885,22888,22890,22900,22914,22915,22916,22922,22937,22949,22952,22995,23019,23035,23041,23064,23072,23087,23110,23130,23167,23186,23233,23244,23265,23330,23380,23396,23452,23472,23476,23477,23490,23515,23517,23521,23527,23529,23534,23551,23553,23561,23563,23578,23612,23613,23614,23615,23624,23653,23663,23696,23724,23731,23776,23777,23792,23815,23822,23849,24033,24039,24040,24070,24093,24101,24125,24133,24163,24187,24189,24190,24202,24246,24248,24259,24265,24266,24311,24330,24336,24340,24358,24359,24382,24425,24427,24432,24433,24444,24449,24464,24481,24490,24494,24500,24505,24524,24525,24537,24594,24598,24608,24618,24651,24656,24658,24677,24680,24685,24693,24724,24735,24736,24739,24742,24745,24764,24785,24796,24808,24816,24833,24841,24858,24904,24908,24910,24917,24930,24936,24942,24944,24950,24962,24974,24996,25001,25014,25022,25031,25040,25074,25080,25106,25135,25147,25151,25159,25161,25173,25201,25206,25220,25226,25233,25239,25244,25246,25259,25265,25269,25273,25276,25277,25293,25296,25298,25299,25304,25305,25312,25324,25335,25361,25375,25391,25407,25429,25436,25454,25475,25484,25490,25496,25499,25511,25514,25522,25551,25562,25563,25569,25588,25594,25644,25645,25658,25662,25666,25688,25705,25731,25764,25774,25778,25793,25830,25836,25915,25935,25954,25975,25993,25998,26007,26012,26020,26021,26045,26059,26082,26088,26092,26118,26119,26159,26222,26230,26241,26247,26278,26283,26311,26356,26361,26367,26389,26417,26420,26429,26441,26479,26512,26528,26530,26543,26550,26564,26576,26580,26611,26643,26680,26685,26691,26705,26719,26820,26827,26842,26847,26874,27004,27010,27133,27396,27431,27450,27454,27475,27507,27529,27530,27542,27572,27579,27583,27713,27735,27738,27743,27784,27798,27809,27810,27832,27836,27841,27850,27852,27873,27877,27888,27934,27941,27946,27972,27996,28006,28010,28014,28024,28057,28079,28092,28113,28129,28155,28167,28169,28171,28179,28193,28198,28286,28287,28317,28342,28357,28363,28369,28381,28382,28404,28418,28422,28431,28448,28459,28460,28472,28508,28511,28516,28548,28609,28611,28651,28655,28716,28809,28810,28814,28858,28872,28966,29017,29033,29038,29128,29157,29190,29237,29298,29344,29378,29417,29421,29467,29471,29483,29486,29494,29503,29508,29539,29554,29572,29645,29664,29748,29872,29885,29942,29976,29978,30002,30036,30044,30045,30067,30094,30123,30130,30142,30151,30168,30178,30196,30274,30290,30294,30342,30406,30423,30435,30436,30450,30462,30496,30522,30561,30563,30636,30683,30703,30741,30770,30813,30827,30828,30849,30865,30952,30977,30990,31048,31049,31077,31109,31117,31168,31199,31209,31216,31258,31282,31292,31295,31298,31311,31339,31361,31363,31378,31406,31407,31452,31471,31526,31570,31623,31684,31716,31807,31821,31883,31890,31895,31896,31899,31911,31975,31998,32011,32027,32033,32034,32043,32047,32051,32057,32058,32094,32097,32153,32173,32177,32178,32202,32210,32224,32233,32239,32257,32260,32283,32299,32321,32330,32341,32365,32368,32566,32624,32631,32645,32705,32763,32764,32784,32791,32884,32908,32918,32925,32930,32937,32938,32943,32966,32974,32990,33012,33026,33029,33050,33073,33081,33104,33109,33136,33178,33180,33192,33261,33268,33303,33310,33311,33324,33334,33351,33382,33419,33437,33459,33495,33538,33550,33618,33624,33738,33740,33747,33775,33900,33988,34180,34214,34218,34219,34281,34299,34384,34394,34396,34398,34442,34503,34509,34542,34701,34909,34913,34928,34935,34955,34987,35010,35029,35064,35088,35090,35167,35186,35206,35207,35302,35330,35351,35359,35380,35386,35408,35412,35424,35440,35442,35443,35463,35465,35475,35480,35531,35565,35566,35582,35584,35585,35588,35609,35617,35641,35676,35698,35930,35946,35998,36002,36009,36011,36036,36042,36051,36060,36064,36066,36070,36092,36104,36198,36212,36229,36234,36259,36317,36321,36339,36341,36362,36367,36493,36556,36562,36575,36600,36611,36617,36637,36649,36676,36763,36785,36796,36805,36814,36843,36845,36867,36879,36880,36883,36884,36893,36910,36920,36930,36933,36935,36941,36949,36963,36973,36974,36981,36983,36991,36996,37030,37034,37048,37066,37070,37101,37196,37204,37218,37226,37228,37237,37239,37276,37304,37320,37347,37389,37428,37467,37474,37507,37521,37528,37613,37619,37656,37664,37676,37679,37723,37782,37806,37912,37969,38289,38309,38322,38360,38459,38468,38499,38501,38506,38512,38515,38517,38518,38533,38534,38543,38548,38560,38563,38583,38587,38596,38597,38599,38604,38626,38640,38646,38647,38656,38663,38666,38684,38695,38706,38772,38907,38911,38917,38929,38930,38971,38972,38997,39015,39138,39165,39166,39187,39321,39364,39366,39376,39438,39442,39472,39514,39620,39658,39740,39746,39749,39764,39854,39912,40335,40599,40635,40665,40723,40802,20018,20028,20062,20096,20238,20406,20474,20658,20677,20901,20918,20932,21049,21085,21187,21246,21250,21489,21570,21610,21693,21754,21764,21822,21897,21929,21957,22066,22524,22534,22622,22625,22856,22934,22956,23195,23241,23451,23611,23713,23830,23888,24062,24324,24357,24409,24616,24675,24807,24900,24999,25004,25114,25140,25289,25325,25331,25334,25384,25387,25417,25431,25467,25711,26001,26028,26086,26106,26151,26326,26365,26517,26613,26623,26627,26689,26775,26792,26885,26894,26999,27584,27710,27726,27760,27779,27801,28139,28263,28346,28528,29006,29066,29226,29245,29273,29401,29609,29792,29827,29863,29926,30031,30079,30165,30185,30221,30473,30566,30637,30643,31293,31391,31627,31672,31840,32187,32251,32629,32670,32680,32920,32929,33031,33034,33102,33131,33146,33181,33203,33222,33276,33335,33398,33455,33499,33576,33806,33883,33995,34065,34109,34253,34276,34382,34425,34562,34588,34966,35070,35331,35427,35438,35504,35558,35559,35598,35980,36010,36028,36034,36077,36394,36468,36771,36956,36961,37027,37198,37266,37319,37340,37670,37678,37707,37749,37772,38343,38428,38442,38553,38867,38915,38920,38931,38960,38990,39173,39180,39378,39608,39729,40372,40575,40595,40634

エラーいくつか出たけど、無視しました
チャットとかには TextMesh Pro は使わない方が良いかも？
警告もうるさいのでメニュー Edit > Project Settings > TextMesh Pro Settings の順に選択して Disable Warring 的なフラグにチェックして黙らせました

UI はこんな感じで配置したよ

f:id:simplestar_tech:20190501134239p:plain — UI

この Browse ボタンを押すとファイル選択ダイアログが出るようにしてみました。
ブラウズしたときは、直接そのパスを設定するようにします。

URL ダウンロード実装しようとしたけど、VRoid Hub などでは、一時アクセス url しか提供してくれませんでした。
仕方ない、今は必ずローカルにファイルがあることを前提に進めます。

色々文言とロジックが修正されますね。

Magic Onion で bytes の送受信できるか試験したところ
Clinent が受け取る byte が null だった

どこに問題があるのか調べます。

メッセージオブジェクトの構造体のメンバが byte を許してなかった
ふつうに RPC の引数で byte[] 使うと、クライアントサーバー間でバイト配列データのやりとりができました。

送受信したデータに間違いがないことも確認済み

あれ、たまたま小さい vrm データを送受信に使ったからかな
3 MB 程度なら問題なかったけど
40 MB くらいになると必ず失敗するようになってしまった。

大きいサイズは送れないのかな
調べます。

gRPCで4MB以上のデータ転送をしようとすると失敗するのは仕様らしい

一つの byte 配列だからダメ？と思って分割コード書いてみたけどダメでした

const int blockSize = 1048576<202c>;
for (int offset = 0; offset < vrmData.Length; offset += blockSize)
{
    int lastSize = blockSize > vrmData.Length - offset ? vrmData.Length - offset : blockSize;
    byte[] data = new byte[lastSize];
    Array.Copy(vrmData, offset, data, 0, lastSize);
    bytes.Add(data);
}

それ以上大きいデータは別の方法を考えろとのことなので
一度 Amazon S3 にアップロードしてから、これを各自クライアントがダウンロードするようにしてみます。

Unity クライアントから AWS 接続できるようにする方法はこちらで確認済み
qiita.com

となると、ログインログアウトの機構も必要になってくるし
ログインユーザーのみ書き込み可能な権限の設定など、調べることが増えてしまった。

いずれはクリアしないといけないと思ったことが、まさかこんなにも早く訪れるとは
仕方ない、未開の知を広げていきますか

■S3のUserPoolごとの権限付与の方法？
安全を期すなら、クライアントから直接行えるのはダウンロードまでとしたいが、どうしてもアップロードも含めないといまくいかなそう
せめて、ユーザーが書き込めるバケットのパスが限定されるようにして、他人のアップロードしたものが見えないようにする、壊せないようにするという権限を付与してみたい
可能なはずだが、どうすれば？

調べます。

CustomRoleARN パラメータかな？
うーん、API 経由でパラメータを得て、それを頼りにリクエストパスを作る？
GetCredentialsForIdentity - Amazon Cognito Federated Identities

ID プールの概念 (フェデレーティッドアイデンティティ)読む
ID プールの概念 (フェデレーティッドアイデンティティ) - Amazon Cognito

わからんを一時間ほど

これじゃないか！
docs.aws.amazon.com

これは…経由でログインしたユーザーのみを信頼するロールを作成できます、というものらしい

これだ
docs.aws.amazon.com

セキュリティ保護を高めるために、Amazon Cognito では GetCredentialForIdentity によって提供された認証情報にスコープを絞り込んだポリシーを提供し、非認証ユーザー用以外のサービスへのアクセスを防止します。

それの具体的な方法を学びます！

cognito-identity.amazonaws.com:aud　→ 複数の ID プール
cognito-identity.amazonaws.com:sub → 特定のアプリユーザーに限定

という情報を見るに aud が ID プールを特定する何かで
sub がユーザーごとの何かの情報と思われるが

それの説明へのリンクを飛ばしてほしい
ここだと思うの見つけた
ウェブ ID フェデレーションを使用したユーザーの識別 - AWS Identity and Access Management
"Condition": {"StringLike": {"s3:prefix": ["Amazon/mynumbersgame/${www.amazon.com:user_id}/*"]}} みたいな指定で行ける様子

これで、ユーザーごとにアップロードできるフォルダが限定できるようになる
要はログインユーザーになったとしても、他人のアドレスの配下を編集できないということ

ダウンロードに関しては、ログインユーザーに対して特に制限を設けないようにすれば、パス情報をリアルタイム通信しつつ
url からダウンロードして VRM データを送受信できそう。

リストさせる権限も与えないようにすれば、S3にどんなデータがあるかわからないから、あてずっぽうでしか url アクセスできなくなるはず

ところで、恐れるのは悪意あるユーザーが同じルームに来た他人の VRM データを盗むこと
VRM データは秘匿されるべきものなので、他人がゲームの目的以外でホイホイ利用できてはならない。

まぁでも、クライアント側のログに他のユーザーのIDを残さなければ、あとはメモリー内の解析と
ゲームプログラム自体の公開、その改竄やネットワーク部分の作り直しになる訳で、それでも悪用しづらい対策としては十分なのかな

■Unityゲームの改ざん防止について

そういえば Unity ゲームは簡単に解析できてしまいます。
simplestar-tech.hatenablog.com

ひとまず、この方法で改造できないことを確認することが重要ですね。
対策はあるのかな

ローカルの dll ファイルの hash 値を計算して、サーバー側のバージョンごとの hash 値と比較するとか？

そのロジックを改竄されて、バージョンごとの正規の hash 値をウソデータとして送られたら終わりですし…
難読化のアセット上がるので、それを利用することにしますし、可能ならそれを IL2CPP でさらに解析が難しくなるようにします。

ここまですれば、それでも悪意あるプレイヤーによって漏洩する VRM データについては、もうそいつ指名手配でいいかなと…

■疑問が晴れて