Swift だけで Unity の iOS の Native Plugin を作る

Unity は Native Plugin を作成することで、Unity から提供されていない、OS 固有の機能を使用することができます
例えば iOS では、Bluetooth や MP4 動画の作成、アルバムの利用などが出来るようになります
これらの Native の機能を Swift で実装し、C# から呼び出す手順です
Swift Package Manager (以下 SwiftPM) を使って、Framework を作成し、Unity に組み込みます
ついでに、ライブラリの開発用の Native のアプリターゲットを作成します
Framework 化するメリット
- PostProcess の設定が不要です
- Unity の Inspector 上で Embed の設定が完了します
- 合わせて Native でアプリターゲットを実装する事で、動作確認のために Unity のビルドをせずに、ライブラリの開発が可能です
今回の話のリポジトリです↓

やりたい事

今回は、Swift で文字列型の数値を long 型に変換する Native Plugin を実装します
[DllImport("__Internal")] を付けて定義された、関数 swiftPmPlugin_toNumber が Swift で実装された関数です
今回は、C# にも存在する機能ですが、呼び出した先の Swift で iOS 固有の機能を利用することが可能です

→ https://github.com/fuziki/UnityPluginXcodeTemplate/blob/develop/Examples/UnityExample/Assets/Scripts/Cube.cs

public class Cube : MonoBehaviour
{
    // Swift で実装された関数の定義
    [DllImport("__Internal")]
    private static extern long swiftPmPlugin_toNumber(string numberString);

    void Update()
    {
        // 呼び出し
        Debug.Log("number is: " + swiftPmPlugin_toNumber("30"));
    }
}

Native Plugin の実装

Swift Package Manager (SwiftPM) を使って実装し Framework を出力します
上記の swiftPmPlugin_toNumber が実装された SwiftPmPlugin.framework を作成します

環境

maxOS 11.3.1
Xcode 12.5
Swift 5.4.0
Unity 2020.3.5f1

Swift Package Manager

type に libraryを、name に作りたいパッケージの名前 (今回は SwiftPmPlugin) を指定して、package を初期化します
library package が作成されるので、Package.swift を開きます
Xcode が起動するので、SwiftPmPlugin.swift に実装していきます

swift package init --type=library --name=SwiftPmPlugin
open Package.swift

SwiftPmPlugin の実装

Swift でロジックを実装します
SwiftPmPlugin クラスに、文字列を数値に変換する toNumber 関数を実装しました
Int(string) ?? 0 として数値変換に失敗したときは、0 を返すようにしました

→ https://github.com/fuziki/UnityPluginXcodeTemplate/blob/develop/Sources/SwiftPmPlugin/SwiftPmPlugin.swift

class SwiftPmPlugin {
    var text = "Hello, World!"
    static func toNumber(string: String) -> Int {
        return Int(string) ?? 0
    }
}

Swift で関数を公開する

Swift で公開する関数を作成します
@_cdecl を使って、C の関数として定義します
char 配列のポインタを受け取って、Swift の String 型に変換します
先ほど作った SwiftPmPlugin.toNumber を使って、String から Int に変換します
C# で定義した関数が戻り値が long 型で 64bit 整数なので戻り値も、揃えます

@_cdecl("swiftPmPlugin_toNumber")
public func swiftPmPlugin_toNumber(_ stringPtr: UnsafePointer<CChar>?) -> Int64 {
    let str = String(cString: stringPtr!)
    return Int64(SwiftPmPlugin.toNumber(string: str))
}

Framework でビルドする

SwiftPM から xcodeproj を出力して
xcodebuild を使って出力した xcodeproj から framework を作成します
CONFIGURATION_BUILD_DIR に指定したディレクトリに、SwiftPmPlugin.framework 作成されています

swift package generate-xcodeproj --skip-extra-files
xcodebuild -project SwiftPmPlugin.xcodeproj -scheme SwiftPmPlugin-Package -configuration Release -sdk iphoneos CONFIGURATION_BUILD_DIR=.

Framework の Headers を確認すると、先ほど実装した swiftPmPlugin_toNumber が公開されていることが分かります

open SwiftPmPlugin.framework/Headers/SwiftPmPlugin-Swift.h

Unity でビルドする

Framework の設定

Plugins/iOS/ を作成して、SwiftPmPlugin.framework を配置します
SwiftPmPlugin.framework の Inspector で、Add To Embedded Binaries を有効にします
- Add To Embedded Binaries を有効にすることで、ビルドしたときに Framework が自動で Embed され
  ます

iOSアプリをビルドする

Unity で、通常通り iOS 向けにビルドします
PostProcess などは、設定していないです
作成した target の frameworks に、SwiftPmPlugin.framework があり、
Embed の項目が、Embed & Sign になっていることを確認します
- 自動で追加されていない場合は、Unity の設定に失敗している可能性があります
- 手動で追加しても問題ないです
確認できれば通常通り iOS アプリを実行できるはずです

（おまけ）Framework 開発用の Native のアプリターゲットを作る

Framework の開発が便利になる tips 的なやつです
Unity で使う Framework の動作確認のために、Framework のビルド→Unityのビルド→iOSのサイクルを回すのは大変です
そこで、SwiftPM で作ったライブラリを取り込んだ、アプリターゲットを作成し、開発すると効率的だと考えています

xcworkspace を作成する

xcworkspace を作成し、Package を取り込み、アプリターゲットのターゲットを用意します
※ アプリを Objective-C で作る必要はないです、Swift でも問題ないです

アプリターゲットの Frameworks に SwiftPmPlugin を追加します

コードから呼び出すことが可能なので、呼び出します

#import "ViewController.h"
@import SwiftPmPlugin;
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    
    NSLog(@"value: %lld", swiftPmPlugin_toNumber("20"));
}
@end

Swift からも呼び出すことが可能です

import SwiftUI
import SwiftPmPlugin

struct ContentView: View {
    var body: some View {
        Text("number: \(swiftPmPlugin_toNumber("20"))")
            .padding()
    }
}

おわりに

Native Plugin を実装することで、ゲームの開発は Unity に集中しつつ、OS 固有の機能を十分に利用することが可能です
Swift で実装し、SwiftPM で管理し、Native アプリで動作確認することで、効率的な開発を目指しています

Swift だけで Unity の iOS の Native Plugin を作る

Swift だけで Unity の iOS の Native Plugin を作る

やりたい事

Native Plugin の実装

環境

Swift Package Manager

SwiftPmPlugin の実装

Swift で関数を公開する

Framework でビルドする

Unity でビルドする

Framework の設定

iOSアプリをビルドする

（おまけ）Framework 開発用の Native のアプリターゲットを作る

xcworkspace を作成する

おわりに

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