第18回 重力、ジャンプ、着地

1 / 4 重力で落下させる

このステップの目的

Y方向の速度と端数を使い、落下する移動を作ります。

入力と物理更新の準備

第17回では Player::Update() に入力と横移動をまとめました。この回では入力を UpdateInput()、重力と移動を UpdatePhysics() に分けます。ステップ1〜3で各部分を用意し、ステップ4で接続して実行します。

まず Player.h の dxgame::platformer 名前空間内で、Player クラスの前へ以下を追加します。PlayerEvents は、そのフレームにジャンプ・着地したかを記録する値です。Stage の宣言は地形を引数で受け取るために使います。

Player.h

namespace dxgame::platformer
{
    class Stage;
    struct PlayerEvents
    {
        bool jumped = false;
        bool landed = false;
    };

同ファイルの public にある Update() の宣言を次へ置き換えます。

Player.h（Updateの宣言を置き換え）

PlayerEvents Update(const Input& input, const Stage& stage, float deltaTime);

private に以下の宣言を追加します。参照引数 PlayerEvents& events を使うと、入力処理と物理更新が同じ結果へ書き込めます。

Player.h

private:
    void UpdateInput(const Input& input, float deltaTime, PlayerEvents& events);
    void UpdatePhysics(const Stage& stage, float deltaTime, PlayerEvents& events);
    void MoveHorizontal(float deltaTime);
    void MoveVertical(const Stage& stage, float deltaTime);

Player.cpp の第17回の Update() から、左右のキー取得〜X速度の上限を決める std::clamp までを UpdateInput() へ移します。X方向の端数処理と位置更新は MoveHorizontal() へ移します。各関数の引数は上の宣言とそろえてください。Update() の新しい本文と UpdatePhysics() 全体はステップ4で示します。

速度に重力を加える

先に GameTuning.h の namespace player で、摩擦の定数の下へ重力と速度の上限を追加します。

GameTuning.h

    inline constexpr float Friction = 900.0f;
    inline constexpr float RiseGravity = 1620.0f;
    inline constexpr float FallGravity = 2700.0f;
    inline constexpr float MaxFallSpeed = 720.0f;

画面の下はYの正方向です。Player::UpdatePhysics() で速度に重力を加えます。上昇中は RiseGravity、落下中は FallGravity を使います。次は新しい関数内に置く重力計算の部分です。

Player.cpp（UpdatePhysicsの重力部分）

const float gravity = velocity_.y < 0.0f
    ? tuning::player::RiseGravity
    : tuning::player::FallGravity;
velocity_.y += gravity * deltaTime;
velocity_.y = std::min(velocity_.y, tuning::player::MaxFallSpeed);

std::min は二つの値の小さい方を返し、落下速度の上限を保ちます。

Y方向にも端数を残す

Player.h の remainderX_ の下へ、Y方向の端数と接地状態を追加します。

Player.h

    float remainderX_ = 0.0f;
    float remainderY_ = 0.0f;
    bool onGround_ = false;

Player::Reset() でも同じ順に初期化します。

Player.cpp（Reset内）

    remainderX_ = 0.0f;
    remainderY_ = 0.0f;
    onGround_ = false;

新しい MoveVertical() では、第17回のX方向と同じように整数の移動量を取り出し、小数部分を次回へ残します。次はその先頭部分です。

Player.cpp（MoveVerticalの先頭）

remainderY_ += velocity_.y * deltaTime;
const int pixelMove = static_cast<int>(remainderY_);
remainderY_ -= static_cast<float>(pixelMove);

この後に床との位置補正を接続します。速度を制限するのは、大きな移動によるすり抜けを起こしにくくするためです。あらゆる速度で衝突を保証する処理ではありません。続くステップで床の判定とジャンプを加え、ステップ4で落下・着地を確認します。

チェックリスト

• 重力を加えるとY方向の速度が増えることを説明できる。
• X方向とY方向の端数を別の変数で保つ。
• 第17回の整数移動をY方向にも使っている。