講義メモ ゲーム開発編

:敵機と爆散円の衝突判定、敵弾と爆散円の衝突判定と誘爆、サウンド処理

演習43 敵機と爆散円の衝突判定(再掲載)


・敵機が爆散円に触れたら落下するようにしよう
・敵機が破壊されたことがわかりやすくなるように、落下中の画像に切り替えよう
  meteo3.gif
・スコアの上昇に合わせて、敵機の出現間隔が短くなるようにしよう(10まで)

手順と仕様(再掲載+α)

①データメンバ:Image変数meteoiを追加し、敵機落下用の画像meteo3.gifを読み込む
②初期化処理:敵機の出現間隔を初期値(50)に戻す
③タイマーイベント処理:敵機と自機が衝突したら敵機画像をmeteoiにする処理を追加
④タイマーイベント処理:敵機と自弾が衝突したら敵機画像をmeteoiにする処理を追加
⑤タイマーイベント処理:敵機と爆散円の中央の距離が(爆散円の半径+敵機幅)未満なら衝突とする。
 そして、10点加算、敵機画像を差し替えて落下を開始する。
 ※爆散円は存在中の敵弾の数だけチェックする必要がある
⑥タイマーイベント処理:スコア÷100を敵機の出現間隔(50)から差し引く(10以下にはしない)

作成例

//演習43 敵機と爆散円の衝突判定
using System; //汎用的に利用
using System.Windows.Forms; //フォームアプリケーションに必須
using System.Drawing; //Size、Image用
//《0.アイテムを表す構造体
struct Item {
    public Image i; //画像
    public int x;  //中心X座標
    public int y;  //中心Y座標
    public int hv; //左右方向の速度(左向きは負の数、右向きは正の数)
    public int vv; //上下方向の速度(上向きは負の数、下向きは正の数)
    public int v;  //表示状態(0:非表示、1~100:表示、101~200:爆散中)
}
class Program : Form { //Formクラスの派生クラス
    //《1.DLLインポートと外部定義指定
    [System.Runtime.InteropServices.DllImport("user32.dll")] //DLLインポート
    private static extern short GetKeyState(int nVirtKey); //外部定義指定
    //《2.データメンバ
    int gamemode = 0; //モード(0:タイトル画面,1:プレイ画面,9:終了画面)
    int score = 0; //スコア
    int hiscore = 0; //ハイスコア
    Image backi = Image.FromFile("backb.bmp"); //背景画像を読込む
    Image playeri = Image.FromFile("player.gif"); //自機通常画像を読込む
    Image playerl = Image.FromFile("playerl.gif"); //自機左寄画像を読込む
    Image playerr = Image.FromFile("playerr.gif"); //自機右寄画像を読込む
    Image bulleti = Image.FromFile("bullet.gif"); //自弾画像を読込む
    Image bullet2i = Image.FromFile("bullet2.gif"); //自弾画像2を読込む
    Image enemyi = Image.FromFile("enemy.gif"); //敵機画像を読込む
    Image enemybi = Image.FromFile("ebullet.gif"); //敵弾画像を読込む
    Image meteoi = Image.FromFile("meteo3.gif"); //【追加】破壊画像を読込む
    static Image burni = Image.FromFile("burn.gif"); //炎画像を読込む
    Pen burnp = new Pen(new TextureBrush(burni), 15); //炎のテクスチャペン
    Pen pen1 = new Pen(Color.Red, 2); //赤色太さ2のペン
    Brush brush1 = new SolidBrush(Color.FromArgb(63, 255, 0, 0)); //透明赤いブラシ
    Font font1 = new Font("メイリオ", 20, FontStyle.Bold); //フォントを生成
    Font fontt = new Font("メイリオ", 80, FontStyle.Bold); //フォントを生成
    Font fontm = new Font("メイリオ", 25, FontStyle.Bold); //フォントを生成
    Brush brushs = new SolidBrush(Color.Yellow); //黄色のブラシ
    Timer timer = new Timer(); //タイマーの生成
    int backy = 0; //1枚目の背景描画開始Y座標
    Item player; //自機の構造体オブジェクト
    const int maxpb = 10; //自弾の最大数
    Item[] pba = new Item[maxpb]; //自弾の構造体オブジェクト配列
    const int cold = 10; //自弾発射の冷却時間
    int waitpb = 0; //自弾発射の待ち時間
    const int maxenemy = 20; //敵機の最大数
    Item[] enemya = new Item[maxenemy]; //敵機の構造体オブジェクト配列
    int waitenemy = 0; //敵機の出現待ち時間
    int enemyint = 50; //敵機の出現間隔
    string hiscoremsg = "";  //ハイスコアメッセージ
    Random rnd = new Random(); //乱数用のRandomクラスのインスタンスを生成
    const int enemybint = 75; //敵弾の出現間隔
    int waitenemyb = 200; //敵弾の出現待ち時間
    const int maxenemyb = 20; //敵弾の最大数
    Item[] enemyba = new Item[maxenemyb]; //敵弾の構造体配列
    const int enemyvv = 5; //敵機移動速度
    //《3.初期化処理:各データをゲーム開始時の値にする
    void initData() {
        player.i = playeri;  //自機の画像
        player.x = 320; //自機の中心X座標
        player.y = 410; //自機の中心Y座標
        player.hv = 0;  //自機の左右方向の速度
        player.v = 100;  //自機を100%表示
        waitpb = 0; //自弾発射の待ち時間
        waitpb = 0; //自弾発射の待ち時間
        score = 0; //スコアクリア
        waitenemyb = 200; //敵弾の出現待ち時間
        enemyint = 50; //【追加】敵機の出現間隔
    }
    //《4.中央座標を用いる画像描画処理
    private void DrawItem(PaintEventArgs e, Item it) {
        int xx = it.x - it.i.Width / 2; //左上X座標を得る
        int yy = it.y - it.i.Height / 2; //左上Y座標を得る
        e.Graphics.DrawImage(it.i, xx, yy);
    }
    //《5.中央座標を用いる画像描画処理(倍率指定)
    private void DrawItem(PaintEventArgs e, Item it, int rate) {
        if (rate == 100) { //等倍?
            DrawItem(e, it); //通常描画を呼ぶ
        } else {
            int xx = it.x - it.i.Width * rate / 100 / 2; //左上X座標を得る
            int yy = it.y - it.i.Height * rate / 100 / 2; //左上Y座標を得る
            e.Graphics.DrawImage(it.i, xx, yy, it.i.Width * rate / 100, it.i.Height * rate / 100);
        }
    }
    //《6.楕円形の衝突判定(アイテムaとアイテムbが衝突しているかどうかを返す)
    private bool isHit(Item a, Item b) {
        int dest = (a.x - b.x) * (a.x - b.x) + (a.y - b.y) * (a.y - b.y); //距離2乗
        double ra = (a.i.Width < a.i.Height) ? a.i.Width / 2.0 : a.i.Height / 2.0; //内径a
        double rb = (b.i.Width < b.i.Height) ? b.i.Width / 2.0 : b.i.Height / 2.0; //内径b
        return dest < (ra + rb) * (ra + rb); //距離2乗と内径の和の2乗を比較
    }
    //《7.描画処理(オーバライド)
    protected override void OnPaint(PaintEventArgs e) {
        base.OnPaint(e); //基本クラスの描画処理を呼ぶ
        e.Graphics.DrawImage(backi, 0, backy); //背景画像を描画
        e.Graphics.DrawImage(backi, 0, backy - backi.Height); //背景画像を描画
        if (gamemode == 0) { //スタート画面?
            e.Graphics.DrawString("GAME1", fontt, brushs, 100, 150); //タイトル表示
            e.Graphics.DrawString("Hit Enter Key", fontm, brushs, 200, 300); //メッセージ表示
        } else { //プレイ画面かゲームオーバー画面?
            string s = String.Format("SCORE:{0:000,000}", score); //スコア文字列を作る
            e.Graphics.DrawString(s, font1, brushs, 400, 10); //スコア表示
            if (player.v != 0) { //自機が表示中?
                switch (player.hv) { //自機の向きによって分岐
                    case 0: player.i = playeri; break; //通常画像にする
                    case -1: player.i = playerl; break; //左寄画像にする
                    case 1: player.i = playerr; break; //右寄画像にする
                }
                DrawItem(e, player, player.v); //自機を倍率描画
            }
            foreach (var pb in pba) { //全自弾について繰返す
                if (pb.v == 1) { //自弾がある?
                    DrawItem(e, pb); //自弾を描画
                }
            }
            foreach (var enemy in enemya) { //全敵機について繰返す
                if (enemy.v != 0) { //敵機がある?
                    DrawItem(e, enemy, enemy.v); //敵機を倍率描画
                }
            }
            foreach (var enemyb in enemyba) { //全敵弾について繰返す
                if (enemyb.v == 1) { //敵弾がある?
                    DrawItem(e, enemyb); //敵弾を描画
                } else if (enemyb.v >= 101) { //爆散中?
                    int rr = (enemyb.v - 100) * 2; //直径を計算
                    e.Graphics.DrawEllipse(burnp, enemyb.x - (enemyb.v - 100),
                        enemyb.y - (enemyb.v - 100), rr, rr); //爆散円描画
                }
            }
        }
        if (gamemode == 9) { //ゲームオーバー画面?
            e.Graphics.DrawString("GAME OVER", fontm, brushs, 210, 150); //メッセージ表示
            e.Graphics.DrawString(hiscoremsg, fontm, brushs, 150, 200); //ハイスコアメッセージ表示
            e.Graphics.DrawString("Hit Enter Key", fontm, brushs, 200, 300); //メッセージ表示
        }
    }
    //《8.キー入力時処理
    void OnKeyDown(object o, KeyEventArgs e) {
        if (e.KeyCode.ToString() == "Escape") { //Escキーが押されていたら
            Close(); //フォーム終了
        }
        //タイトル画面でEnterキーが押されていたら
        if (gamemode == 0 && e.KeyCode.ToString() == "Return") {
            initData(); //各データをゲーム開始時の値にする
            gamemode = 1; //プレイ動画に遷移
            timer.Start(); //タイマー開始                  
        }
        //ゲームオーバー画面でEnterキーが押されていたら
        else if (gamemode == 9 && e.KeyCode.ToString() == "Return") {
            initData(); //各データをゲーム開始時の値にする
            for (int i = 0; i < maxenemy; i++) { //全敵機について繰返す
                enemya[i].v = 0; //無しにする
            }
            for (int i = 0; i < maxpb; i++) { //全自弾について繰返す
                pba[i].v = 0; //無しにする
            }
            for (int i = 0; i < maxenemyb; i++) { //全敵弾について繰返す
                enemyba[i].v = 0; //無しにする
            }
            gamemode = 1; //プレイ動画に遷移
        }
        Invalidate(); //画面再描画を依頼
    }
    //《9.タイマーイベント処理
    void Play(object o, EventArgs e) {
        //《9.1.背景画像スクロール
        backy = (backy + 1) % backi.Height; //1枚目の背景描画開始Y座標を下げる
        //《9.2.自機の向きのセット
        if (gamemode == 1) { //プレイ画面?
            player.hv = 0; //自機の向きを無しにしておく
            if (player.x > playeri.Width / 2 && GetKeyState((int)Keys.Left) < 0) { //範囲内で←キーが押されている?
                player.x -= 10; //自機を左へ
                player.hv = -1; //左向き
            }
            if (player.x < backi.Width - playeri.Width / 2 && GetKeyState((int)Keys.Right) < 0) { //範囲内で→キーが押されている?
                player.x += 10; //自機を右へ
                player.hv = 1; //右向き
            }
        }
        //《9.3.敵機と自機・自弾の衝突処理
        for (int i = 0; i < maxenemy; i++) { //全敵機について繰返す
            if (enemya[i].v == 100) { //敵機が100%存在?
                if (player.v == 100 && isHit(enemya[i], player)) { //自機が100%存在し衝突?
                    GameOver(); //ゲームオーバー
                    enemya[i].v = 99; //敵機落下開始
                    enemya[i].i = meteoi; //【追加】破壊画像に
                    break; //抜ける
                }
                for (int j = 0; j < maxpb; j++) { //全自弾について繰返す
                    if (pba[j].v != 0 && isHit(enemya[i], pba[j])) { //自弾が存在し衝突?
                        enemya[i].v = 99; //敵機落下開始
                        enemya[i].i = meteoi; //【追加】破壊画像に
                        pba[j].v = 0;  //この自弾を消す
                        score += 10; //スコアアップ
                        break; //次の敵機へ進む
                    }
                }
            }
        }
        //《9.4.敵弾と自機・自弾、爆散中敵弾と敵機の衝突処理
        for (int i = 0; i < maxenemyb; i++) { //全敵弾について繰返す
            if (enemyba[i].v == 1) { //敵弾が存在?
                if (player.v == 100 && isHit(enemyba[i], player)) { //敵弾と自機が衝突?
                    GameOver(); //ゲームオーバー
                    enemyba[i].v = 0; //敵弾を消す
                    break; //繰返しを抜ける
                }
                for (int j = 0; j < maxpb; j++) { //全自弾について繰返す
                    if (pba[j].v != 0 && isHit(enemyba[i], pba[j])) { //敵弾と自弾が衝突?
                        enemyba[i].v = 101; //敵弾を爆散状態へ
                        pba[j].v = 0; //自弾を消す
                        score += 100;
                        break; //次の敵弾へ
                    }
                }
            } else if (enemyba[i].v >= 101) { //【以下追加】敵弾が爆散中?
                for (int j = 0; j < maxenemy; j++) { //全敵機について繰返す
                    if (enemya[j].v == 100) { //敵機が100%存在?
                        //敵機と爆散円の中央の距離の2乗
                        double d1 = Math.Pow(enemya[j].x - enemyba[i].x, 2)
                            + Math.Pow(enemya[j].y - enemyba[i].y, 2);
                        //敵機半径と爆散円の半径の和の2乗
                        double d2 = Math.Pow(enemyi.Width / 2 + enemyba[i].v - 100, 2);
                        if (d1 < d2) { //敵機が爆散円の中?
                            enemya[j].v = 99; //敵機落下開始
                            enemya[j].i = meteoi; //破壊画像に
                            score += 10; //スコアアップ
                            break; //次の敵機へ進む
                        }
                    }
                }
            }
        }
        //《9.5.自弾の発射
        if (gamemode == 1) { //プレイ画面?
            if (GetKeyState((int)Keys.Space) < 0) { //スペースキーが押されている?
                if (waitpb <= 0) { //自弾発射待ち時間がゼロ?
                    for (int i = 0; i < maxpb; i++) { //全自弾について繰返す
                        if (pba[i].v == 0) { //自弾が非表示?
                            pba[i].v = 1; //表示にする
                            pba[i].i = bulleti; //画像
                            pba[i].x = player.x; //X座標は自機と同じ
                            pba[i].y = player.y - player.i.Height / 2 - pba[i].i.Height / 2; //Y座標は自機の直上
                            pba[i].vv = -5; //上移動速度
                            waitpb = cold; //自弾発射待ち時間をセット
                            break; //1発発射できればOK
                        }
                    }
                }
            } else { //スペースキーが押されていない?
                waitpb = 0; //自弾発射待ち時間をゼロにして発射可能にする
            }
        }
        //《9.6.敵機出現
        if (waitenemy <= 0) { //敵機出現待ち時間がゼロ?
            for (int i = 0; i < maxenemy; i++) { //全敵機について繰返す
                if (enemya[i].v == 0) { //敵機が非表示?
                    enemya[i].v = 100; //100%表示にする
                    enemya[i].i = enemyi; //画像
                    enemya[i].x = enemyi.Width / 2 + rnd.Next(backi.Width - enemyi.Width);
                    enemya[i].y = -enemyi.Height; //Y座標は上端の直上
                    enemya[i].vv = enemyvv; //下移動速度
                    waitenemy = enemyint; //敵機出現待ち時間をセット
                    break; //1機出現できればOK
                }
            }
        }
        //《9.7.敵弾発射
        if (waitenemyb <= 0) { //敵弾出現待ち時間がゼロ?
            int enemyi = -1; //発射敵機を-1(未確定)にしておく
            for (int i = 0; i < maxenemy; i++) { //全敵機について繰返す
                if (enemya[i].v == 100 && enemya[i].y > 0 && enemya[i].y < backi.Height / 2) { //該当する敵機?
                    enemyi = i; //発射敵機が確定
                    break;
                }
            }
            if (enemyi != -1) { //発射敵機が未確定ではない?
                for (int i = 0; i < maxenemyb; i++) { //全敵弾について繰返す
                    if (enemyba[i].v == 0) { //敵弾が非表示?
                        enemyba[i].v = 1; //表示にする
                        enemyba[i].i = enemybi; //画像
                        enemyba[i].x = enemya[enemyi].x; //X座標は発射敵機と同じ
                        enemyba[i].y = enemya[enemyi].y - 15; //Y座標は発射敵機中央の上
                        double rad = Math.Atan2(player.y - enemyba[i].y, player.x - enemyba[i].x); //角度を得る
                        enemyba[i].hv = (int)(Math.Cos(rad) * enemyvv * 1.5); //X移動量
                        enemyba[i].vv = (int)(Math.Sin(rad) * enemyvv * 1.5); //Y移動量
                        waitenemyb = enemybint; //敵弾発射待ち時間をセット
                        break; //1弾出現できればOK
                    }
                }
            }
        }
        //《9.8.自弾移動
        for (int i = 0; i < maxpb; i++) { //全自弾について繰返す
            if (pba[i].v != 0) { //自弾が存在?
                pba[i].i = (pba[i].i == bulleti) ? bullet2i : bulleti; //画像を交互変更
                pba[i].y += pba[i].vv; //上へ移動
                if (pba[i].y + pba[i].i.Height / 2 < 0) { //画面上端より上に出たら
                    pba[i].v = 0; //自弾を消す
                }
            }
        }
        //《9.9.敵機移動
        for (int i = 0; i < maxenemy; i++) { //全敵機について繰返す
            if (enemya[i].v != 0) { //敵機が存在?
                if (enemya[i].v <= 99) { //落下中?
                    enemya[i].v--; //落下する
                }
                enemya[i].y += enemya[i].vv; //下へ移動
                if (enemya[i].y - enemya[i].i.Height / 2 > backi.Height) { //画面下端より下に出たら
                    enemya[i].v = 0; //敵機を消す
                }
            }
        }
        //《9.10.敵弾移動
        for (int i = 0; i < maxenemyb; i++) { //全敵弾について繰返す
            if (enemyba[i].v == 1) { //敵弾が存在?
                enemyba[i].x += enemyba[i].hv; //X移動量をX座標に加算
                enemyba[i].y += enemyba[i].vv; //Y移動量をY座標に加算
                if (enemyba[i].x < -enemybi.Width / 2 ||
                    enemyba[i].x - enemybi.Width / 2 > backi.Width ||
                    enemyba[i].y < -enemybi.Height / 2 ||
                    enemyba[i].y - enemybi.Height / 2 > backi.Height) {
                    enemyba[i].v = 0; //上下左右から外に出たら消す
                }
            } else if (enemyba[i].v >= 101) { //爆散中?
                enemyba[i].v = (enemyba[i].v <= 200) ? enemyba[i].v + 1 : 0; //200までカウントアップ
            }
        }
        //《9.11.カウントダウンと画面再描画
        if (waitpb > 0) { //自弾発射待ち時間がセットされていたら
            waitpb--; //カウントダウンする
        }
        if (waitenemy > 0) { //敵機出現待ち時間がセットされていたら
            waitenemy--; //カウントダウンする
        }
        if (waitenemyb > 0) { //敵弾出現待ち時間がセットされていたら
            waitenemyb--; //カウントダウンする
        }
        if (gamemode == 9 && player.v > 0 && player.v < 100) { //ゲームオーバーで自機が縮小中?
            player.v--; //表示倍率をダウンする
        }
        if (enemyint > 10) { //【以下追加】敵機出現間隔が下限より大きければ
            enemyint = 50 - score / 100; //スコア÷100だけ出現間隔を短縮
        }
        Invalidate(); //画面再描画を依頼
    }
    //《10.ゲームオーバー処理
    private void GameOver() {
        player.v = 99; //自機の落下(縮小)を開始
        gamemode = 9; //ゲームオーバーにする
        if (score > hiscore) { //ハイスコア更新?
            hiscore = score; //ハイスコア更新
            hiscoremsg = "HiSCORE Update !"; //メッセージ
        } else {
            hiscoremsg = String.Format("HiSCORE is {0:000,000}", hiscore); //スコア文字列を作る
        }
    }
    //《11.コンストラクタ
    Program() {
        DoubleBuffered = true; //ダブルバッファリングを有効化
        KeyDown += new KeyEventHandler(OnKeyDown); //キー入力イベント登録
        timer.Tick += new EventHandler(Play); //タイマーイベント登録
        timer.Interval = 10; //タイマーインターバル(ミリ秒)
    }
    //《12.Main
    public static void Main() {
        Program f = new Program(); //自分のオブジェクトを生成
        f.Size = new Size(660, 520); //フォームのサイズを設定
        f.Text = "Game"; //フォーム名を設定
        f.ControlBox = false; //コントロールボックスを非表示に
        f.FormBorderStyle = FormBorderStyle.Fixed3D; //サイズ変更を抑止
        Application.Run(f); //フォームを現出
    }
}

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