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1.
C++ で ゲーム作り
2.
なぜC++を使うのか 動作が軽いから(諸説あり) GPUへの負荷が軽い。
ゲームの実行環境はユーザーで異なるが、それぞれの環境で安定した動作ができる。 実行ファイル形式にすると起動がとても早い。(諸説あり) SDL ( Simple DirectMedia Layer ) クロスプラットフォームなゲーム開発ができる ウィンドウの作成、基本的な2Dグラフィックスの作成、入出力の処理、オーディオの出力などができる C言語で書かれているためC++で動作でき、他のライブラリと併用して色々できる Made with SDL ... Dota2 , factorio , TeamFortress2 , HALF-LIFE など
3.
簡単な構成のゲーム ピンポンゲーム
4.
フレーム ゲームの流れ 「初期化 →
ゲームループ → 終了」 ゲームループの構成 フレームを繰り返す 1. 入力の処理 2. ゲームワールドの更新 3. 出力の生成 フレームを繰り返して、ゲームループを作る。
5.
SDLを元に自作クラスを作成する SDL_Windowの使い方 C++プロジェクトにライブラリを入れる Rubyのようにライブラリ管理ツールなどないので、主な手法はgithubから引っ 張ってきて直接置く。
SDLを使用して実際にコーディングする。 Gameクラスを作成するためにヘッダーファイル(Game.h)でSDLを参 照
6.
GAME.H Gameクラスのヘッダーファイルに必要なヘルパーメソッドやインスタンスを作成する。 メソッド
initialize, shutdown, loop, input, update, outputなど インスタンス window, renderer, isRunnningなど
7.
初期化 最低限の画面が映るまで以下の操作が必要 1. SDLを初期化する 2.
映す画面の作成 3. レンダラーに画面を移させる
8.
終了 初期化の逆を行う 1. レンダラー壊す 2.
画面壊す 3. SDL壊す この辺しっかり書かないとやばい。 (家のWinPCでここを消した時、シャットダウンす るまで消えないタスクが生まれた)
9.
ループ フレームに必要な3つの要素をメソッドヘル パーメソッドとして作成し、 ループ中に毎フレーム呼び出す。
10.
画面表示させるだけ main.cでGameクラスを初期化してループさせ ると、画面が表示されるようになる。
11.
入力の処理 ProcessInputメソッド 動作環境の入力デバイスに関するイベント(マ ウス、キーボード)や、 ウィンドウ操作のイベント(閉じる、最小化 etc..)はSDL_Eventで取得できる。
全てのイベントに対し、処理を書くことができ る。
12.
キーボード入力 SDL_GetKeybordStateメソッドで整数の配列と して取得 予約された名前があるので、それで配列から 目的のキーが押されたか判別する。
13.
画面出力の基礎知識① 2次元グラフィクス(テレビやモニターなど)は、ほとんどラスターグラフィクス ラスターグラフィクスとは ディスプレイにピクセルを2次元の格子状に並べて、ピクセルそれぞれに色を発させて全体を見ると1つの画像になる。
解像度とは ピクセルの縦、横に並んでいる数。 1080p(1920 x 1080), 4K(3840 x 2160) 色 一般的には赤緑青(RGB)のライトを用意し、それぞれの輝度を調整して色域内で表現する。 ゲームグラフィクスでは計算の都合上、半透明度を表すアルファ値を足して、RGBAで色を計算する。 色深度 個々のピクセルが持つ色を表現するビット数。24ビットの色深度が一般的。224色(約1600万通り)で、RGBのそれぞれに8ビットが 当てられる。 アルファ値も用いるならさらに8ビット足してカラーバッファは32ビットになる。1080pの画面の場合、1920x1080x4バイトで 7.9MB分のメモリ容量が必要になる。
14.
画面出力の基礎知識② カラーバッファ コンピュータがRGBを映すのに、メモリ内のカラーバッファに画面全体の色情報が 置かれる。 カラーバッファは2次元配列で一つのインデックス(x,y)が1ピクセルに対応する。 ゲームループの出力の生成はカラーバッファを作ることを指す。 ティアリング 一般的なモニターのリフレッシュレートは59.94Hz、ゲームのfpsは60fpsなので、モ ニターのリフレッシュレートはちょっと少ない。(ズレがある) カラーバッファは一度に書き換えることはできず、ピクセル単位で更新される。 結果、ディスプレイの更新とカラーバッファの更新のタイミングがかぶる。メモ リーの書き出しと読み出しは同時に行えないので、中途半端な画面が表示されてし まう。画面に継ぎ目が表示されることを画面のティアリングという。
15.
画面出力の基礎知識③ ダブルバッファ ティアリングを防ぐためにディスプレイ側が読み出 すためのフロントバッファ、ゲーム側が書き込む バックバッファの二つを用意する手法 出力画面の作成とレンダラーへ出力画面を渡す工程 が必要なのはこれのせい。 (ゲームの更新が早すぎたらダブルバッファでも ティアリングが起きるので、バッファ交換を書き込 みが終わるまで待つ垂直同期方式などもある。)
16.
出力の生成 まず、カラーバッファをクリアする SDLのメソッドを使って物体の描画(ピンボールを作る) (FillRectは塗りつぶし)
描きたいものを作成したら、バックバッファとフロントバッファ を入れ替える。
17.
ゲームの更新① 現実世界で経過する実時間とゲームの世界のゲーム時間が対応しない問題 プロセッサーが一定の速度で動かない。 動作環境によって8Mhzであったり16Mhzであったりして、この2つではゲームループ時間が違い、 enemy.mPosition.x
+= 5 などと書けば、移動速度が倍になる。 デルタタイム 最後のフレームから今まで経過した時間のこと。30fpsなら約0.033秒 enemy.mPosition.x += 150 * deltaTime と書くと、どのような環境でも一定の速度で動くようになる。(する。) SDL_GetTicks()で初期化からの経過ミリ秒数を取得できる
18.
ゲームの更新② 物理法則を均一化 ジャンプしたりするアクションゲームではフレームレートによって異なる振る舞いをする事になる。 簡単な解決策はフレーム制限を設けてターゲットのデルタタイムが経過するまでゲームループを止める事。 デルタタイムの最大値 デバックの時に、コードをステップ実行しているとデルタタイムがかなり大きくなる。 これではシミュレーションしていても、すべてが過ぎて行ってしまうので、デルタタイムの最大値を決めておく。
19.
色々と仕上げ キー入力からパドルを動かす ボールの位置を更新 etc
...
20.
21.
余談 C++で書いた場合 行数:
約300行 負荷: Rubyで書いた場合 行数: 約 50行 負荷:
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