第17回 加速度、摩擦、移動の端数

4 / 4 操作感を数値から比較する

このステップの目的

加速度、最高速度、摩擦の3つのパラメータを個別に変更し、プレイヤーの立ち上がり、最高速度、および停止距離に与える影響を比較・検証します。

3つのパラメータが移動に与える影響

GameTuning.h に定義されている3つの数値を変更することで、操作感を調整できます。

GameTuning.h

namespace dxgame::platformer::tuning::player
{
    // 水平方向の最高速度（ピクセル/秒）
    inline constexpr float MaxSpeed = 240.0f;

    // 水平方向の加速度（ピクセル/秒^2）
    inline constexpr float Acceleration = 1260.0f;

    // 水平方向の摩擦減速度（ピクセル/秒^2）
    inline constexpr float Friction = 1500.0f;
}

これらのパラメータは、それぞれ以下の役割を持ちます。

パラメータ	小さくした場合	大きくした場合	設計上の役割
Acceleration（加速度）	最高速度に達するまで時間がかかる	素早く最高速度に達する	入力への応答性の調整
MaxSpeed（最高速度）	全体の移動速度が低い	全体の移動速度が高い	ゲームの進行テンポの調整
Friction（摩擦）	キーを離しても長く滑る	キーを離すと素早く停止する	操作の制動距離の調整

1箇所ずつの比較とデバッグ表示による数値確認

パラメータを調整する際は、**「一度に複数の数値を同時に変更しない」**という原則を守ります。
Acceleration と Friction を同時に変更すると、操作感の変化がどちらの数値によるものか判別が困難になります。

デバッグ表示への速度出力

プレイヤーの現在速度を数値で確認するため、F1 のデバッグ表示に velocity_ の値を出力します。

Game.cpp

if (debugVisible_)
{
    const Vector2 velocity = player_.GetVelocity();
    DrawFormatString(14, 104, GetColor(255, 255, 255),
        "Velocity: X=%.1f, Y=%.1f", velocity.x, velocity.y);
}

動作確認の手順

プロジェクトをビルドして実行し、以下の項目を順に確認します。

1. 加速の確認:
   • 左右キーを押した際、速度が 0 から最高速度（240.0）まで連続して増加することを確認します。
2. 減速停止の確認:
   • 最高速度で移動している状態でキーを離し、速度が徐々に落ちて 0 で静止することを確認します。
3. 切り返しの確認:
   • 右移動中に左キーを入力した際、減速して速度が 0 を通過し、反対方向へ加速することを確認します。
4. 低速時の微小移動の確認:
   • キーを短く入力した際、端数蓄積によって数ピクセル移動できることを確認します。

チェックリスト

• 加速度、最高速度、摩擦の3つのパラメータの役割の違いを説明できる
• キー入力開始から最高速度まで滑らかに加速することを確認できる
• キーを離した際、摩擦によって0を通り越さずに停止することを確認できる
• 左右の切り返しがスムーズに行われることを確認できる

まとめと次回への引き継ぎ

第17回では、物理運動の基礎である加速度、摩擦、そして微小移動を保持する端数蓄積処理を実装しました。これで水平方向の滑らかな移動挙動が整いました。

次回（第18回）は、垂直方向（Y軸）の運動として「重力、ジャンプ、着地」を実装します。重力加速度を適用して落下させ、足元の床タイルを検知して着地（位置補正）させることで、ジャンプアクションの基本構造を構築します。

参考実装

今回追加・変更するファイルの一例です。宣言や補助処理を確認したいときに開いてください。自分のコードへ必要な変更を反映し、既存の調整値や素材をそのまま上書きしないようにします。

Source/Platformer/Game.cpp

Source/Platformer/Game.cpp

#include <Windows.h>
#include <string>

#include "DxLib.h"

#include "Config/ApplicationConfig.h"
#include "Platformer/Game.h"
#include "Platformer/Tuning/GameTuning.h"

namespace dxgame::platformer
{
    bool Game::Initialize()
    {
        if (!images_.LoadAll())
            return false;

        constexpr wchar_t StagePath[] = L"Assets/Maps/Stage01.csv";
        if (!stage_.Initialize(StagePath))
        {
            const std::wstring message = std::wstring(StagePath) + L"\n" +
                stage_.GetLastLoadError();
            MessageBoxW(nullptr, message.c_str(), L"Map Load Error", MB_OK);
            return false;
        }

        ResetStage();
        return true;
    }

    void Game::MainLoop()
    {
        // 小数分の待ち時間を次フレームへ持ち越す
        double nextFrame = GetNowCount();

        while (ProcessMessage() == 0)
        {
            input_.Update();
            if (input_.IsHeld(Key::Escape))
                break;

            Update(dxgame::config::DeltaTime);

            ClearDrawScreen();
            Draw();
            ScreenFlip();

            nextFrame += dxgame::config::FrameMilliseconds;
            const int waitMilliseconds =
                static_cast<int>(nextFrame - GetNowCount());

            if (waitMilliseconds > 0)
                WaitTimer(waitMilliseconds);
            else
                nextFrame = GetNowCount();
        }
    }

    void Game::Update(float deltaTime)
    {
        UpdateDebugToggle();
        player_.Update(input_, deltaTime);
        camera_.Update(player_.GetPosition(), stage_.GetWorldWidth());
    }

    void Game::Draw() const
    {
        DrawBackground();
        stage_.Draw(camera_.GetX(), images_);
        player_.Draw(camera_, images_);
        DrawHud();
        DrawDebug();
    }

    void Game::DrawBackground() const
    {
        images_.Draw(ImageId::Background, { 0.0f, 0.0f,
            static_cast<float>(dxgame::config::ScreenWidth),
            static_cast<float>(dxgame::config::ScreenHeight) });
    }

    void Game::DrawHud() const
    {
        const int textColor = GetColor(255, 255, 255);
        DrawString(12, 10, L"LEFT/RIGHT: MOVE", textColor);
        DrawString(12, 30, L"Z: JUMP", textColor);
        DrawString(12, 50, L"F1: DEBUG    ESC: QUIT", textColor);
    }

    void Game::DrawDebug() const
    {
        if (!debugVisible_)
            return;

        const dxgame::Rect playerDrawRect =
            camera_.WorldToScreen(player_.GetDrawRect());
        DrawBox(static_cast<int>(playerDrawRect.x),
            static_cast<int>(playerDrawRect.y),
            static_cast<int>(playerDrawRect.x + playerDrawRect.width),
            static_cast<int>(playerDrawRect.y + playerDrawRect.height),
            GetColor(80, 240, 255), FALSE);

        const dxgame::Rect playerRect =
            camera_.WorldToScreen(player_.GetHitbox());
        DrawBox(static_cast<int>(playerRect.x), static_cast<int>(playerRect.y),
            static_cast<int>(playerRect.x + playerRect.width),
            static_cast<int>(playerRect.y + playerRect.height),
            GetColor(255, 80, 80), FALSE);

        const dxgame::Rect goalDrawRect =
            camera_.WorldToScreen(stage_.GetGoalDrawRect());
        DrawBox(static_cast<int>(goalDrawRect.x),
            static_cast<int>(goalDrawRect.y),
            static_cast<int>(goalDrawRect.x + goalDrawRect.width),
            static_cast<int>(goalDrawRect.y + goalDrawRect.height),
            GetColor(80, 240, 255), FALSE);

        const dxgame::Rect goalRect =
            camera_.WorldToScreen(stage_.GetGoalTrigger());
        DrawBox(static_cast<int>(goalRect.x), static_cast<int>(goalRect.y),
            static_cast<int>(goalRect.x + goalRect.width),
            static_cast<int>(goalRect.y + goalRect.height),
            GetColor(255, 220, 40), FALSE);

        DrawBox(8, 76, 300, 178, GetColor(0, 0, 0), TRUE);
        const int textColor = GetColor(255, 255, 255);
        const dxgame::Vector2& position = player_.GetPosition();
        const dxgame::Vector2& velocity = player_.GetVelocity();
        DrawFormatString(14, 84, textColor,
            L"pos: %.1f, %.1f", position.x, position.y);
        DrawFormatString(14, 104, textColor,
            L"velocity: %.2f, %.2f", velocity.x, velocity.y);
        DrawFormatString(14, 124, textColor, L"camera: %d",
            camera_.GetX());
        DrawFormatString(14, 144, textColor, L"csv: %d",
            stage_.IsLoadedFromCsv() ? 1 : 0);
        DrawString(14, 164,
            L"cyan: draw  red: player  yellow: goal", textColor);
    }

    void Game::UpdateDebugToggle()
    {
        if (input_.IsPressed(Key::Debug))
            debugVisible_ = !debugVisible_;
    }

    void Game::ResetStage()
    {
        player_.Reset(stage_.GetPlayerSpawn());
        camera_.Update(player_.GetPosition(), stage_.GetWorldWidth());
    }

}

Source/Platformer/Player.cpp

Source/Platformer/Player.cpp

#include <algorithm>

#include "Platformer/Camera.h"
#include "Platformer/ImageManager.h"
#include "Platformer/Input.h"
#include "Platformer/Player.h"
#include "Platformer/Tuning/GameTuning.h"

namespace dxgame::platformer
{
    void Player::Reset(const dxgame::Vector2& position)
    {
        position_ = position;
        velocity_ = {};
        remainderX_ = 0.0f;
    }

    void Player::Update(const Input& input, float deltaTime)
    {
        const bool moveLeft = input.IsHeld(Key::Left);
        const bool moveRight = input.IsHeld(Key::Right);

        if (moveLeft && !moveRight)
        {
            velocity_.x -= tuning::player::Acceleration * deltaTime;
        }
        else if (moveRight && !moveLeft)
        {
            velocity_.x += tuning::player::Acceleration * deltaTime;
        }
        else if (velocity_.x > 0.0f)
        {
            velocity_.x = std::max(0.0f,
                velocity_.x - tuning::player::Friction * deltaTime);
        }
        else if (velocity_.x < 0.0f)
        {
            velocity_.x = std::min(0.0f,
                velocity_.x + tuning::player::Friction * deltaTime);
        }

        velocity_.x = std::clamp(velocity_.x,
            -tuning::player::MaxSpeed, tuning::player::MaxSpeed);

        remainderX_ += velocity_.x * deltaTime;
        const int pixelMove = static_cast<int>(remainderX_);
        remainderX_ -= static_cast<float>(pixelMove);
        position_.x += static_cast<float>(pixelMove);
    }

    void Player::Draw(const Camera& camera, const ImageManager& images) const
    {
        images.Draw(ImageId::Player,
            camera.WorldToScreen(GetDrawRect()));
    }

    dxgame::Rect Player::GetHitbox() const
    {
        return tuning::player::Hitbox.MovedBy(position_);
    }

    dxgame::Rect Player::GetDrawRect() const
    {
        return tuning::player::DrawRect.MovedBy(position_);
    }

    const dxgame::Vector2& Player::GetPosition() const
    {
        return position_;
    }

    const dxgame::Vector2& Player::GetVelocity() const
    {
        return velocity_;
    }
}

Source/Platformer/Player.h

Source/Platformer/Player.h

#pragma once

#include "DxGame/Rect.h"
#include "DxGame/Vector2.h"

namespace dxgame::platformer
{
    class Camera;
    class ImageManager;
    class Input;

    // プレイヤーの位置、横速度、移動端数を管理する
    class Player
    {
    public:
        void Reset(const dxgame::Vector2& position);
        void Update(const Input& input, float deltaTime);
        void Draw(const Camera& camera, const ImageManager& images) const;

        dxgame::Rect GetHitbox() const;
        dxgame::Rect GetDrawRect() const;
        const dxgame::Vector2& GetPosition() const;
        const dxgame::Vector2& GetVelocity() const;

    private:
        dxgame::Vector2 position_ = {};
        dxgame::Vector2 velocity_ = {};
        float remainderX_ = 0.0f;
    };
}

Source/Platformer/Tuning/GameTuning.h

Source/Platformer/Tuning/GameTuning.h

#pragma once

#include "Config/ApplicationConfig.h"
#include "DxGame/Rect.h"

namespace dxgame::platformer::tuning
{
    // 距離はピクセル、時間は秒、速度はピクセル/秒、
    // 加速度と重力はピクセル/秒²を基本単位とする。
    // 加速度と重力はピクセル/秒²を基本単位とする
    namespace player
    {
        // 中心座標を基準にした表示範囲と地形判定範囲
        // 画像本来の大きさとは独立して調整する
        inline constexpr Rect DrawRect =
            Rect::Centered(32.0f, 48.0f).MovedBy({ 0.0f, -8.0f });
        inline constexpr Rect Hitbox = Rect::Centered(24.0f, 30.0f);

        // 左右入力中の加速度、最大速度、無入力時の減速度
        // 速度の単位はピクセル/秒、加減速度はピクセル/秒²
        inline constexpr float Acceleration = 1260.0f;
        inline constexpr float MaxSpeed = 270.0f;
        inline constexpr float Friction = 900.0f;

    }

    namespace stage
    {
        // タイル画像の元サイズとは独立した、ワールド上の1マスの大きさ
        inline constexpr int TileSize = 32;

    }

    namespace camera
    {
        // 追従対象を画面内のどのX座標へ置くか
        inline constexpr float TargetScreenX =
            dxgame::config::ScreenWidth * 0.5f;
    }

    namespace enemy
    {
        // 敵の中心座標を基準にした表示範囲と命中範囲
        inline constexpr Rect DrawRect = Rect::Centered(32.0f, 32.0f);
        inline constexpr Rect Hitbox = Rect::Centered(28.0f, 28.0f);
    }

    namespace goal
    {
        // ゴール画像の表示範囲と、クリア成立に使う範囲
        inline constexpr Rect DrawRect = Rect::Centered(32.0f, 32.0f);
        inline constexpr Rect Trigger = Rect::Centered(20.0f, 28.0f);
    }
}