ドメイン駆動設計をゲーム開発に活かす

ドメイン駆動設計をゲーム開発に活かす

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  ドメイン駆動設計の実践 ～ゲーム開発にどう活用するか～ ギルドワークス 増田 亨 TECHx GAME COLLEGE #1 2018-8-22 2018/8/22 1
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  自己紹介 コード例 ：https://github.com/system-sekkei/isolating-the-domain ブログ：システム設計日記 http://masuda220.jugem.jp/ https://www.slideshare.net/masuda220/ 22018/8/22
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  本日の内容 ドメイン駆動設計の基礎知識 ゲーム開発への活用の可能性 ゲーム開発に取り入れる時の障害 障害を乗り越えていくヒント 32018/8/22
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  ドメイン駆動設計の基礎知識 What is Domain-DrivenDesign 42018/8/22
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  ドメイン駆動設計とは？ 52018/8/22
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  ソフトウェア設計の 考え方とやり方の一つ 62018/8/22
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  ソフトウェア設計の一般原則 関心の分離 Separation of Concerns モジュール構造 modularconstruction 全体を複数の関心事に分解する それぞれの関心事を独立したモジュールとして開発 モジュールを組み合わせて全体を構築する 72018/8/22
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  ドメインロジックに焦点を合わせる オブジェクト指向でモジュール化する インクリメンタルに設計する ドメイン駆動設計 2018/8/22 8 ドメイン駆動設計では、どのように関心を分離するか？ ドメイン駆動設計では、どのようにモジュール構造を組み立てるか？
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  ドメインロジックに焦点を合わせる どういうこと？ 2018/8/22 9
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  関心事の違い ドメイン駆動設計 従来の設計 ドメインロジックに焦点をあわせる 入出力に焦点をあわせる 主たる関心事主たる関心事 ドメインの状況を表す値の種類 ユーザインタフェース 値を使った計算ロジック/判定ロジック データベース 計算結果/判定結果の表現方法 通信 2018/8/22 10
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  ドメインロジックの構成要素 業務アプリケーション分野 ゲーム分野 ビジネスを構成する概念（用語） 顧客、商品、 販売、出荷、請求、… ゲームを構成する概念（用語） ゲームの世界観、キャラクタ設定、 ストーリーに登場する言葉 ビジネスの状況を表現する値 金額、数量、日付、日数、… 会員区分、商品区分、取引区分、… ゲームの状況を表現する値 レベル, ゴールド,HP,MP, SP, Exp, … アイテム種類,武器種類,防具種類,… 値を使った計算や判定 金額計算ルール、日数計算ルール、… バトル開始条件の判定ルール、 ダメージやポイントの計算ルール 勝敗の判定ルール, … 2018/8/22 11
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  ドメインロジック以外の関心事 業務アプリケーション分野 ゲーム分野 画面の入出力 データベースアクセス API 通信 … ビジュアルデザイン サウンドエフェクト インタラクションデザイン … アプリケーション開発には必須要素 ドメインロジックとは別の関心事 ドメイン駆動設計では、ドメインロジックに従属すべき関心事 2018/8/2212
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  ドメインロジックに焦点を合わせる理由 13 1. ソフトウェアの複雑さの原因は、 ドメインロジック（計算ロジックと判定ロジック）にある 2. ドメインロジックと入出力が混在していると、 ドメインロジックの全体像や構造が見えてこない 3.入出力の関心事を分離して、ドメインロジックだけを対象にすると、 ドメインロジックの輪郭や構造がはっきりしてくる 4. ドメインロジックの輪郭や構造が見えてくると、計算ロジックと判定ロ ジックの発見が進み、ロジックの整理がやりやすくなる 5. 計算ロジックと判定ロジックが整理できると、入出力の記述もシンプル になる 6. ソフトウェア全体が、見通しがよくなり、変更が楽で安全になる 2018/8/22
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  ドメインロジックの関心事を ソフトウェアの構造として 入出力から明確に分離する 2018/8/22 14
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  入出力＋ドメインロジック プレゼンテーション層 データソース層 アプリケーション層 15 入出力処理 ゲームルールの実行 次のアクションの指示 画面入出力 Web API データベース入出力 メッセージ送信 ゲームの入出力設計＋機能設計 計算ルール 判定ルール ゲームロジックの分析設計実装 バトル開始条件の判定ルール、 ダメージやポイントの計算ルール 勝敗の判定ルール, … 計算・判定ルールの記述を 独立したモジュールに 分離する 2018/8/2215
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  ゲーム開発でのメリット • 計算ロジック、判定ロジックの記述が整理できる – 同一ロジックの重複記述の防止（変更容易性） –ロジックの組み合わせ方の見通しをよくできる • 世界観/キャラクター設定/シナリオ構成と、計算ロジッ ク/判定ロジックの記述を直接的に関係づける – 全体が整合する – 変更の対象個所、影響範囲を特定しやすい • 入出力処理の記述がシンプルになる – 計算や判定の記述を、ドメイン層に外だしできる 2018/8/22 16
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  デモ • 入出力から分離したゲームロジックだけのモジュールとは、 どういうものか？ • ローグclassic – ビジュアル／サウンド／インタラクション、どれも貧弱 – ゲームロジック（ゲームの概念／状況を表現する値／その値を 使った計算と判定）を表現したコードが大半を占める • ドメインロジック＋CLIの対話式のデバッガみたいなもの – ユーザインタフェースが貧弱なので、もっと面白いゲームにす るためには、ゲームロジックに焦点を合わせた改良になる 2018/8/22 17
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  オブジェクト指向でモジュール化する どういうこと？ 2018/8/22 18
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  ソフトウェアのモジュール • コードを扱いやすいかたまりにグループ化し て、グループごとに別ファイルで記述する • モジュール間（ソースファイル間）の依存関係 を小さくする／少なくする 2018/8/2219
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  モジュール化の２つのアプローチ どういう観点でソースファイルを分割するか？ 入出力処理の単位ごと or 計算する値の種類ごと 2018/8/22 20
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  入出力単位のモジュール化 • 入力を起点に、出力するための処理手順の単位 でファイルを分ける • 機能分割し、機能ごとに入力と出力を定義する •出力に必要な一連の処理を時系列に記述する （手続き型、スクリプト型） • 共通処理手順（サブルーチン）を集めたファイル を作る 2018/8/22 21
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  値の種類ごとのモジュール化 • 計算や判定に登場する値（の種類）を見つける – レベル、HP,MP, SP, Exp.、… – 武器の種類、防具の種類、敵キャラクターの種類、… – ダメージの判定結果、勝敗の判定結果、… • 計算する値の種類ごとに、必要な計算（演算）を整理する – 一致／不一致の判定 – 大小の判定 – 境界値（最大／最小）の判定 – 足し算、引き算 – 掛け算 – 割り算 – 値のリテラル表現への変換 – リテラル表現から値への変換 2018/8/22 22
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  値の種類ごとのモジュール化 • 計算や判定に登場する値（の種類）を見つける – レベル、HP,MP, SP, Exp.、… – 武器の種類、防具の種類、敵キャラクターの種類、… – ダメージの判定結果、勝敗の判定結果、… • 計算する値の種類ごとに、必要な計算（演算）を整理する – 一致／不一致の判定 – 大小の判定 – 境界値（最大／最小）の判定 – 足し算、引き算 – 掛け算 – 割り算 – 値のリテラル表現への変換 – リテラル表現から値への変換 値の種類は多い 計算の種類は少ない 2018/8/22 23
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  値の種類に焦点を合わせる • ドメインロジックを構成する要素 – 状態を表す値の種類 –値を使った計算ロジック、判定ロジック – 計算結果、判定結果を表す値の種類 • モジュール分割→値の種類ごとにソースファイルを分ける – レベル型、HP型、MP型、SP型、Exp.型、… – ダメージ型、勝敗型、… – 武器種類型、防具種類型、モンスター種類型、… – アイテム一覧型、装備一覧型、敵モンスター群型、... • それぞれの型（値の種類）に対してあると便利なメソッドを定義する – その型でやりたい計算・判定（の名前） – 計算や判定に必要なパラメータ（の型） – 計算結果、判定結果を返す時の型 public Hp gain(Hp bonus) { … } 2018/8/22 24
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  ゲームロジックを 値の種類ごとに整理する ↓ 型の発見 ↓ 型をclass構文で記述する ↓ 実行時にオブジェクトとして生成する ↓ 必要な計算と判定を実行する2018/8/22 25
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  オブジェクト指向 262018/8/22
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  オブジェクト指向のモジュール化 考え方とやり方を学ぶ 2018/8/22 27
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  オブジェクト指向のモジュール化 考え方とやり方を学ぶ • 値オブジェクト • 区分オブジェクト •コレクションオブジェクト • … 2018/8/22 28
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  オブジェクト指向のモジュール化 考え方とやり方を学ぶ • 値オブジェクト • 区分オブジェクト •コレクションオブジェクト • … 2018/8/22 29
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  オブジェクト指向のモジュール化 考え方とやり方を学ぶ • 値オブジェクト • 区分オブジェクト •コレクションオブジェクト • … ガチでやりたい人→ 2018/8/22 30
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  インクリメンタルに設計する どういうこと？ 2018/8/22 31
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  最初から良い設計はできない 開発を始める時は対象領域の知識が貧弱 最初に書いたコードは、 後から見直すともっと良い書き方が見つかる 最初の要求はあいまいで、 時間とともに具体的で詳細になっていく 要求は、時間とともに変化する 2018/8/22 32
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  インクリメンタルに設計する 対象領域の知識を少しずつ広げ、掘り下げる 最初に書いたコードを見直しながら改善する 時間とともに具体的で詳細になっていく要求を、 時間とともにコードに反映する 時間とともに変化する要求を、 時間とともにコードに反映する 2018/8/22 33
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  インクリメンタルに設計する 基本的な値の種類を見つける ↓ 値と値を組み合わせたロジックを置く 場所（第三のクラス）を見つける ↓ 値の種類（型）をグルーピングする 342018/8/22
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  値と値を組み合わせたクラス 35 • ターン型 – ターンごとの状況を表す値を集めた型 –ターン before の結果を計算して、ターン after を返す – ターン after の結果を判定して、判定結果を返す • バトルコンテキスト型 – バトル開始時の状態を表現した型 – バトルやターンの計算・判定に必要な基本情報を表現した値の集合 • バトル型 – 進行中のバトルの状態を表す値を集めた型 – ターン型オブジェクトの履歴を持つ – バトルの結果を判定するロジックを持つ ターン方式のバトルのひとつの設計アイデア 2018/8/22
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  値の種類（型）のグルーピング • ポイント型 – HP型、MP型、SP型に共通のメソッドの定義 •アイテム型 – 食料型、薬型、巻物型、… class 所持品 { List<アイテム> items; … 所持品 add( アイテム ) { items.add(アイテム) ; } 所持品 remove(アイテム) { item.add(アイテム）; } } 型のグルーピングのひとつの設計アイデア 2018/8/22 36
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  インクリメンタルに設計する • ゲームロジックの知識を広げながら深掘りしていく – 世界観、キャラクタ設定、シナリオ、… –ゲームルール • 獲得した知識をコードに反映する – 計算や判定する値の種類（型）に焦点を合わせる – 値の種類ごとファイルを分割し、必要な計算ロジックを集める • コードの書き方を改善する – 型の発見、クラスの抽出 – ロジックの改善（引数の型、返す型） – ロジックの移動 – 型と型を組み合わせた型の発見 – 組み合わせ方の改善 2018/8/22 37
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  ゲーム開発を ドメイン駆動設計で進める時の障害 2018/8/22 38
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  障害 1. そうはいっても入出力 • ビジュアル命、サウンド命 •インタラクション命 • 通信が～ • データベースが～ 2. フレームワーク • 入力イベントのハンドラー • 入力を起点に出力までの処理手順をスクリプティングする道具 3. 開発プロセス • フェーズ分けと分業 • コードを書き始めるタイミング/変更のリズム • コード変更の理由の混乱（モデルの変更? ビューの変更? 両方?） 2018/8/22 39
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  いくつかのアプローチ • ドメイン駆動設計に思い切って飛び込む – 少数精鋭かつ小規模で、徹底してドメイン駆動設計でやってみる –学びのための実験プロジェクト – 効果は大きいが… • 従来のやり方に少しずつ、こっそりと – HPの単純な足し算・引き算のロジックをHP型に – 勝敗判定を true/false から enum 勝敗型に • 数値の計算ロジックは、必ず独自の型にラッピングする • コレクションの操作ロジックは必ず独自の型にラッピングする • boolean (true/false) 禁止 判定結果は必ず enum 型で宣言する 2018/8/22 40
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  いくつかのアプローチ • ドメイン駆動設計に思い切って飛び込む – 少数精鋭かつ小規模で、徹底してドメイン駆動設計でやってみる –学びのための実験プロジェクト – 効果は大きいが… • 従来のやり方に少しずつ、こっそりと – HPの単純な足し算・引き算のロジックをHP型に – 勝敗判定を true/false から enum 勝敗型に • 数値の計算ロジックは、必ず独自の型にラッピングする • コレクションの操作ロジックは必ず独自の型にラッピングする • boolean (true/false) 禁止 判定結果は必ず enum 型で宣言する 実際にコードを書いて その結果を確認しながら、議論し、決めていく 2018/8/22 41
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  まとめ 2018/8/22 42
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  ソフトウェア設計の一般原則 関心の分離 Separation of Concerns モジュール構造 modularconstruction 全体を複数の関心事に分解する それぞれの関心事を独立したモジュールとして開発 モジュールを組み合わせて全体を構築する 432018/8/22
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  ドメインロジックに焦点を合わせる オブジェクト指向でモジュール化する インクリメンタルに設計する ドメイン駆動設計 2018/8/22 44 ドメイン駆動設計では、どのように関心を分離するか？ ドメイン駆動設計では、どのようにモジュール構造を組み立てるか？
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  設計のアプローチ ドメイン駆動設計 従来の設計 ドメインロジックに焦点を合わせる 入出力に焦点を合わせる オブジェクト指向でモジュール化手続き型でモジュール化 インクリメンタルに設計する アップフロントに設計する 違いを理解した上で、自分たちの設計スタイルを議論し決めていく 実際にコードを書きながら2018/8/22 45