投稿者: iPhoneアプリ作者

プログラムに配列は欠かせず、 iPhoneアプリのゲーム開発に於いても其れは変わらず、 併せてゲーム内のデータ保持に行列を用いたいとなれば必須事項ですが、 型に厳格な言語 Swift 上の話でもあれば、 実行しようと思うもなかなかに難儀で、 エラーを頻発させるも諦める訳にも行かず、 何とか形になった経緯を本記事に記しおくものです。

アプリあちこち食堂（仮題）に於ける多次元配列を可視化した開発画面

求める2次元配列の形

自らの策定した仕様の要請に依れば手始めに 以下の如き2次元の行列を鑑みた Bool型の2次元配列を生成したくあります。

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処が先ず以て、 Xcode は此の宣言さえ許してくれません。 下手に宣言すればビルドは通るものの、 走らせると配列forループでお馴染みのエラー Fatal error: Index out of range が吐き出されて止まってしまいます。

どうもネットを繰るとteratailに以下の様な遣り取りが見付かり…

ゲームの代表的存在でもある任天堂社のスーパーマリオブラザーズを始めとして、 特にレトロな2D横スクロールアクションゲームでは無限スクロールは必須の機能です。 本ブログにも横スクロールの実装について記事を幾つか配信しもしました。

• SpriteKitで地面を無限スクロールする（2016年6月22日）
• 無限スクロールのupdateメソッドに依る実装（2016年7月6日）

2DゲームフレームワークSpriteKit

ゲームうさ犬が行く開発中画面

SpriteKit iPhone2Dゲームプログラミング

XcodeでiPhoneアプリでも2Dゲームを開発するに当たって 有用なのがアップル社謹製フレームワーク SpriteKit です。 このフレームワークには様々なゲーム実装に関する機能が搭載されていますが、 座標もその一つです。 SpriteKitの座標に関してはUIViewと座標系が異なるため、 困惑する場合も多いのですが2D画面を構成するには欠かせません。

問題惹起

手元の開発iPhoneゲームで いつものようにSpriteKitの提供する座標系 SKView を用いている途中、気付いた点がありました。

ディープラーンングなどは及びもつかないものの、 iPhoneアプリにゲームとしてユーザーをもてなす以上、 規模は小さいながらもユーザーの入力に対する反応を返すアルゴリズムを用意すべし、 とて此れを ゲームAI として手元の開発ゲーム バルーンズ・オキュパイ への実装の取っ掛かりを記した記事が2017年10月6日に本ブログに配信した以下の記事でした。

Spritekitを利用したゲームAIもどきの実装

Apple Mac mini Apple M1 Chip

ゲームAI擬きの改善

本記事には此の前記事に紹介したコードを今一歩進めた考察を記す処です。 其の要件としては前記事に於いては キャラクターの出現ポイント検出の処理と移動の処理を任意単位時間、2秒に1回 としており、 此れを同時に処理していたのでユーザーの待ち時間が多くてゲームとして成り立たないので 此れを解決したい、と言うものです。 従って任意単位時間の取り扱いについて考える必要があります。 本ブログには此れに関して2017年10月24日に以下の記事を配信しています。

ゲーム開発に於いては単位時間の処理が欠かせないものとして iPhoneアプリの製作の際、基本的な統合的開発環境のXcode上での処理について 本ブログに稿をものしたのが以下の2017年3月27日の配信記事でした。

-(void)update:(CFTimeInterval)currentTimeメソッドに於ける任意時間のコールバックメソッド

GAMEVICE Game Controller for iPhone v2 GMV-GV157

必須となる複数の単位時間処理

処で斯くも重要な要素たる単位時間処理は 唯に一箇所のみで必要となるに限られるものでもなく 手元の開発ゲーム バルーンズ・オキュパイ でも複数箇所で利用するに如くはない事態が出来しました。 具体的にはキャラクターの移動処理とバルーン陣地の拡大処理が異なる単位時間に処理されるのが其れで 而して一つでは間に合わない様相を呈したのです。

其処で対処として考えたのが…

今流行りのAI、即ち人工知能とタイトルすれば甚だ釣り気味ですが、 ゲーム作成に於いてはコンピュータにプレイヤーの相手をさせる場合、 大にしろ小にしろ孰れ其の為のアルゴリズムを用意しなければなりません。 其れは手元の開発iPhone専用ゲームアプリ バルーンズオキュパイ でも一般です。

略してバルオキュでは プレイヤーが画面上に風船を膨らませて自陣を拡張しているのに対し 此のゲームでは敵キャラクターとなる うさ犬 兄弟の弟、 はなまる が画面上を所狭しとジャンプしまくりプレイヤーが膨張させつつある風船を割って回る、 と言うゲーム内容になっています。 此の際、はなまるはプレイヤー陣地の確定した部分は避けて飛ぶ必要があります。 また膨張中の風船にはなまるが飛び込めば其の風船は割れてプレイヤーの負けが確定しなければなりません。 此の両者の解決を同時に図る上手い方法はないものかと模索して、 どうやら共に衝突判定が使えるだろうと思い付きました。 ゲームAIに衝突事件を組み込んで実装すればはなまるは確定風船を避けつつ時には膨張中の風船を割りに掛かるだろうと言う目論見です。

衝突判定の実装は一般に難しいと言われる処ですが アップル社がXcodeに用意する2Dゲーム開発フレームワークである SpriteKit には最初から其の機能が用意されているので其れを用いることにします。

陣取りゲームとして目論む処のゲーム主画面に於いては 陣地の遣り取りの判定のために画面全体を区切る必要があります。 区切った画面各々にプレイヤーの陣地か如何かの判定フラグを持たせ 更には他にも様々に応用して用いる使い勝手の良い 配列 として扱う腹積もりです。 この際ゲーム画面の幅に合わせて区切りを柔軟に保たせるために 可変配列を用いることにします。

可変配列オブジェクト NSMutableArray の概要については iPhoneアプリ開発の虎の巻 のページ NSMutableArray などが参考になるかも知れません。

キャラクターが空を飛んでいるのを表現するのに iPhoneの画面を超えて縦横無尽に飛び回る状況を作り出したい為に上方に上限を設けぬ実装を鑑み Spritekitに於ける座標系を考察したのが以下列挙する本ブログの両記事です。

• Spritekitに於ける座標系（2016年7月9日）
• Spritekitに於ける座標系補遺（2016年7月11日）

処が此処に問題の内在が発覚しました。 時折デバッグの為に変数を出力して検討するのは誰もが実行する処でしょう。 2017年5月5日記事 SpriteKitに於ける時間軸に基づく背景グラデーションの独自実装 に記したようにゲームに於いてキャラクターが上空に飛翔すればするほど 宇宙空間に近いた表現で空色を濃く染め上げるのに背景色を変化させたのですが 此の時必要なのはキャラクターの縦軸の位置変数であるのは言う迄もありません。 其の変数とした honmaruPosYRatio の算出法は以下コードとなります。

アップル社がiPhoneアプリ開発に提供する2Dゲーム用フレームワーク SpriteKit を開発アプリに適用すればゲーム画面内に物理空間を生じせしめ 内部でオブジェクト同士の衝突の検出を可能にします。

Getting Started with SpriteKit

処でアップル社が提供する統合開発環境、 IDE（Integrated Development Environment） 足るXcodeでは補完機能が随分重宝します。 特にスティーブ・ジョブズに依って齎された NEXTSTEP を継承するアップル社の開発環境では長くなり勝ちなメソッド名や変数名などを扱うには 補完機能がないとなると実に不便に感じるものです。

さてSpritekitを利用して開発するゲームに於けるコーディングでは 利用するクラスファイルのヘッダファイル冒頭に以下記述が必要になるのは周知でしょう。 先ずはSpritekitをインポートしなければならないのは言わずもがなです。

下の図は手持ちのiPad Pro 9.7インチ版のApp Storeで Swift Playgrounds で検索した結果表示です。 どの環境でも此の如く先ず真っ先にアップル社が提供するiPad専用アプリ Swift Playgrounds が表示されるでしょう。

アップル社から提供されるアプリで尚且つ無料でもあり躊躇うことなく入手インストールします。 なお Swift Playgrounds の詳細説明画面を開けば下図のように 何やら楽しげな内容を垣間見せるものとなっています。 レートが 4+ 、即ち制限なく年少者にも問題なく見せられる設定となっており アップル社としては積極的に次代を担う子供達に使用を促すものとして提供されている様子が伺えるでしょう。