【Unity】第四回 unity1week 「夏」の開発について【レールの作り方】

第四回 Unity一週間ゲームジャムに参加

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一回目から参加し続けてもう四回目にもなってしまった。
参加者もちょっと少なかったのかもしれない。
イカとドラクエのせいだ。

みんな早い！自分も遅れずに投稿しました。お疲れ様でした😀 サマーサーフィン | ゲーム投稿サイト unityroom #unity1week https://t.co/xZYTPpFWXa pic.twitter.com/JhQwPujqr0
— ぐーるさん (@uuha_goul) 2017年7月30日

結論から言えば、今回も結果は振るわなかったのだけど、
まだまだUnity学びたいし頑張ろうと思っている。

アイデアについて

とりあえず

スイカ
花火
海
お化け

この辺りが夏の記号になりそうだなと漠然と考えた。

で、とりあえずスイカ割らせてみたり。

今回のテーマは「夏」。
アイデアが出ずに遊んでいる。
何やってんだ…俺は。

うああああああああああああ！
どうしよおおおおおお！#unity1week pic.twitter.com/0TVkCgNvOK
— ぐーるさん (@uuha_goul) 2017年7月24日

切り方はMeshCutterで数回ランダムに切っているだけ。
毎回結果が変わるのが面白い所。

だが、スイカ割りは特に人気で被りまくりそう。
花火も上に同じ。

最近気になっていたレール式ランゲームをちょっとやってみたかったので、
サーフィンを題材に今回はそれに。

レール式ランゲーム

決められたレールの上を走るランゲーム。
ジェットコースターやトロッコとかイメージすればOK。
例えば右方向へ向かって走るランゲームと比べて、
3Dを活かしたダイナミックな動きを出すことが容易に出来る。
また制御しやすい。(一回転を作ったり、この曲がり角で敵を出す！とか)

unityに落とし込む

ランダムにルートを生成する
無限に走ることが出来ないとならない
敵の配置
ゲームとしての体裁を整える

敵の配置やゲームとしての体裁を整える辺りは長くなりすぎるので割愛。
今回はルート生成についてコードレベルで紹介。

ルート生成のアルゴリズム

一言で言えばルートはpointの集合体です。
「次に向かうポイント」
をどんどん点で打っていけばOKです。

流れとしては

ポイントをざっくり置く
滑らかに整える
デコレーションする
描画する

という流れになります。

ポイントをざっくり置く

まずはじめにポイントをざっくりと置いていきます。

for (var i = 1; i < LINE_CNT; i++)
{
    var distance = Random.Range(1, 5); // 距離の力
    range = Random.Range(-3, 3) * 30; // ランダムな方向を向ける
    lastAngle = Mathf.Clamp(lastAngle + range, 0, 180); // 前回の角度から0度～180度の間でランダムな方向を出す

    float angle = lastAngle * Mathf.PI / 180;
    // 極座標の公式で計算する
    path.LinePoints[i] = path.LinePoints[i - 1] + new Vector3(Mathf.Cos(angle), 0, Mathf.Sin(angle)) * distance;
}

pointはランダムな方向と、角度から位置を計算します。
極座標の公式

線の長さ(r)と角度（θ）で到達点座標（x,y)が求まる
(x,y) = (r cosθ , r sinθ)

イメージとしてはこんな感じでまだガタガタな点が作られます。

f:id:ghoul_life:20170731181931p:plain

滑らかに整える

点を細かくして補完していきます。
この計算をどのようにするかによって補完の仕方が変わります。
http://d.hatena.ne.jp/nakamura001/20111117/1321539246
イージングのアルゴリズムを応用して、緩急を作り出したりしても面白い！

/// <summary>
/// 線を滑らかに補完する
/// </summary>
/// <param name="linePoints"></param>
/// <param name="smoothness"></param>
/// <returns></returns>
private Vector3[] SmoothCurve(Vector3[] linePoints , float smoothness)
{
	if (smoothness < 1.0f) smoothness = 1.0f;

	var pointsLength = linePoints.Length;
	var curvedLength = (pointsLength * Mathf.RoundToInt(smoothness)) - 1;
	var curvedPoints = new List<Vector3>(curvedLength);

	float t = 0.0f;
	List<Vector3> points;
	for (int i = 0; i < curvedLength + 1; i++)
	{
		t = Mathf.InverseLerp(0, curvedLength, i);
		points = new List<Vector3>(linePoints);
		for (int j = pointsLength - 1; j > 0; j--)
		{
			for (int k = 0; k < j; k++)
			{
				points[k] = (1 - t) * points[k] + t * points[k + 1];
			}
		}
		curvedPoints.Add(points[0]);
	}

	return (curvedPoints.ToArray());
}

青い線が補完後の線になります。
ちょっと滑らかさが強いかもしれませんね…。

f:id:ghoul_life:20170731182144p:plain

デコレーションする

一旦パスを作った後、ゲーム的な要素を追加します。
敵を置いたり、ループ作ったり。

基本的に完成したパスを再度舐めつつ、
ランダムに処理をしていけばOK

var EFFECT_IDX = 20; // 20個目までの点には効果を出さないように～とか。
for (var i = EFFECT_IDX ; i < path.LinePoints.Length ; i++)
{
    var pos = path.LinePoints[i];
    // 効果がランダムで発動
    switch (Random.Range(1, 5))
    {
    	// 障害物を出す、とか
    	//case XXX:
	    //     ～～～
	    //     break;
	}
}

描画する

無くてもいいのですが、
見せてもいいのです。

LineRendererにまとめて入れるだけ

_lineRenderer.positionCount = _linePoints.Length;
_lineRenderer.SetPositions(_linePoints);

あれ、SetVertexCount だったような…とちょっと気になるヤーツ。

https://docs.unity3d.com/ja/540/ScriptReference/LineRenderer.SetVertexCount.html

変わったようです。

処理速度について

もうここまででもいいんじゃね？って話ですが
ゲームにした場合、気になるのは処理速度です。
どうしても計算はちょっと長いのでストレートに処理していたらプチフリーズしてしまうでしょう。
そして、パスの終点まで到達した時に処理をしていたのでは、遅れてしまうでしょう。

並列に処理する
予め次を計算しておく

この2つを満たせばOKです。

並列に処理するのは何でもいいです。
Coroutineでも、Taskでも、Threadでも…。
慣れ親しんだCoroutine辺りでとりあえずいいのではないでしょうか。

次を用意しておく処理はこんな感じで

// indexが半分を過ぎたら。ここはもっと早くてもいいかも。ゲームスピードとの兼ね合い
var len = currentPath.LinePoints.Length;
if (index > 0.5f * len && isCreateNext)
{
    var lastPoint = currentPath.LastPoint; // 最後のposition
    var lastAngle = currentPath.LastAngle; // 最後の角度
    // 続きのサブを作成しておく
    StartCoroutine(CreateRailPath(lastPoint, lastAngle , subPath));

    isCreateNext = false; // 何度も作らせないために
}

// 最後まで来たらswapする
if (index > len - 1)
{
    // 予め作っておいたサブとカレントを切り替える
    var tmpPath = currentPath;
    currentPath = subPath;
    subPath = tmpPath;
    isCreateNext = true; // 次を作らせるフラグをON
    index = 0;
}